Вятский государственный университет
Опубликован: 24.04.2008 | Доступ: свободный | Студентов: 1852 / 291 | Оценка: 3.44 / 3.17 | Длительность: 06:01:00
Специальности: Программист, Математик
Лекция 6:

Память структурного автомата

< Лекция 5 || Лекция 6: 12 || Лекция 7 >
Аннотация: Рассматриваются количественные и качественные характеристики памяти структурного автомата.В качестве элементов памяти дается описание работы триггеров таких, как RS -триггеры, Т -триггеры, D - триггеры и JK - триггеры.

6.1 Общие положения

Память структурного автомата предназначена для хранения состояний автомата (рис.6.1).


Рис. 6.1.

Количество элементов памяти вычисляется по формуле R>=]Log2M[, где М - число состояний абстрактного автомата.

Качественная характеристика памяти основана на следующих положениях:

  1. Так как для правильной работы схемы недопустимо участие выходных сигналов запоминающих элементов в формировании сигналов, которые по цепям обратной связи поступают на вход запоминающих элементов в тот же момент времени, то в качестве запоминающих элементов должны быть использованы абстрактные автоматы Мура.
  2. Автомат, как элемент памяти должен быть с полной системой переходов и выходов для оптимального синтеза.

Полнота системы переходов означает, что для любой пары состояний (a_m, a_s) имеется свой входной сигнал, переводящий автомат из состояния am в состояние a_s.

Полнота системы выходов означает, что для каждого состояния имеется свой выходной сигнал. Из этого следует, что выходные сигналы как бы могут быть отождествлены с состояниями автомата.

Пример автомата с полной системой переходов и выходов приведен в табл.6.1.

Таблица 6.1.
Un U1 U2 U3
Z f\Am A1 A2 A3
Z1 A1 A3 A1
Z2 A2 A1 A3
Z3 A3 A2 A2
Таблица 6.2.
Исходное состояние Входной сигнал Состояние переходов
A1 Z1 A1
A1 Z2 A2
A1 Z3 A3
A2 Z2 A1
A2 Z3 A2
A2 Z1 A3
A3 Z1 A1
A3 Z3 A2
A3 Z2 A3

Рассмотрев каждый переход по табл.6.1, можно эту информацию представить в несколько другой форме, так как показано в табл.6.2

6.2. Триггеры.

В качестве элементов памяти чаще всего используются триггеры. Триггер - это элемент электронных схем, который может находиться в любом из двух устойчивых состояний, а также многократно переходить из одного состояния в другое. Применительно к логическим схемам два состояния триггера соответствуют логической "1" и логическому "0". Таким образом, триггеры являются одноразрядными элементами памяти.

Рассмотрим наиболее широко применимые триггеры, такие как RS -триггеры, Т -триггеры, D - триггеры и JK - триггеры.

6.2.1. RS-триггеры.

Рис. 6.2.

На схемах триггеры обозначаются в виде прямоугольника, разделенного на два поля. В левом поле указаны названия входов триггера (рис.6.2,a), в правом буквой "Т" обозначен триггер, имеющий прямой выход \tau и инверсный \tau.

На рис.6.2,б показана реализация триггера с помощью вентилей И-НЕ.

Работа RS -триггера представлена в табл.6.3.

Таблица 6.3.
Входы Состояния
R S 0 1 Операция
0 0 0 1 Хранение
0 1 1 1 Установка в 1
1 0 0 0 Установка в 0
1 1 Запрещенная

Если триггер установлен в 1, то это значение сохраняется в нем до тех пор, пока не будет произведен сброс (подача сигнала на вход R -reset ) или не будет выключено питание. Если триггер установлен в 0, то это значение сохраняется в нем до тех пор, пока не будет подан сигнал на вход S -set . Одновременная подача сигналов на оба входа триггера является запрещенной, так как в этом случае ситуация получается неоднозначной. В более сложных триггерах, например в JK -триггерах, подобная ситуация исключается


Рис. 6.3.

Обозначим функции возбуждения \varphi и \psi, которые поступают соответственно на R и S входы триггера (рис.6.3) (табл.6.4). Работу триггера представим таблицей переходов аналогично табл.6.2, т.е. опишем все переходы из исходного состояния триггера в возможные состояния переходов( табл.6.5).

Таблица 6.4.
\varphi \psi
R S 0 1
0 0 0 1
0 1 1 1
1 0 0 0
1 1 - -
Таблица 6.5.
\tau_{исх.} \varphi \psi \tau_{пер.}
0 00v10 0
0 0 1 1
1 0 1 0
1 00v01 1
Таблица 6.6.
\tau_{исх.} \varphi \psi \tau_{пер.}
0 - 0 0
0 0 1 1
1 1 0 0
1 0 - 1

Анализируя табл.6.5, видим, что триггер из состояния "0" в состояние "0" переходит, когда на оба входа подается "0" или на входе S "0", а на входе R может быть "1", то есть на входе S всегда при таком переходе должен быть "0", а на входе R любой сигнал. Таким образом, функции возбуждения при переходе триггера из "0" в "0" таковы: \varphi=0, \psi = "-" (любой сигнал). Переход триггера из состояния "0" в состояние "1" происходит, если на входе S "1", а на входе R должен быть "0", то есть функции возбуждения при переходе триггера из "0" в "1": \varphi=1, \psi =0 и т.д. Все переходы и соответствующие функции возбуждения RS -триггера показаны в табл.6.6. Эту таблицу иногда называют таблицей функций возбуждения RS -триггера.

< Лекция 5 || Лекция 6: 12 || Лекция 7 >
Сергей Прохоренков
Сергей Прохоренков
Владислав Нагорный
Владислав Нагорный

Подскажите, пожалуйста, планируете ли вы возобновление программ высшего образования? Если да, есть ли какие-то примерные сроки?

Спасибо!

Гасан Баширов
Гасан Баширов
Азербайджан, Баку
Сергей Злобин
Сергей Злобин
Россия, Подольск