}2 6 Логическое проектирование упрааляющего автомата
Чи |
000 |
ч, |
001 |
4i |
010 |
ч%oil |
Ча |
100 |
45 |
101 |
Ч(, |
поили III |
Ппмип, рсЛ'Кнуем на асннхр^тиых .//<"-1ри[герах (табл. 12.(7), нагому что примеияг!. ipnnepbi с ()д1гнм инф<1рмациониым входом здесь нецелесообразно, так рсак бмла бы п\>киа еще и схема сипхро1ГИ}ации. Прочерк озиачаег безразличное eoeiosuute. Но cociarijiernioH таблице 1а1гпсываем СМДФ juis функций ./,, К^ {I 1,3). Выход /^ jieajuijyeM так; поскольку / 2 = 1 , лишь тогда, когда автомаз мп\1>д|нся и состоянии q^ (101), конъюнкция Q\iJ2Qy как раз и даст/^.
Прс()бразоплние(М1ЛФ для функций: |
|
|
•^1 -i^^^A^-h^x |
^i^^^Q^VA |
+ ^^^2Q^^^^4^UQIQ^^^^, |
=Q^Q^'^^X4 + |
' (АСЛ(Л^| |
^ Q,QiQ,^^-2Xi |
^Q,g,xsx, |
+Q,Q,Q,l4 |
+Q,Q2X2X,; |
|
|
|
A |
H |
f (J,i>AJ,)-t,x,x4 -=x, +QtQjQ^ +QiQ2XtXt +Q^Q2x,x,x, =
JI=Q;QIQ^^^I^E'X,:
'^-: --», ' (?|йУ,-?..7^ +ЙУ2У,^,^4 +С?,ЙУ,^,-^4 = -. V, ^ i),iKx,i, +ay2fvv, =v, +B + /1;
|
- A, -t /1 • ,V| + /1 • ,t, |
+ с + Д |
/f |
"У|У^У1 [cooTBeicfByei состоянию ^^ (lOO)J. |
И p к M с 4 int |
11 с Mi.i сишоиропалн авюма! |
Мура, и потому в >', и Vi включить |
12 6 Логическое проектирование управляющего автомата
4. Построение логической схемы автомата.
Полученные зависимости позволяют построить логическую схему ав томата Мура в базе И—ИЛИ—НЕ. Если заданы другие элементы, то необ ходимо осуществить соответствующие преобразования и перейти в задан ную систему элементов (рис. 12.П).
|
|
ёП |
_ J — |
I |
— J |
_i |
|
|
й*~к |
1 — |
г |
, |
|
|
F~l |
К |
1 — |
|
|
|
|
|
2 |
', П |
i i ' « |
"L |
|
|
( |
i |
u |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
i i |
|
5 |
|
' |
|
ii |
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
г |
|
|
|
|
i i -% _ - I-' ^ -,гЧЬ'' -
_
L
^y^
Рис. 12.11. Логическая схема электронного замка
12 МетоОы описания и синтеза цифровых twmoMamoe
С и н т е з а в т о м а т а М И Л И Состояния выходов автомата Мили зависят как от состояния автомата,
так и от входных сигналов. В соответствии с этим выполняем отметку г рафсхемы алгоритма по следующим правилам:
—символом q^ отмечаем вход вершины, следующей за начальной, и вход конечной вершины;
—символами q^ {i^O) отмечаем входы всех вершин, следующих за операторными;
—входы различных вершин (кроме конечной) отмечаются разными символами.
Составляем граф переходов автомата Мили (рис. 12.12). Сосгояние 1^5 аналогично состоянию q^^ автомата Мура. Из графа видно, чго вы ходной сигнал Vi (оператор v^), вырабатываемый в состоянии (/^, за висит только от состояния ij^, а сигнал У2 (оператор Vj)3aBHCMi како! состояния 17д, так и от входных сигналов. Число триггеров Л*, -=3 . ко дирование то же, 47о и в автомате Мура (q^^ = 000: ...; q, -101 v I l O v l l I ) .
Рис, 12.12. Гряф перехолоп автомата Мили
Flo таблице 12.18 записываем основные уравне1П1Я для всех пара метров.
Уравнения автомата Мили:
12 Методы описания и синтеза цифровых автоматов
к, =х, +{Q,Q2Q,*Q,QiQ,+QsQ2Qi)x,x, |
+ (Q&Q, + Q,Q2Q, + |
<- й |
ft ft |
)x,x,x, |
= x,{Q,Q2 |
+ y, Q, )x,x,=x,+ |
Q,Q2X,x, |
+ y, Q, x,x,: |
|
|
|
|
|
|
|
II |
I |
|
|
J 2 =Q^QгQ^x^Xi + Q,Q2X,Xf +ftft,X|i< = |
|
|
|
= QxQ2V,+Q,Q,x,x,+Q,Q^ |
|
|
= B + C + |
Q,H; |
|
|
|
|
|
|
II |
|
|
|
A', =A^,, + |
ftftft.v,-?i |
+QxQ2Q^x,x,+Q,Q,Q,x,x, |
= |
|
|
- '^4+0ftftV, + |
flftJjX, |
=x,+Q,Q, E + D; |
|
J, |
= a f t f t , ^ 4 + a f t f t v , i 4 |
+ ( 0 f t |
+Q,Q,)x,x,x, |
- |
= |
ftftftJ4 +ftft'^2^4 +aft';|J^2^4 |
+Q^Q2XtX2Xt +Q^Q,XtXjX, = |
|
|
= В • ^i, + с • X, + |
ftftftJ, + |
Ш,Х2Х,; |
|
/^3 =^4 +ftftft»|S4 +ftftft-';|^4 +У|ЙЙ(*1 +?,)?4 +ftft»-|J4 +
+ ftfti^i?4 |
=X4 +Q,Q,x, |
+ftX|.v,, +ftftX|.Tj =x, +E + H + B: |
/2 |
=ftftft.V,J, |
4 y,ftft^2^4 +aftft-V,-V4 = |
= ftftft-f,v4 Ю Й + й - ? , £ .
Логическая схема aFJioMaia cocFaruiHcrcH так же, как и в случае авшмата Мура.
Пример 12.1. Пронесги синтез авюмгиз. мгравляюшего раборой «-разрялиото c\MMaiop;i
(рис. 12,13).
|
Р е ш е н и е , |
Проекжропапис 0с\!1|сс1пляе|ся в несколько лапов: |
|
|
О» |
|
|
i) разработка а!!горитма операции: |
|
|
|
|
2) построение |
таблицы |
переходов—выходов |
микромро- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ipaMMMoio iiBioMara Мили |
(или М\ра) для разрабогаипого |
|
Супматор |
^ |
"1 |
апгортма вьтолпелия оиерапии, |
|
|
5) колиронаиие |
ниутрепних состоятп"! (заяагтым спосо |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
") |
бом). |
|
|
|
|
0) |
| ^ . |
4) посфоение |
гао/пти |
функций логических |
иреобрак)- |
|
вании MMKporipotpaMMHoro авюмага (ЛИ ПИЛ) для «алаяпо- |
|
[ |
р о типа rpm 1 еров, реали(укицих лвгома!; |
|
|
А |
В |
|
|
5) МИПИМИШЦИЯ логических функций, |
|
|
|
|
6) иосгроемие лоричсской схемы авюмара в ^алаииом |
|
|
|
|
|
|
Рис. 12.13. Схема |
|
|
базисе |
|
|
|
|
csMMaiopa, для |
|
|
Hiaic. nam с\мма|ор имеер две входные я-ра!ря.'1ные щи- |
|
коюрой coi.'iaeicH |
|
|
пы ;!ля ргрнсма 'iriccir И м .-). о-разрялнуго т и п у для ги.шачи |
|
управляротиМ авюмаг |
|
pcj\jn.iaia |
|
|
|
12 Ь Логическое проектирование управляющего автомата
Иа сумматор (рис. 12,14) полаются сигналы: v, — установка сум-
маюра в 0 . v^ — прием и поразрядное сложение А с содержимым
суммаюра; Vj - прием и поразрядное сложение В с содержимым
суммаюра; v^ — выработка переносов и сложение их с содержимым
с\ммагора; \\ выдача результата. С другой стороны, сумматор
выпилияег определенные операции, которые должны быть реализова ны » виде мпкропрофаммы;
Операция |
|
Мпкропро1рамма |
Условие |
СбросГК^ |
Д///л |
- // |
• V, |
vj |
|
3iiip> 5ка Л |
А///, |
= // |
IV |
vj |
|
'ia\ ру {ка И |
Д///; |
- // |
V, |
V, V, |
|
С - J Ф /? |
|
|
|
|
|
|
МП, |
- Я - У , .VJ-V3-V4-V, |
|
I'cnJii.iai |
Л///, |
^ ffv, |
V. |
|
"Jiicci, // - начальное ло!Ическое условие, инициирующее выполпспис !;и|аппоГ| операции (при / / = 1), v^ — пустая микрооперапия. сип1али1ируюпшя внешнему устройству, что операция за- 1!Ср|1г!1)гась
Мл оспоне Tinii микропрограммы можно гюстроить граф-схему микропро! раммы (см. рис. 12 И ) , После -jToro проведем граф-схемы по слсчуготим правилам;
У/.тя авто.чата Мили.
') r a n I ()гме1им входы вершин, следующих за операторными BcpMiMnaMH. причем: а) вход вершины, следующей за начальной, так же как 11 »\ол Hcpmnin.!. <;,, G) входы всех вершин, следующих за опе- р.пор1п,1ми. ;[(>ЯЖ1П,1 Cibrib огмече1!Ы, в) если вход отмечастся. то тольК1> ivmH\! еимнолом. i) входы разных вершин, кроме конечной, отме- •кнпк'я ра}ли'И1!.1МИ символами,
Э i а п 2 а) если плги oi отмстки а„, к о, в нанравлении ориента1ГИП л и 1 с"Л, 10 каждую т них пометим следующим образом:
Рис. 12.14.
Граф-схема микропро граммы
5) кажтом) п\ !и (СЛОВ)) можно поставить в соотвстствие конъюнкцию .t(o„,. о,)i = л \, , в) если
|
|
|
|
n\ieil несколько, |
ю |
С1авим в соответствие дизъюнкцию .х{а^„ aj = vх^, а в случае пустого |
мпожчх1»а ucpcMciiHF,i\ |
символ I; О выходной сишал v^ (пусюй операгор) сгавим н соответ- |
С1Г)иег1\1П (/„, - * |
<г, |
И nioie гголучасм фаф авюмаш Мили (рис, 12, !5). |
( oclilliИ^I !аб;гп!|> ее переходов.
12 |
Mei>u)(h>i опт aiimi и ситт'зо |
iiiif/)/>ofit,i\ |
(н^то'чптов |
|
|
|
1 a 6 j i H i i ; i 12 19 |
0,„ (ИС-\0Д1Г0С |
« , (COCFOirrn |
|
|
счкюяиис) |
liCpCXOJFil) |
t-HrFraji) |
(HF.FXtVMIOH CFFUFiUF) |
i7| |
|
|
|
|
|
// г, |
|
(7; |
17, |
|
|
" 1 |
|
") |
(1^ |
|
"'. |
|
|
|
«4 |
<h |
|
( К |
П| |
Дчя автомата Мура
') I a II I. a) символом с/,) отменим ii.TinjFi.rryFu и коисчмуК) всрпгииы. fi) Ft (ii.'tii'mv oi AW- TOMaia MMJIH отмечаем iie вхолы ncpmmi. ii сами операторные нср1ИИ11Ы. м) pajjiifmi.ie oncp;t ториыс нертины должны бым, момсгсим pinm.iMti символами: i) помечсггм ;|()ЛЖ1И.1 Гч.щ. асе оиераюрные нсрипты
|
Рис. I2.I5. I р:1ф иеречолов ллн itmoMaia Ми |
'") I а I! 2 Сфоим |
граф анюмап! M\p;i (рис 12 16) VM) cooiHciciinet сле;1\1<>тая iafb'Hi- |
iia переходов {табл \2 |
20) |
'leirepi. вос|1олы\емся каионмчсск-им Nteni'lUM cipjKiypooio cMUieja. HciioJii.nsi /J-ipm lepi.i (рис. 12-17). Сколько их иоп;1/К)Г1!11Ся'' Ч|оГ>м з;1килир01)а1Ь семь сосюзипм, чвлпп ipc\ i p m - герои
/2 6. Логическое проектирование управляющего автомата
Таб л и на 12.20
Исчодиос |
|
Состояние |
Услопис перехода |
Состояние триггера |
|
|
|
й |
|
С0С10ЯИИС |
|
|
Mtrpexojia |
й |
Й, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Чп |
Н |
0 |
0 |
0 |
'/о |
|
|
|
|
1> |
Я г , |
0 |
() |
г |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Ч^ |
/ / - г , |
1 |
0 |
1 |
|
|
|
|
|
42 |
Zo - 'j |
0 |
1 |
0 |
'/1 |
|
|
|
|
Ч: |
ч • ч |
0 |
1 |
1 |
|
|
|
|
|
Ч„ |
2,1 |
1 |
1 |
0 |
'1' |
|
|
|
|
'/-. |
Z| |
0 |
1 |
; |
|
|
|
|
-', |
|
|
|
|
|
|
Ч,. |
1 |
1 |
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Чл |
Z^ |
1 |
0 |
0 |
|
|
|
|
|
ч,. |
z^ |
1 |
1 |
0 |
|
|
|
|
|
</., |
1 |
1 |
1 |
0 |
'/., |
|
|
|
|
<;., |
I |
1 |
1 |
0 |
|
|
|
|
Ч|, |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
Kii'ieLiitc |
н а м я т использован. /-)-фим еры, то логические уранмепия для |
|
|
\ т о л а х |
ipHircpoR имеют вил |
|
|
|
/), |
i;„/fc„ |
I г/,;,,;- |
42-1 +Чи/1!%: |
|
|
|
" : ' |
' / i ; » : ; |
^ 4i:„: |
Ч,'« + 'li~, + |
|
|
|
|
I>; --- |
(/„/t , |
4 (,,-„ +(,,;, K j , i j + |
|
|
|
|
I '/i^i |
' 4t*4-- |
|
|
|
|
|
|
После |
митшиатич |
тгреобраауем |
Tnf |
|
|
|
\ра»пспмн. |
|
псполыун |
дистрибутивный |
за- |
|
|
|
fClin
1), ^,, . l" + Vl^n-2 +'/!-!•
" . ' Ч,:,, ' 1/1 + '/i^.i + </,г, + </< + q, = - ( / , 4-(,,+(/,;, + 4 , + 4 , ;
1\ ^ £/„//Г, +(/|Г,| +У2-1 +</) +У4 + У,-
IfoiryMcmn.ie )раипемин можно реалиад- F};nr. с noMoriH.iu ло1 ической схемы в базисе И. H J I H . I I l i n ;)-1рИ11ср<1П(рнс. 12.17),
Рис. 12.16. Граф-переходов для автомата Мура
цифровы
Гис. 12.17. Jim ичсская с\емя управлякмпего атома га М>ра
Ответ Счема cHUic-SHpoFiarinoM) ашомап) 1грелси1влср(а на рис 12.17
Задание для самоконтроля
1.Почему иообхолнмо (алавагь iia4a.'rF,iii)c сосгояиие айшмата?
2.В чем сосюи! описгис ainoMaia М\ра oi авюмата Мили?
3.Что laKOC [|р01рамма aiuoMaFa''
4. Чем «ишчаимся опсрацисчип-п"* ;ти1ом;|1 or уИ()а1и!ян)1ИСИ1 iUiroMaia''
5.Чем orjrn'iacic« 1раф amoNraFa oi covicpHvare/ri.iFUFd F рафа авюмага''
6.Чго !акос paiMcTKa i раф-счем1,г анюмага''
