04Глава 3 (Полезная книга)

2015-11-25СтудИзба

Описание файла

Файл "04Глава 3" внутри архива находится в папке "Полезная книга". Документ из архива "Полезная книга", который расположен в категории "". Всё это находится в предмете "схемотехника" из 6 семестр, которые можно найти в файловом архиве МАИ. Не смотря на прямую связь этого архива с МАИ, его также можно найти и в других разделах. Архив можно найти в разделе "книги и методические указания", в предмете "схемотехника" в общих файлах.

Онлайн просмотр документа "04Глава 3"

Текст из документа "04Глава 3"

Глава 3. Структурный и абстрактный синтез устройств ВМ.

Структурный синтез операционных устройств ВМ. Операционное устройство ВМ можно представить состоящим как бы из двух частей — комбинационной и памяти. На входы комбинационной части поступают сигналы с выходов элементов памяти (триггеров) Q1, …, Qm, а также сигналы, приходящие по шинам управления x1, …, xm. Назначение шин управления состоит в том, чтобы из всех микроопераций, выполняемых устройством, выбрать одну, требуемую в данный момент. Сигналы с выходов комбинационных схем подаются на входы триггеров. Функция возбуждения входного i-го триггера записывается в следующем виде:

.

Значения всех переменных в этом выражении определены для одного и того же момента времени t, поэтому функции возбуждения триггеров являются переключательными функциями, которым соответствуют комбинационные схемы, формирующие входные сигналы для триггеров. Следовательно, если известен тип триггера, то задача структурного синтеза устройства заключается в составлении функции возбуждения каждого триггера, функции кодирования выходов заданного устройства и минимизации. При выполнении структурного синтеза используются матрицы переходов триггеров (табл. 3.1), где для каждого типа триггера указаны значения входных сигналов, определяющие переход триггера из одного состояния в другое. Если значение входного сигнала не влияет на данный переход, то в матрице указывается неопределенный коэффициент b. Для триггера D — V–типа дополнительно указан второй коэффициент по управляющему входу.

Таблица 3.1

Переходы

Тип триггера

0 – 0

0

b

0

b

b a

b

1

b

0

0 – 1

1

b

1

1

1

1

0

0

1

1 – 0

b

1

0

0

1

0

1

1

0

1 – 1

b

0

1

b

b a

1

b

0

b

Алгоритм структурного синтеза

  1. Определяется необходимое число независимых шин управления. Число управляющих шин зависит от числа микроопераций, выполняемых устройством, и находится из соотношения , где L — число микроопераций.

  2. По числу различных состояний N устройства определяется необходимое количество триггеров: m , каждое состояние устройства кодируется m-разрядным двоичным кодом, i-й разряд соответствует выходному сигналу i-го триггера.

  3. Кодируется внутреннее состояние синтезируемого автомата.

  4. Согласно закону функционирования составляется кодированная таблица выходов устройства и переходов из одного состояния в другое при определенных входных воздействиях. Поскольку устройство представляет совокупность триггеров, такая таблица будет включать функции возбуждения всех входов триггеров возбуждения.

  5. Выбирается (или задается) тип каждого триггера, по таблице переходов или матрице переходов составляются таблицы функций возбуждения всех входов каждого триггера.

  6. Полученные функции возбуждения и функции выходов минимизируются соответствующим выбором значений неопределенных коэффициентов.

  7. Согласно функциям возбуждения и в соответствии с выбранной (заданной) элементной базой строится структурная схема.

Синтез микропрограммных автоматов. Управляющий автомат, реализующий микропрограмму работы дискретного устройства, принято называть микропрограммным автоматом. Его синтез состоит из следующих этапов:

  1. Составление частных содержательных микропрограмм выполнения операции автомата.

  2. Построения частных микропрограмм с учетом отметок граф-схемы алгоритма символами.

  3. Получение отмеченных частных микропрограмм.

  4. Построение графов частных управляющих автоматов Мили или Мура.

  5. Построения графа многофункционального автомата Мили или автомата Мура путем объединения состояний автоматов и введения настроечного алфавита.

  6. Структурный синтез.

Далее составляется таблица переходов микропрограммного автомата. Для автомата Мили таблица содержит четыре столбца: am и as — исходное состояние и состояние перехода; х(am, as)конъюнкция переменных из множества х, принимающая значение 1 на данном переходе; у(am, as) — подмножество выходных переменных, принимающих значение 1 на данном переходе. Каждая строка таблицы переходов соответствует одному пути перехода, т.е. дуге графа автомата с одним входным и одним выходным сигналами.

Таблица переходов микропрограммного автомата Мура содержит три столбца. В ней выходные сигналы из множества у(am) записываются в столбце am рядом с состоянием, в котором они формируются.

С помощью минимизации числа строк таблицы переходов автомата и методов доопределения функций строится логическая схема автомата, являющаяся совместной реализацией функций возбуждения функций выходов.

Абстрактный синтез автоматов. Задача абстрактного синтеза заключается в составлении таблиц переходов и выходов автомата по заданным условиям его функционирования.

Абстрактный синтез автоматов включает два этапа. Первый этап состоит в получении таблиц переходов и выходов в некоторой исходной форме. На втором этапе проводится минимизация количества внутренних состояний заданного автомата.

Алгоритм абстрактного синтеза заключается в следующем. Фиксируется начальное состояние a0 и для входного слова li, состоящего из r букв, назначается r внутренних состояний автомата ai1, ai2, …, air. Переходы в автомате назначаются так, что первая буква слова li переводит автомат из состояния a0 в состояние ai1, вторая буква — из состояния ai1 в состояние ai2 и т.д. Аналогичные последовательности внутренних состояний назначаются для всех остальных слов. Затем все конечные состояния air, в которые автомат попадает после подачи слов, входящих в событие Sj, отмечаются выходным сигналом уi.

Чтобы система переходов автомата была определенной для всех слов, имеющих одинаковые начальные отрезки, следует назначать одну и ту же последовательность состояний. В состояниях, не отмеченных буквами выходного алфавита у1, …, уk, а также в начальном состоянии автомат должен выдавать пустую букву, соответствующую событию Sk+1. Для запрещенного события последовательность состояний можно не назначать.

При абстрактном синтезе целесообразно использовать следующие соотношения:

Алгоритм минимизации числа внутренних состояний автомата включает следующие действия:

  1. Все внутренние состояния разбиваются на группы, количество которых равно количеству выходных сигналов автомата. Если существует такое состояние, в котором автомат выдает пустое слово, то такие состояния также выделяют в общую группу.

  2. По таблице переходов автомата определяют, к каким группам принадлежат внутренние состояния, в которые автомат переходит из данного состояния под воздействием каждой буквы входного алфавита.

  3. Проводится новое разделение внутренних состояний на группы, при этом объединяются в каждой группе состояния, отмеченные одинаковой последовательностью букв.

  4. Пользуясь таблицей переходов автомата, снова отмечаются каждые состояния последовательности букв. Объединение состояний в группы продолжается до тех пор, пока новые группы состояний появляться не будут.

рис. 3.1

Триггерные устройства. Основными элементами, предназначенными для хранения информации, являются устройства с двумя устойчивыми состояниями — триггеры. Структуру триггера можно представить в виде запоминающего элемента и схемы управления (рис 3.1).

Запоминающий элемент имеет два выхода Q и , разрешенные сигналы на которых всегда противоположны, и два входа s (set – установка) и r (reset – сброс). Переключающий сигнал по входу s устанавливает запоминающий элемент в состояние «1», а по входу r — в состояние «0». В общем случае запоминающий элемент может иметь несколько установочных входов.

Свежие статьи
Популярно сейчас
А знаете ли Вы, что из года в год задания практически не меняются? Математика, преподаваемая в учебных заведениях, никак не менялась минимум 30 лет. Найдите нужный учебный материал на СтудИзбе!
Ответы на популярные вопросы
Да! Наши авторы собирают и выкладывают те работы, которые сдаются в Вашем учебном заведении ежегодно и уже проверены преподавателями.
Да! У нас любой человек может выложить любую учебную работу и зарабатывать на её продажах! Но каждый учебный материал публикуется только после тщательной проверки администрацией.
Вернём деньги! А если быть более точными, то автору даётся немного времени на исправление, а если не исправит или выйдет время, то вернём деньги в полном объёме!
Да! На равне с готовыми студенческими работами у нас продаются услуги. Цены на услуги видны сразу, то есть Вам нужно только указать параметры и сразу можно оплачивать.
Отзывы студентов
Ставлю 10/10
Все нравится, очень удобный сайт, помогает в учебе. Кроме этого, можно заработать самому, выставляя готовые учебные материалы на продажу здесь. Рейтинги и отзывы на преподавателей очень помогают сориентироваться в начале нового семестра. Спасибо за такую функцию. Ставлю максимальную оценку.
Лучшая платформа для успешной сдачи сессии
Познакомился со СтудИзбой благодаря своему другу, очень нравится интерфейс, количество доступных файлов, цена, в общем, все прекрасно. Даже сам продаю какие-то свои работы.
Студизба ван лав ❤
Очень офигенный сайт для студентов. Много полезных учебных материалов. Пользуюсь студизбой с октября 2021 года. Серьёзных нареканий нет. Хотелось бы, что бы ввели подписочную модель и сделали материалы дешевле 300 рублей в рамках подписки бесплатными.
Отличный сайт
Лично меня всё устраивает - и покупка, и продажа; и цены, и возможность предпросмотра куска файла, и обилие бесплатных файлов (в подборках по авторам, читай, ВУЗам и факультетам). Есть определённые баги, но всё решаемо, да и администраторы реагируют в течение суток.
Маленький отзыв о большом помощнике!
Студизба спасает в те моменты, когда сроки горят, а работ накопилось достаточно. Довольно удобный сайт с простой навигацией и огромным количеством материалов.
Студ. Изба как крупнейший сборник работ для студентов
Тут дофига бывает всего полезного. Печально, что бывают предметы по которым даже одного бесплатного решения нет, но это скорее вопрос к студентам. В остальном всё здорово.
Спасательный островок
Если уже не успеваешь разобраться или застрял на каком-то задание поможет тебе быстро и недорого решить твою проблему.
Всё и так отлично
Всё очень удобно. Особенно круто, что есть система бонусов и можно выводить остатки денег. Очень много качественных бесплатных файлов.
Отзыв о системе "Студизба"
Отличная платформа для распространения работ, востребованных студентами. Хорошо налаженная и качественная работа сайта, огромная база заданий и аудитория.
Отличный помощник
Отличный сайт с кучей полезных файлов, позволяющий найти много методичек / учебников / отзывов о вузах и преподователях.
Отлично помогает студентам в любой момент для решения трудных и незамедлительных задач
Хотелось бы больше конкретной информации о преподавателях. А так в принципе хороший сайт, всегда им пользуюсь и ни разу не было желания прекратить. Хороший сайт для помощи студентам, удобный и приятный интерфейс. Из недостатков можно выделить только отсутствия небольшого количества файлов.
Спасибо за шикарный сайт
Великолепный сайт на котором студент за не большие деньги может найти помощь с дз, проектами курсовыми, лабораторными, а также узнать отзывы на преподавателей и бесплатно скачать пособия.
Популярные преподаватели
Нашёл ошибку?
Или хочешь предложить что-то улучшить на этой странице? Напиши об этом и получи бонус!
Бонус рассчитывается индивидуально в каждом случае и может быть в виде баллов или бесплатной услуги от студизбы.
Предложить исправление
Добавляйте материалы
и зарабатывайте!
Продажи идут автоматически
5076
Авторов
на СтудИзбе
455
Средний доход
с одного платного файла
Обучение Подробнее