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

97

табл. 6-5 рТ уТ 2 Т 3 хЗх іхіхъхух1 может быть использована при построе­

Аналогично в схеме на рис. 2-8 выражение ХуХ^ХуХ» входило в функ­ ции уу, у 2, ср2. Учет только этого обстоятельства позволяет сократить

Рис. 6-2. Схема для переходов в состояние о5: а — без исполь­ зования преддешифратора; б — с преддешифратором

схему по сравнению с непосредственным построением, по выражениям вида (6-1) примерно во столько раз, сколько компонент функций воз­ буждения и функций выходов встречается в среднем в одной строке структурной таблицы. В качестве критерия минимальности схемы будем использовать на протяжении всей работы минимум суммарного числа входов в логические элементы схемы.

Синтез схемы будем вести раздельно для переходов в каждое со­ стояние. В структурной таблице эти переходы отделены друг от друга горизонтальной чертой. В пределах переходов в одно состояние по­ следовательно строим схему для каждой микрокоманды. Так, среди переходов в состояние аъ есть две микрокоманды: \у7, у8\ и (у8). Конъюнкции, соответствующие каждой строчке для одной микро­ команды, заводим на схему «ИЛИ», с которой и снимаем соответст­ вующие этой микрокоманде выходные сигналы — микрооперации

98

(рис. 6-2, о)1. Если пересечение микрокоманд не пусто, можно по­ строить еще одну схему «ИЛИ», с которой снимаются входящие в пе­ ресечение выходные сигналы (ув снимается с «ИЛИ» 2, так как (г/8) = = [у7 у8\ П {//в 1)- Цена схемы на рис. 6-2, а равна 48 [39 входов в схемы «И», «ИЛИ» плюс девять отметок функции возбуждения и вы­ ходов (кроме //-), встречающихся на переходах в другие состояния и, следовательно, требующих построения схем «ИЛИ», на которые и бу­ дут поданы эти сигналы].

6-3. Преддешифратор обратной связи

Из формул (6-1) видно, что каждая компонента функций возбужде­ ния и выходных сигналов, соответствующая некоторому пути пере­ хода, получается как конъюнкция переменных, которыми закодиро­ ваны состояния, тактирующего сигнала р и входного сигнала, входя­ щего в путь перехода. С кодом каждого состояния автомата можно соотнести клетку карты Карно на соответствующее число перемен­ ных и тем самым представить состояние в виде конъюнкции наборов значений триггеров столбца и строки, на пересечении которых нахо­ дится рассматриваемое состояние.

Предположим для определенности, что длина кода равна 5. Как видно из карты Карно на 5 переменных (табл. 6-6), конъюнкция Т (а,„), соответствующая коду К (ат) состояния ат, разделяется на две ча­

10ß 2

1Для микрокоманды (i/s) схема «ИЛИ» не строится, так как ей соответст. вует одна строчка таблицы на переходе в состояние а5.

99

Положим ß,. = pßi {i = О, 1, 2, 3), где p — тактирующий импульс. Очевидно, что если построить схемы, на выходах которых опреде­

связи. Нижние индексы / и і при а, и ß,- есть восьмеричные эквиваленты двоичных чисел, приписанных соответствующим столбцу и строке карты Карно, что позво­ ляет по этим индексам легко

преддешифратора

именно этого состояния, мы будем использовать обозначения вида

a mßm, где верхние индексы при ос и ß означают, что а" 1 и ß"‘ отмечают столбец и строку карты Карно, на пересечении которых стоит состоя­

ние ат.

На рис. 6-2, б приведена схема, эквивалентная рис. 6-2, а, но по­

схема для этого перехода будет иметь вид рис. 6-4, а, где F (ат , as) — множество компонент обязательных функций возбуждения, выдавае­

100

мых на переходе (ат, as), а а ши |ѴПснимаются с выходов преддешифра­ тора.

Может показаться более целесообразной полная расшифровка ко­ дов состояний (построение полного дешифратора). В этом случае схема для того же перехода будет иметь вид рис. 6-4, б, где «И»т — второй (последний) каскад дешифратора. Подсчитаем — оборудование, идущее на построение сигналов обратной связи при таком способе построения (без учета входных сигналов вида X (ат, as)). Количество

вания выгоднее, если V2 < .Vlt т. е. если УѴ<2уИ. Сточки зрения бы­ стродействия использование преддешифратора всегда лучше, так как при построении полного дешифратора число каскадов в схеме увели­ чивается на единицу (для построения схемы «И»т на рис. 6-4, б).

6-4. Доопределение функций возбуждения

Рассмотрим подграф графа автомата, изображенный на рис. 6-5. На переходе (а£, ак) второй триггер меняет свое состояние с нуля на единицу, состояние остальных триггеров не меняется, т. е. множество обязательных функций возбуждения на этом

переходе F (а£, ак) = |ср.2). Точно так же на пе­

дут функции возбуждения F (amr, as), г = 1, . . . , R. Под доопределе­ нием функций возбуждения на переходах из состояний ат1,

amR в as будем понимать выдачу на всех этих переходах одного и того же множества компонент функций возбуждения

т. е.' на этих переходах, кроме обязательных, молено вырабатывать функции возбуждения, подтверждающие состояния элементов памя­ ти, не меняющиеся на данном переходе.

101

Функции возбуждения, вырабатываемые на некотором переходе (о,„, as), в одних случаях рассматриваются как множество сигналов,

Доопределяя, например, функции возбуждения на всех переходах

Эти функции после доопределения можно снять со схемы «ИЛИ»2, в результате чего цена схемы уменьшится на 5 единиц и появится до­ полнительная возможность для минимизации (см. ниже «Задача фак­ торизации»).

6-5. Узлы на граф-схеме алгоритма. Сокращение структурной таблицы

Рассмотрим подграф ГСА, приведенный на рис. 6-6, а. Вход услов­ ной вершины ,ѵр1, отмеченный символом Q, соединяется с выходом двух

F (апѵ as) U F ( ß n > a s) = F (G (Q), as), где G (Q) — множество состоя­ ний, из которых есть пути перехода в as, проходящие через точку Q.

После доопределения множество функций возбуждения F (G (Q), as) можно снять вместе с Y e, йто позволяет вынести за скобки общий член X (Q, as) (рис. 6-7, б). Со схемы «ИЛИ» снимается функция

Ф (Q) = ccmßmX (am, Q)\/anßnX (ап, Q).

102