48171 (Прикладна теорія цифрових автоматів)
Описание файла
Документ из архива "Прикладна теорія цифрових автоматів", который расположен в категории "". Всё это находится в предмете "информатика" из 1 семестр, которые можно найти в файловом архиве . Не смотря на прямую связь этого архива с , его также можно найти и в других разделах. Архив можно найти в разделе "курсовые/домашние работы", в предмете "информатика, программирование" в общих файлах.
Онлайн просмотр документа "48171"
Текст из документа "48171"
ЗМІСТ
Введення
1. Вибір варіанта завдання
1.1. Граф-схема автомата Мура
1.2. Граф-схема автомата Мілі
2. Основна частина
2.1. Структурний синтез автомата Мура
2.1.1. Кодування станів
2.1.2. Функції збудження тригерів та вихідних сигналів
2.1.3. Переведеня у базис
2.2.Структурний синтез автомата Мілі
2.1.1. Кодування станів
2.1.2. Функції збудження тригерів та вихідних сигналів
2.1.3. Переведеня у базис
Висновок
Список використаної літератури
1.ВИБІР ВАРІАНТА ЗАВДАННЯ
1.1. Граф-схема алгоритму
Граф-схема складається з чотирьох блоків E, F, G, H і вершин “BEGIN” та “END”. Кожен з блоків має два входи (А, В) і два виходи (C, D). Я вибираю блоки E, F, G, H з п’яти блоків з номерами 0, 1, 2, 3, 4 (вони подаються в п.5 на рис.3-7 у методичних вказівках) на підставі чисел А, В, С, А+В+С (де А – число, В – місяць народження, С – номер студента в журналі), за такими правилами:
-
блок “Е” має схему блока за номером А(MOD 5);
-
блок “F” має схему блока за номером B(MOD 5);
-
блок “G” має схему блока за номером C(MOD 5);
-
блок “H” має схему блока за номером (А+B+C)(MOD 5).
В моєму варіанті:
А=30;
В=06;
С=22.
“Е”: А(MOD 5)=30(MOD 5)=0;
“F”: B(MOD 5)=06(MOD 5)=1;
“G”: C(MOD 5)=22(MOD 5)=2;
“H”: (А+B+C)(MOD 5)=(30+06+22)(MOD 5)=58(MOD 5)=3.
Блоки E, F, G, H з’єднуються між собою згідно зі структурною схемою графа, яка показана на рис. 10 у методичних вказівках.
Згідно з моїм варіантом завдання, граф-схема автомата має такий вигляд:
BEGIN
END
Рис.1.1. Граф-схема алгоритму автомата Мілі
BEGIN
END
Рис.1.2. Граф-схема алгоритму автомата Мура
1.2. Тип тригера
Тип тригера вибирається за значенням числа A(MOD 3) на підставі табл.2 в методичних вказівках. Згідно з моїм варіантом завдання:
A(MOD 3)=30(MOD 3) =0.
Тому, згідно таблиці 2 у методичних вказівках, тип тригера в моєму завданні для синтезу автомата Мура – D, а для синтезу автомата Мілі – Т.
1.3. Серія інтегральних мікросхем
Серія інтегральних мікросхем для побудови принципових схем синтезованих автоматів для мого варіанта завдання – КР1533.
2. ОСНОВНА ЧАСТИНА
2.1. Структурний синтез автомата Мілі
2.1.1. Розмітка станів ГСА
На етапі одержання відміченої ГСА входи вершин, які слідують за операторними, відмічають символами a1, a2, ... за наступними правилами:
1) символом а1 відмічають вхід вершини, яка слідує за початковою, а також вхід кінцевої вершини;
2) входи усіх вершин , які слідують за операторними, повинні бути відмічені;
3) входи різних вершин, за винятком кінцевої, відмічаються різними символами;
4) якщо вхід вершини відмічається, то тільки одним символом.
За ціми правилами в мене вийшло 22 стани (а22).
2.1.2. Таблиця переходів автомата
Для кожного стану ai визначаю по ГСА всі шляхи, які ведуть в інші стани і проходять обов’язково тільки через одні операторну вершину. Виняток становить перехід в кінцевий стан (вершину).
Для мікропрограмних автоматів таблиці переходів-виходів будуються у вигляді списку, тому що велика кількість станів. Розрізняють пряму та зворотну таблицю переходів. Зворотна таблиця переходів будується для D-тригера. Для автомата Мілі я буду будувати пряму таблицю переходів.
Am Kam as Kas Xamas Yamas T1 T2 T3 T4 T5 | a1 10110 a2 10010 1 Y1Y4 T3 | a2 10010 | a4 | a6 00010 | 10000 X3 | X3 Y2Y6 | Y7 T1 | T4 | A | B | |
a3 00011 a4 00010 1 Y2Y6 T5 | a4 00010 a5 00000 1 Y1Y8 T4 | a5 00000 a8 | a9 | a11 01000 | 01001 | 10001 X4 | X4X3 | X4X3 Y4 | Y3Y10 | Y6 | |
T1 T2 | T2 | T5 | T5 C | D | E | a6 10000 a5 | a7 00000 | 11001 X1 | X1 Y1Y8 | ||
Y5Y9 T1 | T2 | T5 F | G | a7 11001 a9 | a11 | a11 | a12 01001 | 10001 | 10001 | 11000 X4X3 | X4X3 |
X4X1 | X4X1 Y3Y10 | Y6 | Y6 | Y2Y4 T1 | T2 | T2 | T5 H | I | |||
J | K | a8 01000 a9 01001 1 Y4Y5 T5 | a9 01001 a10 00001 1 Y1Y2 T2 |
Табл.1. Таблиця переходів Т-тригера
2.1.3. Кодування станів
Аналіз канонічного методу структурного синтезу автомата показує, що різні варіанти кодування станів автомата приводять до різних виражень функцій збудження пам'яті і функцій виходів, у результаті чого складність комбінаційної схеми істотно залежить від обраного кодування.
Я буду кодувати стани автомату з допомогою евристичного алгоритму кодування, тому що я синтезую автомат на базі Т-тригера.
Даний алгоритм мінімізує сумарне число переключень елементів пам'яті на всіх переходах автомата і використовується для кодування станів автомата при синтезі на базі T, RS, JK-тригерів. Для даних типів тригерів (на відміну від D-тригерів) на кожнім переході, де тригер змінює своє значення на протилежне, одна з функцій збудження обов'язково дорівнює 1. Зменшення числа переключень тригерів приводить до зменшення кількості одиниць відповідних функцій збудження, що при відсутності мінімізації однозначно приводить до спрощення комбінаційної схеми автомата.
Будую матрицю |T|, яка складається із всіх пар номерів (i, j), для яких P(i, j) 0, ij. Для кожної пари вказуємо її вагу.
i j P(i, j)
1 2 1
2 4 1
2 6 1
3 4 1
4 5 1
5 8 1
5 9 1
5 10 1
5 11 1
6 5 1
6 7 1
7 9 1
7 11 2
7 12 1
8 9 1
9 10 1
10 3 1
10 7 1
10 4 1
10 5 1
T= 11 12 1
12 13 1
13 14 1
13 15 1
14 17 1
15 17 1
15 19 1
16 19 1
17 18 1
18 1 1
18 20 1
19 18 1
19 20 1
19 21 1
20 1 1
20 22 1
21 22 1
22 13 1
22 15 1
22 16 1
Далі, за допомогою програми ECODE 3, виконую кодування станів автомата на ЕОМ. При цьому вказую глибину кодування (від 4 до 6) та вибираю те кодування, коефіцієнт якого ближче до 1 (у мене коефіцієнт кодування 1,26). Результати кодування заношу до таблиці 1. Ось кінцеві результати кодування:
Підрахунок ефективності кодування:
Кількість переключень тригерів:
W = E P(i,j)*d(i,j) = P(1,2)*d(1,2) + P(1,18)*d(1,18) + P(1,20)*d(1,20) + +P(2,4)*d(2,4) + P(2,6)*d(2,6) + P(3,4)*d(3,4) + P(3,10)*d(3,10) + +P(4,5)*d(4,5) + P(4,10)*d(4,10) + P(5,6)*d(5,6) + P(5,8)*d(5,8) + +P(5,9)*d(5,9) + P(5,10)*d(5,10)+ P(5,11)*d(5,11) + P(6,7)*d(6,7) + +P(7,9)*d(7,9) + P(7,10)*d(7,10) + P(7,11)*d(7,11) + P(7,12)*d(7,12) + +P(8,9)*d(8,9) + P(9,10)*d(9,10) + P(11,12)*d(11,12) +P(12,13)*d(12,13) + +P(13,14)*d(13,14) + P(13,15)*d(13,15) + P(13,22)*d(13,22) +
+P(14,17)*d(14,17) + P(15,17)*d(15,17) + P(15,19)*d(15,19) + +P(15,22)*d(15,22) +P(16,19)*d(16,19) + P(16,22)*d(16,22) + +P(17,18)*d(17,18) + P(18,19)*d(18,19) +P(18,20)*d(18,20) + +P(19,20)*d(19,20) + P(19,21)*d(19,21) + P(20,22)*d(20,22) +
+P(21,22)*d(21,22) =