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Dezembro de 2005Dezembro de 2005 Sistemas DigitaisSistemas Digitais 11

FluxogramasFluxogramas

Prof. Carlos SêrroAlterado para lógica positiva por Guilherme Arroz

SISTEMAS DIGITAISSISTEMAS DIGITAIS


Pro

f. C

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oPro

f. C

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Em vez de diagramas de estado ou de Em vez de diagramas de estado ou de tabelas de estados/saídas, existe uma tabelas de estados/saídas, existe uma forma alternativa de representação das forma alternativa de representação das máquinas sequenciais, mais compacta, máquinas sequenciais, mais compacta, que utiliza que utiliza fluxogramasfluxogramas

Os fluxogramas contêm, para cada Os fluxogramas contêm, para cada estado, apenas a informação que lhe é estado, apenas a informação que lhe é relevanterelevante Importante quando o número de Importante quando o número de

entradas/saídas é elevadoentradas/saídas é elevado


Pro

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Num fluxograma, em cada estado Num fluxograma, em cada estado actual apenas se indicamactual apenas se indicam as saídas activas nesse estado (que as saídas activas nesse estado (que

dependem ou não dos valores nas dependem ou não dos valores nas entradas – Mealy ou Moore)entradas – Mealy ou Moore)

as transições relevantes para os estados as transições relevantes para os estados seguintes, para as entradas com seguintes, para as entradas com significado nesse estadosignificado nesse estado

em vez de se indicarem todas as transições, em vez de se indicarem todas as transições, como nos diagramas/tabelas de estadoscomo nos diagramas/tabelas de estados


Pro

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Num fluxogramaNum fluxograma cada estado é representado por um cada estado é representado por um

rectângulorectângulo as entradas vêm em losangos (decisões)as entradas vêm em losangos (decisões) as saídas de Moore as saídas de Moore activasactivas vêm indicadas vêm indicadas

nos rectângulos (estados)nos rectângulos (estados) as saídas de Mealy as saídas de Mealy activasactivas vêm indicadas vêm indicadas

em símbolos próprios, constituídos por em símbolos próprios, constituídos por rectângulos com extremidades rectângulos com extremidades arredondadasarredondadas


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ExemploExemplo

Vamos considerar a geração do Vamos considerar a geração do fluxograma de uma máquina que fluxograma de uma máquina que controla os acessos a uma estrada de controla os acessos a uma estrada de montanha estreita, que só deixa montanha estreita, que só deixa passar um carro de cada vezpassar um carro de cada vez


Pro

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ExemploExemplo

ExistemExistem duas cancelas nos dois extremos do troço

estreito (C1 e C2) seis detectores (ou sensores) nas entradas

(D1 a D6) dois semáforos (S1 e S2)


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ExemploExemplo

Admitimos queAdmitimos que os detectores (entradas) vêm a 1 quando os detectores (entradas) vêm a 1 quando

forem pisadosforem pisados as cancelas (saídas) são abertas quando as cancelas (saídas) são abertas quando

geramos um nível 1geramos um nível 1 os semáforos (saídas) ficam a verde os semáforos (saídas) ficam a verde

quando geramos um nível 1quando geramos um nível 1


Pro

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ExemploExemplo

As cancelas estão normalmente fechadas, e os semáforos S1 e S2 normalmente em vermelho

Normalmente quer dizer quando não há passagem de viaturas


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ExemploExemplo

Quando surge uma viatura, por exemplo do lado esquerdo, pisa o detector D1

Se não houver nenhum carro a deslocar-se no troço estreito, o semáforo S1 passa a verde, a cancela C1 abre, e a viatura entra


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ExemploExemplo

Logo que passa no detector D2, essa barreira é fechada, o semáforo volta a vermelho e a situação fica estável neste estado até a viatura sair da estrada


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ExemploExemplo

Quando a viatura chega ao detector D3, a cancela C2 abre e permanece aberta até a viatura pisar o detector D4

Então, a cancela fecha


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ExemploExemplo

Se entretanto chegar uma viatura a qualquer dos lados, espera que a primeira saia e só então se inicia de novo o processo no mesmo sentido ou no sentido inverso, conforme o sentido de chegada da viatura


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ExemploExemplo

No caso de chegarem duas viaturas ao mesmo tempo, dá-se prioridade ao sentido da esquerda para a direita Esta hipótese simplifica o fluxograma, mas

pode ser alterada (prioridades alternadas)


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ExemploExemplo

Um diagrama de estados para esta máquina teria 64 transições a partir de cada estado porque há 6 entradas (os detectores)

Por isso, um fluxograma é mais interessante, uma vez que em cada estado se vai ter em conta apenas a ou as entradas relevantes para a evolução a partir desse estado


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ExemploExemplo

Vamos desenhar o fluxograma de uma Vamos desenhar o fluxograma de uma máquina de Mooremáquina de Moore

Mais tarde desenharemos o Mais tarde desenharemos o fluxograma de uma máquina de Mealyfluxograma de uma máquina de Mealy


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ExemploExemplo

Consideremos um estado inicial, E0, em Consideremos um estado inicial, E0, em que a máquina espera que apareça uma que a máquina espera que apareça uma viaturaviatura

Neste estado há 3 hipótesesNeste estado há 3 hipóteses Não surge qualquer viatura, e ficamos em E0Não surge qualquer viatura, e ficamos em E0 surge uma viatura em D1 e inicia-se o surge uma viatura em D1 e inicia-se o

processo de atravessamento da esquerda processo de atravessamento da esquerda para a direitapara a direita

surge uma viatura em D5 e inicia-se o surge uma viatura em D5 e inicia-se o processo opostoprocesso oposto


Pro

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ExemploExemplo

No estado E0 No estado E0 espera-se por um espera-se por um dos detectores, com dos detectores, com prioridade para D1prioridade para D1

No estado E1 abre-No estado E1 abre-se a cancela C1 e se a cancela C1 e coloca-se o coloca-se o semáforo S1 a semáforo S1 a verdeverde

No estado E5 faz-se No estado E5 faz-se o mesmo para o o mesmo para o outro ladooutro ladoAtravessamento da esq. para a dir.

Atravessamento da dir. para a esq.


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ExemploExemplo

Notar como no Notar como no estado E0 as saídas estado E0 as saídas (cancelas e (cancelas e semáforos) estão semáforos) estão inactivosinactivos Cancelas em baixo e Cancelas em baixo e

semáforos a semáforos a vermelhovermelho

Notar o comentário Notar o comentário opcional (opcional (EsperaEspera) ) em E0em E0


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ExemploExemplo

Nos estados E1 e E5 Nos estados E1 e E5 a outra cancela está a outra cancela está em baixo, e o outro em baixo, e o outro semáforo está semáforo está vermelho (em vermelho (em ambos os casos, ambos os casos, saídas inactivas)saídas inactivas)

Notar como, em Notar como, em cada estado, apenas cada estado, apenas se indicam as saídas se indicam as saídas activasactivas


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ExemploExemplo

Vejamos o fluxograma completoVejamos o fluxograma completo


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ExemploExemplo


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ExemploExemplo

No estado E1 espera-se que a viatura pise D2


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ExemploExemplo

No estado E2 a viatura já entrou na estrada de montanha, as cancelas estão fechadas e os semáforos estão vermelhos


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ExemploExemplo

Não se sai deste estado enquanto a viatura estiver no troço estreito Ou seja, enquanto não

pisar D3


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ExemploExemplo

No estado E3 a viatura ainda está no troço de montanha mas já pisou o sensor D3

A cancela C2 abre Ficamos em E3 enquanto

a viatura não pisar D4


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ExemploExemplo

No estado E4 espera-se que a viatura deixe de pisar D4

Enquanto estiver a pisar D4, não se passa ao estado seguinte


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ExemploExemplo

Entre o instante em que se entra em E4, com a viatura a começar a pisar D4, e o instante em que se sai de E4, quando deixa de pisar D4, decorrem alguns segundos São muitos ciclos de relógioSão muitos ciclos de relógio


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ExemploExemplo

Ex: com um relógio de frequência 1 MHz (nem sequer é muito elevada), num segundo dão-se 106 voltas ao estado E4 1 1 µµs para cada voltas para cada volta


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ExemploExemplo

Este fluxograma é de uma máquina de Moore

As saídas dependem, em cada ciclo de relógio, apenas dos estados


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ExemploExemplo

Vejamos agora o fluxograma de Mealy Vejamos agora o fluxograma de Mealy para o mesmo problema, mas com para o mesmo problema, mas com uma uma pequena alteração no estado E1, o semáforo S1 fica activo

(verde) apenas até o veículo abandonar o detector D1

logo que isso acontece, o sinal volta a vermelho para impedir que um segundo veículo siga o primeiro


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ExemploExemplo

Neste caso a saída S1 depende não só do estado E1 como da entrada D1 (saída de Mealy)

Outro tanto se passa no estado E5 com a saída S2 e a entrada D5


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ExemploExemplo

Símbolo de uma saída de MealySímbolo de uma saída de Mealy


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ExemploExemplo

Contraste entre uma Contraste entre uma saída de Mealysaída de Mealy e e uma uma saída de Mooresaída de Moore num fluxograma num fluxograma


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ExemploExemplo

Fluxograma de Fluxograma de Mealy para a Mealy para a máquina que máquina que controlo os acessos controlo os acessos ao troço de ao troço de montanhamontanha

dezembro de 2005 sistemas digitais 1 fluxogramas prof. carlos sêrro alterado para l ó gica...

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