/media/sda-magnetic/david/Dok-15-2023-11-27/informatik/fsm2024-02-10/auswendig20240205a.txt

Schaltwerk
Zustandsgraph

Ein Schaltwerk arbeitet in Schritten

Eine Ampel zeigt normalerweise auf rot. Drückt man den Knopf drückt geht sie auf grün.
Sie verbleibt dort für 3s und wechselt wieder auf rot

Zustansgraph
Knoten des Graphen
Knoten des Graphen sind die Zustände des Schaltwerks

Eingabe i
Ausgabe o
i/o durch Schrägstrich getrennt

Eingabe: Signal Knopf
Ausgabe: Signal Farbe 0 rot, 1 grün

* steht für beliebige Eingabe

z0->z0
z0->z1
z1->z0

z0->z0
z0->z1
z1->z2
z2->z0

Ein schaltwerk arbeitet normalerweise mit Schritten fester länge

Takt
Taktsignal
Taktdauer

Taktdauer: Die Länge eines Taktes

Taktsignal: Steigende Flanke nach einer Taktdauer

n-Bit-Register
    n Dateneingänge
    n Datenausgänge
    Steuereingang CLK oder Taktsignal

Steuereingang

z0+ := z0 AND NOT Knopf OR z2
z1+ := z0 AND Knopf
z2+ := z1
Farbe := z0 AND Knopf OR z1 OR z2

z0, z0+
z1, z1+
z2, z2+
zw, zw+

Nachfolgezustände
    z0+
    z1+
    z2+
    zw+

Übergangsschaltnetz für z0+ -> n-Bit Register -> z0
Übergangsschaltnetz für z1+ -> n-Bit Register -> z1
Übergangsschaltnetz für z2+ -> n-Bit Register -> z2

Die Rot Phase 2s
gefolgt von einer Gelbphase von 1s
Die Grünphase mindestens 2s
kann auf 5s verlängert werden

ro: rot
ge: gelb
gr: grün

x NOR 0 = NOT x
x NOR 1 = 0

Q := R NOR Q'
Q' := S NOR Q

R, S, Q, NOT Q
D, CLK, Q, NOT Q
ENABLE, D, CLK Q, NOT Q

Wirkintervall: Setzzeit + Haltezeit
Kippintervall

Setzzeit: Setup Time
Haltezeit: Hold Time

Kippintervall: Die Zeit die das Datensignal maximal oder minimal braucht um an Datenausgangs des FF zu erscheinen

Setzzeit: Die Zeit in der das Dateneingangssignal am FF vor dem Taktsignal stabil sein muss
Haltezeit: Die Zeit in der Datensignal am FF nach dem Taktsignal stabil sein muss

MS FF: FF bei denen sich Wirk und Kippintervall nicht überlappen

1.) Operationswerk
2.) Steuerwerk

1.) Operationswerk
    Eingabevektor X
    Ausgabevektor Y
    Steuervektor S
    Statusvektor V
2.) Steuerwerk
    Steuervektor S
    Statusvektor V

Komplexe Schaltwerke: Das Schaltwerk übernimmt lediglich die Zustände. Beim Komplexen Schaltwerk übernimmt das Operationswerk berechnungen an Daten


RTL-Notation

R - Register - allzweck, allgemein
AR - Address Register
PC - Programm Counter
IR - Instruction Register
M [...] - Speicher

Angabe von Randbits

R2(7:0) - Ein Byte

MSB - Most Significant Bit: 2^7 das linke Bit
LSB - Least Significant Bit: 2^0 das rechte Bit

Big Endian: Richtig rum
Little-Endian: Falsch rum

IR <- M [PC], PC <- PC + 1

RTL-Notation
    Logisch
        NOT
        AND
        OR
        EXOR
    Arithmetisch
        Addition +
        Inkrement ++
        Subtraktion -
        Dekrement --
        Einerkomplement
    Bitweise
        Schiebe um n bit nach rechts >> n
        Schiebe um n bit nach links << n
        Rotiere um n bit nach rechts: Geschweifter Pfeil nach rechts n
        Rotiere um n bit nach links: Geschweifter Pfeil nach links n
        Verbinde zwei Vektoren zu einem grösseren Vektor: ||

RTL-Notation: Register Transfer Level
ASM-Diagramme: Algorithmic State Machine Chart


ASM-Diagramm