Устройство синхронизации сигналов. Проект конечного автомата, осуществляющего синхронизацию информационных импульсов, поступающих в произвольные моменты времени, страница 2

Таблица 2. Таблица выходов автомата А:

Минимизация памяти конечного автомата

Проведем минимизацию памяти конечного автомата А. Для этого воспользуемся методом Ауфенкампа и Хона. Построим таблицу разбиений  состояний автомата А, заменяя состояния в таблице переходов (табл. 1). Соответствующими классами 1-эквивалентности. В результате получаем 4 класса одноэквивалентных состояний:

  , , ,

Строим таблицу разбиений автомата А (табл. 3).

Таблица 3. Таблица разбиений автомата А:

По табл. 3 получаем разбиение π₂ на классы 2-эквивалентных состояний:

, ,, , , .

Так как число классов 2-эквивалентных состояний оказалось равно числу состояний автомата А, то минимизация невозможна, а табл. 1 и 2 являются таблицами переходов и выходов минимальных автоматов.

Предварительный выбор элементной базы

Для определения типа элементной базы необходимо оценить сложность нашего устройства, и основываясь на этом выбрать, какой тип ИС будет использоваться для реализации схемы: заказные или полузаказные БИС и СБИС, ИС малой или средней степени интеграции и т.д. На основании требований ТЗ необходимо выбрать тот тип элементной базы, который позволит их удовлетворить.

Оценив граф автомата, приходим к выводу, что для реализации автомата потребуется три элемента паями и логические схемы для их возбуждения и формирования выходных сигналов. На основании этого можно предположить сложность проектируемого устройства будет лежать в пределах 20-30 элементов. Это приводит к тому, что для реализации заданного устройства нецелесообразно выбирать полузаказные БИС и СБИС, так как они будут иметь большую избыточность и не будут удовлетворять требованиям по электропотреблению. Следовательно, для реализации целесообразно использовать ИС малой степени интеграции.

Для определения необходимого быстродействия проектируемого устройства воспользуемся параметром, заданном в техническом задании (ТЗ) – частотой тактовых импульсов. При частоте тактовых импульсов f и скважности Q=2 целесообразное время переключения устройства должно быть равно: , откуда .

В таблице 4 приведены основные параметры типовых ИС и результаты расчета допустимой глубины и сложности схемы при реализации на данных сериях из условий ТЗ.

Таблица 4. Основные параметры типовых ИС и допустимые параметры проектируемой схемы при реализации на них

Предполагая, что синтезируемая схема будет иметь сложность 20..30 элементов и анализируя табл. 4, считаем, что для реализации синтезируемого устройства могут быть использованы серии 1531, КР1531, КР1533, КР1554, 5514. При этом использование серий 1531 и КР1531 будет накладывать ограничения по сложности схемы, а серия КР1533 – по ее глубине.

Проверим возможность использования выбранных серий ИС по условиям эксплуатации. Основные технические данные выбранных серий ИС, характеризующие их устойчивость к воздействию внешних факторов приведены в табл. 5.