45.Синтез и анализ последовательностных автоматов.
В последовательносных схемах выходные сигналы в любой момент времени зависят не только от комбинации входных сигналов в данный момент времени ,но и от предыстории их изменения ,то есть от последовательности входных сигналов во времени. Как правило последовательносные схемы характеризуются некоторым внутренним строением ,от которого зависит значение выходного сигнала(ов).
Внутреннее состояние такой схемы сохраняется на запоминающих элементах (триггерах) ,в связи с чем ,схемы этого типа называются схемами с памятью.
В общем случае поседовательносная схема представляет собой некоторый цифровой автомат.
Пример последовательносной схемы: (универсальный базис И-НЕ)
Последовательносные схемы характеризуются наличием так называемых петель ,по которым выход некоторого элемента соединяется со входом этого же самого элемента (через другие элементы схемы).
Последовательностные схемы -частный случай РБФ,в котором отсутствуют входные сигналы,а работа всей схемы определяется только обратными связями.Работа таких схем описывается системами РБФ типа:
yi(t+1)=φi(y1t,y2t,…ymt,y1(t-1),y2(t-1),…ym(t-1),…y1(t-k),y2(t-k),…ym(t-k)), где 1≤i≤m.
Для таких функций всегда необходимо задавать нулевые значения(т.е. при t=0). Пусть обратная связь осуществляется только на один такт времени,тогдаyi(t+1)= φi(y1t,y2t,…ymt).РИСУНОК!
Задача состоит в том,чтобы либо провести синтез оператора φ по заданным требованиям,либо по заданному оператору φ выяснить-какую функцию выполняет схема.Для полного описания работы схемы необходимо задать функционирование схемы во времени и начальные условия.
Если даны н.у. и дана таблица состояний(столбцы:y1t,y2t,,y1(t+1),y2(t+1)) автомата ,то дляСинтеза последовательностного автоматанадо:
1).на основании данных этой таблицы записать СДНФ в виде системы для всех выходных параметров (y1(t+1),y2(t+1)).
2).изображение логической принципиальной схемы(с конца).
3).построить таблицу переходов схемы при заданных н.у. (y1t,y2t,,y1(t+1),y2(t+1)).
4).после обнаружения периодичности изображаем круговую диаграмму,представл собой круг,разделённый на kравных частей,из которых каждая часть представляет состояние входов автомата(соответственно выходов).Стрелками внутри круна соединяются входные наборы с соответствующими им выходными наборами.
В задачу Анализа последовательностного автоматавходит требование выяснить,какую ф-ию он исполняет,определить возможные циклы и тупиковые сост-ия,а для этого надо:
1).по схеме записать СДНФ в виде системы всех выходных параметров.
2).восстановить таблицу состояний
3).построить таблицу переходов авт-та при заданных н.у.
4).постр круговую диаграмму,изобразить все возможные циклы,найти тупиковые условия.
46.Особенности реализации синхронного,асинхронного и апериодического автоматов.
Синхрон автоматы-это автоматы ,кот совершают переход из одного сост в др в строго определён момент времени,кот задаются внешним генератором временных интерв-ов. Синхронный автомат характеризуется тем, что функционирует под управлением тактовых ( или синхронизирующих ) сигналов (ТС), имеющих постоянну. длительность и постоянну. частоту, если квантование времени выбрано равномерным. Такт времени ti совмещается с фронтом i-того сигнала ТС. Входные сигналы xk(t) могут воздействовать на автомат лишь при наличии сигнала ТС и не изменяются в течение его длительности. Когда рассматривается абстрактный автомат, то считается, что изменение внутренних состояний автомата aj(t) происходит в интервалы времении между смежными ТС, а выходные сигналы yz(t) формируются по фронту очередного ТС.
Асинхронный автомат - у этого автомата длительность интервала времени, в течение которого остается неизменным состояние входных сигналов xk(t), является величиной переменной и определяется временем, которое необходимо автомату для установки соответствующих выходных сигналов yz(t) и завершения перехода в новое состояние aj(t). Следовательно, асинхронный автомат должен формировать сигнал о завершении очередного такта, по которому текущие входные сигналы могут быть сняты, после чего может начаться следующий такт, т.е. возможно поступление новых входных сигналов. Асинхрон автоматы-это автоматы,не имеющие внеш генератора,переходы в нём осущ в те моменты времени,когда выполн усл-ия для выполн-ия переходов. Автомат, у которого все состояния устойчивы - асинхронный.