48. Структурный автомат,состояния элементов памяти.Переход от абстрактного к структурному автомату.

Вслед за этапом абстрактного синтеза автоматов следует этап структурного синтеза, целью которого является построение схемы, реализующей автомат из элементов заданного типа. Если абстрактный автомат был лишь математической моделью, проектируемого устройства, то в структурном автомате учитывается структура входных и выходных сигналов автомата, а также его внутренне устройство на уровне логических схем. Основной задачей структурной теории автоматов является разработка общих методов построения структурных схем автоматов.

Авт-т любой сложности представл в виде структуры,сост из 2-х частей: РИСУНОК!

В схеме след обозначения:

X₁-X_L – множ-во входных сигналов структурного авт-та

Y₁-Y_N – множ-во выходных сигналов

U₁-U_R – множ-во сигналов возбуждения ЭП

V₁-V_R – множ-во сигналов обратной связи

Каждое состояние абстракт авт-та a_m (m=0,1,…M) кодир-ся в структурном авт-те набором состояний элементов памяти: R≥]log₂M[ ,где R-кол-во ЭП, ][- ближайшее целое сверху округление.

Каждый входной сигнал абстракт авт-та z_f (f=0,1,…F) кодир-ся набором сост-ий входных сигналов авт-та,т.к. каждый из каналов может принимать два значения,то: L≥]log₂F[.

Число выходных сигналов N: N≥]log₂G[ , где G- число выходн сигналов абстракт авт-та.

Переходу абстракт авт-та из сост a_m в сост a_s под действием входн сигн z_f с выдачей выходн сигн w_g соответ-т переход структурн авт-та из одного сост в др.,каждое из кот-х закодировано R-разрядным словом под д-ем L-разрядного входного слова с выдачей M-разрядного выходного слова.Изменение сост-ия ЭП на таком переходе под д-ем сигналов возбуждения U₁-U_R ,которые вырабатыв-ся комбинационной схемой,в зав-ти от входных сигналов X и сигн-в обратной связи V₁-V_R .

Авт-т сод-т комбинацион часть и память.Комбинац часть предст собой логические схемы,реализованные на функционально полной системе логич-х элементов памяти.Элементы памяти-простейшие авт-ты Мура,кот облад полнотой переходов и полнотой выходов.Полнота переходов авт Мура означ,что для любой пары его сост-ий всегда найдётся такой входной сигнал,кот переведёт авт-т из одного сост в др.Полнота выходов автомата Мура состоит в том, что каждому состоянию автомата поставлен в соответствие свой особый выходной сигнал, отличный от выходных сигналов других состояний. Т.о. в таком автомате число выходных сигналов равно числу состояний автомата.

В качестве ЭП используют элементарные авт-ты Мура,отвечающие условиям теоремы Глушкова (Система элементарных автоматов явл структурно полной тогда и только тогда,когда содержит:1)авт-ты Мура,облад полнотой переходов и выходов. 2).комбинацион схему,постороенную на функционал полной системе логических элементов. В этом случае задача структурного синтеза произвольных автоматов сводится к задаче структурного синтеза комбинационных схем).

В настоящее время-это триггеры. Триггер – это устройство, имеющее два устойчивых состояния(0,1), в которые он переходит под действием определённых входных сигналов.Обычно в триггерах выделяют два вида входных сигналов (и соответственно входов): информационные и синхросигналы.Информационные сигналы определяют новое состояние триггера и присутствуют в любых триггерах. Синхросигнал не является обязательным и вводится в триггерах с целью фиксации момента перехода триггера в новое состояние, задаваемое информационными входами. Обычно, при синтезе ЦА используются триггеры с синхровходом. На синхровход триггера поступают тактирующие импульсы задающего генератора, синхронизирующего работу ЦА. Период следования импульсов соответствует одному такту автоматного времени ЦА. Триггер имеет два выхода прямой и инверсный. Состояние триггера определяется по прямому выходу.

В соответ-ии с теоремой Глушкова задача синтеза структ авт-та сост в построении комбинац части.Математически это записыв-ся так:

y₁=y₁(x₁,x₂,…,x_L,V₁,V₂,…,V_R)…

y_N=y_N(x₁,x₂,…,x_L,V₁,V₂,…V_R)

U₁=U₁(x₁,x₂,…,x_L,V₁,V₂,…V_R)…

U_R=U_R(x₁,x₂,…,x_L,V₁,V₂,…V_R).Т.о.,задача синтеза структурного авт-та сводится к составлению и решению этой сист логических уравнений.

49. RS-триггер.ВходS(set) называется входом установки в единицу, входR(reset) – входом установки в нуль.

Q t	Q t+1	R	S
0	0	X	0
0	1	0	1
1	0	1	0
1	1	0	X

Таблица функций выходов и условное обозначение:

На основании таблицы можно получить функцию возбуждения памяти автомата при синтезе на базе RS-триггеров. Например, если автомат переходит из состояния a_i= 010 в состояние a_j=110, то для обеспечения такого перехода функции возбуждения должны быть:

для первого триггера при переходе из 0 в 1 R₁ =0, S₁ = 1;

для второго триггера при переходе из 1 в 1 R₂ =0, S₂ = X;

для третьего триггера при переходе из 0 в 0 R₃ =X, S₃= 0.

D-триггер.(элемент задержки).Имеет один информационный вход D и два выхода прямой и инверсный, и осуществляет задержку поступившего на его вход сигнала на один такт.

Таблица функций выходов и условное обозначение:

Q t	Q t+1	D t
0	0	0
0	1	1
1	0	0
1	1	1

DV-триггер.Имеет два информационных входа D и V и два выхода прямой и инверсный.

Таблица функций и условное обозначение:

Q t	Q t+1	D	V
0	0	a1	ā1b
0	1	1	1
1	0	0	1
1	1	a2	a2b

50. Т-триггер.(триггер со счётным входом). Имеет один информационный вход Т и два выхода прямой и инверсный. Осуществляет суммирование по модулю два значений сигнала T и состояний Q и Q инверсное в заданный момент времени.

Таблица функций выходов и условное обозначение:

Q t	Q t+1	T t
0	0	0
0	1	1
1	0	1
1	1	0

На основании этой таблицы можно получать функцию возбуждения элементов памяти при синтезе автомата на базе T-триггера. Например, если автомат перешел из состояния a_i = 010 в состояние a_j = 110, то для обеспечения этого перехода функции возбуждения должны быть:

для первого триггера при переходе из 0 в 1 T₁ = 1,

для второго триггера при переходе из 1 в 1 T₂ = 0,

для третьего триггера при переходе из 0 в 0 T₃ =0 .

RST-триггер. Таблица функций выходов и условное обозначение:

Q t	Q t+1	S	T	R
0	0	0	0	-
0	1	a	ā	0
1	0	0	b	b
1	1	-	0	0

JK-триггер. Имеет два информационных входа J и K и два выхода прямой и инверсный. Вход J – вход установки в 1, вход K – вход установки в 0, т.е. эти входы аналогичны соответствующим входам RS-триггера: J – соответствует S, K – соответствует R. Однако, в отличие от RS-триггера, входная комбинация J = 1, K= 1 не является запрещённой.

Таблица функций выходов и условное обозначение:

Q t	Q t+1	J	K
0	0	0	a1
0	1	1	a2
1	0	a3	1
1	1	a4	0