2025/01/7'te 5,389

ASM diyagramlarının temelleri açıklandı

ASM diyagramı, bir dijital sistemin kayıtlar içindeki bilgi akışına odaklanarak nasıl çalıştığını gösteren bir akış şemasıdır.Sistemin zaman içinde nasıl değiştiğini gösterirken sıfırlama, sayma ve kayma gibi işlemleri vurgular.Standart akış şemalarından farklı olarak, ASM diyagramları olayların zamanlamasını içerir, bu da onları dijital sistemlerdeki kesin dizileri anlamak için mükemmel hale getirir.

Katalog

Dijital sistemlerde ASM diyagramlarına genel bakış

ASM diyagramı, bir dijital sistemin çalıştırındaki adımları açıklamak için kullanılan bir akış şemasıdır.Geleneksel bir bilgisayar akış şemasına oldukça benziyor, ancak odak noktası, bilgilerin nasıl hareket ettiğini ve kayıtlarda nasıl işlendiğini göstermektir.Ayrıca sıfırlama, ön ayar, sayma ve kayma gibi işlevleri de içerir.Tıpkı programcıların kodlamadan önce algoritmalarını özetlemek için akış şemaları oluştururken, tasarımcılar dijital sistemler tasarlarken Kayıt Aktarım Düzeyinde (RTL) ASM diyagramları oluştururlar.

ASM diyagramları bir dijital sistemin hem kontrol hem de veri işleme bölümlerini kapsar.Bir tane çizerken, yalnızca RTL sinyallerinin nasıl iletildiğine ve işlendiğine odaklanmanız gerekir.Temel donanımın ayrıntılı çalışmaları hakkında endişelenmenize gerek yoktur.İlk başta şemaya ekstra durumları dahil etmek sorun değil;EDA Software gibi araçlar daha sonra bunları kolaylaştırmaya yardımcı olabilir.Ayrıca, sinyaller kombine ve zamanlama sinyalleri arasında ayrım yapmadan kayıt sinyalleri olarak eşit olarak muamele edilebilir.

Bir ASM diyagramı normal bir yazılım akış şemasına benzese de, önemli bir fark vardır: ASM diyagramı, kesin bir zaman sırasındaki olayları temsil eder.Normal bir yazılım akış şeması, zaman aralıkları belirtmeden yalnızca olayların sırasını listeler.Bu zamana dayalı karakteristik ASM diyagramlarını birbirinden ayıran şeydir.

Bir ASM grafiğinin temel bileşenleri

ASM diyagramı, her biri bir dijital sistemin çalışmasını temsil etmede benzersiz bir amaca hizmet veren birkaç temel öğeden oluşur.Bu öğeler durum kutusu, karar kutusu, koşullu çıkış kutusu ve giriş/çıkış yollarını içerir.Bu bileşenlerin her birini ayrıntılı olarak keşfedelim.

Durum kutusu

• Bir devletin temsili

Bir dikdörtgen tarafından temsil edilen durum kutusu, sistemin kontrol sırasındaki belirli bir durumu ifade eder.Kutunun içinde, bu durumda gerçekleştirilen işlemler ve üretilen çıktı sinyalleri hakkında ayrıntılar bulacaksınız.Eyaletin adı kutunun sol üst köşesinde görüntülenirken, ikili kodu sağ üst köşede gösterilir.

Örneğin, durum 010 ikili kodu ile S1 olarak adlandırılırsa, bu bilgiler kutunun ilgili köşelerine yerleştirilir.Kayıt işlemleri ve çıkışları daha sonra kutunun ana alanında listelenir.

• Zaman tahsisi

Her durum kutusu bir saat döngüsüne karşılık gelir.Sistem bir duruma girdiğinde, durum kutusu bu döngü sırasında yürütülen işlemleri yansıtır.Saat tekrar tetiklendikten sonra, sistem bir sonraki duruma geçer.Bu, ASM diyagramlarının zamansal doğasını vurgular.

• Kontrol komutları

Denetleyici için kontrol komutları durum kutusuna dahil edilir.Bu komutlar aynı saat döngüsünde veya bitmeden önce tamamlanmalıdır.Bu durumda gerektiği gibi diğer çıktı sinyallerini de tanımlayabilirsiniz.

Karar kutusu

• Şubeleri kullanma

Elmas veya elmas sınırlı bir dikdörtgen gibi şekillendirilen yargı kutusu, kontrol dizisindeki karar noktalarını temsil eder.Bu kutu, sistemin bir sonraki durumu geçerli durumun yanında harici girdiye bağlı olduğunda kullanılır.

• Karar akışı

Kutunun bir giriş yolu ve birden çok çıkış yolu vardır.Kutunun içinde, sistemin hangi yolu takip edeceğini belirleyen bir durum göreceksiniz.Durum doğruysa, bir yol seçilir;Yanlışsa, başka bir yol alınır.Bu, sistemin dallanma mantığını etkili bir şekilde işlemesini sağlar.

• Zaman kullanımı yok

Durum kutusunun aksine, yargı kutusu sırada zaman tüketmez.Bu sadece sistemin bir sonraki eylem yolunu belirlediği bir karar noktasıdır.

Koşullu Çıkış Kutusu

• Koşullu çıkışlar

Bazen, belirli bir durumdaki çıktılar belirli koşullara bağlıdır.Elips gibi şekillendirilmiş koşullu çıkış kutusu bu tür çıkışları temsil eder.Bu kutu, karar kutusunun çıktısına bağlanır ve bir koşul karşılandığında ortaya çıkan işlemleri veya çıktıları belirtir.

• Örnek kullanımı

Örneğin, sistem S1 durumundaysa ve x = 1 koşulu doğruysa, R kaydı temizlenebilir.Durum yanlışsa, R değişmeden kalır.Sonuçtan bağımsız olarak, sistem duruma bağlı işlemi tamamladıktan sonra sistem S2 gibi bir sonraki duruma geçer.

ASM diyagramının pratik örneği

Bir ASM diyagramının yapımı bir trafik ışık denetleyicisi örneği ile gösterilebilir.Bu sistem, A ve B olmak üzere iki kanal için kırmızı, sarı ve yeşil ışıkları yönetir. Kanal A için kırmızı ışık 45 saniye, sarı ışık 5 saniye sürer ve yeşil ışık 40 saniye sürer.Bu ışıklar için sinyaller, kanal A için RA (kırmızı), YA (sarı) ve GA (yeşil) ve kanal B için RB (kırmızı), YB (sarı) ve GB (yeşil) olarak temsil edilir. Karşılık gelen ekranBu kanalların sayıları kayıt sinyalleri LEDA ve LEDB kullanılarak kontrol edilir.

Bu denetleyicinin ASM diyagramı, S0 ila S7 etiketli sekiz durum kutusu içerir.Bu kutular tipik olarak doğal ikili kodlama kullanır, ancak tek sıcak kodlamayı da kullanabilir.

S0, S2, S4 ve S6 eyaletleri, trafik ışıkları için başlangıç ​​değerlerinin zamanlama gereksinimlerine göre ayarlanmasından sorumludur.Örneğin, S0 kanal A için kırmızı bir ışık ve kanal B için yeşil bir ışık, S2 kanal A için kırmızı bir ışığa ve kanal B için sarı bir ışığa geçer. S4 kanal A için yeşil bir ışık ve kırmızı bir ışık ön plana çıkarır.Kanal B ve S6, kanal B için kırmızı ışığı koruyarak kanal A için sarı ışığı yönetir.

Geri kalan durumlar, ışıklar için zamanlama gereksinimlerine uyacak şekilde geri sayım işlemlerini kullanır.Örneğin, S0'daki önceden ayarlanmış 33 sayısı ikili içine dönüştürülür, söz konusu ışık konfigürasyonunun zamanlamasını belirler.Her durum, trafik ışıklarının dizisinin ve süresinin doğru kontrolünü sağlayarak bir sonrakine sorunsuz bir şekilde geçer.Bu yaklaşım, tüm ışık değişikliklerinin doğru sırada ve doğru zaman aralıklarında gerçekleşmesini sağlar.