Оглавление
Задание
Абстрактный синтез
Структурный синтез
Анализ автомата на отсутствие состязаний типа "Риск в 1”
Автоматизированный синтез автомата на ЭВМ
Сравнение ручного и машинных решений.
Элементы физического синтеза.
Список литературы
Задание:
Спроектировать цифровой автомат ( кодовый замок ) , имеющий три входа ( a, b, c ) и два выхода (Z1, Z2).
Выход Z1 возбуждается при подаче входной последовательности сигналов 7-6-4-0-2, а Z2 – при нарушении заданной последовательности.
В качестве элементной базы использовать интегральные микросхемы. В качестве элементов памяти использовать RS-триггеры или JK-триггеры. После получения функциональной схемы автомата провести ее анализ на отсутствие состязаний типа “Риск в 1” в функции выхода Z2 ( или Z1 ). Входные сигналы образуют совокупность соседних чисел.
Абстрактный синтез.
Построение и минимизация Первичной таблицы переходов-выходов
Таблицу строим по словесной формулировке, приведенной в задании и тем самым осуществляем первый переход к формализованной записи условий работы синтезируемого ДУ.
|
Таблица переходов |
||||||||||
|
N |
abc |
Z1 |
Z2 |
|||||||
|
000 |
001 |
010 |
011 |
100 |
101 |
110 |
111 |
|||
|
1 |
|
|
|
6 |
|
7 |
2 |
1 |
0 |
0 |
|
2 |
|
|
8 |
|
3 |
|
2 |
9 |
0 |
0 |
|
3 |
4 |
|
|
|
3 |
|
10 |
9 |
0 |
0 |
|
4 |
4 |
11 |
5 |
|
12 |
|
|
|
0 |
0 |
|
5 |
|
|
5 |
|
|
|
|
|
1 |
0 |
|
6 |
|
|
|
6 |
|
|
|
|
0 |
1 |
|
7 |
|
|
|
|
|
7 |
|
|
0 |
1 |
|
8 |
|
|
8 |
|
|
|
|
|
0 |
1 |
|
9 |
|
|
|
|
|
|
|
9 |
0 |
1 |
|
10 |
|
|
|
|
|
|
10 |
|
0 |
1 |
|
11 |
|
11 |
|
|
|
|
|
|
0 |
1 |
|
12 |
|
|
|
|
12 |
|
|
|
0 |
1 |
Минимизация первичной таблицы переходов-выходов
С целью уменьшения числа элементов памяти желательно иметь таблицы переходов с минимальным числом строк. Число строк первичной таблицы переходов-выходов может быть уменьшено за счет объединения некоторых из них. Воспользуемся наиболее простым методом минимизации первичной таблицы переходов-выходов - методом объединения совместимых внутренних состояний. Для наглядности представления всех возможных объединений строк таблицы построим диаграмму объединений.
Проанализировав диаграмму объединений становится очевидным, что наиболее оптимальный вариант объединения строк будет: (1,4,5,6,7,11,12); (2,8,9); (3,10).
На основании полученного результата строим минимизированную таблицу переходов.
|
Минимизированная таблица переходов |
||||||||
|
N |
abc |
|||||||
|
000 |
001 |
010 |
011 |
100 |
101 |
110 |
111 |
|
|
A |
4 |
11 |
5 |
6 |
12 |
7 |
2 |
1 |
|
B |
- |
- |
8 |
- |
3 |
- |
2 |
9 |
|
C |
4 |
- |
- |
- |
3 |
- |
10 |
9 |
Построение реализуемой таблицы переходов.
Построение диаграммы переходов.
Для каждой строки минимизированной таблицы переходов по каждому столбцу (с неустойчивым тактом) выписываем все переходы:
С > A 000
A > B 110
B > C 100
C > B 111
Все имеющиеся переходы обязательные
На основании полученных результатов строим диаграмму переходов.
Диаграмма переходов
Кодирование строк для исключения состязаний элементов памяти.
Так как переходы от строки к строке для исключения состязаний должны осуществляться при изменении состояния только элемента памяти, то комбинации состояний элементов памяти тех строк, между которыми есть переходы, должны быть соседними. Для выбора соседних комбинаций состояний элементов памяти, т.е для кодирования строк таблицы переходов, воспользуемся картой Карно (иногда это называют вхождением таблицей в карту Карно ).
Берем
карту Карно на 2 элемента:
Видим, что на первый взгляд тремя строками A,B,C "войти" в карту Карно, обеспечив соседство нужных строк не удается (переход С->A), но не будем торопиться вводить новую строку D, а заметим что в имеющейся строке B присутствует условное состояние ДУ. С целью обеспечения соседства определим в нужных позициях на их месте нужный неустойчивый такт (4).
Трех строк оказалось достаточно, запишем их коды по карте Карно:
A 00
B 01
C 11