Разработка устройства управления выполнением операции (управляющего автомата) с жесткой логикой

Управляющий автомат с жесткой логикой может быть построен на основе автоматов Мили или Мура.

Автомат мили в нашей ГСА имеет 10 состояний а мура 14 состояний. И тот и другой случай соответствует 4 триггерам, поэтому выбираем автомат мура, т.к. он быстрее.

Проведём анализ содержательной ГСА на предмет совместимости м/о, следующих друг за другом.

Необходимо произвести отметку закодированной ГСА.

Входы различных вершин, за исключением конечной, должны быть отмечены разными символами.

Для автомата Мура отметка производиться следующим образом:

· Символом а₁ отмечаются начальная и конечная вершины;

· Все остальные операторные вершины, кроме уже отмеченных а₁, отмечаются как а₂…а_m, но не более чем одним символом.

В качестве метода борьбы с гонками выберем в нашем автомате противогоночное кодирование, а в качестве элементов памяти синхронные RS - триггеры, из-за указанного в техническом задании критерия.

Тогда структурная схема нашего автомата будет следующей:

Построим закодированную отмеченную ГСА. См. лист 1 чертежа.

Построим по отмеченному графу структурную таблицу автомата:

K(am)

Аm (yn)

K(as)

As

X(as, am)

F(as, am)

S1

S2

S3

S4

R1

R2

R3

R4

a1

a6

a11

a12

a13

a14

a2 y1, y2, y3

a1

a3 y4

a2

x1

a4 y­5

a2

a3

x2

a5 y6

a2

a3

a6 y2

a4

x3

a5

x3

a7 y7

a4

a5

a10

a8 y8

a7

x4

a9 y9

a8

a7

a10 y10

a9

a11 y11

a10

x5

a12 y12,y13

a11

a13 y4

a11

x6x7

a12

x7

a14 y14

a11

a12

При кодировании состояний исходят из того, что сложность схем формирования функции возбуждения находится в пропорциональной зависимости от количества единиц в коде состояний.

Из-за того что в ГСА существует цикл из нечетного кол-ва переходов (3-х) то использовать соседнее кодирование запрещено. Тогда закодируем методом развязывания пар.

Тогда:

Автомат, в котором все пары переходов осуществляемые под воздействием одного и того же сигнала являются развязанными, то в гонки в таком автомате отсутствуют. Развязыванию подлежат пары у которых пересечение индексов равно нулю.

a1-a6	a1-a13	a1-a13	a1-a14	a1-a14	a2-a1	a2-a1	a9-a8	a9-a8	a10-a9
	a1-a14		a2-a1		a9-a8		a10-a9
	a2-a1		a9-a8		a10-a9
	a9-a8		a10-a9
	a10-a9
	1	2	3	4
a1
a2
a3
a4
a5
a6
a7
a8
a9
a10
a11
a12
a13
a14

	α	β
	1 2	3 4
a1
a2
a3
a4
a5
a6
a7
a8
a9
a10
a11
a12
a13
a14

α = {1, 3, 4, 5} β = {2, 6, 7, 8}

(1) = 00 (4) = 10 (2) = 00 (7) = 10

(3) = 01 (5) = 11 (6) = 01 (8) = 11

Составим по таблице аналитические выражения функций сигналов возбуждения и выходов в базисе 2-И-НЕ.

При преобразовании функций будем использовать следующие правила алгебры логики:

1) ab =

2)

3)

4)

1) функции возбуждения:

2) выходные сигналы:

y₁ = a₂

y₂ = a₂ v a₆

y₃=

y₄=

y₅=

y₆=

y₇=

y₈=

y₉=

y₁₀=

y₁₁=

y₁₂ = a₁₂

y₁₃ = a₁₂

y₁₄ = a₁₄

y₁₅ = a₁₃