Cтраница 4
Каждый из указанных блоков имеет свое особое назначение и выполняет определенные функции в работе универсального программного автомата. Назначение устройства управления состоит в координации Действий всех остальных устройств автомата. В синхронных автоматах в состав устройства управления входит обычно тактирующий генератор, задающий ( с какой-либо постоянной частотой) моменты изменения состояний отдельных устройств автомата. Частота сигналов, выдаваемых этим генератором, называется рабочей частотой рассматриваемого универсального автомата. [46]
Рассмотрены машины-автоматы с несколькими приводами и методы описания подобных систем. На основе формального описания их работы даны методы синтеза для некоторых классов этих систем. Особое внимание уделено синтезу синхронных автоматов. Приведена реализация последних на основе пневматических приводов. [47]
Совокупность D-триггеров, имеющих общий тактовый сигнал, называется синхронным регистром памяти. Информационные входы и выходы таких регистров независимы. Из рис. 4.1 следует, что на регистре памяти может быть синтезирован любой синхронный автомат. [48]
Особенностью логических схем с обратными связями ( их определение приведено в § 3 - 6) является зависимость состояния выходов схемы не только от значений входных переменных в данном такте, но и от сигналов, действовавших в предыдущие моменты времени. Поэтому такая схема может рассматриваться как цифровой автомат. Различают синхронные и асинхронные автоматы. В синхронных автоматах переходы из одних состояний в другие осуществляются через равные промежутки времени, задаваемые генератором синхронизирующих сигналов. [49]
По графу автомата или матрице соединений требуется получить программу настройки ВС, реализующую отображение, индуцируемое исходным автоматом. Для этого вначале по матрице соединений автомата производим оптимальную декомпозицию, в результате которой получаем матрицы соединений элементарных абстрактных автоматов. По ним записываем функции возбуждения элементарных автоматов и функции выходов, минимизируем их и описанным выше способом получаем программу настройки ВС. В качестве примера синтеза синхронных автоматов в ВС на рис. 9.15 и 9.16 соответственно показаны программы настройки ВС, в которой используется модифицированный элемент, на реализацию автомата, моделирующего выработку условного рефлекса ( пример 9.2) и дешифратора последовательного действия ( пример 9.3), построенные по минимизированным функциям возбуждения триггеров и функциям выходов, найденным в результате декомпозиции. [50]
Аналогичного положения можно достичь, если тактовые импульсы блокируют элементы памяти, предотвращая изменение их состояния. Если приведенные на рис. 4.9 условия выполняются, то на функционирование автомата не влияет разброс времени запаздывания ( задержки) в элементах автомата. Поэтому можно считать, что они имеют нулевое запаздывание, а выходы и состояния автомата рассматривать только в интересующие нас фиксированные моменты времени. Указанные допущения значительно упрощают анализ и синтез синхронных автоматов. [51]
В синхронных же автоматах изменения входных сигналов не могут вызвать переходного процесса без участия тактового сигнала, который задает моменты времени, в которые автомат воспринимает значения входных сигналов. Тактовый сигнал поступает на синхронный автомат от внешнего генератора, не синхронизированного с его входными сигналами. Поэтому в момент воздействия на автомат тактового сигнала входные сигналы не должны изменяться. При выполнении этого требования переходные процессы в синхронных автоматах можно не рассматривать, обеспечив выбором соответствующей частоты тактового сигнала окончание переходного процесса к следующему моменту его воздействия. Таким образом, в синхронных автоматах вместо непрерывного времени вводится в рассмотрение дискретное время, задаваемое генератором тактового сигнала. [52]
Наиболее простым способом организации работы автомата во времени является синхронизация моментов переключения состояний от источника синхронизирующих сигналов. Период следования синхронизирующих сигналов определяет такт работы автомата. Длительность такта должна перекрывать время выполнения микрооперации, реализуемой микропрограммным автоматом на данном такте работы. Микропрограммный автомат, моменты переключения которого определяются специальными внешними сигналами ( тактирующими сигналами), называется синхронным автоматом. [53]
Там, где задача раскраски усложнена дополнительными условиями одноцветности вершин, эффективным может оказаться и подход, предполагающий нахождение наибольшего пустого или полного подграфа, а затем группирование около вершин, вошедших в этот подграф, остальных вершин заданного графа. С помощью этого подхода, как показано в [26], можно решить такие задачи, как минимизация длины кода состояний асинхронного автомата, сжатие таблицы переходов автомата ( по строкам и столбцам), параллельная декомпозиция автомата, упрощение системы булевых функций, описывающих асинхронный автомат. Точно так же можно решать и все остальные задачи, перечисленные выше. Из рассмотренных здесь подходов к решению задач логического проектирования данный подход единственно пригоден для решения таких задач абстрактного синтеза автоматов, как минимизация числа состояний синхронного автомата и его декомпозиция. [54]
Пусть в качестве элементов памяти используются триггеры с раздельными входами. Если состояниям at и af присвоены коды а - 1001 и а / ООП и переход ( а, а /) производится по входному сигналу х 1, то при х 1 должен вырабатываться сигнал rlt переключающий триггер Т1 в нулевое состояние, и сигнал s3, переключающий триггер Т3 в единичное состояние. На данном переходе триггеры Т2 и Т4 сохраняют свои состояния. Сигналы возбуждения гг и s3 отмечены на графе рис. 5.12, а. В синхронном автомате сигналы возбуждения должны вырабатываться только в момент поступления тактирующего сигнала с. [55]
Автоматное отображение XS - S-Y задается, как правило, в виде графа переходов Gn S, ( U, ( X, У)), ( U S2), вершины которого взаимно однозначно соответствуют внутренним состояниям автомата, а дуги-переходам между ними, причем каждая дуга взвешена парой векторов ( X, У), при которой этот переход осуществляется. В целях упрощения задания автомата параллельные дуги графа переходов могут склеиваться. В этом случае некоторые компоненты входных и выходных векторов обозначаются символом -, указывающим на то, что при осуществлении данного перехода значение сигнала, приписанного данной компоненте вектора, несущественно для функционирования устройства. У асинхронного автомата каждая дуга графа переходов дублируется в концевой вершине петлей, взвешенной той же парой векторов ( X, Y), что и соответствующая дуга. Для графа переходов синхронного автомата это условие может не выполняться. [56]
В синхронных же автоматах изменения входных сигналов не могут вызвать переходного процесса без участия тактового сигнала, который задает моменты времени, в которые автомат воспринимает значения входных сигналов. Тактовый сигнал поступает на синхронный автомат от внешнего генератора, не синхронизированного с его входными сигналами. Поэтому в момент воздействия на автомат тактового сигнала входные сигналы не должны изменяться. При выполнении этого требования переходные процессы в синхронных автоматах можно не рассматривать, обеспечив выбором соответствующей частоты тактового сигнала окончание переходного процесса к следующему моменту его воздействия. Таким образом, в синхронных автоматах вместо непрерывного времени вводится в рассмотрение дискретное время, задаваемое генератором тактового сигнала. [57]