курсовая работа по теории автоматов. курс ТА. Теория автоматов

• Название: Теория автоматов
• Анкор: курсовая работа по теории автоматов
• Дата: 12.09.2022
• Размер: 0.88 Mb.
• Имя файла: курс ТА.docx
• Тип: Пояснительная записка; #673878
• страница: 6 из 6

5.4 Построение структурной таблицы микропрограммного автомата, составление канонических уравнений и реализация автомата на базе логических элементов И-ИЛИ-НЕ

Синтез автомата необходимо выполнить на Т-триггерах, которые являются триггерами со счётным входом и как бы считают поступающие на вход импульсы. То есть изменение состояния триггера происходит при поступлении на его вход одиночного сигнала. Алгоритм работы задаётся таблицей переходов (табл. 8). Функция выходов Т-триггера приведена в табл. 9.
Таблица 8 Таблица 9

Т(t)	τ(t)								τ(t)	Т(t)	τ(t+1)
	0	1							0	0	0
0	0	1							0	1	1
1	1	0							1	1	0
									1	0	1

Аналитически функционирование триггера описывается выражением

.
Структурная таблица переходов автомата создаётся на основе прямой таблицы переходов (табл. 2), которая дополняется столбцами кодов состояний и столбцом функций возбуждений.

Коды состояний уже определены в предыдущем разделе. Для определения функций возбуждения будем использовать таблицу выходов (табл. 8). Функцию обозначим в соответствии с используемым Т-триггером буквой Т с цифровым нижним индексом, означающим номер разряда, в котором функция Т(t) при переходе из состояния τ(t) в состояние τ(t+1) принимает значение равное 1.

В итоге структурная таблица будет иметь вид табл.10.

На основании этой таблицы составляется система канонических уравнений, которая минимизируется любым способом

Таблица 10

Структурная таблица переходов и выходов автомата Мили, выполняющего операцию алгебраического сложения с плавающей запятой

am	К(аm)	as	К(аs)	X(am, as)	Y(am, as)	Т(am, as)
a1	0001		0001		-	-
			0100			Т2Т4
			0101			Т2
			0011			Т3
			0010			Т3Т4
			1111			Т1Т2Т3Т4
	0100		0000	1		Т2
	0101		1011	1		Т1Т4
	1011		0100			Т1Т2Т3Т4
			0101			Т1Т2Т3
	0011		1100	1		Т1Т2Т3Т4
	1100		0100			Т1
			0101			Т1Т4
			0011			Т1Т2Т3Т4
	0010		0000	1		Т3
	1111		0000	1		Т1Т2Т3Т4
	0000		0001		-	Т4
			1110			Т1Т2Т3
			1000			Т1
	1110		0001	1		Т1Т2Т3Т4
	1000		1000	1		-
	1001		0001		-	Т1
			1000			Т4

, , , , , ,

, , , , , ,

, , , , .

,
,
.

На основании полученных канонических уравнений и канонической структурной схемы совмещенного автомата составляется (реализуется) схема электрическая функциональная автомата Мили, выполняющего операцию сложения с плавающей запятой.

Оценка качества синтезируемой схем

Оценка сложности в корпусах

Общее количество выводов логических элементов, используемых в синтезируемой схеме равно 129. В качестве корпусов для логических элементов возьмём корпус с 12 выводами. В результате количество корпусов, необходимых для реализации схемы, равно

Для создания данной схемы необходимо иметь 11 корпусов.

Оценка быстродействия схемы

Быстродействие схемы определяется как максимальное время прохождения сигнала от входа схемы к её выходу по формуле , где – количество элементов на максимальном пути от входа схемы к выходу. В итоге быстродействие схемы равно .

32

35

37

1

3

32

35

37

1

4

5

32

35

37

1

4

6

8

33

35

36

14

22

23

31

20

21

23

27

28

29

31

24

25

26

30

31

33

35

36

13

33

34

36

32

35

36

15

32

35

36

16

32

35

37

1

4

6

7

33

34

37

33

35

37

10

32

34

37

33

35

37

9

11

33

35

37

9

12

17

1

1

1

1

1

1

1

1

&

&

&

&

&

&

&

&

&

&

&

&

&

&

1

1

1

&

&

&

T

T

T

32

33

34

35

36

37

18

19

20

21

22

23

24

25

26

31

30

29

28

27

Y₁

Y₂, Y₃

Y₄

Y₅

Y₆, Y₇, Y₈

Y₉, Y₁₀

Y₁₁

Y₁₂

Y₁₃

Y₁₄

Y₁₅

Y₁₆

Y₁₇

5.5. Реализация схемы микропрограммного автомата на программируемых логических матрицах (ПЛМ)

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В процессе выполнения курсовой работы я закрепил свои знания, полученные при изучении дисциплины «Теория автоматов», и приобрел опыт по синтезу микропрограммных автоматов, выполняющих арифметические операции на примере автомата, осуществляющего операцию алгебраического сложения представленных в форме с плавающей запятой.

Изучил причины появления погрешностей в автомате, метод оценки погрешности представления операндов в разрядной сетке цифрового автомата, а также погрешности выполнения самой операции.

Научился на основании алгоритма выполнения арифметической операции строить граф-схему алгоритма, а далее на её основе составлять логическую схему алгоритма, строить отмеченную граф-схему автомата Мили, составлять систему канонических уравнений и на базисе логических операций И-ИЛИ-НЕ строить логическую схему микропрограммного автомата, выполняющего заданную арифметическую операцию, а также оценивать его качество.

Изучил также способ реализации автомата на программируемых логических матрицах, позволяющих повысить надёжность их функционирования.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Костромина, Н.В. Теория автоматов: лабораторный практикум / Н. В. Костромина. – Йошкар-Ола: МарГТУ, 2006.

2. Теория автоматов: методические указания к выполнению курсовой работы для студентов специальности 220100 / сост. Н. В. Костромина. – – Йошкар-Ола: МарГТУ, 2003.

3. Савельев, А. Я. Прикладная теория цифровых автоматов / А. Я. Савельев. – М.: Высш. Шк., 1987.

4. Баранов, С. И. Синтез микропрограммных автоматов / С. И. Баранов. - Л.: Энергия, 1979.