курсовые,контрольные,дипломы,рефераты
ЗМІСТ
Введення
1. Вибір варіанта завдання
1.1. Граф-схема автомата Мура
1.2. Граф-схема автомата Мілі
2. Основна частина
2.1. Структурний синтез автомата Мура
2.1.1. Кодування станів
2.1.2. Функції збудження тригерів та вихідних сигналів
2.1.3. Переведеня у базис
2.2.Структурний синтез автомата Мілі
2.1.1. Кодування станів
2.1.2. Функції збудження тригерів та вихідних сигналів
2.1.3. Переведеня у базис
Висновок
Список використаної літератури
1.ВИБІР ВАРІАНТА ЗАВДАННЯ
1.1. Граф-схема алгоритму
Граф-схема складається з чотирьох блоків E, F, G, H і вершин “BEGIN” та “END”. Кожен з блоків має два входи (А, В) і два виходи (C, D). Я вибираю блоки E, F, G, H з п’яти блоків з номерами 0, 1, 2, 3, 4 (вони подаються в п.5 на рис.3-7 у методичних вказівках) на підставі чисел А, В, С, А+В+С (де А – число, В – місяць народження, С – номер студента в журналі), за такими правилами:
- блок “Е” має схему блока за номером А(MOD 5);
- блок “F” має схему блока за номером B(MOD 5);
- блок “G” має схему блока за номером C(MOD 5);
- блок “H” має схему блока за номером (А+B+C)(MOD 5).
В моєму варіанті:
А=30;
В=06;
С=22.
“Е”: А(MOD 5)=30(MOD 5)=0;
“F”: B(MOD 5)=06(MOD 5)=1;
“G”: C(MOD 5)=22(MOD 5)=2;
“H”: (А+B+C)(MOD 5)=(30+06+22)(MOD 5)=58(MOD 5)=3.
Блоки E, F, G, H з’єднуються між собою згідно зі структурною схемою графа, яка показана на рис. 10 у методичних вказівках.
Згідно з моїм варіантом завдання, граф-схема автомата має такий вигляд:
BEGIN
END
Рис.1.1. Граф-схема алгоритму автомата Мілі
|
|||
BEGIN
|
|||
|
|
|||||
END
Рис.1.2. Граф-схема алгоритму автомата Мура
1.2. Тип тригера
Тип тригера вибирається за значенням числа A(MOD 3) на підставі табл.2 в методичних вказівках. Згідно з моїм варіантом завдання:
A(MOD 3)=30(MOD 3) =0.
Тому, згідно таблиці 2 у методичних вказівках, тип тригера в моєму завданні для синтезу автомата Мура – D, а для синтезу автомата Мілі – Т.
1.3. Серія інтегральних мікросхем
Серія інтегральних мікросхем для побудови принципових схем синтезованих автоматів для мого варіанта завдання – КР1533.
2. ОСНОВНА ЧАСТИНА
2.1. Структурний синтез автомата Мілі
2.1.1. Розмітка станів ГСА
На етапі одержання відміченої ГСА входи вершин, які слідують за операторними, відмічають символами a1, a2, ... за наступними правилами:
1) символом а1 відмічають вхід вершини, яка слідує за початковою, а також вхід кінцевої вершини;
2) входи усіх вершин , які слідують за операторними, повинні бути відмічені;
3) входи різних вершин, за винятком кінцевої, відмічаються різними символами;
4) якщо вхід вершини відмічається, то тільки одним символом.
За ціми правилами в мене вийшло 22 стани (а22).
2.1.2. Таблиця переходів автомата
Для кожного стану ai визначаю по ГСА всі шляхи, які ведуть в інші стани і проходять обов’язково тільки через одні операторну вершину. Виняток становить перехід в кінцевий стан (вершину).
Для мікропрограмних автоматів таблиці переходів-виходів будуються у вигляді списку, тому що велика кількість станів. Розрізняють пряму та зворотну таблицю переходів. Зворотна таблиця переходів будується для D-тригера. Для автомата Мілі я буду будувати пряму таблицю переходів.
Am Kam as Kas Xamas Yamas T1 T2 T3 T4 T5 |
a1 10110 a2 10010 1 Y1Y4 T3 |
a2 10010 |
a4 |
a6 00010 |
10000 X3 |
X3 Y2Y6 |
Y7 T1 |
T4 | A | B | |
a3 00011 a4 00010 1 Y2Y6 T5 |
a4 00010 a5 00000 1 Y1Y8 T4 |
a5 00000 a8 |
a9 |
a11 01000 |
01001 |
10001 X4 |
X4X3 |
X4X3 Y4 |
Y3Y10 | Y6 | |
T1 T2 |
T2 | T5 |
T5 C |
D | E |
a6 10000 a5 |
a7 00000 |
11001 X1 |
X1 Y1Y8 | ||
Y5Y9 T1 |
T2 |
T5 F |
G |
a7 11001 a9 |
a11 | a11 |
a12 01001 |
10001 | 10001 |
11000 X4X3 |
X4X3 |
X4X1 |
X4X1 Y3Y10 |
Y6 | Y6 |
Y2Y4 T1 |
T2 | T2 |
T5 H |
I | |||
J | K |
a8 01000 a9 01001 1 Y4Y5 T5 |
a9 01001 a10 00001 1 Y1Y2 T2 |
Табл.1. Таблиця переходів Т-тригера
2.1.3. Кодування станів
Аналіз канонічного методу структурного синтезу автомата показує, що різні варіанти кодування станів автомата приводять до різних виражень функцій збудження пам'яті і функцій виходів, у результаті чого складність комбінаційної схеми істотно залежить від обраного кодування.
Я буду кодувати стани автомату з допомогою евристичного алгоритму кодування, тому що я синтезую автомат на базі Т-тригера.
Даний алгоритм мінімізує сумарне число переключень елементів пам'яті на всіх переходах автомата і використовується для кодування станів автомата при синтезі на базі T, RS, JK-тригерів. Для даних типів тригерів (на відміну від D-тригерів) на кожнім переході, де тригер змінює своє значення на протилежне, одна з функцій збудження обов'язково дорівнює 1. Зменшення числа переключень тригерів приводить до зменшення кількості одиниць відповідних функцій збудження, що при відсутності мінімізації однозначно приводить до спрощення комбінаційної схеми автомата.
Будую матрицю |T|, яка складається із всіх пар номерів (i, j), для яких P(i, j) ¹ 0, ij. Для кожної пари вказуємо її вагу.
i j P(i, j)
1 2 1
2 4 1
2 6 1
3 4 1
4 5 1
5 8 1
5 9 1
5 10 1
5 11 1
6 5 1
6 7 1
7 9 1
7 11 2
7 12 1
8 9 1
9 10 1
10 3 1
10 7 1
10 4 1
10 5 1
T= 11 12 1
12 13 1
13 14 1
13 15 1
14 17 1
15 17 1
15 19 1
16 19 1
17 18 1
18 1 1
18 20 1
19 18 1
19 20 1
19 21 1
20 1 1
20 22 1
21 22 1
22 13 1
22 15 1
22 16 1
Далі, за допомогою програми ECODE 3, виконую кодування станів автомата на ЕОМ. При цьому вказую глибину кодування (від 4 до 6) та вибираю те кодування, коефіцієнт якого ближче до 1 (у мене коефіцієнт кодування 1,26). Результати кодування заношу до таблиці 1. Ось кінцеві результати кодування:
Підрахунок ефективності кодування:
Кількість переключень тригерів:
W = E P(i,j)*d(i,j) = P(1,2)*d(1,2) + P(1,18)*d(1,18) + P(1,20)*d(1,20) + +P(2,4)*d(2,4) + P(2,6)*d(2,6) + P(3,4)*d(3,4) + P(3,10)*d(3,10) + +P(4,5)*d(4,5) + P(4,10)*d(4,10) + P(5,6)*d(5,6) + P(5,8)*d(5,8) + +P(5,9)*d(5,9) + P(5,10)*d(5,10)+ P(5,11)*d(5,11) + P(6,7)*d(6,7) + +P(7,9)*d(7,9) + P(7,10)*d(7,10) + P(7,11)*d(7,11) + P(7,12)*d(7,12) + +P(8,9)*d(8,9) + P(9,10)*d(9,10) + P(11,12)*d(11,12) +P(12,13)*d(12,13) + +P(13,14)*d(13,14) + P(13,15)*d(13,15) + P(13,22)*d(13,22) +
+P(14,17)*d(14,17) + P(15,17)*d(15,17) + P(15,19)*d(15,19) + +P(15,22)*d(15,22) +P(16,19)*d(16,19) + P(16,22)*d(16,22) + +P(17,18)*d(17,18) + P(18,19)*d(18,19) +P(18,20)*d(18,20) + +P(19,20)*d(19,20) + P(19,21)*d(19,21) + P(20,22)*d(20,22) +
+P(21,22)*d(21,22) =
= 1*1 + 1*1 + 1*1 + 1*1 + 1*1 + 1*1 + 1*1 + 1*1 + 1*2 + 1*1 +1*1 + 1*2 + + 2*1 + 1*2 + 1*2 + 1*1 + 1*2 + 2*1 + 1*1 + 1*1 + 1*1 + 1*2 + 1*1 + 1*1 + +1*1 + 1*1 + 1*1 + 1*1 + 1*1 + 1*2 + 1*2 + 2*1 + 1*1 + 1*1 + 1*2 + 1*1 + +1*1+ 1*2 + 1*2 = 53
Мінімальна можлива кількість переключень тригерів:
Wmin = E P(i,j) = 42
Коефіцієнт ефективності кодування: 1.26
2.1.4. Структурний синтез автомата на підставі заданого типу тригерів
Таблиця переходів Т-тригера:
Табл.2. Таблиця переходів Т-тригера
Qt |
Qt+1 |
T |
0 | 0 | 0 |
0 | 1 | 1 |
1 | 0 | 1 |
1 | 1 | 0 |
На підставі цієї таблиці я вказую у табл.1 який тригер встановиться в 1, а який в 0.
2.1.5. Функції збудження тригерів та вихідних сигналів
Введемо слідуючі позначення:
А=; B=; C=; F=; G=;
L=; P=; Q=; R=; S=;
T=; U=; V=; Б=; Y=;
Z=; D=; E=; H=; I= ;
J= ; K=; O=; W=; X=;
Г=; Д=; M=; N=.
=
=
+ ;
;
;
;
.
;
;
;
;
;
;
;
;
;
.
2.2. Структурний синтез автомата Мура
2.2.1. Розмітка станів ГСА
Для автомата Мура на етапі одержання відміченої ГСА розмітка провадиться відповідно до наступних правил:
1) символом а1 відмічаються початкова і кінцева вершини;
2) різні операторні вершини відмічаються різними символами;
3) всі операторні вершини повинні бути відмічені.
Відповідно до цих правил я відмітив 25 станів, які показані на рис. 2.
2.2.2. Таблиця переходів автомата
Для кожного стану ai визначаю по ГСА всі шляхи, які ведуть в інші стани.
Я буду будувати зворотну таблицю переходів для автомата Мура, тому що я синтезую автомат на базі D-тригера.
Табл.3. Таблиця переходів D-тригера
Am as(Y) Kas Xamas D1 D2 D3 D4 D5 |
a23 |
a24 a1(-) 00010 1 |
X2 D4 |
D4 | U | a12 |
a11 a2(Y1,Y2) |
00100 | 1 |
1 | D3 | D3 |
a1 a3(Y1,Y4) 11000 1 D1 D2 |
a2 a4(Y3) 00111 X4 D3 D4 D5 A |
a3 a5(Y7) 01011 X3 D2 D4 D5 B |
a2 a6(Y4,Y5) 10011 X4X2 D1 D4 D5 C |
|||
a3 |
a4 a7(Y2,Y6) |
01000 | X3 |
1 D2 |
D2 | a2 | a5 | a6 | |
a7 a8(Y1,Y8) 00000 X4X2X1 |
X1 | 1 | 1 | a2 |
a5 a9(Y5,Y9) 10000 X4X2X1 |
X1 D1 |
D1 V |
W |
a8 a10(Y4) 01110 X4 D2 D3 D4 D |
a10 a11(Y4,Y5) 10110 1 D1 D3 D4 |
a8 |
a9 a12(Y3,Y10) 00011 X4X3 |
X4X3 D4 |
D4 D5 |
D5 E |
F | a8 | a9 |
a9 a13(Y6) 00001 X4X3 |
X4X3 | X4X1 | D5 | D5 |
D5 X |
a9 |
a13 a14(Y2,Y4) 00101 X4X1 |
1 D3 |
D3 D5 |
|
D5 G |
a24 |
a25 a15(Y3,Y6) 01001 X2 |
1 D2 |
D2 D5 |
D5 H |
a14 |
a15 a16(Y7) 10001 1 |
X5 D1 |
|
D1 D5 |
D5 | I |
a16 a17(Y1,Y9) 11100 X1 D1 D2 D3 J |
a15 |
a16 a18(Y8) 00100 X5X6 |
X1 D3 |
D3 D4 |
D4 K |
L |
a15 a19(Y3) 10101 X5X6 D1 D3 D5 M |
a17 |
a18 a20(Y2,Y4) 01010 1 |
X2 D2 |
D2 D4 |
D4 | N | a18 |
a19 a21(Y3,Y6) 10010 X2 |
1 D1 |
D1 D4 |
D4 O |
a20 |
a21 a22(Y7) 01100 1 |
X5 D2 |
D2 D3 |
D3 | P |
a22 a23(Y1,Y9) 01101 X1 D2 D3 D5 Q |
a21 |
a22 a24(Y8) 10100 X5X6 |
X1D1 |
D1 D3 |
D3 R |
S |
a21 a25(Y3) 11001 X5X6 D1 D2 D5 T |
2.2.3. Кодування станів
Кодування станів буде проводитися за таким алгоритмом:
1. Кожному стану автомата аm (m = 1,2,...,M) ставиться у відповідність ціле число Nm, рівне числу переходів у стан аm (Nm дорівнює числу появ аm у поле таблиці ).
2. Числа N1, N2, ..., Nm упорядковуються по убуванні.
3. Стан аs з найбільшим Ns кодується кодом: , де R-кількість елементів пам'яті.
4. Наступні R станів згідно списку пункту 2 кодуються кодами, що містять тільки одну 1:00 ... 01, 00 ... 10, ... , 01 ... 00, 10 ... 00.
5. Для станів, що залишилися, знову в порядку списку п.2. використовують коди з двома одиницями, потім із трьома і так далі поки не будуть закодовані вес стани.
У результаті виходить таке кодування, при якому чим більше мається переходів у деякий стан, тим менше одиниць у його коді. Вираження для функцій збудження будуть простіше для D-тригерів, тому що функції порушення однозначно визначаються кодом стану переходу.
Результати кодування за цим алгоритмом заношу до таблиці 3.
2.2.4. Структурний синтез автомата на підставі заданого типу тригерів
Таблиця переходів D-тригера:
Табл.2. Таблиця переходів D-тригера
Qt |
Qt+1 |
D |
0 | 0 | 0 |
0 | 1 | 1 |
1 | 0 | 0 |
1 | 1 | 1 |
На підставі цієї таблиці я вказую у табл.1 який тригер встановиться в 1, а який в 0.
2.2.5. Функції збудження тригерів та вихідних сигналів
Введемо слідуючі позначення:
U=; A=; B=; W=; D=;
H=; I=; J=; L=; N=;
O=; P=; Q=; S=; C=;
E=; F=; X=; G=; K=;
M=; R=; T=; V=.
;
+
;
;
;
.
;
;
;
;
;
;
;
;
;
.
СПИСОК ВИКОРИСТАНОЇ ЛІТЕРАТУРИ
1. Прикладная теория цифрових автоматов/К.Г.Самофалов, А.М.Романкевич, В. Н. Валуйский и др.-К.:Вища шк.,1987.
2. Савельєв А. Я. Прикладная теория цифрових автоматов.-М.: Высш. шк.,1987.
3. Справочник по интегральным микросхемам / Под ред. Б. В. Тарабрина,-М.: Радио и связь, 1987.
4. ГОСТ 2.708-81 ЕСКД. Правила выполнения электрических схем цифровой вычислительной техники.
5. ГОСТ 2.743-82 ЕСКД. Обозначения условные графические в схемах. Элементы цифровой техники.
ЗМІСТ Введення 1. Вибір варіанта завдання 1.1. Граф-схема автомата Мура 1.2. Граф-схема автомата Мілі 2. Основна частина 2.1. Структурний синтез автомата Мура 2.1.1. Кодування станів 2.1.2. Функції збудження тригерів та ви
Прикладна теорія цифрових автоматів
Прикладна теорія цифрових автоматів
Приложения технологии языка программирования Паскаль в прикладной механике
Применение информационных технологий в анализе затрат на производство и себестоимости продукции
Принтеры и кинопроекторы
Принцип резолюции в исчислении высказываний и логике предикатов и его модификации
Принципы организации параллелизма выполнения машинных команд в процессорах
Принципы работы голографической памяти
Приховані марківські процеси
Проблематика штучного інтелекту
Copyright (c) 2024 Stud-Baza.ru Рефераты, контрольные, курсовые, дипломные работы.