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1.6 Sequenzielle Schaltungen
Definition 1.18 (Sequenzielle Schaltung) Eine sequenzielle Schaltung
(engl. sequential circuit, im deutschen Sprachraum auch Schaltwerk) ist ei-
ne digitale Schaltung mit Speicherverhalten, die in diskreten Zeitschritten aus
aktuellen Zuständen und Eingaben Folgezustände und Ausgaben bildet.
Definition 1.19 (Zustandsgraph) Ein Zustandsgraph ist eine Verhaltens-
beschreibung für eine sequenzielle Schaltung, die den gespeicherten Zustand
durch Knoten und die Zustandsübergänge durch Kanten darstellt. In der
Grundform sind die Übergangsbedingungen Mengen von Eingabewerten und
die gesteuerten Aktionen Ausgabewerte.
Definition 1.20 (Operationsablaufgraph) Ein Operationsablaufgraph ist
ein erweiterter Zustandsgraph, der zusätzlich Operationen steuert und in den
Übergangsbedingungen der Kanten Operationsergebnisse auswertet.
Definition 1.21 (Zustandscodierung) Die Zustandscodierung ist die Fest-
legung der Bitvektorkonstanten, mit denen die Zustände eines Zustandsgra-
phen oder eines Operationsablaufgraphen in der Schaltung dargestellt werden.
Definition 1.22 (Software-orientierte Ablaufbeschreibung) Eine Soft-
ware-orientierte Ablaufbeschreibung beschreibt Operationsabläufe mit den in
höheren Programmiersprachen gebräuchlichen Kontrollflusselementen Sequenz,
Fallunterscheidung und Schleife sowie mit Warteanweisungen zum Weiter-
schalten der Simulationszeit.
Sequenziell bedeutet zeitlich nacheinander. Eine sequenzielle Schaltung be-
rechnet ihre Ausgaben in mehreren Zeitschritten. Sie besteht aus kombinato-
rischen Schaltungen für die eigentliche Verarbeitung und aus Registern für die
Abtastung und Aufbewahrung der Zwischenergebnisse für die nachfolgenden
Berechnungsschritte.
1.6.1 Endlicher Automat
Ein endlicher Automat ist ein allgemeines Funktionsmodell zur Beschreibung
sequenzieller Abläufe. Er definiert einen sequenziellen Ablauf durch
• endliche Wertebereiche für die Eingabe, den Zustand und die Ausgabe,
• einen Startzustand,
• eine Übergangsfunktion und
• eine Ausgabefunktion.
Die Wertebereiche sind Symbolmengen:
• Eingabemenge = fE
1
; E
2
; :::g
• Zustandsmenge S = fZ
1
; Z
2
; :::g
