Главная Случайная страница


Категории:

ДомЗдоровьеЗоологияИнформатикаИскусствоИскусствоКомпьютерыКулинарияМаркетингМатематикаМедицинаМенеджментОбразованиеПедагогикаПитомцыПрограммированиеПроизводствоПромышленностьПсихологияРазноеРелигияСоциологияСпортСтатистикаТранспортФизикаФилософияФинансыХимияХоббиЭкологияЭкономикаЭлектроника






Синтез микропрограммного автомата.

На основе ГСА синтезируется микропрограммный автомат Мура или Мили.

Алгоритм синтеза следующий:

1) Получение отмеченной ГСА (определение необходимого набора состояний автомата).

Входы вершин, следующих за операторными, отмечаются символами a1,a2,…,aM по правилам (автомат Мили):

а) символом a1 отмечается вход вершины, следующий за начальной, а также вход конечной вершины;

б) входы всех вершин, следующих за операторными, должны быть отмечены;

в) если вход вершины отмечается, то только одним символом;

г) входы различных вершин отмечаются различными символами, за исключением конечной.

При синтезе автомата Мура отмечаются не входы вершин, следующих за операторами, а сами операторные вершины (рис. П 3.3).

Переход от отметки am к отметке as в направлении ориентации дуг ГСА проходит через вершины ГСА. Записывая содержимое вершин, лежащих на пути от am к as, каждому пути можно поставить в соответствие слово

где , если путь проходит через выход “1” условной вершины, и – если путь проходит через выход “0”;

Y – множество микроопераций, указанных в операторной вершине, через которую проходит путь;

R – число условных вершин на пути (am, as).

Если путь не проходит через операторные вершины, то он обозначается так:

Все пути указанного вида определяют возможные переходы между состояниями am и as автомата Мили. Для автомата Мура определяются пути второго вида.

2) Посторонние графа автомата.

Состоянием a1 ,…,am ставятся в соответствии вершины графа, а путям от am к as – дуги, направленные из вершины am к вершине as и отмеченные наборами значений входных и выходных сигналов и . В результате получаем граф автомата Мили.

При построении графа автомата Мура дуги, определяющие пути перехода, отличаются наборами входных сигналов , а выходные сигналы в каждом состоянии независимо от того, откуда произошел переход, соответствуют символам этих состояний и записываются в вершинах графа. Граф автомата Мура для операции сдвига приведен на рис. П 4.5.

При использовании графов для заданий автомата с большим числом состояний и переходов теряется наглядность, поэтому при выполнении курсовой работы удобнее пользоваться структурной таблицей автомата.

Структурная таблица автомата является расширением таблицы переходов за счет появления трех новых столбцов: коды исходного состояния am коды состояний перехода (as) и функции возбуждения, вырабатываемые на переходе (am, as).

Кодировать состояния автомата можно двоичными кодами минимальной длины:

где N – длина кода состояния (число триггеров); M – число состояний автомата.

Каждому состоянию автомата ставится в соответствие код, отличный от кодов всех других состояний. Для рассматриваемого примера

Тип триггеров определяется в зависимости от варианта. Синтез на D-триггере целесообразно выполнять по следующему алгоритму:

а) каждому состоянию автомата am ставится в соответствие число am, равное числу переходов в состояние am;

б) числа KI,…,Km упорядочиваются по убыванию;

в) состояние ai с наибольшим Ki кодируется набором 00…0;

г) следующие N состояний (N – число элементов памяти), упорядоченные в п. б), кодируются наборами 00…01, 00…10,…, 10…00;

д) для кодирования следующих N из (M-N-1) состояний используются все коды, содержащие 2 единицы, затем 3 и т.д., пока все состояния не будут закодированы.

Так как в рассматриваемом примере числа Ki для всех состояний одинаковы, то закодируем состояния так: a1-00; a2-0I; a3-I0 (табл. П.4.I).

При использовании в качестве элемента памяти D-триггера построение функций возбуждения выполняется достаточно просто, поскольку таблица функций возбуждения полностью совпадает с таблицей переходов автомата. Код состояния, в которое осуществляется переход, совпадает с сигналами, поступившими на входы элементов памяти ( ). Поэтому единичное значение функции возбуждения Di триггера Ti (i=2) ставится в той строке структурной таблицы, которая соответствует переходу этого триггера в единичное состояние.

По структурной таблице записываются аналитические выражения для функций выходов и возбуждения.

Для рассматриваемого примера функции выходов и возбуждения записываются так:

Минимизация функций возбуждения и выходов должна обеспечить минимальное число корпусов интегральных схем, необходимых для реализации схемы автомата. Чаще всего минимизацию производят по картам Карно (если число переменных 4) или методом Квайна-Мак-Клакси, а также с помощью законов поглощения и склеивания для получения выражений, удобных для реализации на имеющихся логических элементах.

При наличии одинаковых выражений в различных функциях число корпусов можно сократить за счет однократной схемной реализации их в автомате.

Работа элементов памяти автомата тактируется от генератора синхронизирующих импульсов. Кроме того, в автомате необходимо предусмотреть еще дополнительный ход для сигнала «Установка начального состояния автомата». Считается, что синхроимпульсы и сигнал «Пуск» начинают поступать на автомат после подаче сигнала «Установка начального состояния». Синтез микропрограммного автомата заканчивается построением схемы автомата на выбранном базисе логических элементов.

Заключение.

В заключении необходимо привести основные параметры синтезированного микропрограммного управляющего автомата:

· заданную операцию;

· число двоичных входов;

· число двоичных выходов;

· число состояний автомата;

· тип синтезируемого автомата;

· число триггеров;

· тип используемых триггеров;

· набор используемых логических элементов;

· число корпусов, необходимых для построения автомата.

Литература

1.Баранов С.И. Синтез микропрограммных автоматов. – Л.: Энергия, 1979. – 232с., ил.

2.Майоров С.А., Новиков Г.И. Принципы организации цифровых машин. – Л.: Машиностроение, 1974. – 432с.

3.Григорьев В.А. Программное обеспечение микропроцессорных систем. – М.: Энерогоатом / издат., 1983 – 208с.

4.Балашов Е.П., Пузанков Д.В. Микропроцессоры и микропроцессорные системы. – М.: Радио и связь, 1891 – 326с.

5.Савельев А.Я. Прикладная теория цифровых автоматов. – М.: Высшая школа, 1987.

6.Оформление курсовых и дипломных проектов и работ: Методические указания для студентов и преподавателей механико-машиностроительных и приборостроительных специальностей. – Йошкар-Ола: МарПИ, 1988.

 

 

Последнее изменение этой страницы: 2017-09-14

lectmania.ru. Все права принадлежат авторам данных материалов. В случае нарушения авторского права напишите нам сюда...