Kursovoi_proekt_-_Rezvyakov (КП 304)

Ф ЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮМ ОСКОВСКИЙ АВИАЦИОННЫЙ ИНСТИТУТ(государственный технический университет)Кафедра 304(вычислительные машины, системы и сети)Курсовой проект по курсу«Схемотехника»Отчёт по работе№8 .Построение конечного автомата(наименование работы)и его оценка по сложности и времени срабатыванияВариант задания№18 .Курсовой проект выполнил:студент гр. 13-301, Резвяков Денис Михайлович(должность)(Ф. И. О.).(подпись)Курсовой проект принял:проф. каф.304, к.т.н. Белоусов Юрий Алексеевич(должность)(Ф. И. О.).(подпись)Ассистент:доц. каф.304, к.т.н. Жуков Герман Васильевич(должность)(Ф. И.

О.)«____» ________________ 20___ г.(дата приёма)Задание.Работа автомата: все триггеры автомата устанавливаются в состояние«0», затем последовательно подаётся 8 синхросигналов на вход.Выходная функция КС1: F1 = C ⊕ AB.Выходная функция КС2: 0, 1, 4, 5, 6.Последовательность сигналов распределителя: 3, 3, 2, 2, 1, 1, 2, 3.Тип базового элемента для КС1 — И-ИЛИ-НЕ, для КС2 — И-НЕ.Тип триггера для счётчика — J-Kt, для регистров RS и RC — Dt.Тип сумматора: с независимым формированием Si и Ci+1.1.1.

Минимизация элемента КС1Функция элемента КС1 задана логическим выражением: C ⊕ AB,где C = y1.Таблица значений функции в зависимости от текущего такта:№такта01234567A00001111B00110011y100001100A11110000AB00110000y1 ⊕ AB00111100Из таблицы видны также и запрещённые комбинации входов элементаКС1. На вход элемента никогда не поступают сигналы ( A B y1): 1 (0012),3 (0112), 4 (1002), 7 (1112).Элемент КС1 нужно построить на элементахИ-ИЛИ-НЕ, поэтому минимизируем функциюпо нулям.F1 = A B + A B.1.2.

Минимизация элемента КС2Функция элемента КС2 задана набором входных комбинаций, прикоторых функция возвращает значение «истина».Таблица значений функции в зависимости от текущего такта:№такта01234567C01010101y200110010y100001100F2 (C, y 2 , y1 )11011101Из таблицы видны также и запрещённые комбинации входов элементаКС2. На вход элемента никогда не поступают сигналы ( C y 2 y1): 3 (0112),7 (1112).Элемент КС2 нужно построить на элементахИ-НЕ, поэтому минимизируем функциюпо единицам.F2 = C + y 2 = C + y 2 = C ⋅ y 2 = C ⋅ y 2 .1.3.

Построение распределителяРаспределитель сигналов задан набором номеров выходных сигналов.Таблица зависимости выходных сигналов от входных комбинацийраспределителя:№такта01234567A00001111B00110011C01010101y100001100y200110010y311000001Построим распределитель на элементах И-НЕ. Минимизируемфункции по единицам.y1 = A B = A B .y 2 = AB + BC = AB + BC = AB ⋅ BC.y 3 = A B + ABC = A B + ABC = A B ⋅ ABC.2.

Функциональная схема автоматаСхема на следующей странице…3. Временные диаграммы работы автомата4. Определение состояния регистров RS и RCВ регистр RS записываются значения Si со сдвигом вправо. Значитпервое записанное значение окажется справа, а последнее — слева. Послеподачи восьми импульсов (с предварительным сбросом автомата) регистр RSбудет содержать число: 111101112.Аналогично, регистр RC будет содержать число: 001110002.5. Оценка сложности автомата по КвайнуСложность автомата по Квайну оценивается суммой количеств входовна всех элементарных вентилях автомата.Сложность используемых простых элементов:D-триггер — CD = 18, J-K-триггер — CJ-K = 20.Сложность используемых блоков в автомате:Счётчик (суммирующий): Cсчёт.

= 3×CJ-K = 60.Распределитель: Cрасп. = 7×CИ-НЕ 2x + 1×CИ-НЕ 3x = 7×2 + 1×3 = 17.КС1: CКС1 = 1×CИ-ИЛИ-НЕ 2x2 = 4.КС2: CКС2 = 1×CИ-НЕ 2x = 2.Сумматор: Cсумм. = 1×CИ-ИЛИ-НЕ 3x4 + 1×CИ-ИЛИ-НЕ 2x3 = 1×12 + 1×6 = 18.Сдвигающий регистр: Cрег. = 8×CD = 8×18 = 144.Дополнительные элементы: Cдоп. = 1×CD + 2×CИ-НЕ 2x = 1×18 + 2×2 = 22.Сложность автомата в целом:Cавт.

= Cсчёт. + Cрасп. + CКС1 + CКС2 + Cсумм. + 2×Cрег. + Cдоп. == 60 + 17 + 4 + 2 + 18 + 2×144 + 22 = 411.6. Оценка времениВремя срабатывания простых элементов:И-НЕ — Tmax И-НЕ = 1, И-ИЛИ-НЕ — Tmax И-ИЛИ-НЕ = 2,D-триггер — Tmax D = 4, J-K-триггер — Tmax J-K = 4.1. Оценка времени установки итогового кода на регистрах RS и RC(начиная от заднего фронта последнего входного сигнала).На заднем фронте последнего сигнала все блоки автомата, кромерегистров, уже сработают (переключатся) и будут возвращать своирезультаты. Триггеры в обоих сдвигающих регистрах срабатываютпараллельно.

Поэтому, для установления итогового кода понадобится:Tmax RS = Tmax RC = Tmax D = 4.Время срабатывания используемых блоков в автомате:Счётчик (суммирующий): параллельный — Tmax счёт. = Tmax J-K = 4.Распределитель: Tmax расп. = 2×Tmax И-НЕ = 2×1 = 2.КС1: Tmax КС1 = Tmax И-ИЛИ-НЕ = 2.КС2: Tmax КС2 = Tmax И-НЕ = 1.Сумматор: Tmax сумм. = Tmax И-ИЛИ-НЕ = 2Сдвигающий регистр: Tmax рег. = Tmax D = 4.2. Распределение сигнала от входа (синхросигнала) до точки Si(начиная от заднего фронта входного сигнала).При поступлении заднего фронта входного синхросигнала сначалапараллельно срабатывают: счётчик, триггер хранения переноса суммыи сдвигающие регистры.

Затем выходной результат со счётчика поступаетна распределитель и КС1. С распределителя и со счётчика результатыпоступают на КС2, а с КС1 на элемент отрицания (НЕ, построенныйна стандартном И-НЕ). С КС2 результат поступает на второй элементотрицания. Результаты КС1, КС2, триггера переноса и двух отрицанийпоступают на сумматор, который формирует результат Si.Самый «длинный» путь сигналапроходит через: счётчик, распределитель, КС2, НЕ(КС2), сумматор.Tmax Si = 4+2+1+1+2 = 10..