på 2025-01-07 5,387

Grundlæggende om ASM -diagrammer forklarede

Et ASM -diagram er et flowdiagram, der viser, hvordan et digitalt system fungerer ved at fokusere på strømmen af ​​information inden for registre.Det fremhæver operationer som nulstilling, tælling og skift, mens du viser, hvordan systemet ændrer stater over tid.I modsætning til standard flowdiagrammer inkluderer ASM -diagrammer tidspunktet for begivenheder, hvilket gør dem gode til at forstå præcise sekvenser i digitale systemer.

Katalog

Oversigt over ASM -diagrammer i digitale systemer

Et ASM -diagram er et flowdiagram, der bruges til at forklare trinnene i driften af ​​et digitalt system.Det ligner meget en traditionel computerflowdiagram, men dens fokus er på at vise, hvordan information bevæger sig og behandles inden for registre.Det inkluderer også funktioner som nulstilling, forudindstilling, tælling og skift.Ligesom programmerere skaber flowdiagrammer til at skitsere deres algoritmer før kodning, opretter designere ASM -diagrammer på registeroverførselsniveauet (RTL), når de designer digitale systemer.

ASM -diagrammer dækker både kontrol- og databehandlingsdele i et digitalt system.Når du tegner en, behøver du kun at fokusere på, hvordan RTL -signaler overføres og behandles.Du behøver ikke at bekymre dig om den detaljerede funktion af den underliggende hardware.Det er okay at inkludere ekstra stater i diagrammet først;Værktøjer som EDA -software kan hjælpe med at strømline dem senere.Signaler kan også behandles ensartet som registersignaler uden at skelne mellem kombinerede og timingssignaler.

Mens et ASM -diagram ligner en almindelig software flowdiagram, er der en vigtig forskel: ASM -diagrammet repræsenterer begivenheder i en præcis tidssekvens.En regelmæssig software flowdiagram lister kun sekvensen af ​​begivenheder uden at specificere tidsintervaller.Denne tidsbaserede egenskab er det, der adskiller ASM-diagrammer fra hinanden.

Nøglekomponenter i et ASM -diagram

ASM -diagrammet består af flere nøgleelementer, der hver tjener et unikt formål med at repræsentere driften af ​​et digitalt system.Disse elementer inkluderer statusboksen, bedømmelsesboksen, betinget outputboks og input/output stier.Lad os udforske hver af disse komponenter i detaljer.

Statusboks

• Repræsentation af en stat

Statusboksen, der er repræsenteret ved et rektangel, betegner en bestemt tilstand i systemets kontrolsekvens.Inde i boksen finder du detaljer om de operationer, der udføres inden for denne tilstand og eventuelle outputsignaler, der er produceret.Statens navn vises i øverste venstre hjørne af boksen, mens dens binære kode vises i øverste højre hjørne.

For eksempel, hvis staten hedder S1 med den binære kode 010, placeres disse oplysninger i de respektive hjørner af kassen.Registeroperationer og output vises derefter i hovedområdet i kassen.

• Tidsfordeling

Hver statusboks svarer til en urcyklus.Når systemet går ind i en tilstand, afspejler statusboksen de operationer, der udføres i løbet af denne cyklus.Efter uret udløses igen, overgår systemet til den næste tilstand.Dette fremhæver ASM-diagrammernes tids-sekventielle karakter.

• Kontrolkommandoer

Kontrolkommandoer for controlleren er inkluderet i statusboksen.Disse kommandoer er beregnet til at være afsluttet i den samme urcyklus eller inden den slutter.Du kan også definere andre outputsignaler efter behov i denne tilstand.

Dommen boks

• Håndtering af grene

Dømmekassen, formet som en diamant eller et diamantgrænset rektangel, repræsenterer beslutningspunkter i kontrolsekvensen.Denne boks bruges, når systemets næste tilstand afhænger af eksterne input sammen med den aktuelle tilstand.

• Beslutningsstrøm

Kassen har en inputsti og flere udgangsstier.Inde i boksen ser du en tilstand skrevet, der bestemmer, hvilken sti systemet vil følge.Hvis betingelsen er sand, vælges en sti;Hvis der er falsk, tages der en anden sti.Dette gør det muligt for systemet at håndtere forgreningslogik effektivt.

• Ingen tidsbrug

I modsætning til statusboksen forbruger dømmekassen ikke tid i sekvensen.Det er simpelthen et beslutningspunkt, hvor systemet bestemmer dets næste handlingsforløb.

Betinget outputboks

• Betingede output

Nogle gange afhænger output i en bestemt tilstand af visse betingelser.Den betingede outputboks, formet som en ellipse, repræsenterer sådanne output.Denne boks opretter forbindelse til output fra dømmekassen og specificerer operationerne eller output, der opstår, når en betingelse er opfyldt.

• Eksempel til brug

For eksempel, hvis systemet er i tilstand S1, og en tilstand x = 1 er sandt, kan registeret r ryddes.Hvis tilstanden er falsk, forbliver R uændret.Uanset resultatet overgår systemet til den næste tilstand, såsom S2, efter at have afsluttet den tilstandsafhængige drift.

Praktisk eksempel på et ASM -diagram

Konstruktionen af ​​et ASM -diagram kan illustreres gennem et eksempel på trafiklyscontroller.Dette system styrer de røde, gule og grønne lys i to kanaler, A og B. For kanal A varer det røde lys 45 sekunder, det gule lys varer 5 sekunder, og det grønne lys varer 40 sekunder.Signalerne til disse lys er repræsenteret som RA (rød), YA (gul) og GA (grøn) til kanal A og RB (rød), YB (gul) og GB (grøn) til kanal B. det tilsvarende displayTal til disse kanaler styres ved hjælp af registersignaler LEDA og LEDB.

ASM -diagrammet til denne controller inkluderer otte statusbokse mærket S0 til S7.Disse kasser bruger typisk naturlig binær kodning, men kan også anvende en-hot-kodning.

Staterne S0, S2, S4 og S6 er ansvarlige for at indstille de oprindelige værdier for trafiklysene baseret på timingkravene.F.eksKanal B og S6 styrer det gule lys til kanal et stykke tid ved at opretholde det røde lys til kanal B.

De resterende stater håndterer nedtællingsoperationer for at matche timingskravene for lysene.For eksempel dikterer det forudindstillede nummer 33 i S0, konverteret til binært, timingen for den bestemte lyskonfiguration.Hver stat overgår problemfrit til den næste og sikrer nøjagtig kontrol af trafiklysets sekvens og varighed.Denne tilgang sikrer, at alle lysændringer forekommer i den rigtige rækkefølge og i de rigtige tidsintervaller.