Ćwiczenie 3 i 4
- Narysować struktury automatów z pamięcią
Automatem skończonym z pamięcią nazywamyuporządkowaną piątkę< X, S, Y, δ, λ > ,gdzie:
X - alfabet wejściowy (zbiór stanów wejściowych);
S - alfabet wewnętrzny (zbiór stanów wewnętrznych);
Y - alfabet wyjściowy (zbiór stanów wyjściowych);
δ- funkcja przejść δ = f(X,S);
λ- funkcja wyjść: dla automatu Mealy’egoλ = f(X,S)
dla automatu Moore’a λ = f(S)
· struktura automatu Mealy’ego
· struktura automatu Moore’a
-Zasady przechodzenia z sieci działań na graf sterowania.
1. Oznakowanie sieci działań (wyznaczenie zbioru stanów wewnętrznych i przypisanie stanów odpowiednim punktom sieci działań).
Dla automatu Moore’a:
- stany wewnętrzne rozmieszcza się przy klatkach operacyjnych
- różne klatki operacyjne muszą być oznakowane różnymi symbolami stanu wewnętrznego
Dla automatu Mealy’ego:
- stany wewnętrzne przypisuje się łukom sieci działań
- na dowolnej drodze między dwoma sąsiednimi stanami może być najwyżej jedna klatka operacyjna
2. Narysowanie grafu na podstawie oznakowanej sieci działań.
- Różnice pomiędzy ekwiwalentnymi automatami Moore'a a Mealy'ego
1. Automat Mealy’ego zawiera NIE większą ilość stanów niż automat Moore’a.
(zwykle automat Moore’a ma więcej stanów niż ekwiwalentny automat Mealy’ego)
2.Automat Moore'a charakteryzuje się zwykle większą zajętością pamięci, ale prostszym układem wyjściowym niż automat Mealy’ego.
3. W automacie Moore’a stany wyjść umieszcza się przy wierzchołkach grafu . W automacie Mealy’ego stany wyjść umieszcza się na łukach grafu.
4. W automacie Moore’a stan wyjść zależy tylko od stanu wewnętrznego automatu.
W automacie Mealy’ego stan wyjść zależy od stanu wewnętrznego automatu i od stanu sygnałów wejściowych.
/////Tego poniżej już chyba nie…
Dlagraficznych schematach algorytmów (GSA):
- W automacie Moore’a stany wewnętrzne rozmieszcza się przy klatkach operacyjnych . W automacie Mealy’egostany wewnętrzne przypisuje się łukom sieci działań.
Przy syntezie:
- W automacie Moore’a układ wzbudzający i wyjściowy to dwa oddzielne bloki . W automacie Mealy’egoukład wzbudzający i wyjściowy realizowane są jako jeden wspólny blok.
- W automacie Moore’a sprawdzanie warunków i wykonywanie mikrooperacji odbywa się w różnych taktach.W automacie Mealy’egoodbywa się to w jednym takcie zegarowym.
- Etapy syntezy synchronicznych układów sekwencyjnych
1. Utworzenie tablicy przejść-wyjść.
2. Minimalizacja tablicy przejść-wyjść.
3. Kodowanie stanów, liter wejściowych, liter wyjściowych.
4. Wyznaczenie minimalnych postaci funkcji wyjść.
5. Wyznaczenie tablicy wzbudzeń i zapisanie jej w postaci dogodnej do syntezy układu.
6. Wyznaczenie minimalnych postaci funkcji wzbudzeń.
7. Budowa schematu ideowego.
- Cechy specjalizowanych układów sterujących
- Mogą być traktowane jako automaty z pamięcią i mogą być opisywane w postaci grafów zwanych grafami sterowania.
- Realizowany algorytm określony jest przez układ połączeń logicznych, a jego zmiana wymaga fizycznej przebudowy układu.
- Szybkość działania specjalizowanego układu sterującego determinowana jest głównie przez czasy propagacji sygnałów w jego elementach.
- Dla prostych funkcji sterowania są rozwiązaniem stosunkowo tanim.
- Narysować graf Moore'a/Mealy’ego wykrywający sekwencję: 0100 (lub inną) w dowolnie długim ciągu binarnym. Sekwencje nie mogą się pokrywać.
- Atrybuty sygnałów wejściowych i wyjściowych w edytorze FSM
- wejście zegarowe clk
- wejście resetu rst
- typ danych wejściowych i ilość zmiennych wejściowych (dla danych typu wektorowego należy podać zakres)
- typ danych wyjściowych i ilość zmiennych wyjściowych(dla danych typu wektorowego należy podać zakres)
- rodzaj wyjścia (kombinacyjne lub rejestrowe)
- Podać charakterystyczne złącza dla edytora FSM.
Nie wiem o co może tutaj chodzić.
Synteza automatów sterujących Mealy’ego
u Układ wzbudzający i wyjściowy realizowane są jako jeden wspólny blok
u Taki układ sterujący stosowany jest gdy układ operacyjny jest układem synchronicznym
u W układzie badanie warunków i wykonywanie następujących po nich mikrooperacji jest wykonywane w jednym takcie zegarowym
u Synteza prowadzona jest na podstawie grafu sterowania z zastosowaniem zasad syntezy automatów synchronicznych
Pytania dodatkowe (nie pojawiały się wcześniej, ale są z tego zakresu):
- Co to jest układ sekwencyjny
Układy sekwencyjne - to układy cyfrowe w których stan wyjścia zależy nie tylko od aktualnych sygnałów wejściowych lecz również od stanu wejść w poprzednich chwilach czasowych.
Różnice między układem kombinacyjnym i sekwencyjnym
Układy kombinacyjne.
To takie układy, których stany wyjść są zawsze jednoznacznie określone przez stany wejść. Oznacza to ze odprowadzając na wejście takich układów określona kombinacje sygnałów binarnych, otrzymujemy na wyjściu odpowiedzi specyficzne dla zastosowania wymuszeń i funkcji logicznej, jaka wykonują układy, niezależnie od tego co działo się z tymi układami wczesnej. Można zatem powiedzieć ze są to układy bez pamięci. Przykłady: bramki logiczne.
Układy sekwencyjne
Są to układy cyfrowe, których stany wyjść zależą od aktualnych stanów wejść oraz od tego, co się działo z układem poprzednio, czyli jakie stany wejść zadawane były w chwilach poprzedzających. Są to układy z pamięcią gdyż w ich działaniu oprócz wymuszeń aktualnych istotną rolę spełniają stany poprzednie. Przykłady: przerzutniki.
- Podział automatów z pamięcią
- automaty synchroniczne
automaty w których stan wejść może oddziaływać naukład pamięciowy w ściśle określonych momentachwyznaczanych sygnałem na specjalnym wejściutaktującym (wejściu zegarowym)
- automaty asynchroniczne
automaty w których stan wejść wpływa w sposóbciągły na stan układu pamięciowego
Podstawowe cechy grafu stanów automatów
- jest graficznym odpowiednikiem tablic przejść-wyjść
-stany wewnętrzne umieszcza się w wierzchołkach grafu skierowanego
- stany wejść umieszcza się na gałęziach (łukach, tranzycjach) grafu
-umieszczenie stanów wyjść zależy od rodzaju automatu
dla automatu Mealy’ego - na łukach grafu
dla automatu Moore’a - przy wierzchołkach grafu
Zasady opisu grafów
- graf automatu Mealy’ego
-graf automatu Moore’a
Rzedzian8