EDA用算法流程图描述系统时的MDS图

MDS图（Memonic Document State Diagram，可译为助记状态图，或备有记忆文档的状态图）是美国的Wi11iam Fletcher于1980年提出的一种系统设计方法，MDS图可从详细逻辑流程图直接导出，依据它可较直观、方便地进行电路级的设计。

MDS图的主要优点是：①它可由详细逻辑流程图按给定规则直接转换得到，形式规范；②MDS图类似于时序电路的状态图（或称为状态转移图），因而比较容易接受和掌握；③它与硬件有良好的对应关系，可以清楚地反映出逻辑电路应提供多少个状态值，各个状态之间的转换必须符合什么条件，在状态转换时需要哪些输入信号，何时产生输出信号，输出信号应该以何种方式输出等等要求，依据这些要求便可以设计出符合数字系统逻辑关系的逻辑电路。

MDS图的缺点是：①它不能将器件的时延影响反映出来，设计电路时要求设计者在MDS图反映的逻辑关系之外附加消除时延影响的电路；②它描述的系统规模不能太大，状态不能太多。

当详细逻辑流程图画好后，应该遵循下列规则将其转换为MDS图。

（1）将工作框转换为状态助记符：用圆来表示某一状态，称为状态圆，圆中的字母为状态值的助记符，用来区别不同的状态。

（2）判断框转换为分支助记符：当判断框转换为分支符号后，判断条件中的参数要用字母来表示，判断条件用逻辑表达式表示（与或式），逻辑表达式放置在分支旁边，称为分支条件；若流程图两个相邻的工作框之间没有判断框，则对应的分支旁边无分支表达式，这种分支称为无条件分支。不管原流程图中两个工作框之间原有多少个判断框，当转换为MDS图时只允许有一个分支。

（3）多个判断框转换为条件分支助记符：在流程图中，两个工作框之间如果存在前后连续的多个判断框，表示这些判断条件必须同时满足（即在逻辑上相当“与”运算）时，逻辑操作才能转换至下面的工作框。

（4）含有异步输入信号的判断条件的转换：在画详细逻辑图时必须对异步输入信号进行同步化处理，并且规定在两个工作框之间只允许存在一个异步输入信号，当两个工作框之间多于－个异步输入信号时，必须增加工作框，以免丢失某些异步输入信号。在详细逻辑流程图中，在判断框中的逻辑符号“*”表明在判断条件中存在异步输入信号，当将详细逻辑流程图转换为MDS图时，应在状态图中标注“*”，表明分支条件中存在异步输入信号。

（5）输出信号转换为助记符：详细逻辑流程图中的输出信号有脉冲输出信号、输出有效、输出无效和条件输出信号等4种。这些输出信号是标注在工作框或条件输出框内的，也可以标注在工作框或条件输出框的框外的右侧，在转换为MDS图后，它们均应标注在状态圆的旁边。脉冲输出信号的助记符形式为Z↑↓，放置在状态圆外侧，它表明进入该状态圆后输出信号Z为1，脱离该状态后Z=0，信号z输出的脉冲宽度与该状态的存在时间相同；输出信号有效的助记符形式为Z↑，它表明进入该状态圆后输出Z为1（有效），并一直保持输出为1，直到遇到另一个要求该输出无效的状态圆再变为0，z有效输出的持续时间（脉冲宽度）为令其有效的状态圆至令其无效的状态圆之间逻辑操作时间的总和；输出信号无效的助记符形式为Z↓，它表明进入该状态圆后某输出信号为0（无效），并一直保持输出为0，直到遇到另一个要求该输出有效的状态圆为止；条件输出信号通过逻辑表达式的形式来表示，如条件输出信号Z的存在有两个条件：一是要求逻辑进程已进入某个工作框；二是还必须满足某一条件，如“X＝1”，那么，在将该条件输出信号转换为MDS图的助记符时，该信号的形式为Z↑↓=S1.X.S1.X是逻辑“与”运算表达式。

（6）输出信号的表格表达形式：在有些情况下，电路设计人员也采用表格形式表达在何时产生输出信号，即将各个状态及对应的输出用表格的形式表达出来。在做MDS图时应注意下列事项：①两个状态圆符之间只允许有一个分支：MDS图中任意两个相邻的状态圆之间只容许有一个分支，从逻辑关系上讲，状态圆之间并行的分支是“或”运算的关系，故将两个分支合并为一个，再用“或”运算符将两个分支条件合并为一个“与或”表达式。②条件输出信号标注在当前状态圆旁边：在详细逻辑流程图中，条件输出信号框画在两个工作框之间，在转换为MDS图后必须画在状态圆旁边，另外，还要注意不要错选了状态圆，条件输出信号应画在条件输出框之前的状态圆旁边。③输入输出实际有效电平的处理：对于初学者，最好先不要考虑实际的有效电平，应该先按规则将详细逻辑流程图转换为MDS图，然后再根据器件的具体型号，逐个明确各个输入和输出信号的实际有效电平。④详细逻辑流程图中多个相连的判断条件转换为MDS图后，成为MDS图上一个分支条件“与”运算的不同变量。

如图1是某电路的状态图及其对应的MDS图，如图2是一个乘法器中控制器的详细逻辑流程图及对应的MDS图。

如图1 某电路的状态图及其对应的MDS图

如图2 一个乘法器中控制器的详细逻辑流程图及对应的MDS图