Абстрактный синтез автомата.

ОГЛАВЛЕНИЕ.

ОГЛАВЛЕНИЕ. 2

ВВЕДЕНИЕ. 3

ЗАДАНИЕ НА ПРОЕКТИРОВАНИЕ. 4

АБСТРАКТНЫЙ СИНТЕЗ АВТОМАТА. 5

Построение первичной таблицы переходов-выходов. 5

Построение минимизированной таблицы переходов. 6

Построение реализуемой таблицы переходов. 6

Построение таблицы переходов-выходов. 8

Построение таблицы возбуждений. 8

Получение условий работы синтезируемого ДУ. 8

СТРУКТУРНЫЙ СИНТЕЗ АВТОМАТА. 10

Минимизация функций, описывающих условия функционирования ДУ. 10

Приведение функций, описывающих условия работы автомата, к виду, удобному для реализации в базисе И-НЕ. 11

Построение функциональной схемы автомата по отдельным каналам. 11

Общая функциональная схема автомата. 13

ЭЛЕМЕНТЫ ФИЗИЧЕСКОГО СИНТЕЗА. 14

АНАЛИЗ АВТОМАТА НА ОТСУТСТВИЕ СОСТЯЗАНИЙ ТИПА «РИСК В 1» ПО ВЫХОДУ Z2 ИЛИ Z1. 15

АВТОМАТИЗИРОВАННЫЙ СИНТЕЗ АВТОМАТА НА ПЭВМ. 17

СРАВНЕНИЕ РУЧНОГО И МАШИННОГО РЕШЕНИЙ. 20

ЗАКЛЮЧЕНИЕ. 22

ВВЕДЕНИЕ.

Цифровая техника- самое перспективное направление в современной электронике. Без нее немыслимы дальнейший научно-технический прогресс, эффективность производства, особенно с широким внедрением микропроцессорной техники.

В данной курсовой работе будет вручную решена задача абстрактного и структурного синтеза дискретного устройства с памятью- кодового замка, будут рассмотрены элементы физического синтеза. Кроме того, будет произведен анализ полученной функциональной схемы автомата на отсутствие состязаний типа «Риск в 1» по одному из выходов. В настоящее время, в «компьютерную эру», человеку уже необязательно «обременять» себя ручным выполнением решений многих задач. Это тоже найдет свое отражение в данной курсовой работе: наряду с ручным синтезом автомата будет выполнен машинный синтез с использованием пакета «PROEKT», а также будет произведено их сравнение.

ЗАДАНИЕ НА ПРОЕКТИРОВАНИЕ.

Спроектировать цифровой автомат (кодовый замок), имеющий три входа (a, b, c) и два выхода (z1, z2).

Выход z1 возбуждается при подаче входной последовательности сигналов 0-4-5-1-0, выход z2- при нарушении заданной последовательности.

В качестве элементной базы использовать интегральные микросхемы базиса И-НЕ. В качестве элементов памяти использовать RS- триггеры с прямым управлением. После получения функциональной схемы автомата провести ее анализ на отсутствие состязаний типа «Риск в 1» в функции выхода z2 или z1. Входные сигналы образуют совокупность соседних чисел.

АБСТРАКТНЫЙ СИНТЕЗ АВТОМАТА.

Построение первичной таблицы переходов-выходов.

Программа работы автомата, удовлетворяющая условию возбуждения выхода z1 при подаче заданной входной последовательности, имеет вид:

Первичная таблица переходов-выходов имеет вид:

№	abc	z1	z2
000
			-	-	-	2	-
		-	-	-			3	-
	-		-		-			-
		4		-	-	-		-
	5	-	-	-	-	-	-	-
	-	6	-	-	-	-	-	-
	-	-	-	-	-	-	-
		-	-	-	-	-	-	-
	-	-	-	-		-	-	-
	-	-	-		-	-	-	-
	-	-	-	-	-	11	-	-
	-	-	12	-	-	-	-	-
	-	-	-	-	-	-	13	-

Построение минимизированной таблицы переходов.

Диаграмма объединений:

Минимизированная таблица переходов:

№	abc
a	1	6	12	10	9		13	7
b	8	-	-	-		2		-
c	-		-		-	11	3	-
d	5	4		-	-	-		-

Построение реализуемой таблицы переходов.

Определение всех переходов:

a→ b₁₀₀

b→ a₁₁₀*c₁₀₁

c→ d₀₀₁*a₁₁₁

d→ a₀₁₁*a₁₀₁

Диаграмма переходов:

Получилось, что нужно 3 ЭП. Но пустые строки минимизированной таблицы переходов можно использовать для переходов.

Пусть переход c→ a₁₁₁ будет идти через b. Тогда минимизированная таблица переходов примет вид:

№	abc
a	1	6	12	10	9		13	7
b	8	-	-			2		-
c	-		-		-	11	3	-
d	5	4		-	-	-		-

Переходы из строки с примут следующий вид:

c→ d₀₀₁*(a a_b)₁₁₁

Получается следующая диаграмма переходов:

Минимально количество элементов карты Карно = 2.

Все переходы удалось сделать соседними, лишних строк вводить не надо, количество ЭП – 2.

Кодирование строк (при базе y1y2):

a→ 00

b→ 01

c→ 11

d→ 10

Реализуемая таблица переходов:

у1у2	abc
	1	6	12	10	9	2	13	7
	8	-	-	10		2	3	-
	-	4	-		-	11	3	-
	5	4		-	-	-		-

Построение таблицы переходов-выходов.

Таблица оцифрована в 8-ной системе счисления.

Построение таблицы возбуждений.

По заданию в качестве ЭП выбран RS-триггер с прямым управлением.

Таблица входов RS-триггера с прямым управлением:

Таблица возбуждений:

Получение условий работы синтезируемого ДУ.

Функции выходов:

z1(y1y2abc) = 20, [00, 01, 02, 03, 04, 05, 06, 07, 10, 14, 15, 16, 17, 21, 23, 25, 31, 34, 35, 37];

z2(y1y2abc) = 01, 02, 03, 05, 06, 07, 10, 16, 17, 23, 25, 34, 37, [00, 04, 14, 15, 20, 21, 31, 35];

Функции возбуждения ЭП:

S1(y1y2abc) = 15, [00, 01, 02, 03, 04, 05, 06, 07, 10, 14, 16, 17, 23, 25, 37];

R1(y1y2abc) = 23, 25, 37, [15, 20, 21, 31, 34, 35];

S2(y1y2abc) = 04, [00, 01, 02, 03, 05, 06, 07, 16, 17, 20, 21, 23, 25, 31];

R2(y1y2abc) = 16, 17, 31, [04, 10, 14, 15, 34, 35, 37];