49. Introduction aux Machines à États Finis (FSM)

Les circuits séquentiels qui présentent des comportements spécifiques basés sur une séquence d'états bien définie sont modélisés à l'aide de Machines à États Finis (FSMs). Les FSMs sont le modèle abstrait pour la plupart de la logique de commande numérique.

Composants d'une FSM

1. États : Les valeurs actuelles stockées dans les éléments de mémoire (Bascules).
2. Entrées : Signaux externes qui déclenchent des transitions.
3. Sorties : Signaux générés en fonction de l'état et/ou de l'entrée.
4. Transitions : Les règles définissant comment la machine passe d'un état à l'état suivant.

Types de FSM

1. Modèle de Mealy

La sortie est fonction à la fois de l'état actuel ET de l'entrée actuelle. Cela signifie que la sortie peut changer immédiatement après un changement d'entrée, même si l'état n'a pas encore changé.

2. Modèle de Moore

La sortie est fonction de l'état actuel UNIQUEMENT. La sortie ne change qu'après qu'un front d'horloge provoque une transition d'état.

Processus de Conception d'une FSM

La conception d'un circuit de commande à l'aide d'une FSM implique :

1. La création du Diagramme d'État (représentation visuelle).
2. La création de la Table d'État (représentation tabulaire).
3. La sélection des types de Bascule (D, JK).
4. La Minimisation de la logique d'excitation (à l'aide de K-Maps ou Q-M).

Cette approche systématique permet la création de contrôleurs complexes utilisés dans les CPU, les feux de circulation et les protocoles de communication.