Finite State Machine(FSM)は、デジタルロジック設計の基本的な考え方です。 マイクロプロセッサー内の制御ユニットの動作をモデル化するために使われます。 状態と移行のセットを定義することで、FSMは、さまざまなプロセッサーコンポーネントの動作を効率的に管理する制御ロジックの設計を支援します。

有限状態機械の基本

FSMは、各州に関連付けられている有限の状態、これらの状態間の移行、およびアクションで構成されます。 出力が州や入力に依存する、およびムーアマシンが出力される2つのタイプに分類できます。

マイクロプロセッサ制御ユニットのアプリケーション

制御ユニットは、制御信号を生成することにより、プロセッサの活動を座標にします。FSM を使用して、設計者は、一連の状態と移行としてこれらの信号をモデル化し、指示フェッチ、デコード、実行、および書き込みバックなどの操作の正しいシーケンスを確保することができます。

設計プロセス

設計プロセスは、入力信号に基づいてトランジションを定義し、フリップフロップと組み合わせロジックを使用してFSMを実装する、各命令サイクルに必要な状態を識別することを含みます。このアプローチは、複雑な制御ロジックを簡素化し、信頼性を向上させます。

  • ステート図作成
  • トランジションテーブル開発
  • 論理ゲートによる実装
  • 試験と検証