Синтез структуры счетчика и исследование функций счетчика с заданными параметрами. Классификация счетчиков по признакам, страница 17

Пример 3. Требуется реализовать на ПЛМ [16, 8, 19] реверсивный синхронный счетчик с коэффициентом перерасчета 8. Входной сигнал Х (при Х= = 1 - прямой счет, при Х = 0 - обратный). Выходные сигналы Y1, Y2. Если содержимое счетчика равно 111, то Y1 = 1, иначе Y1 = 0. Если в счетчике записано четное число, то Y2 = 1, иначе Y2 = 0.

Соединение входов и выходов ПЛМ с триггерами и соответствие между входами/выходами счетчика и ПЛМ приведено на рис.7.

КС1 реализована на промежуточных шинах ПШ00 - ПШ13. На ПШ00 - ПШ06 выполнен фрагмент КС1, реализующий прямой счет, а на ПШ07 - ПШ13 - реализующий обратный счет. КС2 реализована на ПШ15 - ПШ18. Для простоты в данном примере выполнена тривиальная реализация КС1 и КС2 (путем минимизации число необходимых промежуточных шин может быть уменьшено).

Специфика реализации автомата Мура

В автомате Мура выходной сигнал зависит только от состояния автомата. Эта особенность позволяет в ряде случаев уменьшить число промежуточных шин, используемых при реализации КС2.

Пусть на ПЛМ [S, T, Q] выполнена тривиальная реализация СФ1[L1,N1,B1] , описывающая работу КС1. Обозначим через V1, V2, ... , VD некоторое состояние автомата (V1=1, если 1-й триггер находится в состоянии 1), а через - [V1, V2, . , VD] - множество промежуточных шин, на которых формируется единичный сигнал, если автомат находится в состоянии V1, V2, ... , VD. Предположим, что из состояния V1, V2, ... , VD отсутствует переход в состояние 0, 0, ... , 0, тогда справедливо утверждение. Если автомат находится в состоянии V1, V2, ...  , VD, то при любых входных сигналах хотя бы на одной из шин множества [V1, V2, ... , VD] присутствует единичный сигнал. Пусть требуется формировать некоторый выходной сигнал автомата Y = 1, если автомат находится в состоянии V1, V2, ... , VD. В этом случае для получения выходного сигнала Y нет необходимости использовать отдельную промежуточную шину, сигнал Y можно формировать как дизъюнкцию всех промежуточных шин из множества [V1, V2, ... , VD].

С учетом вышеизложенного после тривиального синтеза КС1 синтез КС2 может быть выполнен по следующему алгоритму.

1.  I := 1, В := <число промежуточных шин, задействованных при реализации КС1>.

2.  Для всех состояний V1, V2, ... , VD, в которых должен формироваться сигнал Y1, выполняются следующие действия

2.1  Если из состояния V1, V2, ... , VD не существуют переходы в состояние 0, 0, ... , 0, то п.2.5.

2.2  В := В + 1.

2.3  Если В > Q, то реализация на ПЛМ [S, T, Q] невозможна. Конец.

2.4  На промежуточной шине с номером В в поле матрицы И формируется конъюнкция вида V1, V2, ... VD. Данная промежуточная шина соединяется в поле матрицы ИЛИ с выходом Y1.

3.  I := I + 1.

4.  Если I < N, то п.2, иначе реализация КС2 выполнена. Конец.

Пример 4. Счетчик из примера 3 требуется реализовать на ПЛМ [16, 8, 15], т.е. для реализации КС2 после реализации КС1 имеется только одна промежуточная шина.

Таблица программирования ПЛМ приведена на рис.8.

Так как из любого четного состояния счетчика отсутствуют переходы в состояние 0,0,0, то для выполнения фрагмента КС2, формирующего выходной сигнал Y2, не требуется дополнительных промежуточных шин. Из состояния 1, 1, 1, в котором формируется Y1 = 1, существует переход в состояние 0, 0, 0. Таким образом, для получения сигнала Y1 используется ПШ15.

2. ОПИСАНИЕ ПРОГРАММЫ МОДЕЛИРОВАНИЯ ПЛМ

Общая характеристика программы

Для проверки правильности составления таблицы программирования ПЛМ в лабораторной работе используется специальная программа, которая может рассматриваться как составная часть системы автоматизированного проектирования цифровых устройств на ПЛМ. Данная программа позволяет моделировать ПЛМ с 16 входами (А0 - А15), 8 выходами (F0 - F7) и 30 промежуточными шинами (это близко к ПЛМ 556РТ1, которая отличается от ПЛМ, моделируемой в программе только большим числом (48) промежуточных шин).