von Karola Krönert und Ulrich Dallmann

Die Verarbeitung von binären Informationen erfolgt in digitalen Rechenanlagen mit Hilfe logischer Schaltungen.

Ein Schaltnetz hat n Eingangs- und m Ausgangssignale:

An den Eingängen können binäre Werte x₁,x₂,..., x_n mit x_i aus {0,1}eingegeben werden. An den Ausgängen liegen in Abhängigkeit von den Eingabesignalen binäre Worte y₁,y₂,..., y_m mit y_i aus {0,1}an.

Hängt bei einer logischen Schaltung die Ausgabe nur von der momentan anliegenenden Eingabe ab, so nennt man diese Schaltnetz. Hängt die Ausgabe außerdem noch von früheren Eingaben ab (Rückführung der Ausgänge), so handelt es sich um ein Schaltwerk. Mittels der Rückführung lassen sich Informationen speichern.

Da bereits bei kleinen Schaltwerken direkte Rückführungen äußerst schwer handhabbar sind (Hazards), fügt man in die Rückführung ein Taktglied ein. Zur besseren Übersicht teilt man das Schaltnetz in zwei Teile: der erste Teil dient zur Bestimmung der Folgezustände (Delta-Schaltnetz), während der zweite die Ausgabewerte berechnet (Lambda-Schaltnetz).

Das Schaltwerk ist damit wie folgt aufgebaut:

	Delta-Schaltnetz:	hier wird aus dem Zustand, in dem sich der Automat gerade befindet, und der aktuellen Eingangsbelegung der Nachfolgezustand berechnet.
	Taktglied:	hier wird mittels Flip-Flops gespeichert, in welchem Zustand sich der Automat gerade befindet. Bei einem Taktsignal wird der gerade vom Delta-Schaltnetz berechnete Folgezustand als neuer Zustand übernommen und dem Delta- sowie Lambda-Schaltnetz bereitgestellt. Eine Zustandsänderung kann also nur bei einem Taktsignal erfolgen.
	Lambda-Schaltnetz:	hier werden die aktuellen Ausgangsbelegungen berechnet. Bei einem Moore-Automaten hängen diese nur vom aktuellen Zustand ab. Bei Mealy-Automaten hingegen werden auch die Eingänge in die Berechnungen einbezogen. Hierdurch können auch zwischen den Zustandsübergängen Änderungen der Ausgangsbelegung erzeugt werden. Letztlich sind Mealy-Automaten jedoch nicht mächtiger, da sich zeigen läßt, daß es (abgesehen von einem Zeitversatz) immer einen äquivalenten Moore-Automaten gibt.

Moore-Schaltwerk	Mealy-Schaltwerk

Ein wichtiges Beschreibungsmittel für Schaltwerke sind endliche Automaten. JavaFSM verwendet diese daher zum Entwurf und bietet zudem die Möglichkeit, erstellte Automaten als Schaltwerke nach VHDL und KISS zu exportieren.