Синтез микропрограммного управляющего автомата

Информация - Компьютеры, программирование

Другие материалы по предмету Компьютеры, программирование

Скачать Бесплатно!
Для того чтобы скачать эту работу.
1. Пожалуйста введите слова с картинки:

2. И нажмите на эту кнопку.
закрыть



цу переходов и выходов автомата Мили и по известному правилу формируем логические выражения для функций возбуждения.

 

Таблица 13. Прямая структурная таблица переходов и выходов автомата Мили.

Исходное состояние

Код amСостояние перехода as

Код asВходной сигнал X(am,as)Выходные сигналы Y(am,as)Функции возбужденияa00000a0

a10000

0001X1

X1-

Y1(y1,y2,y3)

E+1a10001a2

a90010

1001X2

X2Y6(y4,y6)

Y9(y1,y3)E+1

D1D8 Ma20010a2

a30010

0011X1

X1-

Y2(y2)

E+1a30011a4

a4

a90100

0100

1001X2X3

X2X3

X2-

Y3(y3)

Y9(y1,y3)E+1

E+1

D1D8 Ma40100a5

a50101

0101X4

X4-

Y6(y4,y6)E+1

E+1a50101a6

a60110

0110X5

X5-

Y4(y4)E+1

E+1a60110a701111Y5(y5)E+1a70111a5

a80101

1000X6

X6-

-D1D4 M

E+1a81000a0

a8

a90000

1000

1001X7X8

X7

X7X8-

Y7(y7)

-M

 

E+1a91001a0

a90000

1001X9

X9-

Y8(y8)M

M вход управления записью / счётом в счётчике;

E+1 - вход управления прямым счётом;

 

Работа счётчика производится в соответствии с таблицей 14.

Таблица 14

МE+1Режим0

1

1

10

1

0

0Запись в счётчик

Прямой счёт

Обратный счёт

Хранение

Из таблицы 13 получаются логические выражения для каждой функции возбуждения управляющего входа счётчика, а также для функций выходов как конъюнкции соответствующих исходных состояний am и входных сигналов, которые объединены знаками дизъюнкции для всех строк, содержащих данную функцию возбуждения или соответственно функцию выхода.

 

M = a1x2 v a3x2 v a7x6 v a8x7x8 v a9x9

E+1 = a0x1 v a1x2 v a2x1 v a3x2 v a4 v a5 v a6 v a7x6 v a8x7x8

D1 = a1x2 v a3x2 v a7x6

D4 = a7x6

D8 = a1x2 v a3x2

 

y1 = a0x1 v a1x2 v a3x2

y2 = a0x1 v a2x1

y3 = a0x1 v a1x2 v a3x2x3 v a3x2

y4 = a1x2 v a4x4 v a5x5

y5 = a6

y6 = a1x2 v a4x4

y7 = a8x7

y8 =a9x9

 

После выделения общих частей в логических выражениях и некоторого их упрощения получаются логические уравнения для построения функциональной схемы управляющего автомата.

 

e=a1 v a3d=x1(a0 v a2)f=a0x1

h=x2eg=a1x2 v a4x4p=a8x7

r=f v hq=a7x6n=h v q

 

M = n v px8 v a9x9

E+1 = d v x2e v a4 v a5 v a6 v a7x6 v px8

D1 = n

D4 = q

D8 = h

 

y1 = r

y2 = d

y3 = r v a3x2x3

y4 = g v a5x5

y5 = a6

y6 = g

y7 = a8x7

y8 =a9x9

Цена комбинационной схемы по Квайну составляет С=57.

Унитарный способ кодирования не может быть использован, так как n намного меньше N , где N наибольшее число ЭП (N=10), а n наименьшее число ЭП (n=log2 16).

Сравнивая относительно аппаратурных затрат варианты построения автомата Мили на RS, D, T- триггерах и на счетчике можно убедиться что цена логических выражений для функций возбуждения оказывается приблизительно равной: для RS цена - 59, для D цена 59, для T цена 61, а для счетчика 57.

 

8 Синтез МПА в соответствии с моделью Мура

 

 

8.1 Построение графа автомата.

 

На основе отмеченной ГСА построен граф автомата Мура (рисунок 5).Граф автомата Мура имеет 11 вершин, соответствующих состояниям автомата b0,b1,...,b10, каждое из которых определяет наборы выходных сигналов, управляющего автомата, а дуги графа отмечены входными сигналами, действующими на данном переходе.

 

8.2 Построение структурной таблицы переходов.

 

Из приведенного рисунка видно, что с увеличением количества состояний автомата наглядность графа теряется и больше удобств представляет табличный способ задания автомата.

 

Таблица 15. Прямая структурная таблица переходов и выходов автомата Мура.

Исходное состояние bmВыходные сигналыКод

bmСостояние перехода bsКод

bsВходной сигналФункции возбуждения D-триггеровb0-

0001b0

b10001

0111X1

X1D4

D2D3D4b1y1,y2,y3

0111b2

b121110

0011X2

X2D1D2D3

D3D4b2y4,y6

1110b3

b41010

0110X1

X1D1D3

D2D3b3-

1010b3

b41010

0110X1

X1D1D3

D2D3b4y2

 

 

 

0110b5

b6

b7

b8

b121100

0101

0010

0000

0011X2X3

X2X3X4

X2X3X4X5

X2X3X4X5

X2D1D2

D2D4

D3

 

D3D4b5y3

 

1100b6

b7

b80101

0010

0000X4

X4X5

X4X5D2D4

D3

b6y4,y6

0101b7

b80010

0000X5

X5D3

b7y40010b800001b8y5

 

 

 

 

0000b0

b7

b8

b9

b10

b110001

0010

0000

1001

0100

1000X6X7X8

X6X5

X6X5

X6X7

X6X7X8X9

X6X7X8X9D4

D3

 

D1D4

D2

D1b9y7

 

 

1001b0

b9

b10

b110001

1001

0100

1000X7X8

X7

X7X8X9

X7X8X9D4

D1D4

D2

D1b10-

0100b10

b110100

1000X9

X9D2

D1b11y81000b000011D4b12y1,y3

0011b10

b110100

1000X9

X9D2

D1

8.3 Кодирование на D-триггерах

 

В таблице 15 представлена прямая структурная таблица переходов и выходов автомата Мура. Так как каждому состоянию автомата Мура соответствует свой набор выходных сигналов, то столбец выходных сигналов в таблице помещен следом за столбцом исходных состояний автомата. Проанализируем синтез автомата Мура на D-триггерах.

При кодировании состояний автомата, в качестве элементов памяти которого выбраны D-триггеры, следует стремиться использовать коды с меньшим числом "1" в кодовом слове. Для кодирования 13 состояний (b0, b1, ... , b12) необходимо 4 элемента памяти и из множества 4-разрядных двоичных слов надо выбрать код каждого состояния, ориентируясь на граф и таблицу переходов: чем чаще в какое-либо состояние происходят переходы из других состояний, то есть чем чаще оно встречается в столбце bs таблицы, тем меньше в коде этого состояния следует иметь "1". Для этого построим таблицу, в первой строке которой перечислены состояния, в которые есть более одного перехода, а во второй - состояния, из которых осуществляются эти переходы.

 

s