Синтез цифрового автомата на заданных элементах памяти и заданных на определенном логическом базисе

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Задание IV

 

Произведем эффективное кодирование состояний автомата с учетом типа триггера входящих в память автомата.

 

По Баранову:

 

Z1	0 1  1	2
Z2	0 0 0	3
Z3	0 0 1	3
Z4	1 0 1	2
Z5	0 1 0	3
Z6	1 0 0	3
Z7	1 1 0	1

 

 

Закодируем входы автомата                  Закодируем выходы автомата

 

 

	0 0
	0 1
	1 0

Y
	1
	0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица переходов для  триггера

 

	D
C=1
0 -> 0
0-> 1	1
1-> 0	0
1-> 1

 

 

 

Задание V

 

 

Закодируем таблицу переходов/выходов в двоичном виде

 

00
01	-						-
10				-			-
11	-	-	-	-	-	-	-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Задание VI

 

Произведем синтез КС автомата

 

1. Составим Карты Карно, используя двоично-кодированную таблицу , получим оптимальные покрытия

 

 

	000	001	011	010	110	111	101	100
00	0	0	0	1	1	Х	1	0
01	1	1	Х	0	Х	Х	0	0
11	Х	Х	Х	Х	Х	Х	Х	Х
10	1	0	1	0	Х	Х	Х	1

 

;

;

С (днф) = 21

С (кнф) = 30

 

         

 

	000	001	011	010	110	111	101	100
00	1	1	0	1	0	Х	1	0
01	1	0	Х	1	Х	Х	1	1
11	Х	Х	Х	Х	Х	Х	Х	Х
10	0	0	0	0	Х	Х	Х	Х

 

;

;

С(днф)= 17

С(кнф) = 16

            

 

	000	001	011	010	110	111	101	100
00	0	1	0	0	0	Х	0	1
01	0	1	Х	0	Х	Х	0	1
11	Х	Х	Х	Х	Х	Х	Х	Х
10	1	1	1	0	Х	Х	Х	1

 

;

;

С(днф) = 14

С(кнф) = 14

Выходная функция

	000	001	011	010	110	111	101	100
00	1	1	0	0	1	Х	0	0
01	1	0	Х	1	Х	Х	1	1
11	Х	Х	Х	Х	Х	Х	Х	Х
10	0	0	0	1	Х	Х	Х	0

 

;

.

С (днф)= 22

С(кнф)=22

 

 

Задание VII

 

С помощью графического редактора  представим принципиальную схему автомата. Для удобства используем мультиплексор на основе функций F1 и F2.

 

Таблицы кодировок:

для

 

δ3 δ2 δ1	λ2 λ1
	0 0	0 1	1 0	1 1
0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1 0 0 1 0 1 1 1 0 1 1 1	0 0 1 0 0 1 1 Х	1 1 0 Х 0 0 Х Х	1 0 0 1 1 Х Х Х	Х Х Х Х Х Х Х Х

Vx

λ2+λ1 λ1   λ2 λ2   1 1

 

 

Vx

0 λ1 1 0 1

 

δ3 δ2 δ1	λ2 λ1
	0 0	0 1	1 0	1 1
0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1 0 0 1 0 1 1 1 0 1 1 1	1 1 1 0 0 1 0 X	1 0 1 X 1 1 X X	0 0 0 0 X X X X	Х Х Х Х Х Х Х Х

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

для

 

δ3 δ2 δ1	λ2 λ1
	0 0	0 1	1 0	1 1
0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1 0 0 1 0 1 1 1 0 1 1 1	0 1 0 0 1 0 0 X	0 1 0 X 1 0 X X	1 1 0 1 1 X X X	Х Х Х Х Х Х Х Х

Vx

λ2 1 0 λ2 1 0 0 1

 

 

Для выходной функции

 

δ3 δ2 δ1	λ2 λ1
	0 0	0 1	1 0	1 1
0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1 0 0 1 0 1 1 1 0 1 1 1	1 1 0 0 0 0 1 Х	1 0 1 Х 1 1 Х Х	0 0 1 0 0 Х Х Х	Х Х Х Х Х Х Х Х

 

Vx

λ2+λ1 0 λ1 λ1 1

 

 

В результате получили функции:

F1= λ2+λ1

F2=

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Задание VIII

 

Структурное моделирование автомата с помощью  графического редактора и редактора  временных диаграмм.

 

Текстовый файл (структурный):

Subdesign structmux

(alf[1..0], clk, set: input;

z[2..0], bt: output;)

Variable

td[2..0]: DFF;

dlt[2..0]: NODE;

dg[2..0] : NODE;

F1, F2 :NODE;

Begin

F1=alf[1]#alf[0];

F2=!alf[1]&!alf[0];

CASE dlt[] is

WHEN 0 => dg[2]=F1;

WHEN 1 => dg[2]=alf[0];

WHEN 2 => dg[2]=F2;

WHEN 3 => dg[2]=alf[1];

WHEN 4 => dg[2]=alf[1];

WHEN 5 => dg[2]=!alf[0];

WHEN 6 => dg[2]=VCC;

WHEN 7 => dg[2]=VCC;

END CASE;

CASE dlt[] is

WHEN 0 => dg[1]=!alf[1];

WHEN 1 => dg[1]=F2;

WHEN 2 => dg[1]=!alf[1];

WHEN 3 => dg[1]=GND;

WHEN 4 => dg[1]=alf[0];

WHEN 5 => dg[1]=VCC;

WHEN 6 => dg[1]=GND;

WHEN 7 => dg[1]=VCC;

END CASE;

 

CASE dlt[] is

WHEN 0 => dg[0]=alf[1];

WHEN 1 => dg[0]=VCC;

WHEN 2 => dg[0]=GND;

WHEN 3 => dg[0]=alf[1];

WHEN 4 => dg[0]=VCC;

WHEN 5 => dg[0]=GND;

WHEN 6 => dg[0]=GND;

WHEN 7 => dg[0]=VCC;

END CASE;

 

CASE dlt[] is

WHEN 0 => bt=!alf[1];

WHEN 1 => bt=F2;

WHEN 2 => bt=F1;

WHEN 3 => bt=GND;

WHEN 4 => bt=alf[0];

WHEN 5 => bt=alf[0];

WHEN 6 => bt=VCC;

WHEN 7 => bt=VCC;

END CASE;

td[2].d=dg[2];

td[1].d=dg[1];

td[0].d=dg[0];

td[ ].CLK=clk;

td[ ].ClRn=set ;

td[ ].PRn=vcc;

dlt[ ]=td[ ].q;

z[ ]=dlt[ ];

END;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Векторный файл:

 

Unit us;

Start 0;

Stop 180us;

Interval 10us;

 

Radix BIN;

Inputs clk;

Pattern

0 1;

 

Inputs set;

Radix BIN;

Pattern

0> 0

20> 1;

 

Inputs alf[1..0];

Radix OCT;

Pattern

0> 0

120> 2

140> 1

160> 2;

 

Radix OCT;

Outputs z[2..0];

Radix BIN;

Outputs bt;

 

 

 

 

Определение тестовой последовательности входных сигналов:

 

clk
set
α2α1	X	0	0	0	0	0	2	1	2
δ3δ2δ1	0	2	6	4	1	3	5	2	0
β	Х	0	0	1	1	0	1	0	1

 

 

 

Описание автомата с помощью  оператора Machine:

 

Subdesign machine1

(CLK, RS, a2, a1: input;

y, z[2..0] :output;)

Variable

aa: MACHINE OF BITS (z[2..0]) WITH STATES( S2=b"000",S5=b"010",S7=b"110", S6=b"100", S3=b"001", S1=b"011", S4=b"101" );

BEGIN

aa.clk=CLK;

aa.reset=RS;

TABLE

aa, a2, a1=> y, aa;

S1, 0, 0=> 0, S2;

S1, 1, 0=> 0, S4;

S2, 0, 0=> 1, S5;

S2, 0, 1=> 1, S7;

S2, 1, 0=> 0, S4;

S3, 0, 0=> 1, S1;

S3, 0, 1=> 0, S4;

S3, 1, 0=> 0, S3;

S4, 0, 0=> 0, S7;

S4, 0, 1=> 1, S5;

S5, 0, 0=> 0, S7;

S5, 0, 1=> 1, S5;

S5, 1, 0=> 1, S2;

S6, 0, 0=> 0, S3;

S6, 0, 1=> 1, S1;

S6, 1, 0=> 0, S4;

S7, 0, 0=> 1, S6;

END TABLE;

END;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Векторный файл:

 

PATTERN

0> 1

20> 0;

RADIX BIN;

INPUTS a2 a1;

PATTERN

0> 0 0

20> 0 0

40> 0 0

60> 0 0

80> 0 0

100> 0 0

120> 1 0

140> 0 1

160> 1 0

180> 1 0;

RADIX BIN;

OUTPUTS y;

RADIX OCT;

OUTPUTS z[2..0];