[ Компютерна схемотехніка ] | 1 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
5 | 0 | 0 | 1 | 0 | 1 | 0 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
6 | 0 | 0 | 1 | 1 | 0 | 1 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
7 | 0 | 0 | 1 | 1 | 1 | X | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
8 | 0 | 1 | 0 | 0 | 0 | 1 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
9 | 0 | 1 | 0 | 0 | 1 | 1 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
10 | 0 | 1 | 0 | 1 | 0 | 1 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
11 | 0 | 1 | 0 | 1 | 1 | 0 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
12 | 0 | 1 | 1 | 0 | 0 | 1 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
13 | 0 | 1 | 1 | 0 | 1 | 1 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
14 | 0 | 1 | 1 | 1 | 0 | X | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
15 | 0 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
16 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
17 | 1 | 0 | 0 | 0 | 1 | 1 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
18 | 1 | 0 | 0 | 1 | 0 | 0 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
19 | 1 | 0 | 0 | 1 | 1 | 1 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
20 | 1 | 0 | 1 | 0 | 0 | 1 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
21 | 1 | 0 | 1 | 0 | 1 | X | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
22 | 1 | 0 | 1 | 1 | 0 | 1 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
23 | 1 | 0 | 1 | 1 | 1 | 1 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
24 | 1 | 1 | 0 | 0 | 0 | 1 | 25 | 1 | 1 | 0 | 0 | 1 | 1 | 26 | 1 | 1 | 0 | 1 | 0 | 1 | 27 | 1 | 1 | 0 | 1 | 1 | 0 | 28 | 1 | 1 | 1 | 0 | 0 | X | 29 | 1 | 1 | 1 | 0 | 1 | X | 30 | 1 | 1 | 1 | 1 | 0 | X | 31 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | X |
1.2. Мінімізація БФ
Виконаємо мінімізацію отриманої БФ по нулях і по одиницях для вибора мінімальної НФ.
| 000 | 001 | 011 | 010 | 110 | 111 | 101 | 100 |
00 | X | 1 |
|
| 1 | X |
| 1 |
01 | 1 | 1 |
| 1 | X | 1 | 1 | 1 |
11 | 1 | 1 |
| 1 | X | X | X | X |
10 | 1 | 1 | 1 |
| 1 | 1 | X | 1 |
Рис. 1.2.1. Карта Карно для МДНФ
МДНФ = ++++++ (1.2.1)
Ціна за Квайном такої МДНФ Скв = 29.
| 000 | 001 | 011 | 010 | 110 | 111 | 101 | 100 |
00 | X |
| 0 | 0 |
| X | 0 |
|
01 |
|
| 0 |
| X |
|
|
|
11 |
|
| 0 |
| X | X | X | X |
10 |
|
|
| 0 |
|
| X |
|
Рис. 1.2.2. Карта Карно для МКНФ
МКНФ=(X1+X2+X3+)(+X3++)(X2+X3++X5)(X2++
+X4+) (1.2.2)
Ціна за Квайном Скв=27.
1.3. Вибір базиса
Застосування факторного алгоритму. Виходячи з результатів, отриманих на попередньому кроці, для синтеза КС вибирається МКНФ. Синтез схеми буде виконаний у базисі 3АБО НІ. В результаті виконання факторного алгоритму вихідна МКНФ набуває вигляду:
(1.3.1)
КС, реалізуюча задану БФ, має вигляд:
Рис. 1.3.1. Синтезована КС
СИНТЕЗ УПРАВЛЯЮЧОГО АВТОМАТА МУРА
2.1. Вибір вихідних даних для проектування
Граф-схема алгоритму складається з трьох блоків E, F, G, і вершин BEGIN і END. Загальна структура граф-схеми показана на рис. 8 [1]. Типи блоків вибираються на основі чисел А, В, С (див. п.1.1).
Блоку E відповідає схема (A mod 5) = (27 mod 5) = 2;
блоку F відповідає схема (B mod 5) = (6 mod 5) = 1;
блоку G відповідає схема (C mod 5) = (6 mod 5) = 1.
Стани автомата будемо кодувати, починаючи з 00000 до 10010 так, що Код стану = Номер стану – 1.
Для синтезу автомата обираються D-тригери, синтез виконується на элементах 555-ї серії ТТЛ.
На підставі отриманих даних будуємо вихідну граф-схему алгоритма. Остання наведена у додатку 1.
2.2. Розрахунок даних синтезу
Табл. 2.2.1
Таблиця переходів автомата Мура
am | Kam | as | Kas | X | D |
a1(-) | 00000 | a2 | 00001 | 1 | D5 |
a2(y2y4) | 00001 | a4 | 00011 | 1 | D4 D5 |
a3(y3y6) | 00010 | a4 | 00011 | X5 | D4 D5 |
| | a6 | 00101 |
| D3 D5 |
| | a7 | 00110 | X6 | D3 D4 |
a4(y7) | 00011 | a5 | 00100 |
| D3 |
| | a6 | 00101 | X1 | D3 D5 |
a5(y1 y9) | 00100 | a8 | 00111 | 1 | D3 D4 D5 |
a6(y8) | 00101 | a8 | 00111 | X2 | D3 D4 D5 |
| | a9 | 01000 |
| D2 |
a7(y3) | 00110 | a9 | 01000 | 1 | D2 |
a8(y1y8) | 00111 | a10 | 01001 | X4 | D2D5 |
| | a12 | 01011 |
| D2D4 D5 |
| | a13 | 01100 | X3 | D2D3 |
a9(y5y9) | 01000 | a12 | 01011 | X4 | D2D4 D5 |
| | a13 | 01100 | X4X3 | D2D3 |
| | a13 | 01100 | X1 | D2D3 |
| | a3 | 00010 |
| D4 |
a10(y4) | 01001 | a11 | 01010 | 1 | D2D4 |
a11(y4y5) | 01010 | a14 | 01101 | 1 | D2D3D5 |
a12(y3y10) | 01011 | a14 | 01101 | 1 | D2D3D5 |
a13 (y6) | 01100 | a3 | 00010 | 1 | D4 |
a14(y1 y8) | 01101 | a16 | 01111 | X4 | D2D3 D4D5 |
| | a18 | 10001 |
| D1D5 |
| | a19 | 10010 | X3 | D1D4 |
a15(y5y9) | 01110 | a18 | 10001 | X4 | D1D5 |
| | a19 | 10010 | X4X3 | D1D4 |
| | a19 | 10010 | X1 | D1D4 |
| | a15 | 01110 |
| D2D3 D4 |
a16(y4) | 01111 | a17 | 10000 | 1 | D1 |
a17(y4y5) | 10000 | a1 | 00000 | 1 | - |
a18(y3y10) | 10001 | a1 | 00000 | 1 | - |
a19(y6) | 10010 | a15 | 01110 | 1 | D2D3 D4 |
Функції виходів автомата:
Y1=a5 + a8+ a14
Y2=a2
Y3=a3 + a7+ a12+ a18
Y4=a2+ a10+ a11+ a16+ a17
Y5=a9 + a11+ a15+ a17
Y6=a3 + a13 + a19
Y7=a4
Y8=a6 + a8+ a14
Y9=a5 + a9+ a15
Y10=a12 + a18
Функції порушення
D1=a14+a15(X4+X1)+a16
D2=a6+a7+a8+a9(X4+X1)+a10+a11+a12+a14X4+a15+a19
D3 =a3+a4+a5+a6X2+a8+a9X4+a9+
+a10+a13+a14X4+a14X3+a15X4X3+a15X1+a15+a19
D4=a2+a3(X5+X6)+a5+a6x2+a8+a9X4+a9+a10+
+ a13+a14(X4+X3)+a15(+X3)+a19
D5=a1+a2+a3(X5+X6)+a4X1+a5+a6X2+a8(X4+)+a9X4+a11+
+a12+a14X4+a14+a15X4
Принципова схема синтезованого автомата Мура представлена у додатку 2.
СИНТЕЗ УПРАВЛЯЮЧОГО АВТОМАТА МІЛІ
3.1. Вихідні дані
Вихідна граф-схема алгоритму має той самий вигляд, що й для автомата Мура (див додаток 2). Автомат синтезується на базі Т-тригерів.
Кодування станів здійснюється так само, як і для автомата Мура:
Код стану = Номер стану - 1
Розмітка станів для автомата Мілі виконана синім кольором.
3.2. Дані синтезу
Таблиця 3.1.1
Таблиця переходів-виходів автомата Мілі
am | Kam | as | Kas | X | Y | T | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
a1 | 0000 | a2 | 0001 | 1 | y2y4 | T4 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
a2 | 0001 | a3 | 0010 | 1 | y7 | T3 T4 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
a3 | 0010 | a4 | 0011 | y1 y4 | T4 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
| a10 | 1001 | X1 | y8 | T1 T3 T4
Y1= a3+ a4 + a7 + a10 X2 Y2= a1 Y3= a5+a8+a11X4+a11X1+a14X6 +a13+a16X4 Y4=a1+ a5 X4+ a6 + a8 X4+ a9 Y5= a6 + a9 + a10+a14+a15+a16 Y6=a5X4X3+a15X3+a11X4X3+a11X1+a11+a13+a16X4X+a15X1 Y7=a2+a12X5 Y8=a3X1+a4+a7+a10X2+a12 Y9=a3+a10+a14+a15+a16 Y10=a5+a8+a11X4+a16 X4 Функції порушення: T1=a3X1+a5X3+a8X4+a8X3+a9+a10 X4+a12X5+a16 X4 T2=a4+a8X4+a8+a10X2+a11X4+a11X4X3+a11X1+a12X6+ +a13+a14+a16X4 T3=a2+a3X1+a4+a5+a6+a8X4+a8+a10+a11X4X3+a11X1+ +a12+a12X6+a13+a14+a16X4 T4=a1+a2+a3+a3X1+a4+a5X4+a6+a7+a8+a10+a11+a12X5+a14+a15+ +a16X4+a16X4X3++a16X1 Принципову схему автомата Мілі необхідно побудувати на основі ПЗП. Для цього будемо використовувати ПЗП К555РЕ4 розрядністю 2Кх8, тобто 2048 8-бітових слів. Очевидно, таких ПЗП необхідно взяти у кількості 2, оскільки необхідно реалізувати всього 14 функцій (10 функцій виходу і 4 функції для переходу в новий стан). Таким чином, адресний простір буде використаний наполовину. Таблиця з прошивкою ПЗП наведена у додатку 3. Принципова схема автомата Мілі наведена у додатку 4. 4. ЛІТЕРАТУРА 1. Методичні вказівки до курсового проектування з дисципліни „Комп’ютерна схемотехніка” для студентів спеціальностей 7.080401, 7.080403 / Укл.: С.Г.Антощук, А.О.Ніколенко, М.В.Ядрова, О.В.Глазєва. – Одеса: ОНПУ, 2003. 2. Баранов С.І. “Синтез мікропрограмних автоматів”.-Л.:Енергія,1979. 3. Угрюмов Є.П. “Цифрова схемотехніка”.-С.ПБ.:БХВ-Петербург,2001. 4. Справочник по інтегральним мікросхемам / Під ред. Б.В. Тарабрина.-М.: Радіо і зв’язок, 1987. ДОДАТОК 1 Граф-схема алгоритма для синтезу автоматів Мура і Мілі
|