Структурная схема операционного устройства.

 

В соответствии с описанным алгоритмом в операционном устройстве выбрать необходимые цифровые устройства: сумматоры, регистры, счетчики, дешифраторы и др.

Для каждого устройства стрелками указать управляющие сигналы. Для каждого управляющего сигнала сформулировать выполняемую микрооперацию.

В операционном устройстве формируются признаки. Признак должен выражаться лог. «О» или «1», или должен иметь ответ типа «да», «нет».

 

Алгоритм функционирования цифрового автомата в

Микрокомандах

 

Для формирования микрокоманд могут быть объединены микрооперации, выполняемые в одни и те же тактовые периоды в различных блоках.

В микрокоманды могут также объединяться микрооперации, выполняемые в последовательные тактовые периоды, если очередность исполнения микроопераций не изменяется.

 

Граф функционирования цифрового автомата

 

Для определения состояний устройства производится разметка алгоритма функционирования в микрокомандах. Символом а ₀ отмечают начало и конец алгоритма. Затем последовательно символами a ₁, a ₂... - отмечают входы блоков, следующих за операторными блоками (блоками, содержащими микрокоманды).

Полученные отметки а₀, а₁, а₂ …соответствуют состояниям устройства.

Состояния устройства в графе представляются узлами, изображаемыми кружками с записью внутри них символов «а».

Дугами, соединяющими узлы, показываются возможные переходы между узлами. На дугах записываются значения признака, при котором происходит переход, и микрокоманда, которая должна выдаваться устройством. Отсутствие признака или микрокоманды обозначается прочерком «-».

 

 

Кодирование состояний устройства

Для кодирования состояний необходимо выбрать определенное число элементов памяти (триггеров). Количество триггеров определяется из условия min n, удовлетворяющего соотношению 2ⁿ М, где М - количество состояний автомата.

Каждому состоянию автомата необходимо поставить в соответствие комбинацию состояний триггеров.

 

Состояние автомата	Комбинация состояний триггеров
а	Q2	Q1	Q0

 

Таблица функционирования комбинационного узла

Таблица функционирования содержит графы, в которые заносятся данные текущего состояния, значения входных условий, данные следующего состояния, в которое должно перейти устройство, сигналы установки триггеров регистра и управляющие сигналы микроопераций

 

Текущее состояние

Следующее состояние

Усло вие пере хода

Выходные сигналы

Обоз наче ние

Кодовая комбинация

Обоз начен ие

Кодовая комбинация

Сигналы установ­ки триггеров

Управля ющие сигналы микроо­пераций

Qm

Qm-1

...

Q0

qm

Qm-1

...

Qo

По значению текущего состояния, принимаемому из регистра состояния, и поступающим из операционного устройства значениям условий перехода, в таблице определяются следующее состояние управляющего устройства, сигналы управления триггерами и управляющие сигналы. При этом каждой из дуг графа в таблице функционирования соответствует отдельная строка.

 

Функции возбуждения триггеров и формирования управляющих сигналов

Для каждой строки таблицы функционирования комбинационного узла записывается логическое выражение в следующей форме: в левой части выражения перечисляются переменные, приведенные в графе выходных величин, в правой части - конъюнкция текущего состояния и условия перехода.

Затем определяются логическое выражение для каждой выходной величины.

Для этого для каждой выходной величины записывают простую дизъюнкцию конъюнкций текущего состояния и условия перехода, при которых эта выходная величина получилась.

Полученные логические выражения приводят к минимальной форме и выражают в заданном элементном базисе.