Файл: Баранов, С. И. Синтез микропрограммных автоматов.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 23.10.2024

Просмотров: 119

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

ходов, в которой столбцы обозначены точно так же, но сначала запи­ сываются все переходы в первое состояние, затем во второе и т. д. (табл. 5-2 для того же автомата).

 

 

 

 

 

Таблица 5-2

 

Обратная таблица переходов автомата Мили

 

 

 

Исходное

Состояние

Входном сигнал

Выходном сигнал

состоя пне

перехода

0.1

Оі

•V » X a

 

У 1 2

 

 

 

 

 

 

 

Х Л

 

 

 

O l

а

2

X 1

 

У і

 

 

O l

 

 

-VT

У і .

У з .

У і .

У: ,

СІЛ

0

3

1

У а .

У з .

У і .

У: .

 

 

•V.1

 

У ю .

У и

 

Оз

 

 

Л 'о

 

У в

 

 

Оз

0 .1

A'o

 

 

 

 

 

 

 

У і

 

 

Ol

Об

А'2.Ѵ'з

 

У в

 

 

04

Об

A'o

 

У о

 

 

а ъ

1

 

У о

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

В случае автомата Мура можно обойтись всего тремя столбцами, записывая выходной сигнал в прямой таблице рядом с соответствую­ щим ему исходным состоянием, а в обратной — рядом с состоянием перехода. Прямая и обратная таблицы переходов для автомата Мура на рис. 5-7 приведены в табл. 5-3 и 5-4.

Таблица 5-3

Прямая таблица переходов автомата Мура

Исходное

Состояние

Входной сигнал

состояние

перехода

оі ( —

 

- Ofа

* і

)

 

Л'і

 

 

0 3

02 ( У і )

0 3

1

 

 

Оі

А'.,

О з ( У г . У з .

У і ,

У ъ )

Х>2

 

 

О з

78


Продолжение

Исходное

Состояние

Входной сигнал

состояние

перехода

 

Ов

■Ѵ'2-1'3

«4 ( У 7)

о7

лг2

 

О 0

,ѵ2.ѵ3

 

0„

*2*3

Об (Уо)

07

х2

 

о0

*2*3

0(5 ( У 8)

07

1

«7 (Уо)

«1

*4

08

-

 

*4

°8 (у10’ Uи)

а4

 

05

*2

 

о9 (У іг )

О і

J

Таблица 5-4

Обратная таблица переходов автомата Мура

Исходное

Состояние

Входной сигнал

состояние

перехода

 

Го7

. о4 (—)

*4

] 09

'1

 

Оі

02-(Уі)

*1

Ol

азО/2. Уз. У і .

Л'і

 

Уб)

а3

 

Л'о

 

04 (у7)

_

08

 

*2

Оз

о5 (Уо)

х.г

08

х 2

 

аі

 

х%х$

Об

о 0 (У 8)

_ _

 

*2*3

79


 

 

Продолжение

Исходное

Состояние

Входной сигнал

состояние

перехода

 

 

Л‘2

«5

«7 Ы

-Ѵо

 

 

1

а1

Я.ч (!/ю. Уи)

_

•Г.1

а4

°о (ійг)

Л'оЛ'з

а-о

ХйХ3

 

Очевидно, что таблицу переходов микропрограммного автомата (прямую или обратную) целесообразно составлять непосредственно по отмеченной граф-схеме алгоритма, записывая в нее все пути пере­ хода, т. е. не нужно предварительно рисовать граф автомата, по­ скольку эта таблица и есть граф, заданный в виде списка.

5-4. Минимизация микропрограммных автоматов

Изложенный в первой главе метод минимизации полностью опреде­ ленных абстрактных автоматов можно модифицировать для миними­ зации микропрограммных автоматов. Напомним, что два состояния автомата Мили будут одноэквивалентными, если под действием оди­ наковых входных сигналов они выдают одинаковые выходные сигналы. В связи с этим для выяснения одноэквивалентности состояний а,- іГаумикропрограммного автомата необходимо сравнить множества микро­ команд, выдаваемых на переходах из этих состояний. Пусть, например, эти множества совпадают и равны {Уф, . . . , У,, . . . , Уг ), причем микрокоманда Y t выдается под действием сигналов X t (У,) и Аф (У,) для состояний а,- и ау соответственно. Тогда, очевидно, aL и a-t будут

одноэквивалентны, если эквивалентны функции Аф (Уу)

и X,- (Уф)

для всех I =

1, . . . , Т . 1 В табл. 5-5

приведен микропрограммный ав­

томат Мили,

синтезированный по ГСА на рис. 5-8.

 

После нахождения указанным способом одноэквивалентных со­

стояний получаем

разбиение л х множества этого

автомата

на четыре,

класса:

 

Л'і= {£2іі В2,

В3 В4)',

 

 

 

 

 

 

Вх= [ а 1, аъ|;

В2= [ а 2, а3, а.,);

В3= ( а 0, а7);

В4 = (а8,

а9).

Два состояния at и а:- микропрограммного автомата будут /«-экви­ валентны, если выполняются следующие условия:

1 Проверка эквивалентности двух булевых функций, заданных в некотором виде, отличном от совершенной дизъюнктивной нормальной формы, может быть осуществлена с помощью операции вычитания кубических покрытий [17’].

80


1.

а,- и Oj (k—1)-эквивалентны.

RjN.)

 

 

\Rn , .

 

2.

 

Если

Ri

 

[Rn , . . . ,

R in, . . . ,

и

Я,- -

. . ,

ß.rtI •

• • > RjN-\

~

множества

классов (k—^-эквивалентных состоя­

ний,

в

которые есть переходы

из а ,- и Ау соответственно, то R ( =

/?у,

т. е.

N[ =

УѴу =

N

и

= # /я = /?„ для

всех

п =

1, . . . , N.

 

3.

 

Если

У,-

=

{Yn , . . . ,

Y u , . . . ,

У(Т.)

и

У, = {Yп ,

 

Yц,

. . . ,

Ууг .)

— множества

микрокоманд, выдаваемых

соответст­

венно

на переходах из а,- и Ау

в состояния

из

некоторого (/г— 1)-го

класса

эквивалентности R n, то

У(-

= У/, т.

е.

7\ = Ту — Т и Yи =

= Ул

= У, для всех t — 1, . . .

,

Т.

 

 

 

 

Рис. 5-8. Отмеченная граф-схема алгоритма

 

4.

Если

Yt — микрокоманда из п. 3, выдаваемая под действием

сигналов X,- (У,) и X,- (У,) из состояний а,- и а, соответственно, то Х£

эквивалентно

Ху.

 

Результаты

разбиения я х сведены в табл. 5-6, в которой вместо

состояний перехода указаны их классы эквивалентности.

 

По табл. 5-6 получаем разбиение я 2 (табл. 5-7) на классы 2-эквива-

лентных состояний:

 

 

 

я 2= (С і, С2, Сз С4, Св);

 

С і=

[ах, Аз); С2= (а2, 04); Сз = { а3)‘, C.j={Ag, А7}; С5= ( а8, Ад).

Если выполнить следующее разбиение (я3), то оно совпадает с я 2,

а потому я 2 есть разбиение на классы эквивалентных состояний.

Вы­

бирая

из каждого класса эквивалентности по одному состоянию,

по-

4 З а к а з jY« 2225

81


Таблица 5-5

Автомат Мили, построенный по ГСА на рис. 5-8

Исходное

состояние

О ,

а2

о3

о4

os

о0

а~

as

«9

Состояние

перехода

а2

о ;1

« 4

«г,

Я(і

о8 0(1

°о

Он

0-

о0

«8

а2

« 3

0.1

05

а2

On

Oj

O s

Об

Ol

ВходноіІ сигнал

AlA'2

A l A4

АіХ2

AiAj

А4А3

А4А3

Ä4A3

А4А3

хз

A3

Д.*3

Аз

аі-ѵ2

А,А ,

АгА2

АLА.]

А.,

A4

ХІ

Â4

1

1

Выходной сигнал

Уі

Y*

Г» г„

Гг,

Г., • Г.,

Г.,

г 5

Г4

г5

Г4

Гі

Гз г 2

Го

^3

Г5

Гз Г5

Гг

Гг

лучаем множество А' = (ах> а3, а4, ав, а8) состояний минимального микропрограммного автомата Мили. При выборе представителя из некоторого класса в Л ' целесообразно выбирать состояния с наимень­ шим числом строчек в таблице переходов, именно поэтому из класса С2 взято а4. Таблица переходов минимального автомата (табл. 5-8) получена из табл. 5-5 вычеркиванием массивов переходов из состоя­ ний, не вошедших в А ' , и заменой в столбце «состояние перехода», не вошедших в А', состояний на эквивалентные из множества А'.

82