Главная страница Случайная лекция
Мы поможем в написании ваших работ!
Порталы:
БиологияВойнаГеографияИнформатикаИскусствоИсторияКультураЛингвистикаМатематикаМедицинаОхрана трудаПолитикаПравоПсихологияРелигияТехникаФизикаФилософияЭкономика
Мы поможем в написании ваших работ!
Синтез управляющего автомата с жёсткой логикой
6.4.1. Этапы синтеза
При синтезе УА необходимо выполнить следующие этапы:
1. Задание условий работы автомата;
2. Отметки граф - схемы алгоритма;
3. Получение графов автоматов;
4. Cинтез запоминающей части;
5. Синтез выходной части;
6. Синтез входной части.
6.4.1.1. Задание условий работы автомата
Условия работы синтезируемого автомата задаются в виде ГСА. Пусть
имеется ГСА, представленная на рис.36 и на рис.37.
Анализ ГСА показывает, что в ней отсутствует из Y0 переход по XI. Это означает, что вершина XI является ждущей. При XI = 0 управление передается снова на вход этой вершины.
6.4.1.2. Отметки граф – схемы алгоритма
Для преобразования алгоритма в автомат ГСА нужно отметить состояниями ГСА. Ниже это показано на ГСА.
Независимо от типа ЦА состоянием s0 ГСА отмечается одинаково: отметка ставится на входе ждущей вершины XI и на входе вершины Yk.
Другие отметки делаются по разному в зависимости от типа автомата.
На рис.36 ГСА имеет отметки для ЦА Мура. Как видно, отметки ставятся левее вершины Yi. Это соответствует закону функционирования ЦА Мура (y(t) = s(t)).
На рис.37 ГСА отмечена для ЦА Мили. Как видно, отметка ставится на выходе операторной вершины. Если выходы операторных вершин соединены, то, естественно, отметка фиксируется после объединения выходов.
Ясно, что при объединении выходов операторной и условной вершин отметка будет на выходе операторной вершины.
Однако, если за таким соединением следует вершина Yk, то дело ограничивается отметкой s0 на входе вершины Yk.
Правила отметок ГСА для ЦА Мили приводят к уменьшению числа состояний по сравнению с правилом отметок для ЦА Мура.
6.4.1.3. Графы автоматов
Графы автоматов Мура и Мили показаны на рис.38 и 39 соответственно. Как видно, в начале дуги ставится осведомительный (входной) сигнал. Что касается выходных сигналов, то в ЦА Мура они фиксируются внутри вершины состояний, а в ЦА Мили - на конце дуги. Из графов также видно, что вершин в графе автомата (ГА) Мура больше по сравнению с числом вершин в ГА Мили.
 | |||
 |
s0 s0 *
0 0
1 1
|
|
s1
s1 *
0 0
 |  | ||||||
 | |||||||
 | |||||||
1 1
|
|
|
|
s2 s5
s2 *
|
|
s3
| |
|
|
|
s4
Y4 
Y6 s4 * Y6
|
0 0
 | |||
 | |||
1 *s0 1 s0
YK YK *
0 0
1 
1
 |
Рис.36 Отметки для ЦА Мура Рис.37 Отметки для ЦА Мили
X21
s1 s2
X1 y1,y3 y2
__ __
X1 s0 X2 s3
y4,y5
__
1X3 1
1 s6 s5 X3X4 s4
y6 y5 y1,y2
__
X3X4
Рис.38. ГА Мура
X2 y2
y1 1
y3 s1 X2 y6 s2
__ X1 y4,y5
s0 s3
 |
y5 __ __ 1
X3X4 X3 y1,y2
y1
s4
X3X4 y2
Рис.39. ГА Мили
Для ЦА принято входные сигналы обозначать прописными буквами с
преобразованием номера в индекс: следовательно, вместо ХI надо писать х i.
6.4.1.4. Cинтез запоминающей части
Количество триггеров запоминающей части у ЦА определяется из расчета того,чтобы число состояний регистра было бы не меньше того, что получилось на графе автомата.
Следовательно, nT ³ log2 ns,
где: ns - число состояний, nT - количество триггеров.
Для УЦА Мура ns,my = 7, для УА Мили ns,my = 5. В любом случае требуется по три триггера. Одно состояние в первом случае и три состояния во втором случае будут лишними.
На рис.40 представлена запоминающая часть обоих автоматов с указанием задействованных выходов дешифратора DC.
Старшим разрядом регистра является первый, младшим - третий.
| |||
 | |||
s0
|
s1
ЦА
s2 Мили
ЦА
|
D2 s3 Мура
| |  |
s4
|
D3 s5
| | |
s6
 |
s7
СИ
Рис. 40. ЗЧ обоих автоматов
6.4.1.5. Синтез выходной части
Легче идет синтез выходной части для ЦА Мура. В данном случае имеет место соответствие между данным состоянием и выходными сигналами:
s1 ® y1, y3, s2 ® y2, s3 ® y4, y5, s4 ® y1, y2, s5 ® y5, s6 ® y6.
Из этого соответствия следует, что :
y1 = s1 V s4; y2 = s2 V s4; y3 = s1; y4 = s3; y5 = s3 V s5; y6 = s6.
Логическая схема формирования выходных сигналов показана на
рис. 41.
| |
11 y1
s1
| |
y2
s3
y3
s4
s5 y4
| |
y6
 |
Рис.41 Схема формирования выходных сигналов УА Мура
При синтезе выходной части ЦА Мили следует дополнительно использовать входные сигналы X1 - X4:
s0 ® X1, y1, y3; s1 ® X2, y2;
s1 ® X2, y6; s2 ® y4, y5;
s3 ® y1, y2; s4 ® X3X4,y5;
s4 ® X3,y1,y2; s4 ® X3X4, - .
Из этого следует, что:
y1 =s0 X1 V s3V s4 X3; y2 = s1 X2 V s3 V s4 X3;
y3 = s0 X1; y4 = s2; y5 = s4 X3X4 V s2; y6 = s1 X2.
Логическая схема формирования выходных сигналов ЦА Мили показана на рис. 42.
6.4.1.6. Синтез входной части
Сигналы возбуждения входов D1 ¸ D3 триггеров Т1 ¸ Т3 запоминающей части УЦА приводят к изменению состояний триггеров в моменты действия синхронизирующих сигналов СИ.
Формирование сигналов возбуждения производится с учетом входных сигналов Х1 ¸ Х3 и предыдущих состояний s0 ¸ s4 для УЦА Мили и s0 ¸ s6 для УЦА Мура.
|
| | |||
 | |||
y1
|
 |
| |
 |
s2
y3
_
|
y4
 | |||
 |
| |
|
X3
X4 y5
 | |||
|
y6
 |
X1 X2 `X2
Рис. 42. Схема формирования выходных сигналов УА Мили
Процедура синтеза входной части любого автомата одинакова. Можно, например, начать с автомата Мили.
Необходимые сведения (предыдущие состояния, данные состояния, входные сигналы) следует свести в отдельную таблицу, в которой сигналы возбуждения являются функциями, а предыдущие состояния, входные сигналы - логическими переменными.
Указанные сведения приведены в табл.41.В ней через ВС обозначены входные сигналы.
Переходы в состояние s0 в таблице указывать не требуется, так как они при синтезе не учитываются.
Из табл. 41 следует, что
__
D1 = s3 V s4X3;
D2 = s1X2 V s1X2 V s2 = s1V s2;
D3== s2V s0X1.
Логическая схема формирования сигналов возбуждения входов триггеров УЦА Мили показана на рис. 43.
Таблица 41
Данные для синтеза входной части УЦА Мили
| Переходы | D1 | D2 | D3 | ВС для | ||
| T1 | T2 | T3 | ||||
| s0 → s1 | X1 | |||||
| s1 → s2 | X2 | |||||
| ||||||
| s1 → s2 | Х2 | |||||
| s2 → s3 | ||||||
| s3 → s4 | ||||||
|
| _ | |||||
| s4 → s4 | X3 |
Необходимые сведения для синтеза схемы формирования сигналов возбуждения триггеров УЦА Мура приведены в табл.42. Из этой таблицы следует, что выражения для сигналов возбуждения входов триггеров будут иметь вид: __ __ __ __
D1 = s1X2 V s3 V s4X3 V s4X3 X4 = s1X2 V s3 V s4 (X3 V X4);
D2 = s1X2 V s2 V s4X3 X4 V s5;
D3 = s0X1 V s1X2 V s2 V s5.
Как видно, выражение D1 может быть минимизировано, однако следует использовать неминимизированное выражение, так как в этом случае у выражений D1 и D2 будет достаточно «дорогая» общая импликанта s4X3X4. Имеется общая импликанта s1X2 у выражений D1 и D3.
Логическая схема формирования сигналов возбуждения триггеров УЦА Мура показана на рис. 44.
| |
|
| |
D1
X2
D2
 |
|
X1 D3
 |
s1+s2
 | |||
 |
s0 s1 s2 s3 s4
Рис.43. Схема формирования сигналов
возбуждения триггеров УЦА Мили
Таблица 42
Данные для синтеза входной части УЦА Мура
| Переходы | D1 | D2 | D3 | ВС для | ||
| T1 | T2 | T3 | ||||
| s0 → s1 | X1 | |||||
| s1 → s2 | X2 | |||||
| s1 → s5 | X2 | X2 | ||||
| s2 → s3 | ||||||
| s3 → s4 | ||||||
| ||||||
| s4 → s4 | X3 | |||||
| s4 → s6 | X3X4 | X3X4 | ||||
| s5 → s3 |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
|
|
|
|
|
X3
D1
s3
X2
D2
X1 D3
s0 s1 s2 s4 s5
Рис.44. Схема формирования сигналов возбуждения триггеров УЦА Мура
| <== предыдущая страница | | | следующая страница ==> |
| Управляющие автоматы | | | Подпрограммы алгебраических операций |
Дата добавления: 2015-07-26; просмотров: 170; Нарушение авторских прав
Мы поможем в написании ваших работ!