Учебное пособие. – СПб: НИУ ИТМО, 2013. – 84 с.
Целью данного учебного пособия является ознакомление студентов с
методами синтеза цифровых автоматов. Приводятся сведения об
абстрактных автоматах Мили и Мура. Рассматриваются табличный и
графовый способы представления автоматов, вводится понятие реакции
автомата на входное слово и определение эквивалентных автоматов.
Представлены методы взаимного эквивалентного преобразования
автоматов. Приводятся общие сведения о микропрограммном управлении,
понятия микрокоманды, микрооперации, микропрограммы, способы
представления микропрограмм в виде граф-схем алгоритмов (ГСА),
формул переходов, матричных и логических схем алгоритмов.
Приводятся методы разметки ГСА и правила построения по ним
автоматов Мили и Мура. Рассматриваются методы канонического синтеза
структурных автоматов. Приводятся примеры синтеза памяти
структурного автомата на базе D –, Т –, RS – и JK триггеров.
Пособие предназначено для студентов, специализирующихся в области
информационных технологий и может быть использовано при подготовке
бакалавров и магистров по направлениям 230100 «Информатика и
вычислительная техника», 231000 «Программная инженерия» и инженеров
по специальности 230101 «Вычислительные машины, комплексы, системы
и сети».
Содержание
Абстрактные автоматы.
Определение абстрактного автомата.
Автоматы Мили и Мура.
Способы задания автоматов.
Табличный способ задания автомата Мили. Графический способ задания автомата Мили. Табличный способ задания автомата Мура. Графический способ задания автомата Мура.
Реакция автоматов на входное слово.
Взаимная транспозиция автоматов Мили и Мура.
Транспозиция автомата Мура в автомат Мили. Переход от автомата Мили к автомату Мура.
Минимизация полностью определенных абстрактных автоматов.
Структурный автомат
Переход от абстрактного автомата к структурному автомату.
Канонический метод структурного синтеза.
Синтез автоматов на D -, Т -, RS -, JК - триггерах.
Графический метод структурного синтеза.
Операторные схемы алгоритмов. Микропрограмма.
Граф-схема алгоритма (ГСА).
Выполнение ГСА на определенной последовательности наборов.
Система формул перехода.
Матричная схема алгоритмов.
Учет распределения сдвигов.
Объединение граф-схем алгоритмов.
Взаимосвязь алгоритмов.
Синтез микропрограммного автомата (МПА) по ГСА.
Синтез графа МПА.
Таблицы переходов МПА.
Модель структурного автомата при построении его в виде таблицы переходов.
Синтез автоматов с жесткой логикой
Замечание о тактировании (синхронизации) автомата. Гонки в автомате. Методы устранения гонок. Преддешифратор обратной связи. Доопределение сигналов функции возбуждения. Узел в ГСА. Построение функциональной схемы МПА по обратной структурной таблице с узлами. Кодирование состояний
Матричная реализация МПА.
Способы кодирования потенциальных двоичных сигналов.
Матричная реализация комбинационных схем
Тривиальная матричная реализация МПА
Кодирование логических условий.
Кодирование микроопераций.
Программируемые логические матрицы (ПЛМ).
Расширение ПЛМ по выходам.
Расширение ПЛМ по термам
Совместное расширение ПЛМ по выходам и по термам.
Синтез МПА на ПЛМ.
Литература. © Санкт-Петербургский национальный исследовательский университет информационных технологий, механики и оптики, 2013
©А.А. Ожиганов, 2013
Абстрактные автоматы.
Определение абстрактного автомата.
Автоматы Мили и Мура.
Способы задания автоматов.
Табличный способ задания автомата Мили. Графический способ задания автомата Мили. Табличный способ задания автомата Мура. Графический способ задания автомата Мура.
Реакция автоматов на входное слово.
Взаимная транспозиция автоматов Мили и Мура.
Транспозиция автомата Мура в автомат Мили. Переход от автомата Мили к автомату Мура.
Минимизация полностью определенных абстрактных автоматов.
Структурный автомат
Переход от абстрактного автомата к структурному автомату.
Канонический метод структурного синтеза.
Синтез автоматов на D -, Т -, RS -, JК - триггерах.
Графический метод структурного синтеза.
Операторные схемы алгоритмов. Микропрограмма.
Граф-схема алгоритма (ГСА).
Выполнение ГСА на определенной последовательности наборов.
Система формул перехода.
Матричная схема алгоритмов.
Учет распределения сдвигов.
Объединение граф-схем алгоритмов.
Взаимосвязь алгоритмов.
Синтез микропрограммного автомата (МПА) по ГСА.
Синтез графа МПА.
Таблицы переходов МПА.
Модель структурного автомата при построении его в виде таблицы переходов.
Синтез автоматов с жесткой логикой
Замечание о тактировании (синхронизации) автомата. Гонки в автомате. Методы устранения гонок. Преддешифратор обратной связи. Доопределение сигналов функции возбуждения. Узел в ГСА. Построение функциональной схемы МПА по обратной структурной таблице с узлами. Кодирование состояний
Матричная реализация МПА.
Способы кодирования потенциальных двоичных сигналов.
Матричная реализация комбинационных схем
Тривиальная матричная реализация МПА
Кодирование логических условий.
Кодирование микроопераций.
Программируемые логические матрицы (ПЛМ).
Расширение ПЛМ по выходам.
Расширение ПЛМ по термам
Совместное расширение ПЛМ по выходам и по термам.
Синтез МПА на ПЛМ.
Литература. © Санкт-Петербургский национальный исследовательский университет информационных технологий, механики и оптики, 2013
©А.А. Ожиганов, 2013