Проектирование синхронного цифрового автомата

Постановка задачи Спроектировать автомат с двухразрядным входом и одноразрядным выходом, который подсчитывает четность числа пересечений стробов, не поглотивших один другого. Интерфейс разрабатываемого устройства Рис. 1. Интерфейс разрабатываемого устройства IN1, IN2 – двухразрядный вход; CLK – вход синхросигнала тактового генератора Автомат работает по переднему фронту синхросигнала; OUT – одноразрядный выход результата «1» – два строба на одной из линий (IN1, IN2) не имели пересечений со стробами на другой линии. «0» – было пересечение. Описание проектируемого автомата Решение будем искать в виде симметричной композиции двух одинаковых локальных автоматов. Рис. 2. Композиция локальных автоматов Стробом (импульсом) будем считать последовательность «01...10»: переход от низкого уровня сигнала к высокому и обратно к низкому. Автомат проектируется как автомат-распознаватель слов. Определим автоматный язык. Обозначим возможные сочетания сигналов на входах автомата: IN1/IN2 a= 0/0 b= 1/0 q= 0/1 c= 1/1 Если удалить все повторения символов, то получим для одного из автоматов дефинитный язык со следующими минимальными последовательностями, приводящими к событию, которое должен распознать автомат (рис. 3). Таким образом, дефинитивный автоматный язык представлен так: ? входной алфавит содержит 4 символа: a, b, c, q; ? максимальная длина распознаваемого слова: 2. Стробы на входах могут подаваться в произвольном порядке, т.е. могут возникать любые комбинации символов, в том числе разной длительности: значит, язык является асинхронным. Рис. 3. Распознаваемые последовательности слов автоматом №1 Финальные состояния: abqa и abcqa. Другой автомат распознает последовательности, полученные из указанных заменой b на c, c на b). Так как автомату необходимо индицировать событие как с локального автомата №1, так и с локального автомата №2, то выходное состояние будет определяться как дизъюнкция выходов этих автоматов. Рис. 4. Распознаваемые последовательности слов автоматом №2 Финальные состояния: aqba и aqcba. Так же понадобиться спроектировать 3 автомат, который будет подсчитывать четность числа пересечений стробов, не поглотивших один другого. Автомат будет состоять из двух D-триггеров: первый выполняет роль счетчика по модулю два (отвечает за проверку на четность), а второй выступает в роли логического флага. Для объединения двух условий (о пересечение и четности) на выходе у триггера по модулю два устанавливается логический элемент И, т.е. было ли пересечение, и было ли оно четным. Схема 3 автомата представлена на рис.5. Рис.5 Схема 3 автомата Проектирование локальных автоматов Локальные автоматы проектируем по типу «автомата Мили» (рис. 5). Функция ??(??,????1,????2) – функция выхода автомата. Функция ??(??,????1,????2) – функция перехода автомата в следующее состояние. Обе функции реализуются комбинационной схемой на логических элементах ИНЕ. RG – регистр, хранящий текущее состояние автомата Q (память автомата), реализуемый на наборе синхронных D-триггеров.

Не смогли найти подходящую работу?

Вы можете заказать учебную работу от 100 рублей у наших авторов.

Оформите заказ и авторы начнут откликаться уже через 5 мин!

ЗАКАЗАТЬ КУРСОВУЮ РАБОТУ