ВСТУП

моделювання граф matlab quartus

Цифрові автомати - це логічні пристрої, в яких, крім логічних елементів, є елементи памяті. Значення вихідних сигналів такого пристрою залежить не тільки від аргументів на вході в даний момент часу, але і від попереднього стану автомата, який фіксується елементами памяті. Як елементи памяті можуть використовуватися тригери. Кожний внутрішній стан цифрового автомата визначається вихідним станом тригерів і послідовністю вхідних сигналів, що діють на вході в даний момент часу, тому такі пристрої називають послідовнісними схемами. До послідовних схема можна віднести: тригери, лічильники, регістри.

У загальному випадку структурна схема цифрового автомата може бути представлена у вигляді набору трьох вузлів: комбінаційної схеми формування вихідних сигналів, комбінаційної схеми формування сигналів управління тригерами і, власне, памяті (рисунок 1).

Рисунок 1 - Структурна схема цифрового автомата

За способом формування функції виходів автомати поділяються на автомати Мілі (Mealy) та Мура (Moore).

Відмінність автомата Мура від автомата Милі полягає в тому, що вихідний сигнал в автоматі Мура залежить тільки від поточного стану автомата (рисунок 1 без пунктирних ліній) і в явному вигляді не залежить від вхідного сигналу. В автоматі Мілі вихідні сигнали визначаються як станами і вхідними сигналами (рисунок - 1.1 з урахуванням пунктирних ліній).

У будь-якому пристрої обробки цифрової інформації можна виділити два основні блоки - операційний автомат (ОА) і керуючий автомат (КА).

Операційний автомат (ОА) служить для зберігання слів інформації, виконання набору мікрооперацій і обчислення значень логічних умов, тобто операційний автомат є структурою, організованою для виконання дій над інформацією.

Керуючий автомат (КА) генерує послідовність керуючих сигналів, приписану мікропрограмою і відповідну значенням логічних умов. Інакше кажучи, керуючий автомат задає порядок виконання дій в ОА, що випливає з алгоритму виконання операцій. Керуючий автомат може бути представлений у двох видах: автомат з жорсткою логікою (зі схемною логікою) і автомат з гнучкою логікою (з програмованою логікою). Різниця між автоматом з жорсткою логікою і автоматом з гнучкою логікою у витратах обладнання, необхідного для реалізації одних і тих же функцій, т. ч. у вартості автоматів. Кількість обладнання в автоматі з жорсткою логікою зростає майже пропорційно складності мікропрограми. Для автоматів з гнучкою логікою типові великі питомі витрати обладнання при реалізації відносно нескладних мікропрограм. Автомати з жорсткою логікою мають більш високу швидкодію, ніж автомати з гнучкою логікою.

Таким чином будь-який пристрій - є композицією операційного і керуючого автоматів. Операційний автомат, реалізуючи дії над словами інформації, є виконавчою частиною пристрою, роботою якого керує керуючий автомат, що генерує необхідні послідовності керуючих сигналів.