Кодовый замок

Категория реферата: Рефераты по цифровым устройствам
Теги реферата: методы курсовой работы, решебник по математике 6 класс
Добавил(а) на сайт: Кутлыев.

[pic]

Рис. 1. Асинхронный (а) и синхронный (б) автоматы с памятью

Практическое применение асинхронных автоматов существенно затруднено сильным влиянием на их работу задержек сигналов в цепях АП, создающих статические и динамические риски, гонки элементов памяти (неодновременность срабатывания ЭП даже при одновременной подаче на них входных сигналов) и др. В итоге характерным свойством асинхронного автомата является то, что при переходе из одного устойчивого состояния в другое он обычно проходит через промежуточные нестабильные состояния. Нельзя сказать, что методы борьбы с нежелательными последствиями рисков и гонок в асинхронных АП отсутствуют, но все же обеспечение предсказуемого поведения АП — сложная проблема. В более или менее сложных АП асинхронные схемы встречаются очень редко, а в простейших схемах применяются. Примером могут служить асинхронные RS-триггеры.

В синхронных автоматах каждое состояние устойчиво и переходные временные состояния не возникают. Концепция борьбы с последствиями рисков и гонок в синхронных автоматах проста — прием информации в элементы памяти разрешается только после завершения в схеме переходных процессов. Это обеспечивается параметрами синхроимпульсов, задающих интервалы времени для завершения тех или иных процессов. В сравнении с асинхронными, синхронные
АП значительно проще в проектировании.

На сегодняшний день и достаточно длительную перспективу основным путем построения АП следует считать применение тактирования, т. е. синхронных автоматов.

В работах отечественных и зарубежных ученых разрабатывается направление, называемое проектированием самосинхронизирующихся устройств, в которых тактовые импульсы следуют с переменной частотой, зависящей от длительности реального переходного процесса в схеме. Однако перспективность этого направления еще не вполне ясна.

В теории автоматов проводится их классификация по ряду признаков. Не вдаваясь в подробности, отметим, что в схемотехнике преобладают автоматы
Мура, выходы которых являются функциями только состояния автомата. Для этого автомата QH = f(Q, X) и Y = ?(Q).

Зависимость выходов и от состояния автомата и от вектора входных переменных свойственна автоматам Мили.

Некоторые функциональные узлы принадлежат к числу автономных автоматов, которые не имеют информационных входов, и под действием тактовых сигналов переходят из состояния в состояние по алгоритму, определяемому структурой автомата.

В нашем случае, для формирования последовательности выходных сигналов
Y = {Z1, Z2} при соответствующей последовательности входных сигналов (A, B, C)i, можно использовать автомат с жесткой логикой и законом функционирования автомата Мили:

Qt+1 = f(Qt, ABCt);

Yt = ?(Qt, ABCt),

где: Q = {Q1, Q2, Q3, Qn} – множество состояний автомата; t = 0, 1, 2,

3, 4,…

I. Абстрактный синтез автомата.

1.1)

Интерфейс автомата (рис. 2).

2) Алфавит состояний автомата

| |D4 |D3 |D2 |D1 |D0 |
|Q0 |0 |0 |0 |0 |0 |
|Q1 |0 |0 |0 |0 |1 |
|Q2 |0 |0 |0 |1 |0 |
|Q3 |0 |0 |0 |1 |1 |
|Q4 |0 |0 |1 |0 |0 |
|Q5 |0 |0 |1 |0 |1 |
|Q6 |0 |0 |1 |1 |0 |
|Q7 |0 |0 |1 |1 |1 |
|Q8 |0 |1 |0 |0 |0 |
|Q9 |0 |1 |0 |0 |1 |
|Q10 |0 |1 |0 |1 |0 |
|Q11 |0 |1 |0 |1 |1 |
|Q12 |0 |1 |1 |0 |0 |
|Q13 |0 |1 |1 |0 |1 |
|Q14 |0 |1 |1 |1 |0 |
|Q15 |0 |1 |1 |1 |1 |
|Q16 |1 |0 |0 |0 |0 |

3) В соответствии с заданием и алфавитом состояний строим граф переходов

4) В соответствии с графом переходов и таблицей состояний строим таблицу переходов

|Q |C |B |A |(CBA) |Z1 |Z2 |Qн |

|D4 |D3 |D2 |D1 |D0 | | | | | | |D4 |D3 |D2 |D1 |D0 | | |Qx |x |x |x |x |x
|все другие комбинации |x |0 |1 |0 |0 |0 |0 |0 |Q0/Z2 | |

Далее можно было бы выводить функции переходов, минимизировать, упрощать, опять минимизировать… Но есть способ лучше – прошить все эти функции “как есть” в ПЗУ, а в качестве элементов памяти использовать параллельный регистр с двухступенчатыми D-триггерами. При этом состояние Q и сигналы CBA будут являться адресом ПЗУ, а Z1, Z2 и Qн – данными, которые необходимо записать по этому адресу. Во все же остальные адреса необходимо записать 01000000.

II. Структурный синтез автомата.

Поделитесь этой записью или добавьте в закладки