순차회로 설계 - FSM 예비보고서

목차

1. 실험 목표

2. 예비 이론
1) FSM
2) Mealy machine
3) Moore machine
4) 디지털 시스템에서 glitch
5) chattering
6) chattering 제거 방법, Debouncing

3. 실험 내용
1) 실험 1. Moore machine을 이용한 커피 자판기 설계
(1) Moore machine diagram
(2) State Table
(3) 소스 코드

4. 출처 (Reference)

5. 고찰

본문내용

1. 실험 목표
- FSM의 의미와 그 종류인 Mealy, Moore machine에 대하여 알고, 그 작동법을 이해한다.
- 스위치를 누를 때, 물리적으로 bounce 현상이 일어나는 것(chattering)에 대한 원인을 파악하고 그 해결방법을 익힌다.
- 배운 내용을 바탕으로 chattering 현상을 고려하여 실생활에 활용 가능한 커피 자판기를 설계한다.

2. 예비 이론
1) FSM
- 유한 상태 기계(finite-state machine, FSM) 또는 유한 오토마톤(finite automaton, FA; 복수형: 유한 오토마타 finite automata)라고 하며 컴퓨터 프로그램과 전자 논리 회로를 설계하는데에 쓰이는 수학적 모델이다. 간단히 상태 기계라고 부르기도 한다.
- State machine 이란 순차회로를 제어하는 복잡한 회로를 말한다. 순차회로는 그림과 같이 출력이 현재의 입력만으로 결정되는 것이 아니라 과거의 출력과 현재의 입력 상태 및 기억된 값에 따라 출력이 결정된다. 디지털 하드웨어를 설계할 때 제어신호를 생성하는 제어기는 FSM으로 규정되며, FSM에 대한 동작 표현은 state diagram또는 ASM(Algorithm State Machine) chart 등으로 표현된다.
- 그런데 FSM을 디지털 하드웨어로 설계하는 경우에는 state 변수를 기억하는 레지스터 블록과 state 변수의 천이를 표현하는 함수와 출력 값을 결정하는 함수를 위한 조합논리 회로의 영역으로 구성한다.
- FSM은 mealy와 moore 머신으로 나눠진다.
2) Mealy machine
- Mealy machine은 출력이 현재 상태와 현재 입력에 의존하는 상태 머신이다. 즉, 입력 신호의 조건에 따라 출력 신호를 여러 개 가질 수 있다.
- 입력할 때 발생된 노이즈는 출력에 그대로 반영된다.

참고 자료

아이캠퍼스(논리회로설계실험) 12주차 강의자료 : www.icampus.ac.kr
FSM : http://ko.wikipedia.org/wiki/%EC%9C%A0%ED%95%9C_%EC%83%81%ED%83%9C_%EA%B8%B0%EA%B3%84
glitch : http://terms.naver.com/entry.nhn?docId=1602247&cid=2915&categoryId=2915
chattering : http://blog.naver.com/kansel?Redirect=Log&logNo=50016797906
debouncing : http://cafe.naver.com/myarduino/183