3.4 Построение функций возбуждения входов элементарных автоматов и логической схемы автомата.
По графу Мили строится структурная таблица автомата (таблица 5).
Функции выходов:
у1÷у9=а1В; у10=а2х1 vа4х1х2; у11÷у13=а3vа2х1vа4х1х2; у14=а4х2х3;
у15÷у17=а5х4vа4х2х3х4; у18=а6vа5х4vа4х2х3х4; у19=а7х5х6х7; у20÷у22=а7х5х6х7.
Таблица 5
|
Исход- ное состоя- ние |
Следую- щее состоя- ние |
Входной набор |
Выход ной набор |
Сигналы возбуждения | ||||||||||
|
Т1 |
Т2 |
Т3 | ||||||||||||
|
|
код |
|
код |
S1 |
T1 |
R1 |
S2 |
T2 |
R2 |
S3 |
T3 |
R3 | ||
|
а1 а2 а2 а3 а4 а4 а4 а4 а4 а5 а5 а6 а7 а7 а7 а7 |
000 001 001 101 011 011 011 011 011 010 010 110 100 100 100 100 |
а2 а3 а4 а4 а4 а3 а5 а6 а7 а6 а7 а7 а1 а1 а1 а1 |
001 101 011 011 011 101 010 110 100 110 100 100 000 000 000 000 |
В х1 х1 - х1х2 х1х2 х2х3 х2х3х4 х2х3х4 х4 х4 - х5х6 х5х6х7 х5х6х7 х5 |
у1÷у9 у10 у11÷у13 у11÷у13 у11÷у13 у10 у14 у15÷у17 у18 у15÷у17 у18 у18 - у20÷у22 у19 - |
0 в1 0 0 0 в1 0 в1 в1 в1 в1 - 0 0 0 0 |
0 в1 0 с1 0 в1 0 в1 в1 в1 в1 0 с1 с1 с1 с1 |
- 0 - с1 - 0 - 0 0 0 0 0 с1 с1 с1 с1 |
0 0 в2 в2 - 0 - - 0 - 0 0 0 0 0 0 |
0 0 в2 в2 0 с2 0 0 с2 0 с2 с2 0 0 0 0 |
- - 0 0 0 с2 0 0 с2 0 с2 с2 - - - - |
в3 - - - - - 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 |
в3 0 0 0 0 0 с3 с3 с3 0 0 0 0 0 0 0 |
0 0 0 0 0 0 с3 с3 с3 - - - - - - - |
Переведем функции возбуждения в базис “Штрих Шеффера”:
у1÷у9=а1|В; у10=(а2|х1) | (а4|х1|х2); у11÷у13=а3| (а2|х1) | (а4|х1|х2); у14=а4|х2|х3;
у15÷у17=(а5|х4) | (а4|х2|х3|х4); у18=а6| (а5|х4) | (а4|х2|х3|х4); у19=а7|х5|х6|х7; у20÷у22=а7|х5|х6|х7.
Возможные
функции возбуждения триггеров:
S1=а2х1vа4х1х2vа4х2х3х4vа4х2х3х4vа5х4vа5х4=у10vа5vа4х2х3;
T1=0;
R1=а3vа7х5х6vа7х5х6х7vа7х5х6х7vа7х5=а3vа7.
S2=а3vа2х1;
T2=0;
R2=а4х1х2vа4х2х3х4vа5х4vа6= у18vа4х1х2;
S3=0;
T3=а1Вvа4х2х3vа4х2х3х4vа4х2х3х4= у1÷у9vа4;
R3=0.
С учетом значения функции S2выражение для выходного сигнала у11÷у13можно упростить
У11÷у13=S2v а4х1х2.
Преобразуем полученное выражение в базис «Штрих Шеффера»:
S1=у10|а5|(а4|х2|х3);T1=0;R1=а3|а7.
S2=а3|(а2|х1);T2=0;R2=у18|(а4|х1|х2).
S3=0;T3=у1÷у9|(а4|х2);R3=0.
Переведем кодировку состояний автомата Мили в базис “Штрих Шеффера”
а1= Р1Р2Р3= Р1|Р2|Р3; а2=Р1Р2Р3 = Р1|Р2|Р3; а3= Р1Р2Р3= Р1|Р2|Р3; а4= Р1Р2Р3= =Р1|Р2|Р3; а5= Р1Р2Р3= Р1|Р2|Р3; а6= Р1Р2Р3= Р1|Р2|Р3; а7= Р1Р2Р3= Р1|Р2|Р3.
Устойчивая работа управляющего автомата обеспечивается использованием двухтактных триггеров.
Логическая схема автомата представлена на рисунке 6.
Глава 4.«Оценка времени выполнения операции».
4.1 Расчет времени выполнения микропрограммы.
Временной граф микропрограммы, составленный в предположении, что каждая вершина ГСА – операторная или условная выполняется за один такт, представлен на рисунке 7.
q0=1;q2=q0*p02=1*1=1;q3=q2*p23=1*0.5=0.5;q4=q3*p34+q2*p24=0.5*1+1*0.5=1;q5=q4*p45=1*1=1;
Так как цикл повторяется 15 раз,то
QΣ=(1+0.5+1+1)=3.5 такта
QC25=3.5*15=52.5 такта.
Рассмотрим весь граф:
q0=1;qC25=q0*p1-C25=1*1=1;q6=qC25*pC25-6=1*1=1;q7=q6*p67=1*0.5=0.5;q8=q7*p78+q6*p68=0.5*1+1*0.5=1;q9=q8*p89=1*0.5=0.5;q10=q9*p910+q8*p810=0.5*1+1*0.5=1;q11=q10*p1011=1*1=1;q12=q11*p1112=1*0.5=0.5;q13=q12*p1213=0.5*0.5=0.25;q14=q12*p1214=0.5*0.5=0.25;q15=q14*p1415=0.25*0.5=0.125;q16=q14*p1416=0.25*0.5=0.125.
Общее время выполнения графа:
Q=1+52.5+1+0.5+1+0.5+1+1+0.5+0.25+0.25+0.125+0.125=59.75 тактов.