logo search
Лекции по теории автоматов

Исключение состязаний элементов памяти в синхронных автоматах.

Явление состязания элементов памяти рассматривается в асинхронном автомате. Устранение данного влияния в синхронных автоматах основано на применении триггеров с внутренней задержкой. В нашем курсе – это двухступенчатые триггеры, построенные по структуре MS. В этом случае структурный автомат будет выглядеть следующим образом:

C1 = C

C2 = ⌐C

К моменту времени t0триггеры должны быть установлены в начальное состояние и на вход поданы значенияXi.

К моменту t1должны быть сформированы функции возбуждения φ1и φk,t1–t2– запись нового значения в триггер 1 ступени. В это время происходит состязание элементов памяти только 1 ступени. Так как на входах комбинационного узла ничего не меняется (запись во 2 ступени запрещена, т.к.t2= 0), то данное состязание является не критическим.

Длительность сигнала С1должна быть достаточна для записи информации во все триггеры 1 ступени . К моментуt3на входах 2 ступени должны быть установлены новые значения. В интервале времениt3t4происходит запись во 2 ступень, и появляются новые значения на выходах элементов памяти автомата. В данном интервале происходит состязание элементов памяти 2 ступени. Это состязание также не критическое , так как С1= 0 и запись нового состояния в элементы памяти запрещена. Длительность С2= 1 должна быть достаточна для записи во все триггеры второй ступени. Во время С2изменяетсяQi, которые поступают на вход комбинационного узла и вызывают его срабатывание. Следовательно, целесообразно в это время менять иXi. Интервал (t4–t5) представляет собой интервал, в котором срабатывает комбинационный узел и формируютсяYjи φj, так как к моменту времени С1 = 1 на выходах комбинационного узла значения стабильны, то при С1= 1 можно считывать значенияY.

Часто вместо двух синхроимпульсов используют прямое и инверсное значение одного. При этом, например, при С = 1 срабатывает (например) 1 ступень, при С = 0 вторая. Тогда длительность С = 1 определяется временем срабатывания триггеров 1 ступени, а С = 0 – сумма времен второй ступени и Комбинационного узла.

Пример:

Временная диаграмма:

Рассчитаем параметры сигнала синхронизации

С = 1 – запись в первую ступень

tC=S = τ + 2 τ = 3 τ

2 τ– время сбрасывания двух внутренних триггеров,τ– время срабатывания элементов и на входахMтриггеров

tC=0=tтр+tку= 3τ+τ= 4τ

T= 7 τ