Структурный этап синтеза автоматов.

Исходными данными для структурного этапа являются:

1. Абстрактный автомат, заданный виде графа или табличных переходов и выходов.

2. Система логических элементов, на которых необходимо реализовать автомат.

3. Тип элемента памяти, на котором реализуется автомат.

4. Требования, предъявляющиеся к схеме автомата по сложности и (или) быстродействию и так далее.

Результатом этапа является функциональная схема на заданных логических элементах.

На данном этапе автомат рассматривается виде следующей схемы:

КУ – комбинационный узел

БП – блок памяти

ЭП – элемент памяти

X₁…X_m – коды (в совокупности код одной буквы входного алфавита)

Z₁…Z_m – код выходной буквы

Y₁…Y_k – код состояния автомата

Y₁¹…Y_k¹

1. X₁…X_m – входные переменные структурного автомата, которые обозначают коды символов входного алфавита.

2. Z₁…Z_m – выходные переменные структурного автомата, которые обозначают разряды кодов символов выходного алфавита.

3. Y₁…Y_k – внутренние переменные структурного автомата, которые обозначают разряд кода символов состояний.

4. Y₁¹…Y_k¹ – функции возбуждения элементов памяти структурного автомата.

Между переменными абстрактного и структурированного автоматов существует взаимнооднозначное и структурное соответствие.

Входные алфавиты.

Абстрактная	Структурная
P = {P1…Pn}	X = {δ1, δ2,…, δn} – множество кодовых комбинаций на входе
P1≡ δ1 – букве соответствует код Pn≡ δn
W = {W1,…,Wl}	Z = {β1, β2…, βl} – множество кодовых комбинаций выходных переменных
W1 ≡ β1 We ≡ βe
S = {S1,…Sm}	Y = {γ1,…, γm} – множество кодовых комбинаций внутри переменной соответствующей состоянию
S1 ≡ γ1 Sm ≡ γm
Sj = φ(Si,Pk)	y1 = φ11(γ1, δ1) … yk = φk1(γi, δi)
Функция перехода Автомат Мура: Wj = ψ(Sj)	Z1 = ψ (γj) … Zm = ψ1m (γj)
Автомат Миля Wj = ψ(Sj , Pk)	Z1 = ψ11 (γj , γi) … Zm = ψ1m (γj , γi)

γ_j , β₁ , δ₁ – конкретные значения кодовых комбинаций.

Основные этапы структурного синтеза.

1. Кодирование входного и выходного алфавитов (если требуется).

2. Кодирование информации может быть опущены, так как в исходных дпнных входы и выходы могут быть закодированы.

3. Кодирование состояний абстрактного автомата.

Существует много способов кодирования состояний.

По тому, как будет закодировано состояние, зависит окончательная схемная сложность автомата.

Если автомат имеет m состояний, то длина кода может быть от log₂m до m.

4. Закодированные значения входных и выходных состояний подставляют в таблицу переходов и выходов и получают кодированную таблицу переходов и выходов, которые описывает уже структурный автомат.

5. На основе кодированной таблицы строится система Булевой функции для возбуждения элементов памяти и выходов автомата.

6. Совместно минимизируется полученная система булевых функций (пример Карты Карно).

7. Построение блока памяти на логических элементах.

8. Построение функциональной схемы всего автомата на заданных логических элементах.