Последовательность синтеза управляющего устройства с кодированием состояний.

Структурная схема управляющего устройства с кодированием состояний.

БЛУ – блок логических условий переключения;

БП – блок памяти (блок триггеров);

Дш – дешифратор состояний блока памяти;

БВ – блок выходов.

Рассмотрим процедуру синтеза на конкретном примере графа переходов, полученного ранее на этапе системного проектирования.

Последовательность синтеза управляющего устройства:

1. Синтез блока памяти. Синтез выполняется в два этапа:

а) противогоночное кодирование графа переходов с коррекцией, если это необходимо.

б) определение числа элементов памяти в блоке памяти по закодированному графу переходов.

Выбор количества элементов памяти осуществляется по формуле

,

где - число элементов памяти; - число состояний скорректированного графа переходов.

Рассмотрим на примере противогоночное кодирование:

Один контур имеет 6 состояний, следовательно добавления состояний не требует, второй контур – 5 состояний, значит, необходимо добавить еще одно.

1 способ – дается нумерация и обводится необходимые состояния

2 способ – встраивание в сетку.

В данном случае в блоке памяти достаточно использовать 3 тригера А, В и С.

2. Синтез блока логических условий переключения.

Синтез выполняется в следующей последовательности. На скорректированном графе переходов для каждого триггера находим состояния, в которых этот триггер находиться в единичном, т.е. включенном состоянии, и все эти состояния обводятся контуром.

Составляются структурные формулы для включающих и выключающих сигналов S и R. Включающим сигналом S соответствуют пересечения входных стрелок переходов с контуром соответствующего тригера. Выключающим сигналом R соответствуют пересечения выходных стрелок переходов с контуром соответствующего тригера.

При этом состояние тригера, для которого составляется структурная формула, и который меняет свое состояние при этом переходе в структурной формуле не участвует.

- неправильная форма записи

Правильная форма записи:

3. Синтез блоков дешифратора состояний блока памяти и блока выхода.

Обычно эти блоки синтезируются одновременно.

Используются 2 способа:

а) с использованием элементов «ИЛИ»

б) с использованием элементов памяти

Правила синтеза те же, что и для управляющих устройств с позиционной структурой.

Первый способ:

Полученные структурные формулы упрощаются по возможности, используя известные законы алгебры логики и методы минимизации, например:

Второй способ:

Реализация последних трех неэффективна на элементах памяти

Замечание: в каждом конкретном случае для каждого выходного сигнала может быть выбран способ 1 или 2, используя критерии минимизации числа элементов в схеме и ее стоимости. В некоторых случаях проще использовать при синтезе дешифратор состояний блока памяти на все сочетания.

4. Составление функциональной схемы управляющего устройства по полученным структурным формулам.