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Er liefert dann bis zur Neuinitialisierung keine oder keine sinnvollen Ausgaben
mehr. Ein solcher Systemzustand wird als Systemabsturz bezeichnet.
Abbildung 1.75a zeigt die komplette Zyklusstruktur des Johnson-Zählers
aus Abb. 1.74. Außer den acht Zuständen, die er im fehlerfreien Fall zyklisch
durchläuft, besitzt er acht unzulässige Zustände, die auch einen Zyklus bilden.
Wenn der Johnson-Zähler aufgrund einer Fehlfunktion in einen der unzuläs-
sigen Zustände übergeht, gibt es zumindest im bisherigen Funktionsmodell
keinen Weg zurück. Er bleibt bis zur Neuinitialisierung im Zyklus der unzu-
lässigen Zustände.
Fehl-
funktion
0000
1000
1100
0100 1010 1101
0001
s
3
s
2
s
1
s
0
1110
kein
R¨uck-
weg
1001
0110
0011
0111
1111
0010
0101
1011
a)
I
+
externesInitiali-
b)
sierungssignal
Signalzurauto-
s
3
x
s
0
s
1
s
2
I
+
r
I
+
r
x
x
x
matischenNeu-
&
≥
1
I
I
I
I
initialisierung
I
+
T
Zust¨ande,dieeine
Neuinitialisierung
ausl¨osen
Schaltungzurautoma-
tischenNeuinitialisierung
Abb. 1.75. a) Zyklusstruktur des 4-Bit-Johnson-Zählers mit unzulässigen Zustän-
den b) Schaltungserweiterung mit automatischer Neuinitialisierung
Ein Automat lässt sich theoretisch auch so konstruieren, dass auf einen
unzulässigen Zustand im Zustandsgraph nach einer begrenzten Anzahl von
Zustandsübergängen immer ein zulässiger Zustand folgt. In Abb. 1.75 b ist
der Johnson-Zähler um eine Schaltung zur automatischen Neuinitialisierung
erweitert, die, wenn er in einen der unzulässigen Zustände »0101« oder »1101«
übergeht, das Initialisierungssignal aktiviert. Mit der nächsten aktiven Takt-
flanke startet eine Neuinitialisierung, nach der der Zähler wieder korrekt ar-
beitet.
Große digitale Systeme, z.B. Rechner, haben Tausende von Zustandsbits
und eine unüberschaubar große Anzahl unzulässiger Zustände. Bei solchen
Systemen erfolgt die Detektierung eines Systemabsturzes durch Zeitüberwa-
chung und der automatische Neustart in der Regel durch einen Watchdog. Ein
Watchdog ist ein Zähler für Zeitimpulse, der vom zu überwachenden System in
regelmäßigen Zeitabständen zurückgesetzt wird. Wenn das System abstürzt,
bleiben die Rücksetzimpulse aus. Der Zähler läuft über und aktiviert das In-
itialisierungssignal des überwachten Systems (Abb. 1.76).
