Розробка алгоритму операційного автомату, синтез керуючого автомату з жорсткою логікою типу Мілі (стр. 4 из 5)

В абстрактному автоматі Мілі значення функції виходу в момент t залежить не лише від стану автомата, але і від набору значень вхідних сигналів.

Довільний абстрактний автомат Мілі має один вхідний і один вихідний канали.

Автомат Мілі характеризується системою рівнянь:

(2.1)

де

– множина вхідних сигналів автомата (вхідний алфавіт);

– множина станів автомата (алфавіт станів);

– множина вихідних сигналів (вихідний алфавіт).

λ – функція виходів автомата;

φ – функція переходів автомата.

Іншими словами, функція виходів λ задає відображення (X

S)→Y, тобто ставить у відповідність будь-якій парі елементів декартового добутку множин (X S) елемент множини S.

2.3 Кодування граф-схеми автомату

В автоматі Мілі початок і кінець мікропрограми представляються початковим станом автомата а₀. Кожна дуга, яка виходить із операторної вершини позначається символом а_і. Якщо декілька дуг, позначені певними станами а_к, входять до одного блоку графа мікропрограми, то всі вони помічаються однаковим символом стану а_к.

Позначення операцій та логічних умов наведено у таблиці 3.

2.4 Побудова таблиці переходів

Умови переходу по мікропрограмі від одного стану до іншого задають функцію переходів автомата.

Таблиця переходів (виходів) являє собою таблицю з подвійним входом, рядки якого пронумеровані вхідними буквами, а стовпці – станами. На перетині вказується стан, у який переходить автомат (в таблиці переходів) або вихідний сигнал, що видається ним (у таблиці виходів).

Іноді при завданні автоматів Мілі використовують одну суміщену таблицю переходів і виходів, в якій на перетині стовпця а_m і рядка х_j записуються у вигляді а_s/y_g наступний стан і вихідний сигнал, що видається.

У таблиці 4 для заданого автомата маємо суміщену таблицю переходів і виходів.

Таблиця 2 – Таблиця переходів і виходів

t			t+1			Тригери
						JK2		JK1		JK0
ai	код ai	xi	ai+1	код ai+1	yi	J2	K2	J1	K1	J0	K0
a0	000		a1	001	y1,y2,y3,y4	0	0	0	0	1	0
			a2	010		0	0	1	0	0	0
			a3	011		0	0	1	0	1	0
a1	001		a2	010	y5	0	0	1	0	0	1
			a3	011		0	0	1	0	0	0
a2	010	___	a3	011	y6	0	0	0	0	1	0
a3	011	___	a4	100	y7,y8	1	0	0	1	0	1
a4	100		a5	101	y9,y10	0	0	0	0	1	0
			a2	010		0	1	1	0	0	0
			a3	011		0	1	1	0	1	0
a5	101	____	a6	110	y11	0	0	1	0	0	1
a6	110	____	a0	000	y12	0	1	0	1	0	0

2.5 Синтез керуючого автомату

Керуючі пристрої складаються із окремих логічних схем елементів, які виробляють керуючі сигнали в заданій послідовності. Такий керуючий пристрій можна розглядати як керуючий автомат типу Мура чи Мілі.

Для автомату Мілі вихідний сигнал залежить не лише від внутрішнього стану, а й від зовнішнього стану схеми. Можна побудувати граф переходів автомата Мура, де вершинами являються стани автомата, а дугами - умови переходу з одного стану в інший.

В залежності від способу визначення вихідного сигналу в синхронних автоматах існує два способи:

вихідний сигнал y(t) однозначно визначається вхідним сигналом x(t) і станом а(t-1) автомата в слідуючий момент часу;

вихідний сигнал y(t) однозначно визначається вхідним сигналом x(t) і станом а в даний момент часу.

Автомати можна задати також у вигляді графів, таблиць виходів та переходів, суміщеної таблиці переходів і виходів. Управляючий пристрій складається із окремих логічних схем, що виробляють управляючі сигнали в заданій послідовності. Такий управляючий пристрій можна розглядати як керуючий автомат типу Мура чи Мілі.

Після побудови автомата Мілі функціонування керуючого автомата представляють у вигляді таблиць переходів і виходів. Для цього спочатку виробляють кодування станів автомата двійковими кодами, визначають тип та кількість тригерів. Потім по таблиці переходів встановлюють значення сигналів на входах тригерів, при яких відбуваються переходи; визначають функції збудження тригерів і виконують їх мінімізацію (спрощення). По знайдених виразах будується схема управляючого автомата на вибраних елементах.

В нашому випадку буде використовуватись три логічні умови Х = {х1,x2,х3} і дванадцять мікрооперацій Y = {y1, …, y10}

Отже, для кодування станів автомата необхідно 3 JK-тригера: JK0, JK1, JK2,. Закодуємо стани автомата так, як це показано у таблиці 5.

Для побудови функцій збудження тригерів і виходів використовується структурна таблиця автомата (таблиця 5).

На основі таблиці 5 будується канонічна система функцій виходів і функції збудження тригерів.

Функції виходів:

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

.

Функції збудження тригерів:

;

;

;

.

3. МЕТОДИКА КОНТРОЛЮ

3.1 Теоретичні відомості

Різноманітні задачі можна вирішувати за допомогою методу контролю, який оснований на властивостях порівнянь. Розвинуті на цій основі методи контролю арифметичних і логічних операцій називають контролем по модулю.

Арифметичні операції виконуються на суматорах прямого, оберненого і доповняльного коду. Допустимо, що зображення чисел зберігаються в машині деякого коду, тобто операція перетворення в заданий код на виході чи вході машини. Методика реалізації операцій контролю представляється наступним чином.

По-перше розглянемо зображення числа в відповідному коді, як єдину кодову комбінацію.

Розглянемо послідовність дій на прикладі суматора прямого коду додаються тільки цифрові частини зображення чисел, а знак зберігається, то контроль можна здійснити двома способами:

1) роздільний контроль знакової і цифрової чистин зображень результату;

2) загальний контроль всього зображення.

При роздільному способі для контролю знакових розрядів можна використовувати засіб для визначення переповнення, так як у випадку модифікованого коду поява помилок в знакових розрядах приведе до неспівпаданню інформації в них. При перевірці правильності обробки цифрових частин зображень також не виникає особах ускладнень.