Пример структурного синтеза синхронного автомата.

Автомат называется синхронным, если его состояние меняется в строго определенные моменты времени.

Эти моменты времени определяется с помощью специальных синхронизаций сигналов.

тип логического элемента:

«И» «НЕ»

тип памяти RS

Нужно получить минимум затрат, т.е. минимум логических элементов.

Этапы:

P = {0,1}

W = {0,1}

Кодирование производить не надо. т.к. они уже кодированы.

Триггер – 1 разряд

log₂3 = 2, т.е. для кодирования нужно минимум два разряда

Закодируем произвольно

q₀ q₁

S₀= 0 1

S₁ = 1 1

S₂ = 1 0

Представим исходный автомат виде таблицы переходов и выходов.

Si / Pi	0	1
S0	S1 /0	S1 /0
S1	S2 /0	S2 /0
S2	S0 /1	S0 /0

Вместо состояний приводим в таблице их коды и получаем кодированную таблицу переходов и выходов

Xi / q0q1	0	1
0 1	11 /0	11 /0
1 1	10 /0	10 /0
1 0	01 /1	01 /0

RS

*0

0 0

01

0  1

10

1  0

0*

1  1

Xi / q0q1	0	1
0 1	01,0* /0	01,0* /0
1 0	0*,10 /0	0*,10 /0
1 1	10,01 /1	10,01 /0

Данная таблица называется таблица функций возбуждения и выходов.

Вместо кодов состояний в ней приводится значение на входе триггеров, которые приведут триггер в требуемое состояние.

В данной таблице представлены 5 булевых функций: R₀,S₀,R₁,S₁,Z₀

В результате :

R₀ = ^q₁ (^ - отрицание)

S₀ = q₁

R₁ = q₀q₁

S₁ = ^q₁

Z₀ = ^q₁^X₁

В результате получается окончательная схема:

C – синхронизация

В начальном состоянии триггеры должны быть закодированы (установлены в начальное состояние S₀) т.е.q₀– сброс

S₁– установка

При с = 0 функции возбуждения непосредственно на входах триггеров равны 0

Это соответствует режиму хранения двух триггеров, следовательно автомат находится (остается) в том же состоянии и не осуществляет переход.

При с = 1 получаем

R₀¹ = R₀

S₀¹ = S₀

R₁¹ = R₁

S₁¹=S₁

т.е. непосредственно на входы триггера поступает синтезированная функция возбуждения и триггеры переключаются, т.е переходят из состояния в состояние в автомате и получаем на выходе q_iновые входы.

Длительность с = 1 должна быть достаточной, чтобы сработал «и» на входе триггеров и переключились сами триггеры.

В тот момент времени, когда переключились триггеры, входные сигналы RиSне должны изменяться в противоположном случае поведение триггера может оказаться непредсказуемым.

С другой стороны в это время меняется значение q_iи они по обратной связи поступают на вход триггера, т.е. могут привести к изменению значенийR_i ,S_i

Следовательно длительность сигнала с должна быть ограничена сверху так, чтобы новые значения q_iне успели поступить на входыR_i,S_i(т.е. с – достаточно короткое).

Корректное значение zможно получить лишь тогда, когдаqиxнеизменные, т.е. после окончания их переключения и завершения всех переходных процессов в схеме, а это происходит при с = 0.

В автомате Миля выходной сигнал получают на переходе от одного состояния к другому, однако в этот момент меняется q, а значит может и изменитсяZ, следовательно получениеZи процесс смены состояния необходимо разнести во времени.

После переключений состояние уже будет новое, следовательно zуже не будет,S– уже новое, следовательно выходной сигналZбудет соответствовать не предыдущему состоянию, а уже новому, следовательно вначале надо получитьzа затем сменить состояние.

Следовательно xнеобходимо менять вместе со спадом сигнала с , а следовательно как только автомат переходит в новое состояние необходимо показать новый входной сигнал и после (задержки) переходной процесс получают значениеZ.

Сам же переход из состояния в состояние произойдет при появлении с=1.