某地铁利用嵌人式系统控制十字转门,投入2个代币,转门开启。要求(a)画出该系统的FSMD图 (b)将该FSMD分为FSM路 (c)利用真值表导出FSM 的并使用卡诺图简化辑 (d)出FSM 和数据路径连接图

(a) 该系统的FSMD图如下所示：

           +--------+         +-------------+
           |        |  1/0    |             |
    +------>   S0   +---------+      S1     |
    |      |        |         |             |
    |      +--------+         +-------------+
    |           | 2/0
    |           |
    |    +------+-------+
    |    |              |
    |    |       S2     |
    +----+              |
         +--------------+

其中，S0为初始状态，S1为代币数量为1的状态，S2为代币数量为2的状态。

(b) 将该FSMD分为FSM路如下所示：

+-----+     1/0     +-----+
|     +------------->     |
|  S0 |             |  S1 |
|     <-------------+     |
+-----+             +-----+
  | 2/0
  |
  v
+-----+
|     |
|  S2 |
|     |
+-----+

(c) 利用真值表导出FSM的并使用卡诺图简化逻辑。首先可以列出状态转移表：

| 当前状态 | 输入 | 下一状态 |
|---------|------|---------|
| S0 | 1 | S1 |
| S0 | 0 | S0 |
| S1 | 1 | S2 |
| S1 | 0 | S1 |
| S2 | 1/0 | S2 |

然后可以得到状态转移图：

         1
    +---------+
    |         |
    v         |
+-------+  +-------+
|   S1  |  |  S2   |
+-------+  +-------+
    |         ^
    |         |
    +---------+
         0

接下来，我们可以得到每个状态的输出：

| 当前状态 | 输出 |
|---------|------|
| S0 | 0 |
| S1 | 0 |
| S2 | 1 |

因此，我们可以得到FSM的真值表：

| 当前状态 | 输入 | 下一状态 | 输出 |
|---------|------|---------|------|
| S0 | 1 | S1 | 0 |
| S0 | 0 | S0 | 0 |
| S1 | 1 | S2 | 0 |
| S1 | 0 | S1 | 0 |
| S2 | 1/0 | S2 | 1 |

然后，我们使用卡诺图来简化逻辑。对于输出，只有一个1，因此不需要简化。

对于下一状态，我们可以根据卡诺图得到简化后的逻辑：

输入\当前状态 | S0    | S1    | S2    |
--------------|------|------|------|
1             | S1   | S2   | S2   |
0             | S0   | S1   | S2   |

因此，我们可以得到简化后的逻辑：

S0' = I
S1' = I + S2
S2' = S2

(d) FSM和数据路径连接图如下所示：

            +---------+
            |         |
            |         v
       +----+---+  +-------+
       |        |  |       |
+------+ S0     |  |  1/0  +------+
|      |        |  |       |      |
|      +----+---+  +-------+      |
|           | 2/0                |
|           |                    |
|           v                    |
|      +----+---+  +-------+     |
|      |        |  |       |     |
|      |  S1    +--+  1/0  +-----+
|      |        |  |       |     |
|      +----+---+  +-------+     |
|           | 2/0                |
|           |                    |
|           v                    |
|      +----+---+                |
|      |        |                |
|      |  S2    |                |
|      |        |                |
|      +--------+                |
+--------------------------------+