Návrh číslicových systémů (INC) - Sekvenční obvody

Struktura synchronního sekvenčního obvodu
• Finite State Machine (FSM)
• Paměť současného stavu - klopné obvody (KO)
• KO jsou citlivé na hranu hodinového signálu (Clock)
• KO lze asynchronně (nezávisle na Clock) nastavit (např. signálem Preset) či nulovat (např. Clear) - počáteční stav (q0)
• Alternativně může být účelné uvést automat do počátečního stavu q0 i synchronně - signálem „synchronní reset“ se vnutí přechodové funkci, aby (na základě aktivní hrany hodin) generovala stav q0

Kódování stavů konečného automatu
• Stavy automatu jsou reprezentovány unikátními kódy
• Vhodný kód se volí dle aplikace, s ohledem na technologické aspekty návrhu (rušení apod.), optimalizaci výsledné implementace atd.
• Počet klopných obvodů = log2(počet stavů)
• Např. na 6 bitech můžeme kódovat až 26=64 různých stavů
• Např. 9 stavů musíme kódovat na alespoň 4 bitech, neboť 24=16>9 (celkem 7 možných kódových kombinací nebude využito)
• Nepoužité (nevyužité) stavy
• Sekvenční obvod může přejít vlivem např. rušení do nevyužitého stavu (neočekávané chování)
• Pro omezení rizika nesprávné činnosti, může být třeba tuto situaci ošetřit - z nevyužitých stavů se přechází do stavů využitých (např. počátečního)
• Počáteční stav
• Nutno volit s ohledem na jeho snadné vynucení (reset) - nejčastěji 00..0 či 11…1 (asynchronní vstupy Preset a Clear klopných obvodů)