Синтез керуючих автоматів (стр. 2 из 8)

Рис. 1.7 – Структурна граф-схема операційного автомата

2. СИНТЕЗ КЕРУЮЧИХ АВТОМАТІВ З ЖОРСТКОЮ ЛОГІКОЮ

На практиці використовуються дві моделі МПА - автомат Милі й автомат Мура, розходження між якими полягає у функції виходу. В автоматі Милі вихідний сигнал залежить від поточного стану і вхідного сигналу, а в автоматі Мура‑ тільки від стану. Незалежно від типу МПА для їхнього синтезу використовується однакова методика, що включає наступні етапи:

1. Оцінка станів автомата на ГСА.

2. Побудова таблиці переходів.

3. Кодування станів УА.

4. Побудова прямої структурної таблиці.

5. Формування системи булевських функцій (СБФ) для вихідних сигналів і функцій збудження елементів пам'яті

6. Синтез схеми в заданому елементному базисі.

2.1 Методика синтезу автомата Мура

На першому етапі початкова і кінцева вершини відзначаються окремим станом.

Побудова таблиці переходів зводиться, до формувань по відзначеної ГСА таблиці, що містить стовпці: a_m - вихідний стан; a_s - стан переходу; X(a_m, a_s) - кон’юнкція вхідних перемінних, визначальний перехід (a_m, a_s) і відповідна функції переходу іj, де Y_і відзначений станом a_m, Y – стан As, Y(a_m) - вихідні сигнали; h=1, H - номер переходу.

При кодуванні станів необхідно прагнути до такого кодування, що зменшує кількість функцій збудження, що приймають одиничне значення, і, отже, складність схеми УА.

Для цих цілей рекомендується використовувати алгоритми кодування.

Структурна схема автомата Мура (див. рис. 2.1):

1. Пам'ять – зберігає код стану (Q);

2. Дешифратор (ДС) – виконує перетворення коду в унітарний код, вказує на поточний стан.

На базі вектора станів А схема вихідних сигналів (СФВС) формує вихідні сигнали керуючого автомата y.

Автомат Мура має свою відмінність - вихідний сигнал y залежить не від вхідного Х, а від стану.

Автомат Мура, як і кожний інший автомат складається з двох частин: комбінаційна схема та пам'ять (тригер).

Для синтезу автомата Мура потрібно позначити кожну операторну вершину через a_[i], починаючи з “початок” -

і закінчуючи “кінець” -

, так як це зроблено на рисунку 2.2.

Записуємо до таблиці 2.2 отримані результати: поточний стан (мітка вершини та номер її значення в двійковій системі вираховування), наступний стан (мітка вершини та номер її значення в двійковій системі вираховування), вхідний сигнал Х, вихідний сигнал Y та функції збудження пам'яті у заданому тригері (згідно варіанта - у тригері RS).

Рис. 2.2 – Граф-схема автомата Мура

Табл. 2.1 – Структура переходів для автомата Мура

№п/п	Поточнийстан		Наступнийстан		Вхідний сигналХ	Вихідний сигналy	S входи тригерів	R входи тригерів
№п/п	A_m	код	A_s	код	Вхідний сигналХ	Вихідний сигналy	S входи тригерів	R входи тригерів
1	a₀	000000	a₁	000001	1	-	S₆
2	a₁	000001	a₂	000010	1	у₁ у₂y₄y₇	S₅	R₆
3	a₂	000010	a₃	000011	1	y₃ у₈	S₆
4	a₃	000011	a₄a₇a₁₀	000100000111001010	X₃nX₃ X₄nX₃nX₄	у₁₄ у₁₇ у₂₁y₄₀	S₄S₄S₃	R₅ R₆R₆
5	a₄	000100	a₅	000101	1	y₁₂ у₁₈ у₂₀ y₄₁	S₆
6	a₅	000101	a₆	000110	1	y₁₁ y₂₈ y₃₆	S₅	R₆
7	a₆	000110	a₁₄	001110	1	y₁₀ y₂₇ y₂₉ y₄₁	S₃
8	a₇	000111	a₈	001000	1	y₁₃ y₁₆ y₃₅	S₃	R₄ R₅ R₆
9	a₈	001000	a₉	001001	1	y₁₅ y₁₉ y₃₄	S₆
10	a₉	001001	a₁₄	001110	1	y₁₀ y₃₀ y₃₂ y₄₁	S₄ S₅	R₆
11	a₁₀	001010	a₁₁	001011	1	y₁₁ y₁₆ y₃₅	S₆
12	a₁₁	001011	a₁₂	001100	1	y₁₀ y₁₇ y₂₇ y₄₁	S₄	R₅ R₆
13	a₁₂	001100	a₁₃	001101	1	y₁₁ y₂₅ y₃₇	S₆
14	a₁₃	001101	a₁₄	001110	1	y₁₀ y₂₀ y₂₇ y₄₁	S₅	R₆
15	a₁₄	001110	a₁₅a₁₇a₂₀	001111010001010100	X₃nX₃ X₄nX₃nX₄	y₁₄ y₁₇ y₂₁ y₄₁	S₆S₂ S₆S₂	R₃ R₄ R₅R₃ R₅
16	a₁₅	001111	a₁₆	010000	1	y₁₅ y₁₉ y₃₇	S₂	R₃ R₄ R₅ R₆
17	a₁₆	010000	a₂₅	011001	1	y₁₂ y₁₈ y₃₂ y₄₁	S₃ S₆
18	a₁₇	010001	a₁₈	010010	1	y₁₂ y₁₅ y₁₇y₂₁ y₂₂ y₃₄ y₄₀	S₅	R₆
19	a₁₈	010010	a₁₉	010011	1	y₁₂ y₃₀ y₃₂ y₄₁	S₆
20	a₁₉	010011	a₂₅	011001	1	y₁₂ y₂₃ y₃₀ y₄₁	S₃	R₅
21	a₂₀	010100	a₂₁	010101	1	y₁₅ y₁₉ y₃₄	S₆
22	a₂₁	010101	a₂₂	010110	1	y₁₄ y₁₈ y₃₂ y₄₁	S₅	R₆
23	a₂₂	010110	a₂₃	010111	1	y₁₃ y₃₁ y₃₆	S₆
24	a₂₃	010111	a₂₄	011000	1	y₁₂ y₃₀ y₃₂ y₄₁	S₃	R₄ R₅ R₆
25	a₂₄	011000	a₂₅	011001	1	y₁₃ y₂₈ y₃₉	S₆
26	a₂₅	011001	a₂₆a₂₈a₃₀	011010011100011110	X₃nX₃ X₄nX₃nX₄	y₁₄ y₂₀ y₂₄ y₄₀	S₅S₄S₄ S₅	R₆R₆R₆
27	a₂₆	011010	a₂₇	011011	1	y₁₅ y₃₁ y₃₄	S₆
28	a₂₇	011011	a₃₂a₃₄a₃₅	100000100010100011	X₂nX₂ X₁nX₂nX₁	y₁₄ y₂₄ y₃₂ y₄₀	S₁S₁S₁	R₂ R₃ R₅ R₆R₂ R₃ R₆R₂ R₃
29	a₂₈	011100	a₂₉	011101	1	y₉ y₁₄ y₁₈y₁₉ y₂₀ y₃₅ y₄₁	S₆
30	a₂₉	011101	a₃₂a₃₄a₃₅	100000100010100011	X₂nX₂ X₁nX₂nX₁	y₁₄ y₂₃ y₃₃ y₄₁	S₁S₁ S₅S₁ S₅	R₂ R₃ R₄ R₆R₂ R₃ R₄ R₆R₂ R₃ R₄
31	a₃₀	011110	a₃₁	011111	1	y₁₄ y₁₇ y₂₄ y₄₁	S₆
32	a₃₁	011111	a₃₂a₃₄a₃₅	X₂nX₂ X₁nX₂nX₁	y₁₅ y₃₁ y₃₈	S₁S₁S₁	R₂ R₃ R₄ R₅ R₆R₂ R₃ R₄ R₆R₂ R₃ R₄
33	a₃₂	100000	a₃₃	100001	1	y₁₁ y₂₅ y₃₄	S₆
34	a₃₃	100001	a₀	000000	1	y₁₀ y₂₆ y₃₀ y₄₀	R₁ R₆
35	a₃₄	100010	a₀	000000	1	y₁₀ y₂₆ y₃₀ y₄₁	R₁ R₅
36	a₃₅	100011	a₃₆	100100	1	y₁₁ y₃₁ y₃₅	S₄	R₅ R₆
37	a₃₆	100100	a₀	000000	1	y₁₀ y₂₆ y₃₀ y₄₀	R₁ R₄

2.2 Формування схеми автомата Мура