5.4 Хід роботи

Остання цифра номера студентського квитка – це варіант індивідуального завдання. Складіть МФ ПСТ МПА Мура, що відповідає варіанту (п.5).

1. Виконайте економічне кодування станів автомата у відповідності до алгоритму А5.1.

2. Розрахуйте значення показника ефективності кодування станів k (алгоритм А5.2).

3. Складіть опис D-тригеру мовою VHDL. В якості зразка програми DLATCH.VHD використовуйте листинг 5.1. Тип тригера вказує викладач.

За результатами роботи оформіть звіт.

5.5 Зміст звіту

1. Титульний лист з номером студентського квитка, номером варіанту індивідуального завдання. Мета роботи.

2. Мнемонічна форма структурної таблиці МПА Мура.

3. Розрахунок економічного кодування.

4. Розрахунок показника ефективності кодування станів k.

5. Текст опису D-тригеру мовою VHDL.

6. Часова діаграма результатів моделювання D-тригеру.

7. Висновки.

5.6 Контрольні запитання

1. Що таке структурний автомат? Призначення вхідних, вихідних сигналів і структурних елементів структурного автомата.

2. Як визначити відстань Хеммінга між кодом стану-передавача K(a_m) і кодом стану-одержувача K(a_s)?

3. Алгоритм А5.1 ефективного кодування станів автомата.

4. Самостійно виконайте кодування станів автомата, що заданий МФ ПСТ.

5. Як обчислюється вагова функція W і показник ефективності кодування станів автомата k (алгоритм А5.2)?

6. Самостійно виконайте обчислення показника ефективності кодування станів k автомата, що заданий МФ ПСТ.

7. Типи тригерів (RS, T, JK, D), їх таблиці дійсності.

8. D-тригери. Призначення вхідних і вихідних сигналів D-тригерів. Типи D-тригерів (рис.5.2).

9. Прокоментуйте опис D-тригера мовою VHDL і результати моделювання його роботи.

10. Як визначається розрядність коду R, якщо використовується максимальне кодування M станів МПА? Навести приклад.

6 Канонічний метод структурного синтезу

ЛАБОРАТОРНА РОБОТА № 6

Мета роботи. Вивчити структурно-функціональну організацію структурного автомата, канонічний метод структурного синтезу автоматів. Навчитися проектувати логічну схему структурного автомату Мура.

Канонічний метод структурного синтезу є формальним інструментом, що дозволяє виконувати синтез логічної схеми структурного автомату за описом його поведінки [10-13]. Процес синтезу описаний алгоритмом А6.1.

Алгоритм А6.1 – Канонічний метод структурного синтезу

1. Постановка задачі (словесний опис поведінки КА, ГСА, таблиці переходів і виходів).

2. Аналіз і розмітка ГСА.

3. Складання графу переходів автомату і МФ ПСТ.

4. Мінімізація кількості станів автомату.

5. Кодування станів, ЛУ і МК автомату.

6. Складання кодованої форми (КФ) прямої структурної таблиці.

7. Формування структурних алфавітів.

8. Формування системи БФ автомата.

9. Мінімізація системи БФ автомата.

10. Урахування обмежень елементного базису.

11. Синтез логічної схеми структурного автомата.

Лабораторний практикум передбачає виконання структурного синтезу в елементному базисі, що необмежений (див. рис.6.2). Мінімізація кількості станів автомата не виконується.

6.1 Кодована форма пст

Синтез комбінаційної схеми структурного автомата виконується за змістом кодованої форми ПСТ. КФ ПСТ є еквівалентом таблиці дійсності.

Кодована форма прямої структурної таблиці автомата S₁ приведена в табл.6.1. Вона має чотири стовпці: K(a_m) – код стану-передавача, K(X(a_m, a_s)) – код логічних умов на шляху від a_m до a_s ; K(У(a_s)) – код мікрокоманди стану-одержувача; K(a_s) – код стану-одержувача.

Приклад П6.1 – Складання КФ ПСТ

В якості приклада розглянемо перехід №2 МФ ПСТ МПА Мура S₁ (див. табл.1.4). Це перехід від стану-передавача a_m = a₂ до стану-одержувача a_s = a₂. Тип переходу – контур, тому K(a_m) = K(a_s) = "001". Логічні умови на шляху переходу утворюють вектор . Унітарний код ЛУK(X(a_m, a_s)) = "110–" (якщо значення сигналу не має значення, тоді цей факт позначається символом '–'). Стану-одержувачу a₂ відповідають мікроперації y₁y₃. Унітарний код мікрокоманди K(X(a_m, a_s)) = "101000".

В табл.6.1 структурний алфавіт, що відповідає переходу (a₂, a₂) виділений кольором.

Таблиця 6.1 – Кодована форма структурної таблиці

K(am)			K(X(am, as))				K(Y(as))						K(as)
T1	T2	T3	x1	x2	x3	x4	y1	y2	y3	y4	y5	y6	D1	D2	D3
0	0	0	–	–	–	–	1	0	1	0	0	0	0	0	1
0	0	1	1	0	0	–	1	0	1	0	0	0	0	0	1
			1	1	–	–	0	1	1	0	0	0	1	0	0
			1	0	1	–	0	0	0	1	0	0	1	0	1
			0	–	–	–	0	1	0	0	0	0	0	1	1
1	0	0	–	–	–	–	1	0	0	1	0	0	0	1	0
1	0	1	–	0	–	–	0	0	0	0	0	0	0	0	0
			–	1	–	–	0	0	0	0	1	0	1	1	1
0	1	0	–	0	–	–	0	0	0	0	0	0	0	0	0
			–	1	–	–	0	0	0	0	1	0	1	1	1
0	1	1	–	–	–	0	1	0	0	1	0	0	0	1	0
			1	–	–	1	0	1	0	0	0	0	0	1	1
			0	–	–	1	0	0	0	0	0	1	1	1	0
1	1	1	–	–	–	–	0	0	0	0	0	1	1	1	0
1	1	0	–	–	–	–	0	0	0	0	0	0	0	0	0