Графическое изображение полной схемы автомата

7. Графическое изображение полной схемы автомата.

2.6 Типы элементов памяти

В качестве элементов памяти на стадии структурного синтеза чаще всего используют элементарные автоматы с двумя выходными сигналами. Однако в последнее время в связи с разработкой больших интегральных схем представляет интерес использование в качестве элементов памяти широко применяемых в цифровых устройствах типовых схем: счетчиков и регистров. Элементы памяти с двумя выходными сигналами обычно называются триггерами. В большинстве случаев триггер является автоматом Мура. Он может иметь один или несколько входов. Работа триггера, как и любого автомата, описывается с помощью таблицы переходов.

На практике часто возникает задача построения триггеров из элементов заданной системы. Для этой цели используют характеристическое уравнение триггера, которое определяет состояние, в которое должен перейти триггер q^t+1 в зависимости от входного сигнала x^t и состояния q^t, в котором находится триггер q^t+1 = c (x^t, q^t). Построение характеристических уравнений триггеров выполняется обычно либо непосредственно по таблице переходов, либо с помощью диаграмм Вейча.

При построении функций возбуждения автомата необходимо решать обратную задачу: находить сигналы, которые нужно подать на вход триггера, чтобы перевести его из одного состояния в другое. Для этого используют матрицу переходов автомата, в которой для каждого перехода указаны соответствующие входные сигналы, вызывающие такой переход. Построение матрицы переходов выполняется, как правило, непосредственно по таблице переходов автомата.

3. Проектирование алгоритма и построение абстрактного автомата арифметико-логического устройства

3.1 Задание и исходные данные

Разработка арифметико-логического устройства, выполняющего операцию сложения и вычитания в прямом двоичном коде.

Исходные данные:

– разрядность операндов – 8 бит;

– разрядность результата – 8 бит;

– элемент памяти – ПЗУ;

– формат операндов и результата – 8 бит;

3.2 Разработка алгоритма устройства

Построим алгоритм заданного логического устройства. Распишем все возможные комбинации сочетания знаков чисел, поступающих на вход устройства с учетом типа операции

1.A+B

2.А+(-В)

3.-А+В

4.-А+(-В)

5.А-В

6.А – (-В)

7.-А-В

8.-А – (-В)

Учтя особенности сложения и вычитания в двоичном коде, получим:

1.  А+В

2.  А+Вд

3.  Ад+В

4.  Ад+Вд

5.  А+Вд

6.  А+В

7.  Ад+Вд

8.  Ад+В, где д – означает число, переведенное в дополнительный код.

Очевидно, что мы получили пары одинаковых комбинаций. Объединив номера 1 и 6, 2 и 5, 3 и 8, 4 и 7 получим:

1.  А+В

2.  А+Вд

3.  Ад+В

4.  Ад+Вд

Теперь мы имеем все данные для построения алгоритма, построим его:

Рисунок 3.2.1. Алгоритм арифметико-логического устройства

Далее разметим алгоритм с учётом входных, выходных сигналов и состояний для построения абстрактного автомата Мили:

Рисунок 3.2.2 – Алгоритм с учётом входных, выходных сигналов и состояний

Нарисуем Граф автомата Мили

Запишем составляющие К1, К2, К3, К4, К5

К1=

К2=

К3=

К4=

К5=

Входные сигналы К1, К2, К3, К4, К5, X8,

По размеченному алгоритму построим таблицу переходов-выходов автомата Мили.

Таблица 3.2 – Таблица переходов-выходов автомата Мили

	1
Z0
Z1
Z2
Z3
Z4
Z5
Z6
Z7