Навигация
Синтез устройства управления
19122
знака
7
таблиц
11
изображений
3.5 Синтез устройства управления
Устройство управления представляет собой цифровой автомат. В зависимости от структуры различают два класса автоматов: автомат Мили и автомат Мура. Различие между ними заключается в том, что в автомате Мили управляющие сигналы зависят как от текущего состояния, так и от входных сигналов, а у автомата Мура - только от текущего состояния. В соответствии с этим можно выделить следующие преимущества : автомат Мили может иметь меньше состояний, чем аналогичный автомат Мура, но автомат Мура более помехозащищённый и надёжный. Таким образом, выбираем в качестве структуры устройства управления автомат Мура.
При синтезе цифрового автомата необходимо определить разрядность регистра состояний и синтезировать комбинационные схемы КС1 и КС2.
Построение автомата Мура начинается с создания графа, описывающего работу схемы. Граф, описывающий работу разрабатываемого устройства управления, представлен на рис.3.8
Рисунок 3.8 Граф переходов устройства.
Далее определяем разрядность регистра состояний по формуле:
n = ]log2N[ (3.19)
где n - разрядность регистра состояния;
N - количество состояний в графе.
В нашем случае получим n = 2. Таким образом, для реализации регистра состояний потребуется два триггера.
По графу строим таблицу состояний цифрового автомата (табл. 3.5).
Таблица 3.5
| Q(t) | Оповещающ. сигналы | Управляющие сигналы | Q(t+1) | |||||||
| Q1 | Q0 | U0 | U1 | V1 | V2 | V3 | V4 | V5 | D1 | D0 |
| 0 | 0 | 0 | X | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | 0 | 0 |
| 0 | 0 | 1 | X | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | 0 | 1 |
| 0 | 1 | X | X | 1 | 1 | 0 | 0 | 0 | 1 | 0 |
| 1 | 0 | X | 0 | 0 | 0 | 1 | 1 | 0 | 1 | 0 |
| 1 | 0 | X | 1 | 0 | 0 | 1 | 1 | 0 | 0 | 0 |
| 1 | 1 | X | X | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
Обозначения управляющих сигналов:
V1 – запись информации в регистр RgX;
V2 – сброс регистра RgY;
V3 – запись информации в регистр RgY;
V4 – разрешение работы счётчика;
V5 – сигнал готовности результата Ready;
По таблице истинности определим функции, описывающие работу КС1 и КС2, и приведем их к заданному элементному базису. Для КС2:
; (3.20)
; (3.21)
. (3.22)
Для КС1:
; (3.23)
. (3.24)
Из равенства выражений для сигналов 
, и 
можно сделать вывод, что на этапе проектирования управляющего автомата выявляются возможности оптимизации, упущенные при разработке структурной схемы операционной части. Схема цифрового автомата представлена на рисунке 3.10.
Для реализации цифрового автомата потребуется 13 логических элементов и 2 триггера. Таким образом, мощность потребления определим по формуле
. (3.25)
Подставляя численные значения, получим:
.
Рисунок 3.10 Принципиальная схема управляющего автомата.
Максимальный путь сигнала через комбинационную схему КС1 равен 2-м элементам, и через КС2 – 2-м. Тогда время задержки комбинационных схем определим по формулам:
, (3.26)
. (3.27)
По формулам (3.26), (3.27) определим:
,
.
Время задержки и время предустановки регистра состояний будет полностью определяться соответствующими параметрами триггеров:
, 
.
Похожие работы
... nразъем = 135 резист = 0,05*10-6 час-1 nрезист = 3 общ = 344,1*10-6 час-1 Т = 2906,14 час Р = 0,6 ЗАКЛЮЧЕНИЕВ данном курсовом проекте был разработан процессор для ограниченного набора команд. Исходя из критерия проектирования, то есть максимального быстродействия блоки процессора построены на основе ТТЛШ технологии, на перспективных быстродействующих сериях, эти серии имеют ...
... AVR Studio запомнит расположение окон и использует эти установки при следующем запуске проекта. 3.2. Анализ методики реализации разработки программного обеспечения 3.2.1. Классификация вариантов заданий Цель заданий – практическое освоение методики программирования на ассемблере микроконтроллеров ATMEL семейства AVR, отладка программы на симуляторе AVR Studio и программирование кристалла с помощью ...
... . В случае выбора пункта «выход», необходимо реализовать завершение работы программы и передачу управления операционной системе DOS. 1.3. Требования техническим и программным средствам Программа выполнена на языке ассемблера 8086 процессора, соответственно ей необходим IBM PC – совместимый компьютер с процессором не ниже 8086, также программа может выполняться на компьютерах с ...
аучного цикла является отсутствие возможности реальной постановки учебного, и лабораторного эксперимента. Хотя в настоящее время имеются разработки виртуальных лабораторных практикумов, однако окончательно решение проблемы требует пристального внимания специалистов различных профилей, в том числе и психолого-педагогического. 1.2 Роль технологии виртуальных приборов обучения в техническом вузе ...
0 комментариев