Синтез керуючих автоматів
Курсовой проект - Компьютеры, программирование
Другие курсовые по предмету Компьютеры, программирование
p>
у1, у2, у3 завантаження початкових даних на шини.
у4 у15 завантаження даних у регістри памяті.
у16у33 завантаження з памяті на локальні шини А, B, C.
у34, у39 завантаження результатів одномісних операцій на шину Z1.
y40у41 завантаження результатів двомісних операцій на шину Z2.
Отримані таким чином дані заносимо до таблиці 1.1
Табл. 1.1 Таблиця мікрооперацій
МікроопераціяABCZ1Z2ResultYформуларегістрyрегістрyрегістрyформ.yформ.yрегістрy1RA :=
RB := y1RA:=Z2
RB:=Z1y4
y72RC := y3RC:=Z2y83RS3 := RA + RBRAy17RBy21RA+RBy40RS3:=Z2y144RS2 := RA RBRBy20RAy18RA-RBy41RS2:=Z2y125RS1 := L3(RS2)RS2y28L3(RS2)y36RS1:=Z1y116RS1 := RS1 RS2RS2y29RS1y27RS1-RS2y41RS1:=Z2y107RS2 := L2(RA)RAy16L2(RA)y35RS2:=Z1y138RS3 := L1(RB)RBy19L1(RB)y34RS3:=Z1y159RS1 := RS2 RS3RS3y32RS2y30RS2-RS3y41RS1:=Z2y1010RS1 := L2(RA)RAy16L2(RA)y35RS1:=Z1y1111RS1 := RS1 RARAy17RS1y27RS1-RAy41RS1:=Z2y1012RS1 := R1(RS1)RS1y25R1(RS1)y37RS1:=Z1y1113RS1 := RS1 RBRBy20RS1y27RS1-RBy41RS1:=Z2y1014RS3 := RB RARAy17RBy21RB-RAy41RS3:=Z2y1415RS3 := R1(RB)RBy19R1(RB)y37RS3:=Z1y1516RS2 := RA RS3RS3y32RAy18RA-RS3y41RS2:=Z2y1217RS2 := RA + RB
RS3 := L1(RC)RAy17RBy21RCy22L1(RC)y34RA+RBy40RS2:=Z2
RS3:=Z1y12 y1518RS2 := RS2 RS3RS3y32RS2y30RS2-RS3y41RS2:=Z2y1219RS2 := RS2 RCRCy23RS2y30RS2-RCy41RS2:=Z2y1220RS3 := L1(RB)RBy19L1(RB)y34RS3:=Z1y1521RS3 := RA RS3RS3y32RAy18RA-RS3y41RS3:=Z2y1422RS2 := L3(RS3)RS3y31L3(RS3)y36RS2:=Z1y1323RS2 := RS2 RS3RS3y32RS2y30RS2-RS3y41RS2:=Z2y1224RS2 := R3(RS2)RS2y28R3(RS2)y39RS2:=Z1y1325RS3 := RC + RBRBy20RCy24RB+RCy40RS3:=Z2y1426RS3 := L1(RS3)RS3y31L1(RS3)y34RS3:=Z1y1527RS3 := RS3 + RCRS3y32RCy24RS3+RCy40RS3:=Z2y1428RC := L2(RB)
RS3 := RA RBRBy20RAy18RBy19L2(RB)y35RA-RBy41RC:=Z1
RS3:=Z2y9 y1429RS3 := RS3 RCRCy23RS3y33RS3-RCy41RS3:=Z2y1430RS3 := RC RARAy17RCy24RC-RAy41RS3:=Z2y1431RS3 := R2(RS3)RS3y31R2(RS3)y38RS3:=Z1y1532RS1 := L1(RS1)RS1y25L1(RS1)y34RS1:=Z1y1133RS1 := RS2 + RS1RS1y26RS2y30RS1+RS2y40RS1:=Z2y1034RS1 := RS2 RS1RS1y26RS2y30RS2-RS1y41RS1:=Z2y1035RS1 := L2(RS3)RS3y31L2(RS3)y35RS1:=Z1y1136RS1 := RS2 + RS1RS1y26RS2y30RS1+RS2y40RS1:=Z2y10
Рис. 1.7 Структурна граф-схема операційного автомата
2. СИНТЕЗ КЕРУЮЧИХ АВТОМАТІВ З ЖОРСТКОЮ ЛОГІКОЮ
На практиці використовуються дві моделі МПА - автомат Милі й автомат Мура, розходження між якими полягає у функції виходу. В автоматі Милі вихідний сигнал залежить від поточного стану і вхідного сигналу, а в автоматі Мура тільки від стану. Незалежно від типу МПА для їхнього синтезу використовується однакова методика, що включає наступні етапи:
1. Оцінка станів автомата на ГСА.
2. Побудова таблиці переходів.
3. Кодування станів УА.
4. Побудова прямої структурної таблиці.
5. Формування системи булевських функцій (СБФ) для вихідних сигналів і функцій збудження елементів памяті
6. Синтез схеми в заданому елементному базисі.
- Методика синтезу автомата Мура
На першому етапі початкова і кінцева вершини відзначаються окремим станом.
Побудова таблиці переходів зводиться, до формувань по відзначеної ГСА таблиці, що містить стовпці: am - вихідний стан; as - стан переходу; X(am, as) - конюнкція вхідних перемінних, визначальний перехід (am, as) і відповідна функції переходу іj, де Yі відзначений станом am, Y стан As, Y(am) - вихідні сигнали; h=1, H - номер переходу.
При кодуванні станів необхідно прагнути до такого кодування, що зменшує кількість функцій збудження, що приймають одиничне значення, і, отже, складність схеми УА.
Для цих цілей рекомендується використовувати алгоритми кодування.
Структурна схема автомата Мура (див. рис. 2.1):
1. Память зберігає код стану (Q);
2. Дешифратор (ДС) виконує перетворення коду в унітарний код, вказує на поточний стан.
На базі вектора станів А схема вихідних сигналів (СФВС) формує вихідні сигнали керуючого автомата y.
Автомат Мура має свою відмінність - вихідний сигнал y залежить не від вхідного Х, а від стану.
Автомат Мура, як і кожний інший автомат складається з двох частин: комбінаційна схема та память (тригер).
Для синтезу автомата Мура потрібно позначити кожну операторну вершину через a[i], починаючи з “початок” - і закінчуючи “кінець” - , так як це зроблено на рисунку 2.2.
Записуємо до таблиці 2.2 отримані результати: поточний стан (мітка вершини та номер її значення в двійковій системі вираховування), наступний стан (мітка вершини та номер її значення в двійковій системі вираховування), вхідний сигнал Х, вихідний сигнал Y та функції збудження памяті у заданому тригері (згідно варіанта - у тригері RS).
Рис. 2.2 Граф-схема автомата Мура
Табл. 2.1 Структура переходів для автомата Мура
№
п/пПоточний
станНаступний
станВхідний сигнал
ХВихідний сигнал
yS входи тригерівR входи тригерівAmкодAsкод1a0000000a10000011-S62a1000001a20000101у1 у2 y4 y7S5R63a2000010a30000111y3 у8S6
4
a3
000011a4
a7
a10000100
000111
001010X3
nX3 X4
nX3 nX4у14 у17 у21 y40S4
S4
S3R5 R6
R65a4000100a50001011y12 у18 у20 y41S66a5000101a60001101y11 y28 y36S5R67a6000110a140011101y10 y27 y29 y41S38a7000111a80010001y13 y16 y35S3R4 R5 R69a8001000a90010011y15 y19 y34S610a9001001a140011101y10 y30 y32 y41S4 S5R611a10001010a110010111y11 y16 y35S612a11001011a120011001y10 y17 y27 y41S4R5 R613a12001100a130011011y11 y25 y37S614a13001101a140011101y10 y20 y27 y41S5R6
15
a14
001110a15
a17
a20001111
010001
010100X3
nX3 X4
nX3 nX4
y14 y17 y21 y41S6
S2 S6
S2
R3 R4 R5
R3 R516a15001111a160100001y15 y19 y37S2R3 R4 R5 R617a16010000a250110011y12 y18 y32 y41S3 S618a17010001a180100101y12 y15 y17
y21 y22 y34 y40S5R619a18010010a190100111y12 y30 y32 y41S620a19010011a250110011y12 y23 y30 y41S3R521a20010100a210101011y15 y19 y34S622a21010101a220101101y14 y18 y32 y41S5R623a22010110a230101111y13 y31 y36S624a23010111a240110001y12 y30 y32 y41S3R4 R5 R625a24011000a250110011y13 y28 y39S6
26
a25
011001a26
a28
a30011010
011100
011110X3
nX3 X4
nX3 nX4y14 y20 y24 y40S5
S4
S4 S5R6
R6
R627a26011010a270110111y15 y31 y34S6
28
a27
011011a32
a34
a35100000
100010
100011X2
nX2 X1
nX2 nX1
y14 y24 y32 y40S1
S1
S1R2 R3 R5 R6
R2 R3 R6
R2 R329a28011100a290111011y9 y14 y18
y19 y20 y35 y41S6
30
a29
011101a32
a34
a35100000
100010
100011X2
nX2 X1
nX2 nX1
y14 y23 y33 y41S1
S1 S5
S1 S5R2 R3 R4 R6
R2 R3 R4 R6
R2 R3 R431a30011110a310111111y14 y17 y24 y41S6
32
a31
011111a32
a34
a35X2
nX2 X1
nX2 nX1y15 y31 y38S1
S1
S1R2 R3 R4 R5 R6
R2 R3 R4 R6
R2 R3 R433a32100000a331000011y11 y25 y34S634a33100001a00000001y10 y26 y30 y40R1 R635a34100010a00000001y10 y26 y30 y41R1 R536a351000