Анализ и синтез на логически схеми
Изтегляне 1.14 Mb.
|
Свързани:
an-architectural-reassessment-of-a-villa-rustica-near-serdica, New Microsoft PowerPoint Presentation, кр цсх
- Навигация на страницата:
- 1999-03-18 15:42:07+02 1. Синхронни и асинхронни автомати.
| В ъпроси и задачи:
1) Какви функции изпълнява тригерът? 2) Какви видове тригери познавате? 3) Каква е вътрешната структура на синхронните тригери? 4) Да се синтезира D-F - тригер, поведението на който е зададено чрез таблица на п реходите. Да се докаже работоспособността му чрез времедиаграма. 5) Да се синтезира синхронен D-F - тригер, сработващ по нарастващ фронт. Да се построи времедиаграма. 6) Да се синтезира синхронен P-Z - тригер, зададен чрез таблица на преходите. Да се построи времедиаграма. 7) С помощта на допълнителни логически елементи D-тригерът да се преобразува в J-K - тригер. Да се построи времедиаграма и да се докаже, че новополученият тригер сработва по падащ фронт. Автор: С. Иванов, Ю. Петкова, С. Каров 10. Синхронни и асинхронни автомати. Кодиране на вътрешните състояния на автомата1999-03-18 15:42:07+02 1. Синхронни и асинхронни автомати. При класификацията на абстрактните автомати бе дадено едно определение за синхронен и асинхронен автомат. Съществува и второ определение, допълващо първото[11]. Дадено състояние as на автомата се нарича устойчиво, ако не съществува входно въздействие zf, по което се преминава в as и се излиза от него (фиг.1а). Ако се анализира работата на автомата от фиг.1б, се вижда, че от продължителността на zf зависи дали автоматът ще остане в състояние as или ak, т.е. състоянието as е неустойчиво спрямо zf. Автоматът S се нарича асинхронен, ако всяко негово състояние е устойчиво и синхронен, ако горното условие не е изпълнено. При структурния синтез на автомата, когато вече е известна вътрешната му структура и видът на използваната в него памет, може да се обясни необходимостта от съществуването на асинхронен и синхронен автомат, както и необходимостта от задължителни мерки, които трябва да се вземат при синтеза на определен тип автомат. Първият проблем е свързан с кодирането на състоянията на автомата. Преходът от едно състояние в другo става за сметка на превключване на състоянието на тригерите, от които е изградена паметта. Ако от състояние as с код 010 трябва да се премине по zf в състояние am с код 100, то едновременно трябва да се превключат два тригера. Възможна е поява на така нареченото състезание. Причината за това може да бъде в различните задръжки, които внася входната комбинационна част при формиране на функциите на възбуждане на паметта или пък различното време за сработване на отделните тригери. На изхода на паметта временно може д а се окаже код, различен от кода на am (фиг.10.2.). Последствията от такова сътезание могат да бъдат некритични, ако съществува път от това състояние , в което автоматът временно се е оказал и не се изработва изходен сигнал, нарушаващ работата на автомата. фиг.10.2. Ако състоянието, в което автоматът неправилно се е установил, е устойчиво спрямо zf или пък въобще не съществува в алгоритъма на работа на автомата, последиците са непредвидими и най-често критични за по-нататъшната работа на автомата. Това са така наречените критични състезания. Борбата с тях се извършва по няколко метода: - Всички входни сигнали се разрешават с общ стробиращ сигнал, чиято продължителност се изчислява така, че да е достатъчна да се формират функциите на възбуждане и да се превключат необходимите тригери. Едновременно с това той трябва да е достатъчно краткотраен, за да не позволи обратната връзка да формира нови функции на възбуждане. Теоретически това изключва състезанията, но практически е трудно реализуемо. Времевите параметри на логическите елементи варират в определени граници, зависят от температура, захранващо напрежение и др. и това може да доведе до ненадеждна работа на автомата. - Друг метод е използването на синхронни тригери сработващи по фронт. Чрез правилно подбиране на периода на синхронизиращия сигнал може да се осигури достатъчно време за формиране на функциите на възбуждане на паметта. - Трети метод е използването на така нареченото съседно кодиране на състоянията, т.е. кодовете на състоянията да са така подбрани, че при преход от едно състояние в друго само един от тригерите да се превключва. Ще се формира функция на възбуждане само към един тригер и, тъй като състоянията са устойчиви спрямо текущото входно въздействие, ще липсва възможност за състезания и неправилно сработване на тригерите. В практиката при синтез на структурни автомати се ползват вторият и третият способ за борба със състезанията. Вторият способ предполага задължителен избор на синхронни тригери, сработващи по фронт, като елементи на паметта. В този случай е необходимо наличие на генератор на синхронизиращ сигнал. Периодът на този сигнал определя времето, през което входните сигнали са активни и могат да формират условия за превключване на паметта. Използването на синхронни тригери автоматично води до синтез на синхронен автомат. При него съседното кодиране на състоянията не е задължително. Третият способ, т.е. съседното кодиране на състоянията, предполага използването на асинхронни тригери. Тук няма ограничения за времето, през което входните сигнали са активни, следователно става въпрос за синтез на асинхронен автомат. Изборът на синхронни и асинхронни тригери е задължително, но не достатъчно условие, за да се синтезират синхронни и съответно асинхронни автомати. Трябва да се имат предвид и ограниченията, наложени от предходните определения за синхронен и асинхронен автомат. При синтез на синхронен автомат изборът на продължителността на синхросигнала е от съществено значение и трябва да удовлетворява следните условия: - Минималната му продължителност трябва да бъде по-голяма от максималното време за сработване на входната комбинационна схема и паметта. - Минималната му продължителност трябва да бъде по-голяма от минималната продължителност на изходните сигнали. Ако дори само един изходен сигнал има продължителност многократно надвишаваща продължителността на другите, то той ще е определящият при избора на минималната продължителност на периода на синхросигнала. Това води до общо забавяне на работата на автомата. Възможни са и варианти за използване на два или повече синхрогенератори, но това пък води до необходимост от допълнителни апаратни разходи за анализ на състоянията и превключването на различните генератори към паметта. При синтеза на асинхронни автомати изборът на асинхронни тригери и съседното кодиране са задължителни. Продължителността на изходните сигнали тук зависи от времето, през което автоматът се намира в дадено състояние (за автомат на Мур), а също и от времето на действие на определен входен сигнал при автомата на Мили ((y=f(a(t),x(t)). Следователно при съставяне на алгоритъма за работа на асинхронния автомат условията за изход от дадено състояние трябва да са съобразени с въздействието на изходните сигнали върху управлявания обект. Автоматът трябва да остава в определено състоянние точно толкова време, колкото е необходимо на изходния сигнал да бъде активен. Налага се следният извод - асинхронните автомати са по-бързите автомати, но синтезът и настройката им са по-сложни и трудоемки процеси. Синхронните автомати са по-бавни, но по-леки за синтез и настройка. Изтегляне 1.14 Mb. Сподели с приятели:
|