控制软件设计中有限自动机的研究与应用

简述了有限自动机的基本概念，提出利用有限自动机进行控制软件的设计思路．有限自动机理论在软件设计中的应用，可以使我们在进行软件设计时通过对具体应用过程的分析，提高软件的设计水平和工作效率。     

输入可控的二元判定可编程控制器

二元判定自动机是借助于判定方法而不是用布尔逻辑来耱解开关函数的有限状态时序机，二元判定时序机（简称BDMs）在高速可编程控制器中的应用十分重要。因为BDMs的有效工作速度远远超过了普通微机处理器的有效工作速度。本文首次论了BDM求解时序函数的能力，以前研究者所定义的BDM表明，从自动机的理论上讲它的求解能力不如确定性有限状态自动机（简称DFA）的能力强，然而，用输入控制对BDM扩展之后表明其求解能力与DFA等效，这样BDM就可以用于完成有限状态时序函数的计算，本文旨在根据所期望的情况时空复杂性分析用BDM有限状态自动机取代较普通的自动机模型，同时阐述了由此分析所得出的硬件设计方法，并讨论编程方法。     

基于混合观测器的非线性系统的脉冲控制

该文针对基于有限状态自动机的非线性脉冲混合动态系统,设计一种新的脉冲混合观测器,然后应用有限状态自动机理论和Backstepping方法设计了基于混合观测器的脉冲输出反馈控制器,并构造了多Lyapunov函数,通过混合系统的渐近稳定性理论以及多Lyapunov函数法给出整个闭环系统渐近稳定的充分条件,数值仿真验证了该控制器的有效性。     

高性能嵌入式UART IP核的设计

利用有限状态自动机理论[1]进行了可嵌入式UART的设计.支持AMBA 2.0 APB总线接口.采用了改进的异步FIFO,在提高传输速率的同时能够更加准确的判断出FIFO的空满状态.提出了一种新的小数分频的处理方法,操作简单,便于实现.设计通过了FPGA的仿真验证.嵌入到单板系统中,在UART时钟为12.5 M的情况下,实现了与ARM PSK系统中的UART以230 k以内的任意波特率的数据传输.试验结果证明了本设计的可行性.     

基于多维立方体的正则表达式匹配算法

针对特定条件下含有“.*”的正则表达式规则相互作用产生的状态爆炸问题,本文提出一种基于多维立方体的确定性有限自动机（Deterministic Finite Automaton,DFA）结构,将冗余状态按维度划分并压缩,并设计相应的多维立方体确定性有限自动机（Multi-Dimension-Cube-DFA,M-D-Cube-DFA）算法,通过构造动态交点的方法实现等价的状态转移.理论分析和仿真实验表明,与DFA算法相比,在维持时间复杂度不变的基础上对状态数目和存储空间进行了对数级别压缩.     

一种人工情感及行为策略模型的有限自动机实现

在情感模型和理论的基础上,针对情感特征,提出了一种新的人工情感框架模型,利用自动机理论,分析了情感在现有状态和外部环境刺激下的情感转移过程和行为策略,根据智能体所要求实现的控制功能,建立了一个基于有限自动机的人工情感模型,并构建了对应的时序电路,从功能的角度为实现人工情感的工程化提供了一种新的思路和方法.     

有限自动机的一种化简方法

利用转换矩阵对有限自动机进行化简。在各分组中，当两个不同的出发状态，具有同样的到达状态时，这两个出发状态就可以合并为一个状态。     

基于规则模板的正则表达式分组算法

采用规则分组的方法解决确定型有限自动机(Deterministic Finite Automata,DFA)状态爆炸问题,随着分组数目的增加,匹配效率大大降低.本文提出正则表达式的输入驱动特性理论,并基于此提出了基于规则模板的分组算法——模板有限自动机.模板有限自动机算法基于规则模板对规则集进行分组,各分组分别构建匹配引擎.理论分析和实验表明,与典型的DFA改进算法相比,预处理时间和存储空间有2～3个数量级别的缩减,且匹配效率没有明显降低.     

状态差计数法及其置信度的估计

本文提出了一种新的压缩电路输出信息的方法－状态差计数法，估计了该法的测试置信度，分析了置信度标准的一些性质，用有限状态自动机建立了测试过程的模型，用马尔科夫链描述了自动机状态间的相互转换，求出了测试置信度与测试序列长度间的相互关系，实验表明，分析数据与模拟结果是吻合的。     

基于FPGA的UART IP核的设计实现

随着IC设计技术的发展,IP已经成为SOC设计的关键技术,利用已有IP可大大提高SOPC设计的效率和能力。UART是广泛使用的串行数据通信电路,一般说来,该接口由硬件（UART专用芯片）实现。采用VerilogHDL语言,结合有限状态机的设计方法来实现UART的IP核,将其核心功能集成到FPGA上,使整体设计紧凑、小巧,实现的UART功能稳定、可靠。     

基于FPGA的UART设计

UART是一种广泛应用于短距离、低速、低成本通信的串行传输接口。由于常用UART芯片比较复杂且移植性差,提出一种采用可编程器件FPGA实现UART的方法,实现了对UART的模块化设计。首先简要介绍UART的基本特点,然后依据其系统组成设计顶层模块,再采用有限状态机设计接收器模块和发送器模块,所有功能的实现全部采用VHDL进行描述,并用Modelsim软件对所有模块仿真实现。最后将UART的核心功能集成到FPGA上,使整体设计紧凑,小巧,实现的UART功能稳定、可靠。     

基于FPGA的光端机UART接口设计与实现

通用异步收发器（UART）是一种短距离串行传输接口,在光通信和控制系统中得到了广泛的应用。现场可编程门阵列（FPGA）是一种半定制的集成电路,结合计算机软件技术（EDA.技术）可以快速、方便地构建数字系统。提出了一种基于FPGA的光端机UART的设计方法,实现了对UART的模块化设计。首先简要介绍了UART的基本特点,然后采用有限状态机（FSM）设计接收器模块和发送器模块,所有功能的实现全部采用VHDL进行描述。最后给出仿真结果,验证了整个设计的正确性和可靠性。     

基于FPGA的UART设计实现及其验证方法

UART作为RS 232协议的控制接口得到了广泛的应用,基于FPGA实现的UART设计可以使系统更加紧凑、稳定.系统结构进行了模块化分解,使之适应自顶向下(Top Down)的设计方法.核心部分采用有限状态机(FSM)实现,使控制逻辑直观简单,提高了设计效率.通过与计算机间的数据通信对设计的功能进行了验证,在此基础上衍生出一种将UART模块嵌入FPGA芯片与计算机互联进行功能验证和调试的新方法.     

通用异步串行收发器UART核在DSP芯片中的设计与实现

UART是广泛使用的串行数据通信电路,因其要求的传输线少,可靠性高,传输距离远,所以系统间互联常采用RS—232接口方式。文章基于Verilog HDL语言,结合有限状态机的设计方法来实现UART,将其核心功能集成到DSP上,使整体设计紧凑、小巧,实现的UART功能稳定、可靠,为DSP的RS—232接口提供了一种新的解决方案。该IP核已用于一款32位浮点DSP芯片的设计中。     

基于CPLD的RS-232串口通信实现

为了实现PC机与CPLD的通信,进行了相应的研究。分析了RS-232C通信协议,自定义了数据包传输格式。根据UART模块工作状态多的特点,应用了有限状态机理论进行编程实现。为降低误码率,应用16倍频技术,实现了波特率为9 600 bit/s的串口通信。在Quartus II平台上用VerilogHDL进行编程,并通过了VC编写程序的数据传输的验证。研究成果为工程上PC机与嵌入式系统数据传输的问题提供了一种解决方法。     

基于FPGA的UART设计

UART作为RS232协议的控制接口得到了广泛的应用,将UART的功能集成在FPGA芯片中,可使整个系统更为灵活、紧凑,减小整个电路的体积,提高系统的可靠性和稳定性。提出了一种基于FPGA的UART的实现方法,具体描述了发送、接收等模块的设计,恰当使用了有限状态机,实现了FPGA片上UART的设计,给出了仿真结果。     

基于SOPC技术的异步串行通信IP核的设计与实现

介绍了SoPC（System on a Programmable Chip）系统的概念和特点,给出了基于PLB总线的异步串行通信（UART）IP核的硬件设计和实现。通过将设计好的UART IP核集成到SoPC系统中加以验证,证明了所设计的UARTIP核可以正常工作。该设计方案为其他基于SoPC系统IP核的开发提供了一定的参考。     

FPGA与DSP接口(UART)的设计实现与验证

通用异步收发器(Universal Asynchronous Receiver/Transmitter,UART)作为RS232协议的的控制接口得到广泛应用,基于FPGA实现的UART设计可以使系统更加紧凑、稳定。对系统结构进行了模块化分解,使之适应自顶向下的设计方法。通过与DSP间的数据通信对设计功能进行了验证,在此基础上衍生出一种将UART模块嵌入FGPA芯片与DSP互联进行功能验证和调试的新方法。     

基于CPLD实现DSP的UART设计研究

为了实现具有同步串口的DsP(数字信号处理器)和异步串行设备之间的连接,介绍一种采用可编程逻辑器件CPLD实现UART的方法,将UART的核心功能集成到CPLD上.该设计包括UART的发送器、接收器和波特率发生器以及数据锁存器,所有的功能模块都采用VHDL语言编程实现.测试结果表明所设计的UART能够实现同步串口的DSP与异步串行通讯接口之间可靠且准确的通讯.