6.2 Складання логічної схеми

Метою структурного синтезу є формування логічної схеми структурного автомату Мура. Комбінаційна схема автомата формується таким чином, щоб вона реалізовувала систему БФ, утворених функціями збудження D₁..,D_R і функціями виходу y₁..,y_N.

Функції збудження D₁..,D_R елементів пам'яті структурного автомату будь-якого типу в якості аргументів використовують сигнали логічних умов x₁..,x_L і функції зворотного зв'язку автомата T₁..,T_R: D_r = D(T_r, x_L).

Функції виходу y₁..,y_N МПА Мілі в якості аргументів використовують сигнали логічних умов x₁..,x_L і функції зворотного зв'язку автомата T₁..,T_R: y_n = y(T_r, x_L).

Функції виходу y₁..,y_N МПА Мура в якості аргументів використовують тільки функції зворотного зв'язку автомата T₁..,T_R: y_n = y(T_r).

Структурна організація комбінаційної схеми структурного автомата Мура наведена на рис.6.1. Із пам'яті МПА на вхід дешифратору коду поточного стану (ДПС) надходить код, утворений вектором сигналів T₁..,T_R. ДПС формує унітарний код, що відповідає поточному стану автомату a_m. Далі цей код надходить до шифратору мікрокоманд (ШМК), який формує набір МО y₁..,y_N і утворює МК, що відповідає стану a_m. Дешифратор логічних умов (ДЛУ) розпізнає слово z_f, що належить до вхідного алфавіту автомата і утворене вектором сигналів x₁..,x_L. В залежності від вхідного слова z_f і поточного стану a_m шифратор коду наступного стану (ШНС) формує вектор сигналів D₁..,D_R – функцію збудження D-тригерів пам'яті МПА.

Рисунок 6.1 – Організація КС МПА Мура

Складемо структурний алфавіт станів МПА S₁ – A = {a₁, a₂, a₃, a₄, a₅, a₆, a₇, a₈} (див.табл.2.1):

На етапі аналізу ГСА МПА S₁ (див.п.1.4) був сформований вхідний алфавіт – Z = {z₁, z₂, z₃, z₄, z₅, z₆, z₇, z₈, z₉}:

Рисунок 6.2 – Елементний базис синтезу КС

Логічна схема дешифраторів ДПС і ДЛУ МПА S₁ наведена на рис.6.3.

а – логічна схема ДПС; б – логічна схема ДЛУ

Рисунок 6.3 – Дешифратори КС МПА S₁

Таблиці дійсності, що задають функції збудження і функції виходу формуються за кодованою формою ПСТ МПА. Наприклад, табл.6.2 і табл.6.3 – це таблиці дійсності, що складені за КФ ПСТ МПА Мура S₁ (табл.6.1).

Таблиця 6.2 – Таблиця дійсності D_r = D(T_r, x_L)

Вхід							Вихід
T1	T2	T3	x1	x2	x3	x4	D1	D2	D3
0	0	0	–	–	–	–	0	0	1
0	0	1	1	0	0	–	0	0	1
			1	1	–	–	1	0	0
			1	0	1	–	1	0	1
			0	–	–	–	0	1	1
1	0	0	–	–	–	–	0	1	0
1	0	1	–	0	–	–	0	0	0
			–	1	–	–	1	1	1
0	1	0	–	0	–	–	0	0	0
			–	1	–	–	1	1	1
0	1	1	–	–	–	0	0	1	0
			1	–	–	1	0	1	1
			0	–	–	1	1	1	0
1	1	1	–	–	–	–	1	1	0
1	1	0	–	–	–	–	0	0	0

Використовуючи табл.6.2, складемо булеві функції збудження елементів пам'яті структурного автомата:

(6.1)

(6.2)

(6.3)

Таблиця 6.3 – Таблиця дійсності y_n = y(T_r)

Вхід			Вихід
T1	T2	T3	y1	y2	y3	y4	y5	y6
0	0	0	0	0	0	0	0	0
0	0	1	1	0	1	0	0	0
0	1	0	1	0	0	1	0	0
0	1	1	0	1	0	0	0	0
1	0	0	0	1	1	0	0	0
1	0	1	0	0	0	1	0	0
1	1	0	0	0	0	0	0	1
1	1	1	0	0	0	0	1	0

Використовуючи табл.6.3, складемо БФ виходу структурного автомата:

(6.4)

(6.5)

(6.6)

(6.7)

(6.8)

(6.9)

Система БФ (6.1 – 6.9) складається з термів – кон’юнкцій слів, які належать до структурних алфавітів A = {a₁, a₂, a₃, a₄, a₅, a₆, a₇, a₈} і Z = {z₁, z₂, z₃, z₄, z₅, z₆, z₇, z₈, z₉}. Деякі терми використовуються більше ніж в одній функції. Наприклад, кон’юнкція a₄z₆, що відповідає умовному переходу №8 МФ ПСТ, використовується тричі – для обчислення D1, D2 і D3 (6.1 – 6.3). Тому, щоб забезпечити мінімальний розмір КС МПА S₁, треба використовувати додатковий внутрішній алфавіт F = {F₁, F₂, F₃, F₄, F₅, F₆, F₇, F₈, F₉}:

Кількість слів внутрішнього алфавіту – H = 9.

Логічна схема шифраторів ШМК і ШНС МПА S₁ наведена на рис.6.4.

Рисунок 6.4 – Шифратори КС МПА S₁