Джон Ф.Уэйкерли Проектирование цифровых устройств. Том I (2002) (1095889), страница 167
Текст из файла (страница 167)
7.12. Нарисуйте диаграмму состояний для конечного автомата, описываемого таблицей 7.12. 7.13. Нарисуйте диаграмму состояний для конечного автомата, описываемого таблицей 7.14. 7,14. Составьте таблицу состояние/выход, эквивалентную диаграмме состояний, изображенной на рис. Х7.14. Заметьте, что диаграмма нарисована в предположениин, что состояния изменяются только при таких комбинациях входных сигналов, которые указаны явно. Рис. Х7.14.
7.15. Проанализируйте такт нруемый синхронный конечный автомат, изображенный на рис. Х7.! 5. Запишите уравнения возбуждения, таблицу возбуждение!переход и таблицу состояний 1используя имена состояний А-Н для комбинаций 02 С)1 ОО = 000 — 111), упражнения 755 Рис си оьк 7.16. Проанализируйте тактируемый синхронный конечный автомат, изображенный на рис. Х7.16.
Запишите уравнения возбуждения, таблицу возбуждение/переход и таблицу состояние/выход (используя имена состояний А-Н для комбинаций ()1 С)2 03 = 000-111). с1 02 Ри оз 7.17. Проанализируйте такгируе мы й синхронный конечный автомат, изображенный на рис. Х7.17. Запишите уравнения возбуждения, уравнения переходов, таблицу переходов и таблицу состояние!выход(используя имена состояний А-0 для комбинаций 01 02 = 00-1!). Нарисуйте диаграмму состояний, а также временные диаграммы для сигналов С(.К, Х, С)1 и (12 на интервале времени в 1О периодов тактового сигнала в предположении, что вначале автомат находится в состоянии 00 и сигнал Х в течение всего времени остается равным 1. Рис.
Х7.17. Оа ськ 18 Проанализируйте тактируемый синхронный конечный автомат, изображенный на рис. Х7.18. Запишите уравнения возбуждения, уравнения переходов, таблицу переходов и таблицу состояние!выход (используя имена состояний А-0 для комбинаций О1 00 = 00 — 11). Нарисуйте диаграмму состояний, а также временные диаграммы лля сигналов СЕК, Е1Ч, (11 и ()О иа интервале времени в 1О периодов тактового сигнала в предположении, что вначале автомат находится в состоянии 00 и сигнал Е1Ч в течение всего времени остается равным 1. 756 Глава 7. Принципы проектирования последовательностных схем Рис. Х7.18. ськ 7.19. Проанализируйте тактируемый синхронный конечный автомат, изображенный на рис.
Х7.19. Запишите уравнения возбуждения, таблицу возбуждение/переход и таблицу состояние!выход (используя имена состояний Х-В для комбинаций 01 02 = 00 — 1! ). Рис. Х7.19. 7.20. Во всех диаграммах состояний на рис. Х7.20 есть неопределенности. Перечислите их все для каждой из диаграмм состояний. (Указание: Воспользуйтесь картами Карно и найдите в них не покрьпые или дважды покрытые комбинации входных сигналов.) Рис.
Х7.20. 7.21. Синтезируйте схему по диаграмме состояний на рис. 7,64, используя шесть переменных для кодирования состояний, таких что выходные сигналы 1А-ьС и Нд-ВС равны значениям самих переменных состояния. Запишите список Задачи 757 переходов, выражения переходов для каждой переменной состояния в виде суммы р-термов и упрощенные уравнения переход/возбуждение в случае реализации на О-триггерах, Нарисуйте принципиальную схему на основе ИС малой и средней степени интеграции.
7 22 На основании списка переходов в табл. 7.18 найдите минимальное выражение вида «сумма произведенийл для величины 02» в предположении, что состояния, следующие за неиспользуемыми состояниями, являются безразличными. 7 2З Видонзмените диаграмму состояний на рис. 7.64 так, чтобы автомат переходил в аварийный режим сразу же, если во время поворота одновременно подаются сигналы 1.ЕгТ и ВЮНТ. Запишите соответствующий список переходов.
Задачи 7 24. рассма~ривая поведение петли обратной связи в Р-защелке, объясните, как в ней возникает метастабильность, когда требования в отношении времени установления и времени удержания не удовлетворяются. 7 24.Чему равно минимальное время установления для переключающегося по импульсу триггера типа двухтактного.1К- или ЗВ-триггера? (Указание: Это время зависит от определенных характеристик тактового сигнала.) 7,2б,Опишите ситуацию, отличную от состояния метастабильности, когда выходные сигналы О и Яй переключающегося по фронту 0-триггера типа 74х74 могут сколь угодно долго не быть дополнениями друг друга.
7.27.Сравните схему, изображенную на рис. Х7.27, с О-защелкой на рис. 7.12. Докажите, что эти схемы функционируют совершенно одинаково. Схема на рис. Х7.27 применяется во многих серийных Р-защелках, В каком смысле эта схема лучше? Рис. Х7.27. Он 7.28Лредположим, что в тактируемом синхронном конечном автомате, изображенном на рис.
7.35, в качестве элементов памяти используются 0-защелки с высоким активным уровнем входного сигнала С. Какие соотношения должны выполняться между перечисленными ниже временными параметрами, чтобы переходы из состояния в состояние происходили успешно: — м иним аль ~ая и максимальная задержки распространения по логике переходов; — минимальная и максимальная задержки в О-защелке от тактового входа до выхода; ~о ии, ~о, — минимальная и максимальная задержки в 0-защелке от вхо- да данных до выхода; 758 Глава 7. Принципы проектирования послеловательностных схем — время установления и время удержания 0-зашелки; — ллительность отрезков времени, в течение которых такто вый сигнал удерживается на высоком и на низком уровне, ,! нвр' ььм гн !. 7.34.
Постройте тактируемый синхронный конечный автомат на 0-триггерах с таблицей состояние!выход Х7.34. Используйте две переменные состояния О! 02, полагая, что состояния кодируются следующим образом: А = 00, В = 0!,С=11,0= !О. Табл. Х7.34. Х В О 1 2 А В 0 0 В С В 0 С В А ! 0 В С О 7,35. Повторите задачу 7.34 на дК-триггерах, 7.29. Постройте заново конечный автомат из упражнения 7.9, используя только три вентиля И-НЕ или ИЛИ-НЕ и не применяя инверторов. 7.30. Нарисуйте диаграмму состояний для тактируемого синхронного конечного автомата с двумя входами ОЧ!Т и Х и одним выходом 2 типа Мура.
Когда подается сигнал ОЧ!Т, выходной сигнал постоянен и равен О. Когда сигнал йч!т переходит на неактивный уровень, сигнал 2 продолжает оставаться равным 0 до тех пор, пока на двух последовательных тактах сигнал Х не будет оставаться равным 0 или 1 независимо от того, в каком порядке это случится Когда это произойдет, сигнал 2 станет равным ! и будет оставаться равным ! до тех пор, пока снова не будет подан сигнал! Ч!Т. Диаграмму состояний следует нарисовать аккуратно и она должна иметь планарный вид (линии не должны пересекаться). (Указание: Потребуется не более 10 состояний ) 7.31.
Повторите задачу 7.30, описав диаграмму состояний на языке АВЕК. 7.32. Постройте тактируемый синхронный конечный автомат для контроля четности в линии последовательной передачи данных. Кроме входа для тактового сигнала СЕОСК у схемы должно быть два входа Яг!чС и 0АТА и один выход ЕВЯОВ типа Мура. Составьте таблицу состояние!выход, предусматриваюшую только четыре состояния, указав смысловое значение каждого состояния.
Выберите для состояний 2-разрядные коды, запишите уравнения переходов и возбуждения и нарисуйте принципиальную схему. Вы можете использовать в вашей схеме 0-триггеры, ОК-триггеры или по одному триггеру каждого из этих типов. 7.33. Повторите задачу 7.32, выполнив проектирование на языке АВЕ1. применительно к ПЛУ ОАЕ16Ч8. Задачи 759 7 36 Напишите новую таблицу переходов и выведите уравнения возбуждения и выхода минимальной стоимости для схемы с таблицей состояний 7.6, используя «простейшее» кодирование состояний из табл.
7.7 н имея в виду применение !3-триггеров. Сравните стоимость ваших логики возбуждения и логики выхода (при их реализации на двухуровневой структуре И-ИЛИ) со стоимостью логики в схеме, представленной на рис. 7.54. 7 37. Повторите задачу 7.36, ис~юльзуя «почти прямое» кодирование состояний из табл. 7.7. 7 38. Предположим, что конечный автомат, представленный на рис. 7.54, должен быть построен на !3-триггерах типа 74ЬЗ74.
Какие сигналы следует подавать на входы триггера установки в единичное состояние и сброса? 7 39. Напишите новые таблицы переходов и возбуждения и выведите уравнения возбуждения и выхода минимальной стоимости для схемы с таблицей состояний 7,6, используя «простейшее» кодирование состояний из табл. 7.7 н имея в виду применение ОК-триггеров. Сравните стоимость ваших логики возбуждения и логики выхода (при их реализации на двухуровневой структуре И-ИЛИ) со стоимостью логики в схеме, представленной на рис. 7.56. 7.40, Повторите задачу 7.39, используя «почти прямое» кодирование состояний из табл.
7.7. 7.41. Составьте таблицу использования, подобную табл. 7.10, для каждого из следующих триггеров: (а) Зй-триггер; (Ц Т-триггер с входом разрешения; (с) !3-триггер с входом ращешения. Применительно к одному из этих триггеров рассмотрите проблему единственности, с которой вы столкнетесь, п опылив шись наиболее эффективным образом использовать безразличные значения сигналов. 7.42.
Составьте новую таблицу возбуждения и выведите уравнения возбуждения и выхода минимальной стоимости для конечного автомата, заданного табл. 7.8, в случае применения Т-триггеров с входом разрешения (рис. 7.33). Сравните стоимость ваших логики возбуждения и логики выхода (при их реализациии на двухуровневой структуре И-ИЛИ) со стоимостью логики в схеме, приведенной на рис. 7.54.
7 43. 11апишите полную таблицу состояний для всех 8 возможных состояний схемы, приведенной на рис. 7.54. Присвойте неиспользуемым состояниям имена (11, (!2 и 03 (001, 010 и 011). Нарисуйте диаграмму состояний и объясните поведение схемы при попадании в неиспользуемые состояния. 7.44. Повторите задачу 7.43 для схемы на рис.
7.56. 7 45. Напишите таблицу переходов для неминимизированной таблицы состояний на рис. 7.51(а), которая получится в предположении, что состояния кодируются в порядке двоичного счета: 1Ы17 — ОКА1 = 000 — 110. Запишите соответствующие уравнения возбуждения для !3-триггеров, разместив неиспользуемое состояние 1! 1 так, чтобы стоимость была минимальной. Сравните по стоимости реализации ваши уравнения с уравнениями минимальной стоимости лля минимизированной таблицы состояний, описанной в тексте. гб Напишите таблицу использования лля Т-триггера с входом разрешения.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
