Обобщенная структура и принцип функционирования синхронных управляющих автоматов. Современная элементная база для реализации логических преобразователей и блоков памяти УА. Разработка схемы электрической функциональной синтезированного синхронного УА.
Федеральное агентство по образованию «ВОРОНЕЖСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ» Факультет информационных технологий и компьютерной безопасности Специальность «Вычислительные машины, комплексы, системы и сети»автомат управляющий синтезированный Объектом курсового проектирования является синхронный управляющий автомат (УА), реализующий некоторый алгоритм функционирования, который формально задается таким начальным языком описания как граф-схема алгоритма (ГСА). Объектом курсового проектирования является синхронный управляющий автомат (УА), реализующий некоторый алгоритм функционирования, который формально задается таким начальным языком описания как граф-схема алгоритма (ГСА). Сигналы х1 … xn принято называть логическими условиями; сигналы y1 … ym - микрооперациями, а Yi - микрокомандами. Иными словами, одни УА формируют выходные (короткие) сигналы непосредственно перед переходом на следующий шаг алгоритма, а другие формируют выходные (длинные) сигналы непосредственно после перехода на текущий шаг алгоритма и вплоть до перехода на последующий шаг алгоритма.Математической моделью дискретного устройства является абстрактный автомат, определяемый как шестикомпонентный кортеж, или вектор [4 - 11]: S = (Z, A ,W, ?, ?, a1), (5.1) у которого: Z={z1,…zf…ZF} - множество входных сигналов автомата (входной алфавит); A - функция переходов автомата, реализующая отображение D? Другими словами, функция ? некоторым парам состояние - входной сигнал (am, zf) ставит в соответствие состояние автомата as = ? (am, zf), as Автомат работает в дискретном времени, принимающем целые неотрицательные значения t = 0,1,2,… В каждый момент t дискретного времени автомат находится в некотором состоянии a(t) из множества состояний автомата, причем в начальный момент времени t(0) автомат может находиться в начальном состоянии a(0) = a1. В момент t, будучи в состоянии a(t), автомат способен воспринять на входе букву входного алфавита z(t) Z.Это может быть словесное описание функционирования устройства, различного рода таблицы, временные диаграммы, циклограммы, ориентированные графы и т.п., определяющие последовательность и условия выполнения тех или иных операций по реализации алгоритма функционирования устройства. Конечная, операторная и условная вершины имеют по одному входу, начальная вершина входов не имеет. У начальной и операторной вершин по одному выходу, у условной - два выхода, помеченных символами 1 и 0. ГСА удовлетворяет следующим условиям: входы и выходы вершин соединяются друг с другом с помощью дуг, направленных всегда от выхода ко входу; в каждой операторной вершине записывается оператор (микрокоманда) Yt - подмножество множества микроопераций Y={y1, …, YN}; допускается Yt = 0; разрешается также запись в различных операторных вершинах одинаковых микрокоманд. а), б) - начальная и конечная вершины; в) - операторная вершина;Жесткая логика (схемная реализация логики управления) предусматривает реализацию множества состояний автомата блоком памяти (БП) на запоминающих элементах (элементы задержки, триггеры, регистры), а функции выходов и переходов формируются комбинационной схемой (логическим преобразователем). Алгоритм функционирования УА в этом случае полностью определяется схемой соединения его элементов. К недостаткам следует отнести большую трудоемкость проектирования, возрастание сложности структуры УА при усложнении алгоритма и отсутствие универсальности.Для применения общепринятых методов синтеза исходную постановку задачи необходимо формализовать, т.е. привести ее к каноническим формам описания управляющих автоматов. Правильная работа такого автомата гарантируется только в том случае, если до подачи синхронизирующих сигналов элементы блока памяти будут приведены в определенные исходные (начальные) состояния специальным сигналом начальной установки (НУ). Для установки УА в выбранное начальное состояние необходимо также привести сигналом НУ элементы блока памяти в определенные исходные (начальные) состояния. Оба типа таблиц содержат одинаковые переменные [5,7,8]: ам - состояние УА, из которого осуществляется переход за один такт автоматного времени; Y (am) - микрокоманда (подмножество микроопераций), выполняемая автоматом в состоянии ам (для автомата типа Мура).Структурное кодирование проводится в два этапа: определяется количество (b) двоичных разрядов, необходимое и достаточное для двоичного представления некоторого множества абстрактных символов; осуществляется сопоставление каждому отдельному абстрактному символу b - разрядного двоичного кода. В том случае, когда алгоритм функционирования синтезируемого автомата задан в виде граф-схемы алгоритма (ГСА), то структурного кодирования абстрактных символов входного и выходного алфавитов не производят. Это обусловлено тем, что при описании работы автомата в виде ГСА каждое логическое условие xi = {1,0} и каждый выходной сигнал yj = {1,0}, то есть уже имеют двоичное кодирование. При данном кодировании количество двоичных разрядов (т. е.
План
Содержание
Введение
1. Общие принципы построения и реализации синхронных управляющих автоматов (УА)
1.1 Обобщенная структура и принцип функционирования синхронных управляющих автоматов
