Технические дисциплины - ПППСМ

3. СТРУКТУРНЫЙ АНАЛИЗ ЦА

3.1. Понятие структурного автомата. Цель структурного синтеза.

Цель: получить на заданной элементной базе схему ЦА, которая проектируется. Т.е. это итог проектирования ЦА от его начального языка описания до его конкретной схемы.

Если АА является математической моделью ЦА, то в структурном автомате (СА) учитывается структура входных и выходных сигналов ЦА, а также структура его внутренних устройств. В отличие от АА СА имеет множество каналов (линий), на которые подаются сигналы:

х1, х2,…, хl,, xL (входные сигналы)

у1, у2,…, уn,…, yN (выходные сигналы)

 

СА

 

 

Эти сигналы отображают входные букву zf и выходную wg.

В СА входная буква zf двоичный вектор ( двоичное слово) вида:

, который передается по L – каналам (L – линиям).

Аналогично:

, где .

Связь числа букв f алфавита входного zf с числом линий L СА: если число букв zf равно F, то для отображения такого числа букв требуется L значений xl, где

 

Аналогично:

 

Пример кодирования zf и wg:

Кодирование

Вх. сигнал

zf

x1

x2

z0

0

0

z1

0

1

z2

1

0

 

 

Вых.сигнал

wg

y1

y2

y3

w0

0

0

0

w1

0

0

1

w2

0

1

0

w3

0

1

1

w4

1

0

0

 

 

 

Находится разность слов x1,x2 с помощью которых представляются буквы z0,z1,z2 и разрядность выходных слов y1,y2,y3, с помощью которых представляются буквы w0,w1,w2,w3,w4.

3.2. Вид СА

На этапе структурного синтеза автомат принято представлять в виде двух частей:

  • память,
  • КС.

Память строится из предварительно выбранных элементарных автоматов (ЭА). При этом внутреннее состояние автомата есть состояние ЭА. В качестве ЭА выбирается автомат Мура с двумя устойчивыми состояниями. Их называют триггерами.

 

 

СА описываются следующими векторами сигналов:

- входное слово,

- выходное слово,

- слово ФВ (где ur – ФВ триггера Тк),

- слово состояния автомата.

Функционирование СА описывается следующими функциями:

Y=λ(X,Q) – слово функции выходов,

Q(t+1)=δ(Q,X) – слово функции переходов,

U=φ(X,Q) – слово функции возбуждения.

Все буквы без индекса t взяты в момент времени t.

Такое представление автомата позволяет свести задачу синтеза СА при за данных ЭА к синтезу КС, которая описывается следующей системой ПФ.

- функция выходов, где ,   - ФВ, где .

Всего (N+R) ПФ.

3.3. Элементарные автоматы с памятью (триггеры).

ЭА являются автоматами Мура, имеют два состояния am-«0» или «1». Причем выходной сигнал wg= am (исходя из условий автомата Мура).

Для такого автомата существуют 4 типа переходов δ:

0→0,     0→1,   1→0,    1→1.

В качестве таких автоматов выступают триггеры. Триггер – это электрическая схема, имеющая 2 устойчивых состояния.

Q(t)={0,1}

Триггер предназначен для хранения одного бита информации.

Под воздействием входного сигнала триггер может перейти из одного состояния в другое.

 

 

 

Если триггер находится в состоянии «1», то Q(t)=1, если в нулевом, то Q(t)=0/

Если триггер не изменил своего состояния под воздействием входного сигнала, то Q(t)=Q(t).

Триггеры различают:

  1. с установочными входами (RS,JK,FD),
  2. со счетными входами (Т).

Триггеры бывают:

  1. синхронные,
  2. асинхронные.

Триггеры бывают:

  1. с одним информационным входом,
  2. с двумя и т. д.

1. Синхронный D – триггер.

 

Функция перехода D – триггера:

 

при С=1

при С=0

 

D

Q(t+1)

0

0

1

1

Функционирование D – триггера может быть описано таблицей переходов и выходов.

При С=1

 

 

Δλ при С=1                                              C

 

Q    D

0

1

0

0

0

1

1

1

 

D

 

 

Для абстрактного D – триггера:           Q

U

D

Q

D

D

 

 

 

t

Переход в новое состояние по определенному фронту: переднему и ли заднему.

Для D – триггера с инверсным тактированием (FD-1) переход в новое состояние осуществляется по заданному фронту импульса синхронизации.

 

2. Синхронный Т- триггер.

Функция перехода:

 

, при С=1

, при С=0

 

 

 

 

Таблица функционирования при С=1:

 



 

Добавить комментарий


Защитный код
Обновить