42. Канонический метод структурного синтеза сложного цифрового автомат

Автомат с числом внутренних состояний ≥3 является сложным автоматом. Реализуется на основе композиций некоторого числа более простых автоматов. Канонический метод синтеза разработан Глушковым В.М. Он предложил канонический прием. Суть этого метода состоит в сведении задачи синтеза автоматов к синтезу булевых функций.

Суть канонического синтеза цифрового автомата состоит в сведении задачи синтеза сложного цифрового автомата к задаче синтеза комбинационных схем КС₁ и КС₂ (рис. 5.3). Канонический метод синтеза автомата состоит из 6 этапов:

1. Кодирование входных сигналов цифрового автомата (букв входного алфавита) двоичными кодами на входных структурных шинах X={x₁, x₂, …, x_L}.

2. Кодирование букв выходного алфавита двоичными кодами на выходных структурных шинах автоматов Y={y₁, y₂, …, y_M}.

3. Кодирование внутренних состояний автомата двоичными кодами состояний триггеров A={a₁, a₂, …, a_K}.

4. Составление структурных таблиц автомата и запись систем функций выхода и функций возбуждения ₁, ₂, …, _R входов триггеров.

5. Минимизация систем функций выхода и функций возбуждения и перевод их к заданному базису.

6. Построение схемы автомата.

Для формирования последовательности управляющих сигналов Y, соответствующей последовательности осведомительных сигналов X, можно использовать микропрограммный автомат (последовательную схему). При этом множество входных сигналов автомата определяется множеством логических условий (осведомительных сигналов), множество выходных сигналов определяется множеством управляющих сигналов, используемых для возбуждения микроопераций и законов функционирования автомата, задающем порядок преобразования входной последовательности X(0), X(1) ,…, X(t) в выходную последовательность Y(0), Y(1), …,Y(t), определяемую микропрограммой.

При синтезе микропрограммных автоматов вначале путём анализа содержательного смысла условных и операторных вершин Ф-микропрограммы определяют список (множество) Х и множество Y. Затем переходят от Ф-микропрограммы к закодированной ГСА, на которой вместо содержательного смысла проставлены имена и . Затем производят определение закона функционирования микропрограммного автомата (Мили или Мура) путём выполнения отметки внутренних состояний автомата на ГСА и построения структурных таблиц автоматов (прямых или обратных). На последнем этапе кодируют внутренние состояния автомата, записывают систему функций выхода и возбуждения входов триггеров, упрощают эти системы, переводят их в заданный схемотехнический базис и строят схему автомата.