Проектирование управляющих автоматов. Общие принципы проектирования

Управляющий автомат проектируется по заданной ГСА с использованием двух моделей Мура и Мили с различной стратегией кодирования, с учетом используемых элементов памяти. Выбирается наиболее экономичная реализация и разрабатывается для нее функциональная логическая схема. Сложность схемы рассчитывается с использованием пересчета в эквивалентные корпуса.

Для расчета схемы:

1. Построить таблицу переходов/выводов

2. Составить общее уравнение переходов/выводов

3. Рассчитать стоимость схемы для выбранной стратегии кодирования

Управляющий автомат Мура.

Состояниями в модели Мура обозначаются операторные вершины и входы «ждущих вершин».

Состояния обозначаются q₀, q₁, q₂, … - последовательно от начальной ждущей вершины с сигналом запуска автомата х₀.

Циклы ожидания внешних событий могут не содержать операторные вершины – отмечается вход или выход любой условной вершины.

Если с входом условной вершины соединяется два или более выходов операторных или других условных вершин, то вход отмечается, как узел Q, нумерация узлов произвольная.

Память состояний автомата Мура может быть выполнена:

1. На DV-регистрах с использованием унитарного кодирования состояний

2. На DV-регистрах с использованием максимального кодирования состояний

3. На сдвигающих регистрах, используя унитарное кодирование. Регистр организован, как суммирующий сдвигатель влево, при сбросе регистра в мл. разряд записывается «1»

4. На регистре-счетчике, используя максимальное кодирование состояний. При сбросе счетчика устанавливается начальное состояние, соответствующее выбранному при кодировании коду.

Составить структурную таблицу переходов/выходов, учитывая выделение состояний q_i и Q_i. Узлы учитываются в условиях перехода, как промежуточные «мгновенные» состояния. На основе структурной таблицы составляются общие для всех вариантов схем уравнения переходов:

Q^I <= Q*X

где: Q^I– следующее состояние

Q – текущее состояние

Х – конъюнкция переменных х_i, обеспечивающих условия перехода между состояниями

Отдельно от каждого варианта организации памяти выполняются расчеты схемы, оформляются таблицы оценки сложности и преобразования кодов q в значение функций управления на входах элементов памяти.

Для всех регистров используются информационные входы d_iзаписи:

d_i= 1 по синхросигналу записыв. в i разряд «1»

d_i= 0 – записывается «0»

Таблица переходов/выходов

q/Θ	x		q//Θ	Y
q0	x0 x0x1 x0x1x2 x0x1x2		q0 q1 q3 q2	– Y21 Y30 Y10
q1	1		q16	–
q2	1		q4	Y22
q3	1		q7	Y5
q4	1		q7	Y5
q5	1		q8	Y13
q6	1		q4	Y22
q7	1		q8	Y13
q8	x3 x3		q9 q10	Y17 Y14
q9	1		q10	Y14
q10	x6 x6		q11 q12	Y15 Y17
q11	1		q13	–
q12	1		q14	–
q13	x5 x5		q13 q15	– Y21
q14	x4 x4		q14 Θ	– –
q15	x7 x7 x8 x7 x8		Θ q20 q19	– Y19 Y18
q16	x3 x3 x2 x3 x2		q16 q6 q5	– Y31 Y4
q17	1		q21	Y20
q18	1		q21	Y20
q19	1		q21	Y20
q20	1		q21	Y20
q20	1		q21	Y20
q21	1		q0	–
Θ	x8 x8		q17 q18	Y16 Y17