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Mário Serafim Nunes Guilherme Silva Arroz
Fluxogramas
Mário Serafim Nunes Guilherme Silva Arroz
Fluxogramas: motivação e conceitos base Uso dos fluxogramas para especificar um
circuito.
Nesta aula foram usados slides concebidos pelo Prof. Carlos Serro e alterados para esta aula
2010/2011
Sistemas Digitais - Taguspark
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Em vez de diagramas de estado ou de tabelas de estados/saídas, existe uma forma alternativa de representação das máquinas sequenciais, mais compacta, que utiliza fluxogramas
Os fluxogramas contêm, para cada estado, apenas a informação que lhe é relevante Importante quando o número de entradas/saídas é
elevado
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Num fluxograma, em cada estado actual apenas se indicam as saídas activas nesse estado (que dependem ou não
dos valores nas entradas – Mealy ou Moore) as transições relevantes para os estados seguintes,
para as entradas com significado nesse estado em vez de se indicarem todas as transições, como nos
diagramas/tabelas de estados
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Num fluxograma cada estado é representado por um rectângulo as entradas vêm em losangos (decisões) as saídas de Moore activas vêm indicadas nos
rectângulos (estados) as saídas de Mealy activas vêm indicadas em
símbolos próprios, constituídos por rectângulos com extremidades arredondadas
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Vamos considerar a geração do fluxograma de uma máquina que controla os acessos a uma estrada de montanha estreita, que só deixa passar um carro de cada vez
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Existem duas cancelas nos dois extremos do troço estreito
(saídas C1 e C2) seis detectores da presença (entradas D1 a D6) dois semáforos (saídas S1 e S2)
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Admite-se que os detectores (entradas) vêm a 1 quando forem
pisados as cancelas (saídas) são abertas quando se gera um
nível 1 os semáforos (saídas) ficam a verde quando se gera
um nível 1 e a vermelho com um nível 0.
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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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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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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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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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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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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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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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Vamos desenhar o fluxograma de uma máquina de Moore
Mais tarde desenharemos o fluxograma de uma máquina de Mealy
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Consideremos um estado inicial, E0, em que a máquina espera que apareça uma viatura
Neste estado há 3 hipóteses Não surge qualquer viatura, e ficamos em E0 surge uma viatura em D1 e inicia-se o processo de
atravessamento da esquerda para a direita surge uma viatura em D5 e inicia-se o processo
oposto
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No estado E0 espera-se por um dos detectores, com prioridade para D1
No estado E1 abre-se a cancela C1 e coloca-se o semáforo S1 a verde
No estado E5 faz-se o mesmo para o outro lado
Atravessamento da esq. para a dir. Atravessamento da dir. para a esq.
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Notar como no estado E0 as saídas (cancelas e semáforos) estão inactivos Cancelas em baixo e
semáforos a vermelho
Notar o comentário opcional (Espera) em E0
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Nos estados E1 e E5 a outra cancela está em baixo, e o outro semáforo está vermelho (em ambos os casos, saídas inactivas)
Notar como, em cada estado, apenas se indicam as saídas activas
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Veja-se o fluxograma completo no próximo slide
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No estado E1 espera-se que a viatura pise D2
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No estado E2 a viatura já entrou na estrada de montanha, as cancelas estão fechadas e os semáforos estão vermelhos
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Não se sai deste estado enquanto a viatura estiver no troço estreito Ou seja, enquanto não pisar
D3
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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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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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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 relógio
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Ex: com um relógio de frequência 1 MHz (nem sequer é muito elevada), num segundo dão-se 106 voltas ao estado E4 1 µs para cada volta
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Este fluxograma é de uma máquina de Moore
As saídas dependem, em cada ciclo de relógio, apenas dos estados
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Vejamos agora o fluxograma de Mealy para o mesmo problema, mas com 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 possa seguir o primeiro
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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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Símbolo de uma saída de Mealy
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Contraste entre uma saída de Mealy e uma saída de Moore num fluxograma
Estas são saídas do Estado A
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Fluxograma de Mealy para a máquina que controla os acessos ao troço de montanha.
No próximo slide a parte em que houve mudança maior.
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Livro recomendado, Capítulo 7 Existem muitos livros com capítulos sobre o
assunto. A Internet é, como de costume, uma fonte que,
explorada com espírito crítico, tem muito para dar.
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