Быстрый поиск

Реферат: Синтез микропрограммного управляющего автомата

Так как мы изменили используемые элементы памяти, то у нас изменятся логические выражения для функций их возбуждения, а логические выражения для функций выходов не изменятся.

S1= a1x2 v a3x2 v a7x6

S2= a3x2

S3= a1x2

S4= a0x1 v a4

R1= a8x7x8 v a9x9

R2= a8x7

R3= a3x2 v a5 v a7x6

R4= a1x2 v a2x1 v a6 v a7x6

После упрощения и выделения общих частей, получим:

f= a1x2

g= a3x2

k= a7x6

m= a8x7

p= a3x2

q= a1x2

r= a0x1

h= a2x1

e= r v a1x2 v g

n= q v a4x4

S1= f v g v a7x6

S2= p

S3= q

S4= r v a4

R1= mx8 v a9x9

R2= m

R3= g v a5 v k

R4= f v h v a6 v k

y1= e

y2= r v h

y3= e v px3

y4= n v a5x5

y5= a6

y6= n

y7= a8x7

y8=a9x9

С использованием в качестве элементов памяти RS-триггеров, цена комбинационной схемы по Квайну для автомата Мили равна C=59 причем в схеме предполагается использовать 4-входовой дешифратор.

7.7 Кодирование на T-триггерах

В качестве элементов памяти возможно использование не только D-триггеров и RS-триггеров, а также используются T-триггеры. При использовании T-триггеров используется такая же кодировка, как и для RS-триггеров. Кодирования для T-триггеров изображены в таблице 10.

7.8 Получение логических выражений для функций возбуждения T-триггеров

Далее составляем прямую структурную таблицу переходов и выходов автомата Мили (таблица 11) и по известному правилу формируем логические выражения для функций возбуждения.

T1= a1x2 v a3x2 v a7x6 v a8x7x8 v a9x9

T2= a3x2 v a8x7

T3= a1x2 v a3x2 v a5 v a7x6

T4= a0x1 v a4 v a1x2 v a2x1 v a6 v a7x6

После упрощения и выделения общих частей, получим:

f= a1x2

g= a3x2

k= a7x6

m= a8x7

p= a3x2

q= a1x2

r= a0x1

h= a2x1

e= r v a1x2 v g

n= q v a4x4

i= r v h

T1= f v g v a7x6 v mx8 v a9x9

T2= p v m

T3= q v g v a5 v k

T4= i v a4 v f v a6 v k

y1= e

y2= i

y3= e v px3

y4= n v a5x5

y5= a6

y6= n

y7= a8x7

y8=a9x9

С использованием в качестве элементов памяти T-триггеров, цена комбинационной схемы по Квайну для автомата Мили равна C=61 причем в схеме предполагается использовать 4-входовой дешифратор.

7.9 Кодирование на счетчике

Для кодирования состояний автомата на счётчике необходимо, чтобы разность кодов между соседними состояниями составляла единицу. Данная кодировка представлена в таблице 12.

Таблица 12

As	a0	a1	a2	a3	a4	a5	a6	a7	a8	a9
K{as}	0000	0001	0010	0011	0100	0101	0110	0111	1000	1001

7.10 Получение уравнений для счетчика

Составляем прямую структурную таблицу 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 am

Состояние перехода as

Код as

Входной сигнал X(am,as)

Выходные сигналы Y(am,as)

Функции возбуждения

0000

0001

Y1(y1,y2,y3)

E+1

0001

0010

1001

Y6(y4,y6)

Y9(y1,y3)

E+1

D1D8 M

0010

0011

Y2(y2)

E+1

0011

0100

1001

X2X3

Y3(y3)

Y9(y1,y3)

E+1

D1D8 M

0100

0101

Y6(y4,y6)

E+1

0101

0110

Y4(y4)

E+1

0110

0111

Y5(y5)

E+1

0111

0101

1000

D1D4 M

E+1

1000

0000

1000

1001

X7X8

Y7(y7)

E+1

1001

0000

1001

Y8(y8)

M – вход управления записью / счётом в счётчике;

E+1 - вход управления прямым счётом;

Работа счётчика производится в соответствии с таблицей 14.

Таблица 14

E+1

Режим

Запись 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 a3 d=x1(a0 v a2) f=a0x1

h=x2e g=a1x2 v a4x4 p=a8x7

r=f v h q=a7x6 n=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 bm	Выходные сигналы	Код bm	Состояние перехода bs	Код bs	Входной сигнал	Функции возбуждения D-триггеров
b0	-	0001	b0 b1	0001 0111	X1 X1	D4 D2D3D4
b1	y1,y2,y3	0111	b2 b12	1110 0011	X2 X2	D1D2D3 D3D4
b2	y4,y6	1110	b3 b4	1010 0110	X1 X1	D1D3 D2D3
b3	-	1010	b3 b4	1010 0110	X1 X1	D1D3 D2D3
b4	y2	0110	b5 b6 b7 b8 b12	1100 0101 0010 0000 0011	X2X3 X2X3X4 X2X3X4X5 X2X3X4X5 X2	D1D2 D2D4 D3 D3D4
b5	y3	1100	b6 b7 b8	0101 0010 0000	X4 X4X5 X4X5	D2D4 D3
b6	y4,y6	0101	b7 b8	0010 0000	X5 X5	D3
b7	y4	0010	b8	0000	1
b8	y5	0000	b0 b7 b8 b9 b10 b11	0001 0010 0000 1001 0100 1000	X6X7X8 X6X5 X6X5 X6X7 X6X7X8X9 X6X7X8X9	D4 D3 D1D4 D2 D1
b9	y7	1001	b0 b9 b10 b11	0001 1001 0100 1000	X7X8 X7 X7X8X9 X7X8X9	D4 D1D4 D2 D1
b10	-	0100	b10 b11	0100 1000	X9 X9	D2 D1
b11	y8	1000	b0	0001	1	D4
b12	y1,y3	0011	b10 b11	0100 1000	X9 X9	D2 D1