Составление структурной таблицы МПА

2.3 Составление структурной таблицы МПА

Нам задан автомат Мили. Для этого автомата необходимо построить прямую таблицу переходов, в которую вписываются пути перехода между соседними отметками. В прямую таблицу переходов, в отличае от обратной таблицы добавляется три столбца. В итоге мы имеем:

а_M– исходное состояние

K(а_M) – двоичный код исходного состояния

а_S – входной сигнал, под воздействием которого происходит переход из состояния A_Mв состояниеA_S

K(а_S) – двоичный код состояния перехода

X(а_M, а_S) – входной сигнал, соответствующий данному переходу

Y(а_M, а_S) – выходной сигнал, соответствующий данному переходу

F(а_M, а_S) – обязательные сигналы возбуждения памяти, необходимые для переключения МПА из состояния A_Mв состояниеA_S

Коды состояний K (am) и K (as) будем кодировать двоичной системой счисления. Всего у нас 20 состояний, а это значит, что для кодирования нам необходимо и достаточно 5-х разрядного числа, т.е. используем 5 JK-триггеров.

Составление выражений функций возбуждения автомата:

J5 =

J4 =

J3 =

J2 =

J1 =

K5 =

K4 =

K3 =

K2 =

K1 =

Переведем функции возбуждения в свой базис “ИЛИ-НЕ”:

J5 =

J4 =

J3 =

J2 =

J1 =

K5 =

K4 =

K3 =

K2 =

K1 =

2.4 Построение функциональной схемы

(Приложение А, лист № 5 )

Функциональную схему управляющего автомата согласно заданию надо построить в базисе "ИЛИ - НЕ", т.е. используя логические элементы "ИЛИ - НЕ".

Используя выражения функций возбуждения, спроектируем функциональную схему Управляющего автомата Мили с элементами памяти на JK – триггерах.

Для получения сигналов J1-J5 и K1-K5, мы используем прямые и инверсные состояния x, которые подаются на шину X, и, используя логические элементы "ИЛИ - НЕ" на шину соответственно.

Согласно расчетам и вычислениям, проведенным выше, наш автомат имеет 20 состояний, это значит, что для получения требуемых сигналов в нашей схеме понадобится дешифратор состояний (a0 – a19). Затем для удобства и читаемости схемы, полученные сигналы подаются на шину А. С шины А, используя логические элементы "ИЛИ - НЕ", получаем инверсные состояния

(а0-а19), которые выводим на шину .

Приступаем непосредственно к формированию сигналов возбуждения для этого полученные нами сигналы с шин А и , Х и подаются на элементы "ИЛИ - НЕ", после чего они проходят стадию обработки, на которой получаются нужные нам сигналы J1-J5 и K1-K5. Далее эти сигналы поступают на входы пяти JK триггеров, в результате чего мы имеем сформированные сигналы Q1-Q5 и их инверсные состояния, которые в свою очередь образуют шину Q и подаются на начало функциональной схемы, где будут заново участвовать в формировании сигналов.

Для получения выходных сигналов, мы используем полученную нами шину А, в результате чего получаем выходную шину У.

JK-триггер и его характеристики:

2.5 Расчет такта работы управляющего автомата

Такт работы УА зависит от закона функционирования и структуры автомата. В автомате Мили переключение состояния УА происходит в конце такта после выдачи выходных сигналов в соответствии со значениями поступивших выходных сигналов из ОА. В связи с этим такт работы управляющего автомата, функционирующего как автомат Мили, определяется по формуле:

Т=Т_у+Т_п+T_в

где

Т_в=40 нс - максимальное время формирования выходных сигналов,

Т_п=80 нс - время переключения памяти состояний.

Т_у=20 нс - время на дешифрирование состояний,

Таким образом:

Т=40+80+20=140 нс

Частота

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В основных направлениях экономического и социального развития в последнее время поставлены задачи: развивать теоретическую и прикладную математику, информатику и кибернетику, широко внедрять машины и оборудование со встроенными средствами микропроцессорной техники, ускоренно развить выпуск средств автоматизации управленческого и инженерного труда, малых электронных вычислительных машин.

Сегодня трудно себе представить деятельность человека без электронных вычислительных машин (ЭВМ). Появившись около 50 лет назад, ЭВМ открыли новую страницу в истории человеческих знаний и возможностей, высвободили тысячи вычислителей, значительно облегчили труд ученых, дали возможность изучать сложнейшие процессы. Сейчас нет ни одной отрасли народного хозяйства, где нельзя было бы применить ЭВМ более того, целые разделы науки и техники не могут существовать без них. Прикладная теория цифровых автоматов это тот раздел науки, без которого не может существовать любая ЭВМ, и чем она сложнее, тем сильнее она основана на последних достижениях в области ПТЦА.

В данном курсовом проекте был синтезирован управляющий автомат, осуществляющий управление выполнением операции деления без восстановления остатка со сдвигом остатка. Построен алгоритм обработки чисел. Расписаны управляющие сигналы и другие функции. По имеющемся данным построена функциональная схема устройства.

Сравнивая все изученные мною методы деления, я сделал для себя вывод, что на сегодняшний день наиболее распространенными методами являются: деление с восстановлением со сдвигом остатка, деление без восстановления со сдвигом делителя. Но в то же время самый оптимальный вариант - деление без восстановления со сдвигом остатка. А самое быстродействующее деление без восстановления со сдвигом делителя, так как сдвиг делителя можно совместить во времени со сложением.

1. Савельев А.Я. Арифметические и логические основы цифровых автоматов.

- М.: Высшая школа , 1980.

Савельев А.Я. Прикладная теория цифровых автоматов. - М.: Высшая школа, 1987.

Айтхожаева Е.Ш. Проектирование Управляющего автомата. - А.: КазПТИ,

1987.

4. Айтхожаева Е.Ж. Прикладная теория цифровых автоматов. Алматы: 1993.

ПРИЛОЖЕНИЕ A

ПРИЛОЖЕНИЕ В

Похожие работы

Деление двоичных чисел в прямом, обратном и дополнительном кодах

Скачать

34504

2

0

... этих кодов операция вычитания (или алгебраического сложения) сводится к арифметическому сложению. В результате упрощаются арифметические устройства машин. Для представления двоичных чисел в машине применяют прямой, обратный и дополнительный коды. Во всех этих кодах предусматривается дополнительный разряд для представления знака числа, причем знак «+» кодируется цифрой 0, а знак « — » - цифрой 1. ...

Выполнение операций умножения и деления в ЭВМ

Скачать

30109

7

0

... схемах одинакова. Так во второй и четвертой схемах τц=τсм и, учитывая, что τсм >τсдв, эти схемы позволяют ускорить процесс выполнения операции умножения за счет совмещения операции сложения частичных произведений и сдвигов множимого; 2) по количеству оборудования предпочтение следует отдать первой, а потом третьей схеме умножения. Наиболее удобными для применения в ЭВМ ...

Особенности арифметико-логических устройств (АЛУ) с двоично-десятичными кодами (ДДК) при вычислении операций умножения и деления и поиск путей их ускорения

Скачать

18127

2

5

... 1 такт алгоритма синхронизировать выполнение сдвига на нескольких разрядах .Другим методом является работы сумматоров , а также совмещение во времени сдвиговых операций и операций суммирования Логические методы ускорения операции умножения требуют изменения центрального управления . Основным источником повышения эффективности является уменьшение кол-ва сложений выполняемых в процессе получения ...

Лабораторная работа по информатике ( практика )

Скачать

6283

0

0

... операции АЛУ осуществляется по шагам и результат каждого шага отражается на экране в виде кодов содер­жимого соответсвующего регистров, промежуточных и конечных ре­зультатов. В процессе выполнения лабораторной работы необходимо зафиксировать по шагам состояние всех элементов АЛУ, индицируе­мые соответствующими кодами. Работу АЛУ необходимо изучить для различных значений опе­рандов и различных ...