Представление результатов счёта.

Табличное решение представлено рядом таблиц. В начале приводятся исходные данные - тип памяти, число строк (STR), столбцов (STO) первичной таблицы переходов-выходов, число входных (XRAZB) и выходных (ZRAZB) переменных, разрядность восьмеричного кода для обозначения наборов входных переменных (XRAZV).

Распечатанная первичная таблица переходов-выходов должна соответствовать введенной (исходной).

Матрица объединенных строк показывает, какие строки первичной таблицы объединяются и сопоставляются со строкой минимизированной таблицы переходов, номер которой показан в левой колонке. В колонках, соответствующих объединяемым строкам, проставляются "1", в противном случае - "0".

Минимизированная таблица переходов показывает направления переходов, которые стремится совершить устройство.

Элемент таблицы T(i,j) равен номеру строки, в которую осуществляется переход из i-ой строки под действием j-го входного сигнала. Если T(i,j) = i, то данный такт является устойчивым.

Матрица выходов показывает состояние выходного слова, т. е. комбинацию значений выходных сигналов при выбранной двоичной базе, при нахождении автомата в i-ом состоянии под воздействием j-го входного сигнала. Другими словами, матрица выходов показывает состояние выходов автомата в тактах минимизированной таблицы переходов.

Реализуемая таблица переходов поясняет алгоритм функционирования автомата аналогично минимизированной таблице, но показывает направления переходов после выполнения противогоночного кодирования. В правой колонке таблицы помещены двоичные коды строк, т. е. состояния

элементов памяти, сопоставляемые с каждой строкой реализуемой таблицы переходов. При этом база элементов памяти выбирается машиной слева - направо, например:

Y1 Y2 Y3 ... Yn.

Конечная матрица выходов показывает состояния выходов автомата в тактах реализуемой таблицы переходов.

После таблиц выводятся логические функции возбуждения элементов памяти и выходов в дизъюнктивной нормальной форме.

База входных, выходных сигналов и элементов памяти соответствует выбранной. Инверсные переменные обозначаются знаком тильда: '~'.

Схемное решение представляется функциональной схемой синтезированного автомата.

Над схемой выводится заголовок. В левой части функциональной схемы показаны входы (в парафазном коде), затем блок управления элементами памяти. Элементы памяти располагаются в средней части схемы. В правой части помещается блок формирования выходных сигналов. Необходимые связи элементов выполнены с помощью кодовой шины.

Функциональная схема выполняется на выбранных элементах памяти и логических элементах заданного набора.

Сравнительный анализ ручного и машинного решений.

В ручном решении таблица переходов-выходов имеет вид:

abc
y1y2	000	001	010	011	100	101	110	111
00	00/00	01/00	01/01	-	00/10	-	-	-
01	11/01	01/00	11/01	11/00	-	11/10	-	-
11	10/01	10/00	11/01	11/00	-	10/10	-	11/10
10	10/01	10/00	-	10/10	-	10/10	-	-

Функции возбуждения элементов памяти и выходов имеют вид:

z1=

z2=

S1=

S2=

R2=

В машинном решении эти функции имеют вид:

S1 = y2*~a*b*c;

R1 = y2*~c + b*~c + a + ~y2*b;

S2 = y1*~c;

R2 = ~y1*b*~c + a*~b + ~y1*a + y1*~b*c;

z1 = ~y2*~a*b*c;

z2 = ~( ~y1*~y2*~a*~b + ~a*c );

Видим, что имеются расхождения во всех функциях. Построим таблицу переходов-выходов для машинного решения:

abc
y1y2	000	001	010	011	100	101	110	111
00	00/00	01/00	00/01	00/10	00/01	00/01		00/01
01	01/01	01/00	00/01	11/00		00/01		00/01
11	01/01	10/00	01/01	11/00				01/01
10	11/01	10/00		00/00		00/01

Очевидно, что таблица, полученная вручную отличается тактами: 02,03,05, 07,10,12,15,17,20,23,25,32,35,37.

В ручной таблице такты: 03,05,07,17 являются пустыми – неиспользуемыми. В связи с этим отсутствуют лишние переходы. Причиной этого является, как следует из матрицы объединённых строк, разное объединение строк:

ручное: а=1,7; b=2; c=3,6,10; d=4,5,8,9;

машинное: a=1,5,6,7,9,10; b=2,8; c=3; d=4;

В данном случае это привело к тому, что в таблице переходов-выходов ручного решения содержится меньшее количество значащих (заполненных) клеток, а значит, меньшее число переходов и, как следствие, меньшее количество переменных в функциях возбуждения памяти и выходов.

Таким образом, в данном случае, ручное решение оказалось менее сложным, чем машинное.

Элементы физического синтеза.

Выбор типа микросхем, на этапе физического синтеза осуществляют соблюдая требования предъявляемые к ДУ, и отдельно к интегральной микросхеме. В свою очередь электрические параметры микросхемы установлены рядом Государственных стандартов Российской Федерации: ГОСТ 19480-74; ГОСТ 18683-73; ГОСТ 19799-74; ГОСТ 22565-77.

Для физического синтеза разрабатываемого ДУ мною была выбрана серия микросхем К155. Это наиболее популярная в нашей стране серия микросхем. Она содержит широкий выбор логических элементов. Микросхемы этой серии дёшевы и вполне подойдут по быстродействию к ДУ типа Кодовый Замок. Основной логической схемой серии является схема И-НЕ, она представлена микросхемами с различным числом секций и количествами входов.

Серия К155 базируется на транзисторно-транзисторном типе логики.

Повторяя структуру диодно-транзистрных ИС, транзисторно-транзисторные схемы значительно увеличить быстродействие (_ср=3-10нс), повысить уровень помехозащищенности (U_п 0,7В), снизить потребляемую мощность (по сравнению ДТЛ-ИС), а также увеличить функциональную сложность интегральной схемы. Коэффициент объединения по входам И m_И12-14, а коэффициент объединения по входам ИЛИ m_ИЛИ=8-10. Выходные усилители ТТЛ-схем обеспечивают высокую нагрузочную способность базовой схемы (n_э10) при значительных нагрузочных емкостях (C_н 100 пФ).

Предельно допустимые электрические режимы эксплуатации в диапазоне температур –45…+70 С.

1. Максимальное напряжение источника питания, 6 В

2. Минимальное напряжение на входе микросхемы, 0.4 В

3. Максимальное напряжение на входе микросхемы и между эмиттерами, 5.5 В

4. Минимальное напряжение на выходе микросхемы, 0.3 В

5. Максимальное напряжение на выходе закрытой микросхемы, 5.25 В

6. Максимальный входной вытекающий ток, при котором напряжение блокировки антизвонных диодов не менее -1.5 В ___-10 мА

В соответствии с функциональной схемой кодового замка я выбрал:

микросхемы К155ТВ1 – JK триггер с логикой 3И на входе; три двухсекционные микросхемы К155ЛА1 - логический элемент 4 “И-НЕ; две четырехсекционных микросхемы К155ЛА3 - логический элемент 2 “И-НЕ;

Список литературы:

1) Т.И. Коган. Теория автоматов. Дискретные устройства: Конспект лекций / Перм. гос. техн. ун-т. – Пермь, 2002. –Ч.1.-140 с ч. I, II.

2) Т.И. Коган. "Дискретные устройства (Автоматы). Конспект лекций" ч. I, II. ПВВКИУ 1985г.

3) Б.М. Гуревич. "Справочник по электронике для молодого рабочего". Высшая Школа 1987г.

9