Разметка состояний
Требования к разметке:
не должно быть путей от метки к соседней метке, проходящих более чем через одну операторную вершину. Это связано с тем, что микрокоманды должны выполняться в разных тактах работы автомата.
Алгоритм разметки
Вариант 1. Отмечаются входы вершин следующих после вершины “начало” и после операторных вершин, при этом метка на входе вершины “конец” совпадает с меткой после вершины “начало”.
При этом на ГСА формально есть переходы от метки к метке, не проходящие через операторные вершины. Эти переходы могут быть реализованы, но при этом в процессе работы автомата будут такты, на которых не вырабатываются микрокоманды, что приводит к замедлению работы операционного устройства.
Реализация пустых переходов приводит:
к уменьшению быстродействия операционного устройства;
к упрощению комбинационной части управляющего автомата.
Вариант 2. Метки ставятся не на входе вершины, а по середине стрелки, входящей в эту вершину.
Функциональная связь сигналов микроопераций и входных сигналов и ее влияние на работу автомата Мили
Входные сигналы в управляющий автомат поступают из операционного автомата и отражают состояние элементов операционного автомата. Состояние ОА изменяется под действием сигналов микроопераций. Таким образом, некоторые микрооперации влияют на значение некоторых входных сигналов УА.
Пара
сигналов
называется функционально связанной,
если сигнал
может измениться в результате выполнения
микрооперации, инициированной сигналом
.
Наличие такой функциональной связи
может нарушить работу автомата Мили.
Например, рассмотрим фрагмент ГСА:
И
меет
место функциональная связь между
сигналами
и
.
Поэтому возможно следующее поведение
автомата.
Ошибки:
1) В течение такта УА сформировал сигналы микроопераций заданные в 2х различных операторных вершинах ГСА, причем взаимно исключающих друг друга, что недопустимо.
2)
В момент перехода УА в состояние
значение
было такое, что по ГСА следовало двигаться
через состояние
.
Но в результате изменения значения
с 0 на 1, пока УА еще был в состоянии
,
сигналы возбуждения элементов памяти
будут определяться значением
.
Поэтому
УА, выработав в начале такта сигнал
,
в конце такта выработает микрокоманду
и перейдет в состояние
.
Заметим, сбой УА оказался возможен потому, что сигнал вырабатывается на том же такте, на котором учитывается функционально связанный с ним сигнал .
В этих ГСА сбой не возможен.
Функциональная связь не оказывает неблагоприятного влияния на работу атомата Мура.
Методы устранения неблагоприятного влияния функциональной связи
Некоторые состояния отметить как состояния автомата Мура.
2. Разнести такты, на которых обрабатываются функционально связанные сигналы.
Вместо
состояния
введены 2 состояния
и
.
3. Не допустить прохождение измененного сигнала на входы комбинационных схем УА. Для этого в структуру УА вводят буферный регистр условных сигналов, синхронизируемый одновременно с памятью состояний УА.
П
онятно,
что через буферный регистр необходимо
подключать далеко не все условные
вершины, а только те, которые могут
привести к сбою автомата.
Гонки в автомате
При функционировании автомата могут появиться так называемые состязания, связанные с различным быстродействием элементов памяти автомата. Состязания проявляются в том, что при переходе автомата из состояния в на выходе элементов памяти кратковременно появляются коды отличные от состояний и .
Рассмотрим поведение автомата у которого память построена на однотактных триггерах, синхронизируемых импульсом.
При переключении из (000) в (111) кратковременно появились коды состояний (100) и (110).
Лекция 7.