2. Проектирование уа в заданном базисе логических элементов.

Процесс проектирования УА в заданном базисе логических элементов разбивается на ряд этапов.

1. разметка состояний на ГСА. Эта процедура представляет собой переход от ГСА к ориентированным графам моделей: Мили или Мура, который определяется на некотором множестве вершин, рассматриваемые как внутренние состояния автомата. Правила расстановки состояний для каждого типа абстрактной модели приведены в /6,8/. В результате разметки определяется общее количество состояний автомата и строится граф переходов автомата. В случае автомата Мили каждая стрелка, определяющая переход из состояния в состояние, отмечается булевой функцией, характеризующей условия перехода, и наименование выходного сигнала, появляющегося в момент перехода. В случае автомата Мура наименование выходных сигналов проставляются для каждого состояния

2. минимизация числа состояний автомата. С целью экономии как аппаратных, так и временных затрат, связанных с проектированием и эксплуатацией УА, прибегают к процедуре минимизации числа состояний автомата. Необходимость этого процедуры вытекает из того факта, что в процессе обработки ГСА, исходя из своего опыта, знаний и интуиции, проектировщик задает не всегда оптимальную структуру. Количество вариантов структур функционально эквивалентных автоматов может быть значительным. Среди этих структур надо выбрать структуру с минимальным числом состояний. Методика проведения этой процедуры изложена в /6,8/.

3. Кодирование состояний. Задача кодирования является одной из основных задач в структурном синтезе автоматов и заключается в сопоставлении каждому из состояний двоичного вектора длины r, где каждая компонента вектора представляет состояние соответствующего элемента памяти (триггера). От способа кодирования зависит устойчивость работы автомата и сложность реализующей автомат схемы. Устойчивость обеспечивается как алгоритмическими методами (противогоночное кодирование), так и структурными методами (синхронизация, двойная память). Минимизировать сложность реализующей автомат схемы, можно, используя так называемые оптимизационные методы кодирования.

4. построение структурной таблицы переходов автомата. Суть этого этапа состоит в переходе от абстрактного автомата к структурному. В таблице (см. рис. 7) фиксируются все переходы на множестве пар состояний автомата двоичными векторами: α(t) и α(t-1) – коды состояний автомата соответственно в моменты t и t+1 автоматного времени; вектор x – состояние осведомительных сигналов; вектор y – вектор, характеризующий вырабатываемые автоматом управляющие сигналы; вектор Z – значение сигналов, подаваемых на входы элементов памяти, инициирующие переход (смену состояний элементов памяти). Значение компонент вектора Z определяется, исходя из известных законов функционирования заданных элементов памяти (триггер типа JK, RS, D и T).

5. Построение функций возбуждения входов элементов памяти и функций выходов.

После того, как построена структурная таблица переходов автомата для каждой компоненты векторов y и Z строится д.н.ф. функций

→ →

Y_i =f( s(t), x), i=1,2,3,…,m;

→ →

Z_j =g₁ (s(t), x), - для автомата Мили или

→ →

Z_j = g₂ (s(t), x), - для автомата Мура (j = 1,2,…,k).

Здесь m – количество управляющих сигналов, k – количество выходов элементов памяти. Функции наносятся на матрицу, доопределяются, если есть неопределенные состояния, и осуществляется процедура минимизации / 6,8 /.

6. построение функциональной схемы УА. Используя графическое обозначение элементов заданного базиса, синтезируется схема соединения этих элементов, обеспечивающая заданный закон функционирования автомата.