
- •7. Синтез структурного автомата
- •7.1. Етапи канонічного методу структурного синтезу автоматів
- •7.2. Кодування станів
- •7.3. Побудова канонічної таблиці структурного автомата
- •7.4. Вибір елементів пам’яті автомата
- •7.5. Побудова таблиці збудження тригера
- •7.6. Побудова рівнянь функцій збудження і виходів автомата
- •7.7. Побудова функціональної схеми автомата
7.5. Побудова таблиці збудження тригера
Побудуємо таблиці збудження Т-тригера і D-тригера для прикладу 1. Далі наведені пояснення щодо Т-тригера.
Так як в прикладі 7.1 внутрішні стани автомата кодуються за допомогою двох біт (табл.7.3), то для структурної схеми цього автомата знадобляться два T-тригера – Т1 і Т2.
Ліва
частина таблиці збудження тригера
містить двійкові коди алфавіту вхідних
станів в поточний момент і станів тригера
в попередній момент часу. Права частина
таблиці містить стани тригера в поточний
момент часу. Таблиця збудження тригера
будується по канонічній таблиці
структурного автомата так. Розглянемо
перший рядок табл. 7.6. Стан В1(t-1)
= 0 зіставляємо з станом тригера Т1(t-1)
=
0 першого рядка табл. 7.11. Стан В1(t-1)
(тобто Т1(t-1))
у відповідності з табл.7.6 треба змінити
на стан В1t
= 0 (тобто Т1t=
0). Із таблиці переходів T-тригера
(табл.7.8) маємо: якщо тригер був в стані
(t-1)
= 0 і йому необхідно перейти в стан
t
= 0 , то на вхід тригера Тt
треба подати нульовий сигнал. Отже, в
клітинці першого рядка і стовпця Т1t
табл. 7.11 пишемо 0. Стан В2t-1
= 0 в першому рядку змінюється на стан
В2t
= 1. Отже, у відповідності з табл. 7.8 на
вхід тригера тепер необхідно подати 1.
Таким чином, в клітинку – перший рядок
табл. 7.11 і стовпчик Т2t
– вписуємо 1. Решту рядків треба заповнити
таким же чином.
Таблиця 7.11 – Таблиця збудження Т-тригера
Аt |
Т1(t-1) |
Т2(t-1) |
Т1t |
Т2t |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
0 |
1 |
0 |
0 |
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
Аналогічно будуємо таблицю збудження D-тригера (табл. 7.12).
Таблиця 7.12 – Таблиця збудження D-тригера
Аt |
Т1(t-1) |
Т2(t-1) |
Т1t |
Т2t |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
Якщо отриману таблицю збудження D-тригера зіставити з канонічною таблицею структурного автомата для прикладу 7.1 (табл. 7.6), то ми побачимо, що вони ідентичні.
7.6. Побудова рівнянь функцій збудження і виходів автомата
Побудуємо систему рівнянь збудження Т-тригерів і систему рівнянь виходів. В якості функціонально повного базису виберемо базис АБО-НІ (стрілка Пірса).
Заносимо значення Т1t табл. 7.11 в карту Карно (рис. 7.2).
At ПК12
-
T1(t-1)
0
6
0
7
1
3
0
2
0
4
0
5
1
1
0
0
ПК22
T2(t-1)
Рисунок 7.2 – Карта Карно для функції збудження T1t
Так як реалізувати схему необхідно в базисі АБО-НІ, то будуємо правильні конфігурації за нульовими наборами. В ПК12 об’єднуємо клітинки 4, 5, 6 і 7. В ПК22 об’єднуємо клітинки 0, 2, 4 і 6. Описуємо ПК за допомогою табл. 7.13.
Таблиця 7.13 – Правильні конфігурації для функції збудження T1t
Правильні конфігурації |
Значения змінних | ||
At |
T1(t-1) |
T2(t-1) | |
|
1 |
– |
– |
|
– |
– |
0 |
Складаємо рівняння збудження першого Т-тригера. Хоч в базисі АБО-НІ змінні, які описують ПК, беруться в інверсному вигляді, тут мають місце виключні ситуації для першої і другої правильних конфігурацій.
T1t
=
(7.1)
Заносимо значення Т2t в карту Карно (рис. 7.3)
At ПК11
-
T1(t-1)
0
6
0
7
1
3
1
2
1
4
1
5
1
1
1
0
T2(t-1)
Рисунок 7.3 – Карта Карно для функції збудження T2t
Так як реалізувати схему необхідно в базисі АБО-НІ, то будуємо правильні конфігурації за нульовими наборами. В ПК11 об’єднуємо клітинки 6 і 7. Описуємо ПК за допомогою табл. 7.14.
Таблиця 7.14 – Правильні конфігурації для функції збудження T2t
Правильні конфігурації |
Значения змінних | ||
At |
T1(t-1) |
T2(t-1) | |
ПК11 |
1 |
1 |
– |
Складаємо рівняння збудження другого Т-тригера:
T2t
=
(7.2)
Будуємо системи рівнянь для булевих функцій виходів. Значення Ct з табл. 7.6 заносимо в карту Карно (рис. 7.4), замінюючи при цьому В1(t-1) на T1(t-1) і В2(t-1) на T2(t-1)
ПК31
At
-
T1(t-1)
0
6
0
7
1
3
0
2
0
4
1
5
0
1
0
0
T2(t-1)
Рисунок 7.4 – Карта Карно для функції виходу Ct
Так як реалізувати схему необхідно в базисі АБО-НІ, то будуємо правильні конфігурації по нульовим наборам. В ПК12 об’єднуємо клітинки 0, 2, 4 і 6. В ПК21 об’єднуємо клітинки 0 і 1. В ПК31 об’єднуємо клітинки 6 і 7. Описуємо ПК за допомогою табл. 7.14.
Таблиця 7.14 – Правильні конфігурації для вихідного стану Сt
Правильні конфігурації |
Значення змінних | ||
At |
T1(t-1) |
T2(t-1) | |
|
– |
– |
0 |
|
0 |
0 |
– |
ПК31 |
1 |
1 |
– |
Складаємо
рівняння для вихідного сигналуСt.
Хоча в базисі АБО-НІ
змінні, які описують ПК, беруться в
інверсному вигляді, в даному випадку
має місце виключна ситуація для першої
правильної конфігурації. Тому
.
(7.3)