9.Перелічити етапи синтезу скінчених автоматів. Пояснити задачі абстрактного та структурного синтезу. Основні етапи синтезу скінченних автоматів
Задача синтезу (проектування) скінченних автоматів складається з послідовність кроків, які поетапно необхідно робити в процесі розробки автомата. Такі кроки можна описати як етапи проектування:
Задається закон функціонування автомата.
Мінімізується кількість внутрішніх станів автомата.
Кодуються стани автомата.
Визначаються функції збудження елементів пам’яті і функції виходів, а також забезпечується їх мінімізація.
Складається функціональна схема автомата в вибраному елементному базисі.
Перші три етапи відносяться до абстрактного синтезу автомата. Задачею абстрактного синтезу є визначити і закодувати його стани по значеннях вхідних і вихідних сигналів.
При абстрактному синтезі на основі словесного, табличного, за допомогою часових діаграм і інших засобів опису роботи автомату виявляється закон його функціонування і задаються функції переходів і виходів. На цьому етапі забезпечується мінімізація кількості станів і визначається кількість елементів пам’яті, необхідних для побудови автомата.
Решта станів (4,5) забезпечують процедуру одержання структурних схем автоматів, що задаються кодованими таблицями входів і виходів. Така процедура називається структурним синтезом.
Задача структурного синтезу полягає у виборі типів елементарних автоматів (тригерів) і знаходження такого способу їх з’єднання між собою, який забезпечить функціонування автомата у відповідності до заданих кодованими таблицями переходів і виходів.
Основною задачею цього етапу є синтез комбінаційних схем з урахуванням вибраних тригерів, знаходження мінімальних форм функцій збудження і виходів. Етап закінчується побудовою функціональної схеми автомата.
10.Навести скорочені таблиці станів асинхронних елементарних автоматів: rs-тригера і jk-тригера та пояснити відміни між ними.
Характеристичне рівняння RS-тригера:
|
|
При
Sn = Rn = 1
стан виходів тригера є невизначеним.
Дійсно, якщо подати на обидва входи таку
комбінацію сигналів, то на обох виходах
з’являться логічні нулі (Qn+1 = 
= 0),
а це є протиріччя. Тому розглянута
комбінація вхідних сигналів називається
невизначеною
комбінацією.
Фактично це означає, що при проектуванні
цифрових пристроїв необхідно приймати
міри для виключення подібних ситуацій.
Скорочена таблиця станів RS-тригера, де невизначена комбінація показана знаком „х” :
Rn
Sn
Qn+1
0
0
Qn
0
1
1
1
0
0
1
1
x
JK-тригери
Цей тип тригерів за логікою роботи подібний до RS-тригерів, але, на відміну від них, не має невизначених переходів. Робота асинхронного JK-тригера описується наступним характеристичним рівнянням:
|
|
.Скорочена таблиця станів (табл. 4.5) пояснює наведену різницю, якщо прийняти, що S-вхід відповідає J-входу, а R-вхід – відповідно, К.
Таблиця 4.5.
З таблиці витікає, що поява комбінації J = К = 1 у кожному такті призводить до зміни стану тригера на протилежний.