Этап структурного синтеза УУ
На этом этапе определяется состав входящих в УУ блоков и устанавливается связи между ними. Переход УУ из одного состояния в другое происходит в моменты действия синхроимпульсов или в моменты их окончания. В период между ними вновь принятое состояние должно фиксироваться системой постоянно действующих сигналов, т.е в составе УУ должна быть память. Каждому состоянию должен соответствовать свой цифровой сигнал, в цифровом автомате - код. В проектируемом автомате 4 состояния. Для установки такого количества состояний достаточно вырабатывать двухразрядный двоичный код, а для его фиксации можно использовать два триггера. Так как каждый из триггеров обладает двумя устойчивыми состояниями, то совокупность двух триггеров позволяет зафиксировать эти 4 состояния. Естественно, что для приведения триггеров в необходимое состояние, потребуется схема, которая на основании знания предыдущего состояния и учета осведомительных сигналов, должна вырабатывать соответствующие сигналы возбуждения входов триггеров. Эта схема может не содержать элементов памяти, т.е в качестве такой схемы может использоваться комбинационное цифровое устройство -КЦУ. С целью синхронности срабатывания триггеров во избежание возникновения ошибочных комбинаций, для ЗУ УУ следует выбирать динамический тип триггеров, т.е. триггеры, которые в процессе перехода автомата в новое состояние а(t+1) не изменяют свои выходы Q и Q лишь на завершающего устройства УУ. Выходные сигналы триггеров Q1 и Q2 должны устанавливать и фиксировать на выходе код, соответствующий вновь принимаемому состоянию на данном тактовом периоде или обеспечить сохранение кода в случае отсутствие разрешающего (осведомительного) сигнала на переход и новое состояние.
Теперь можно изобразить укрепленную схему УУ ( рис6. см. приложение).
Эта схема содержит КЦУ и ЗУ, состоящее из двух Ж триггеров. Как известно для обеспечения перехода Ж из состояния a(t) в новое состояние a(t+1), на входы J и K нужно подавать определенные сигналы возбуждения. Набор таких сигналов показан в табл.2 .
Таблица №2
| Вид перехода | Входные сигналы | ||
| Q(t) | Q(t+1) | J(t) | K(t) |
| - | |||
| - | |||
| - | |||
| - |
Как следует из укрупненной структурной схемы УУ, сигналы X1,X2,Q1 и Q2 выступает в роли аргументов, а Л,K1,J2,K2, а также Y1,Y2,Y3 являются логическими функциями, которые должен реализовывать аппаратурно КЦУ. Имея конкретные наборы значений аргументов и соответствующих им значений функций, можно синтезировать структуру КЦУ. В качестве примера проведем КЦУ для первого варианта индивидуальных заданий ( табл.1). Для этого составим таблицу функционирования УУ в следующем виде. Таблица №3
| № п/п | Условия перехода | Предыдущее состояние a(t), Q(t) | Следующее состояние a(t+1), Q(t+1) | Сигнал возбуждения триггеров для перехода в следующее состояние | Выполнение МК | ||||||||||
| X1 | X2 | ai | Q2 | Q1 | ai | Q2 | Q1 | J2 | K2 | J1 | K1 | Y1 | Y2 | Y3 | |
| - | - | a0 | a1 | - | - | ||||||||||
| - | - | a1 | a2 | - | - | ||||||||||
| - | a2 | a2 | - | - | |||||||||||
| - | a2 | a3 | - | - | |||||||||||
| - | a3 | a1 | - | - | |||||||||||
| - | a3 | a0 | - | - |
В таблице представлены сигналы переходов из одного состояния УСД в другое при опросе одного информационного канала. Если это канал с номером от 0 до F-1, то переходы осуществляются по пунктам 1, 2, 3, 4, 5 таблицы. Если это последний канал, то переходы осуществляются по схеме 1-2-3-4-5-6.
Таблица устанавливается связь между аргументами и значениями функции Ji,Ki,Yn ( i=1;n=1,2,3). Однако не все J,K и Y зависят от всего набора аргументов. Проведем
анализ таблицы:1 и 2 строки таблицы соответствуют переходам из исходного состояния a0 в a1 и из a1 в a2. При этом эти переходы могут совершаться при значениях Xl и X2, равных как 0,так и 1. Переход из состояния а2 в а3 обусловлен значением Хl. Если X1=0, т.е АЦП не закончило преобразование аншлюговон амплитуды сигнала в цифровую, УУ остается в режиме ожидания в состоянии а2 сколько бы тактов не прошло. Это отражается на 3-й строке таблицы. При Х1=1 осуществляется переход из состояния а2 в состояние а3. Пока не опрошены все каналы и Х2=0, граф переходит из состояния а3 в состояние al. Если Х2=1 т.е. все каналы опрошены, граф переходит из состояния а3 в а0-цикл опроса всех каналов завершен.
На основании данных приведенных в таблице, проведем синтез схемы КЦУ для сигналов возбуждения триггеров и сигналов команд. Сделаем первоначально синтез для J1.
Из таблицы функционирования следует, что данный сигнал зависит от аргументов Q1,Q2 и Хl. Воспользовавшись картой Вейча для функции трех аргументов, найдем МДНФ для J1 (рис7. см.приложение).
МДНФ для остальных функций находятся аналогично: первоначально надо определить, функцией каких аргументов является рассматриваемый сигнал возбуждения ( или сигнал МК), а затем заполнить соответствующую карту Вейча для 2 или 3 аргументов.
На основании полученных с помощью карт Вейча выражений строим обобщенную схему КЦУ в базисах И-ИЛИ (рис. 8. см. приложение).