4.3.5. Построение схемы управляющего автомата

Структурная схема управляющего автомата Мили включает три составные части (рис. 4.11): регистр состояний (состоит из триггеров, которые были выбраны перед составлением структурной таблицы), дешифратор состояний и комбинационная часть, предназначенная для реализации выражений для выходных сигналов управления и сигналов возбуждения (табл. 4.5). Схема управляющего автомата Мура отличается от схемы рис. 4.11 тем, что ее комбинационная часть как бы содержит две половины (рис. 4.12): КС- и КС-Y (иногда последняя вырождается просто в схему трансляции выходов дешифратора состояний).

Рис. 4.11 Структурная схема управляющего автомата Мили

Замечание. В связи с выбранным принципом взаимодействия управляющего и операционного автоматов, триггеры, которые используются в УА, должны тактироваться положительным фронтом синхросигнала СLK, в противном случае сигнал СLK, поступающий на УА, должен предварительно инвертироваться.

4.4. Подготовка к работе, выполнение и содержание отчета

1. Ознакомиться с содержанием лабораторной работы и индивидуальным заданием к ней.

2. В соответствии с индивидуальным заданием выполнить следующие этапы синтеза управляющего автомата:

• разработать граф микропрограммы вычислительной процедуры;

• построить ГСА работы управляющего автомата и соответствующий ему граф автомата Мили (Мура);

• произвести кодирование состояний автомата и составить структурную таблицу;

• определить логические выражения для выходных сигналов управления и сигналов возбуждения триггера;

• построить структурную схему автомата.

3. Преобразовать логические выражения для комбинационной части автомата к виду, соответствующему выбранному типу логических элементов.

4. Построить схему управляющего автомата.

Рис. 4.12 Структурная схема управляющего автомата Мура

5. Собрать схему автомата и произвести ее исследование на предмет правильности интерпретации автоматом граф- схемы алгоритма ГСА. Результатом исследования должна стать временная диаграмма, интерпретирующая ГСА в тактах управляющего автомата для нескольких комбинаций признаков из множества X, как это показано на рис. 4.13.

Отчет должен содержать этапы синтеза УА, его схему и временные диаграммы исследования его работы.

Рис. 4.13 Временная диаграмма интерпретации ГСА рис.4.5,а автоматом Мили

4.5. Индивидуальные задания к работе

Индивидуальное задания к работе определяется функцией, микропрограмму выполнения которой надо реализовать на рассмотренном операционном устройстве (рис. 4.2) под управлением спроектированного управляющего автомата. Считать, что операнды функции находятся в регистрах РОН, а результат вычислений помещается в аккумулятор.

*) ПОЯСНЕНИЯ к заданию 2 и 3:

В регистрах РОН находятся маски D и T, выбранные следующим образом:

• маска D предназначена для селективного сброса битов в тех разрядах регистра РОН с вектором входных переменных X={x₇, x₆, ..., x₀}, номера которых соответствуют отсутствующим переменным в исходном терме;

Таблица 4.5

№ задания	функция или процедура	тип триггера	тип автомата
1 2		T D	Мили
3 4	)*	T D	Мура
5 6	)*	T D	Мили
7 8	Подсчитать число «1» в байте	D	Мура
9 10		D	Мили
11 12		D	Мура

• маска Т включает «1» в позициях, которые соответствуют переменным без инверсии в исходном терме и «0» в остальных позициях.

Процедура вычисления заканчивается проверкой соотношения:

В задании 3 маска D выбирается так же, а маска T включает «1» в позициях, соответствующих инверсным переменным, а в остальных - нули. Процедура заканчивается проверкой соотношения:

Литература

1. Каган Б.М. Электронные вычислительные машины и системы: Учебное пособие для вузов. – М.: Энергоатомиздат, 1991.-592 с: ил.

2. Угрюмов Е. П. Проектирование элементов и узлов ЭВМ: Учеб. пособие для вузов. – М.: Высшая Школа, 1987.-318 с.: ил.

3. Потемкин И. С. Функциональные узлы цифровой автоматики. – М.: Энергоатомиздат, 1988.-320 с.: ил.

4. Зельдин Е. А. Цифровые интегральные микросхемы в информационно-измерительной аппаратуре. – Л.: Энергоатомиздат, 1986.-280 с.: ил.

5. Пухальский г.и., Новосельцева Т. Я. Проектирование дискретных устройств на интегральных микросхемах: Справочник. -М.: Радио и связь, 1990.-304 с.: ил.

6. Цифровые ЭВМ: Практикум / К.Г.Самофалов, В.И.Корнейчук, В.П.Тарасенко; Под общ. ред. К.Г.Самофалова. - К.: Выща шк.,1990.-225с.:Ил

7. Скляров В. А. Синтез автоматов на матричных БИС / Под. Ред. С. И. Баранова. – Минск: Наука и техника, 1984.-288 с.: ил.

8. . Угрюмов Е. П. Цифровая схемотехника.- СПб.: БХВ – Санкт-Петербург, 2000. – 528 с.: ил.