Проектирование конечных автоматов. Теория и практика | Соловьев Валерий Васильевич

Конечные автоматы (Finite State Machines – FSMs) занимают важное место в разработке цифровой аппаратуры, поскольку в каждом устройстве их приходиться проектировать всякий раз заново.

Показано место конечных автоматов в методике проектирования цифровых устройств. При этом внимание концентрируется на проблемах, с которыми сталкивается инженер при разработке устройств управления. Рассмотрены способы представления конечных автоматов, которые наиболее часто используются на практике. Освещена современная элементная база цифровых систем (CPLD, FPGA, SoC). Особое внимание уделено реализации конечных автоматов в программируемых логических интегральных схемах (ПЛИС – FPGA). Дан обзор методов синтеза, реализованных в средствах проектирования (Quartus). Подробно рассмотрены стили и способы представления конечных автоматов на языках описания аппаратуры (Verilog, SystemVerilog, VHDL). Представлены популярные коды, используемые для кодирования состояний конечных автоматов. Особо отмечены моменты, когда используемое кодирование состояний конечного автомата не соответствует ожидаемому результату. Продемонстрировано использование значений входных и выходных переменных конечного автомата для кодирования состояний.

Излагаемый материал сопровождается большим количеством примеров, листингов кодов конечных автоматов и рисунков с результатами синтеза и моделирования.

Для специалистов в области разработки цифровых систем – инженеров-практиков, научных работников, аспирантов, преподавателей и студентов соответствующих специальностей.