Pregunta 4 · Fonaments dels Computadors UAB 2018

Pregunta 4 (10 puntos). Control de tráfico en un cruce mediante máquina de estados

Se desea controlar el cruce entre dos vías de circulación sin paso de peatones: Norte-Sur (N-S) y Oeste-Este (O-E). Los vehículos solo pueden circular en dichos sentidos o efectuar giros hacia el este/sur.

Cada vía dispone de un sensor de presencia: $SN$ (vehículos esperando en N-S) y $SO$ (vehículos esperando en O-E). Los semáforos se controlan mediante $GN$ (semáforo Norte: $1 = \text{verde}$, $0 = \text{rojo}$) y $GO$ (semáforo Oeste: $1 = \text{verde}$, $0 = \text{rojo}$). Las condiciones de operación son:

Si no se detectan vehículos ($SN = SO = 0$), ambos semáforos se mantienen en rojo ($GN = GO = 0$).

Toda transición entre sentidos habilitados debe pasar obligatoriamente por una fase intermedia donde ambos semáforos estén en rojo ($GN = GO = 0$).

Mientras haya tráfico en el sentido habilitado, se mantiene el semáforo en verde hasta que su sensor pase a 0; solo entonces se transita a la parada con ambos en rojo.

Si con ambos semáforos en rojo hay presencia simultánea en ambas vías:

Opción 1: Se da prioridad a la circulación Oeste-Este (O-E).

Opción 2: Se da prioridad al sentido opuesto al último que tuvo paso.

a)

Indica y razona cuál o cuáles de los grafos propuestos (Grafo 1, Grafo 2, Grafo 3) corresponden a la opción 1 y cuál o cuáles a la opción 2. [3 puntos]

b)

Enumera de forma concisa los pasos metodológicos necesarios para realizar el diseño completo de un sistema secuencial síncrono. [3 puntos]

c)

Diseña detalladamente el sistema secuencial correspondiente al Grafo 3 ejecutando la metodología del apartado anterior. Expresa las funciones del estado siguiente como suma de minitérminos más términos indiferentes redundantes ($\sum m(...) + \sum r(...)$), considerando el vector de 4 variables $(q_1, q_0, SN, SO)$ y la codificación de estados: $\text{STOP}=00$, $\text{GNS}=01$, $\text{GOE}=10$. [4 puntos]