Типовые последовательностные автоматы

Сентябрь 3, 2022

Главная
Алгебра
Типовые последовательностные автоматы

Содержание

2. 1.Типовые последовательностные автоматы. Если есть типовые комбинационные схемы (функциональные узлы комбинационного типа), выполняющие обработку информации за
3. 1.Типовые последовательностные автоматы. К типовым последовательностным автоматам относят элементарные автоматы памяти – триггеры, регистры, счётчики, блоки
4. Регистр из Д триггеров регистр Регистр из 2-х D-триггеров
5. Регистр из Д триггеров Если выход первого триггера подключить ко входу D второго триггера, то за
6. Регистр из Д триггеров Объединив по «ИЛИ» вход D первого триггера с выходом y2 второго, получим
7. бе
8. 1.Типовые последовательностные автоматы. Универсальный регистр
9. Универсальный регистр регистр
10. 2.Синтез счётчика, как типового последовательностного автомата. Счетчиком называют функциональный узел (типовую схему, типовой комбинационный автомат), предназначенный
11. 2.Синтез счётчика, как типового последовательностного автомата. Счетчиком называют функциональный узел (типовую схему, типовой комбинационный автомат), предназначенный
12. 2.Синтез счётчика, как типового последовательностного автомата. В качестве элементов памяти в таких автоматах используют триггеры. По
13. Основные характеристики счетчиков Основными характеристиками счетчиков являются: – коэффициент пересчета или модуль счета – он определяет
14. Синтез счётчиков Для синтеза счетчика на базе триггеров и логических элементов удобно использовать таблицу переходов-выходов в
15. Синтез счётчиков Пусть необходимо синтезировать счетчик с коэффициентом счета 5 на базе JK-триггеров. Поскольку коэффициент счета
16. Синтез счётчиков р
17. Синтез счётчиков Код клетки – это соединение (конкатенация) двоичного кода строки и столбца, представленное в виде
18. Получение таблицы возбуждения счётчика на JK-триггерах ТВС 000 001 011 010 100 101
19. Синтез счётчиков Из таблицы возбуждения, а это карта Карно, получим минимизированные функции управления триггерами: 000 001
20. Синтез счётчиков как видно, функции получились несложные. Зато элементы памяти сложные. На D-триггерах схема была бы
21. Быстродействие Полученный счетчик – с параллельным переносом, состояние всех триггеров изменяется одновременно. Быстродействие такого счетчика максимальное.
22. Задание 1. Синтезировать и выполнить моделирование счетчика с заданным коэффициентом счета на заданной элементной базе. Варианты
23. Счетчик с коэффициентом счета 8 на базе Т-триггеров из JK-триггеров с непосредственной связью Счетчики с коэффициентом
24. Счетчик с коэффициентом счета 8 на базе Т-триггеров из JK-триггеров с непосредственной связью Получили счетчик с
25. Счетчик с коэффициентом счета 8 на базе Т-триггеров из JK-триггеров с непосредственной связью Это самый простой,
26. Счетчик с коэффициентом счета 8 на базе Т-триггеров из JK-триггеров с непосредственной связью Таким образом, если
27. Счетчик с коэффициентом счета 8 на базе Т-триггеров из JK-триггеров с последовательным переносом Псл П
28. Счетчик с коэффициентом счета 8 на базе Т-триггеров из JK-триггеров с последовательным переносом Такой счетчик описывается
29. Счетчик с коэффициентом счета 8 на базе Т-триггеров из JK-триггеров с последовательным переносом Время установки такого
30. Счетчик с коэффициентом счета 8 на базе Т-триггеров из JK-триггеров с параллельным переносом ПрП
31. Счетчик с коэффициентом счета 8 на базе Т-триггеров из JK-триггеров с параллельным переносом Такой счетчик описывается
32. Счетчик с коэффициентом счета 8 на базе Т-триггеров из JK-триггеров с параллельным переносом Время установки такого
33. Типовые последовательностные схемы. Микросхемы счетчиков Имеется широкий набор микросхем счетчиков с различными стандартными коэффициентами счета. Это
34. Типовые последовательностные схемы. Микросхемы счетчиков Если модуль счета небольшой, то можно синтезировать счетчик на базе МИС
35. 155ИЕ7 ИЕ7
36. Десятичный счетчик 155ИЕ2 (74290) Десятичный счетчик 155ИЕ2 (74290)
37. Получаем символическую форму требуемой ПФ Кристалл кремния
38. ПЛИС
40. Скачать презентацию

Слайд 2

1.Типовые последовательностные автоматы.
Если есть типовые комбинационные схемы (функциональные узлы комбинационного

типа), выполняющие обработку информации за один такт, то должны быть и типовые последовательностные схемы (функциональные узлы последовательностного типа), выполняющие типовые операции записи, хранения, сдвига, выдачи, счета, т.е. типовые действия многотактного преобразования информации.

Слайд 3

1.Типовые последовательностные автоматы.
К типовым последовательностным автоматам относят элементарные автоматы памяти –

триггеры,
регистры,
счётчики,
блоки регистровой памяти,
ОЗУ статического типа,
специальные сложные последовательностные автоматы, выполненные в виде БИС,- таймеры, параллельные и последовательные приёмо-передатчики,
микропрограммные автоматы
и, наконец, микропроцессоры(процессоры) и микроконтроллеры (контроллеры).

Слайд 4

Регистр из Д триггеров
регистр
Регистр из 2-х D-триггеров

Слайд 5

Регистр из Д триггеров
Если выход первого триггера подключить ко входу D

второго триггера, то за 2 такта можно записать информацию, последовательно подаваемую на вход первого триггера
Регистр из 2-х D-триггеров
для последовательной записи информации

Слайд 6

Регистр из Д триггеров
Объединив по «ИЛИ» вход D первого триггера с

выходом y2 второго, получим кольцевой сдвигающий регистр, который, если в первом такте подать на вход D первого триггера «1», а затем «0», будет сдвигать эту «1» по каждому синхроимпульсу. Получим так называемую «бегущую 1» или «бегущий 0»

Слайд 7

бе

Слайд 8

1.Типовые последовательностные автоматы.
Универсальный регистр

Слайд 9

Универсальный регистр
регистр

Слайд 10

2.Синтез счётчика, как типового последовательностного автомата.
Счетчиком называют функциональный узел (типовую схему,

Слайд 11

2.Синтез счётчика, как типового последовательностного автомата.
Счетчиком называют функциональный узел (типовую схему,

типовой комбинационный автомат), предназначенный для подсчета количества дискретных сигналов. Иногда говорят – для подсчета числа импульсов (счетных импульсов). Это синхронные автоматы.
Различают суммирующие, вычитающие и реверсивные счетчики. Счетчики, формирующие выходной сигнал только после поступления на их вход определенного количества импульсов, называют пересчетными схемами. В электронных часах используют схемы с пересчетом на 60, 24, 7.

Слайд 12

2.Синтез счётчика, как типового последовательностного автомата.
В качестве элементов памяти в таких

автоматах используют триггеры. По организации связи между ними различают счетчики с параллельным переносом, с последовательным переносом, с непосредственной связью.
Основными характеристиками счетчиков являются:
– коэффициент пересчета или модуль счета – он определяет число возможных состояний счетчика;
– время установки – временной интервал между моментом поступления счетного импульса и моментом окончания переходных процессов.
Быстродействие счетчика – определяет максимальную возможную частоту поступающих импульсов.

Слайд 13

Основные характеристики счетчиков
Основными характеристиками счетчиков являются:
– коэффициент пересчета или модуль счета

– он определяет число возможных состояний счетчика;
– время установки – временной интервал между моментом поступления счетного импульса и моментом окончания переходных процессов.
Быстродействие счетчика – определяет максимальную возможную частоту поступающих импульсов.

Слайд 14

Синтез счётчиков
Для синтеза счетчика на базе триггеров и логических элементов удобно

использовать таблицу переходов-выходов в виде карты Карно. Текущее состояние счетчика – сопоставляется с кодом клетки, а последующее – указывается внутри клетки. Поскольку автомат синхронный, устойчивых состояний нет.

Слайд 15

Синтез счётчиков
Пусть необходимо синтезировать счетчик с коэффициентом счета 5 на базе

JK-триггеров. Поскольку коэффициент счета 5, необходимо три элемента памяти.
Получим таблицу переходов-выходов (ТПВ), в которой указывается, как автомат-счетчик переходит из текущего состояния – кода строки, в последующее – код в клетке у3(t+1) у2(t+1) y1(t+1) или сокращенно у3у2y1(t+1).

Слайд 16

Синтез счётчиков
р

Слайд 17

Синтез счётчиков
Код клетки – это соединение (конкатенация) двоичного кода строки

и столбца, представленное в виде двоичного числа (выделены). Внутри клетки выделены жирным шрифтом последующие состояния счетчика. Их всего 5.
Используя таблицу возбуждения
JK-триггера, получим таблицу возбуждения заданного счетчика

Слайд 18

Получение таблицы возбуждения счётчика на JK-триггерах
ТВС
000
001
011
010
100
101

Слайд 19

Синтез счётчиков
Из таблицы возбуждения, а это карта Карно, получим минимизированные функции

управления триггерами:

000

001

011

010

100

101

111

110

Слайд 20

Синтез счётчиков
как видно, функции получились несложные. Зато элементы памяти сложные. На

D-триггерах схема была бы сложнее, но эти триггеры проще и не обеспечивают такой защищенности в переходном процессе.

Слайд 21

Быстродействие
Полученный счетчик – с параллельным переносом, состояние всех триггеров изменяется одновременно.

Быстродействие такого счетчика максимальное. Таким образом, если – время задержки на одном триггере τ, а τлэ – задержка на логических элементах, то для всего счетчика максимальное время установки

Слайд 22

Задание 1.
Синтезировать и выполнить моделирование счетчика с заданным коэффициентом счета на

заданной элементной базе.
Варианты заданий

Слайд 23

Счетчик с коэффициентом счета 8 на базе Т-триггеров из JK-триггеров с

непосредственной связью

Счетчики с коэффициентом счета проще строить на базе Т-триггеров

Слайд 24

Счетчик с коэффициентом счета 8 на базе Т-триггеров из JK-триггеров с

непосредственной связью

Получили счетчик с непосредственной связью: синхронизация каждого очередного триггера (перенос) осуществляется выходом предыдущего. Функционирование каждого Т-триггера такого счетчика описывается уравнениями:

Слайд 25

Счетчик с коэффициентом счета 8 на базе Т-триггеров из JK-триггеров с

непосредственной связью

Это самый простой, но самый медленный вариант: переход из состояния 111 в состояние 000 требует ожидания завершения переходного процесса сначала первого триггера, затем – второго и, наконец, третьего – эффект падающего домино.

Слайд 26

Счетчик с коэффициентом счета 8 на базе Т-триггеров из JK-триггеров с

непосредственной связью

Таким образом, если – время задержки на одном триггере, то для n триггеров время установки максимальное получаем
По существу, это уже и не синхронный автомат…

Слайд 27

Счетчик с коэффициентом счета 8 на базе Т-триггеров из JK-триггеров с

последовательным переносом

Псл П

Слайд 28

Счетчик с коэффициентом счета 8 на базе Т-триггеров из JK-триггеров с

последовательным переносом

Такой счетчик описывается уравнениями (и это можно вывести из таблицы переходов-выходов):

Слайд 29

Счетчик с коэффициентом счета 8 на базе Т-триггеров из JK-триггеров с

последовательным переносом

Время установки такого счетчика меньше, чем у счетчика с непосредственной связью:
где – τ время задержки на одном триггере, а – τи задержка на элементе И.
Такой счетчик удобен в случае, если необходимо производить переключения связей между триггерами, например выполнить реверс счета или изменить состояния отдельных триггеров. К тому же используются элементы И с одинаковым количеством входов (в данном случае – всего с двумя). Но это тоже не совсем синхронный автомат.

Слайд 30

Счетчик с коэффициентом счета 8 на базе Т-триггеров из JK-триггеров с

параллельным переносом

ПрП

Слайд 31

Счетчик с коэффициентом счета 8 на базе Т-триггеров из JK-триггеров с

параллельным переносом

Такой счетчик описывается уравнениями (и это можно вывести из таблицы переходов-выходов):

Слайд 32

Счетчик с коэффициентом счета 8 на базе Т-триггеров из JK-триггеров с

параллельным переносом

Время установки такого счетчика минимально:

Слайд 33

Типовые последовательностные схемы. Микросхемы счетчиков
Имеется широкий набор микросхем счетчиков с

различными стандартными коэффициентами счета.
Это ИС средней степени интеграции (СИС).
На практике часто возникает задача синтеза счетчика с коэффициентом счета, отличным от стандартного.

Слайд 34

Типовые последовательностные схемы. Микросхемы счетчиков
Если модуль счета небольшой, то можно синтезировать

счетчик на базе МИС (на основе ИС триггеров). Иначе можно построить счетчик как декомпозицию двух счетчиков: одного на базе стандартной СИС, другого – на базе МИС. Общий коэффициент счета равен произведению двух коэффициентов счета. Кроме того, можно за счет дополнительных схем уменьшить стандартный коэффициент счета путем принудительного сброса в некотором состоянии. На базе счетчиков строят таймеры.

Слайд 35

155ИЕ7
ИЕ7

Слайд 36

Десятичный счетчик 155ИЕ2 (74290)
Десятичный счетчик 155ИЕ2 (74290)

Слайд 37

Получаем символическую форму требуемой ПФ
Кристалл кремния

Слайд 38

Типовые последовательностные автоматы

Содержание

1.Типовые последовательностные автоматы. Если есть типовые комбинационные схемы (функциональные узлы комбинационного

1.Типовые последовательностные автоматы. К типовым последовательностным автоматам относят элементарные автоматы памяти –

Регистр из Д триггероврегистрРегистр из 2-х D-триггеров

Регистр из Д триггеровЕсли выход первого триггера подключить ко входу D

Регистр из Д триггеровОбъединив по «ИЛИ» вход D первого триггера с

бе

1.Типовые последовательностные автоматы. Универсальный регистр

Универсальный регистррегистр

2.Синтез счётчика, как типового последовательностного автомата. Счетчиком называют функциональный узел (типовую схему,

2.Синтез счётчика, как типового последовательностного автомата.Счетчиком называют функциональный узел (типовую схему,

2.Синтез счётчика, как типового последовательностного автомата.В качестве элементов памяти в таких

Основные характеристики счетчиковОсновными характеристиками счетчиков являются:– коэффициент пересчета или модуль счета

Синтез счётчиковДля синтеза счетчика на базе триггеров и логических элементов удобно

Синтез счётчиковПусть необходимо синтезировать счетчик с коэффициентом счета 5 на базе

Синтез счётчиковр

Синтез счётчиков Код клетки – это соединение (конкатенация) двоичного кода строки

Получение таблицы возбуждения счётчика на JK-триггерахТВС000001011010100101

Синтез счётчиковИз таблицы возбуждения, а это карта Карно, получим минимизированные функции

Синтез счётчиковкак видно, функции получились несложные. Зато элементы памяти сложные. На

БыстродействиеПолученный счетчик – с параллельным переносом, состояние всех триггеров изменяется одновременно.

Задание 1.Синтезировать и выполнить моделирование счетчика с заданным коэффициентом счета на

Счетчик с коэффициентом счета 8 на базе Т-триггеров из JK-триггеров с

Счетчик с коэффициентом счета 8 на базе Т-триггеров из JK-триггеров с

Счетчик с коэффициентом счета 8 на базе Т-триггеров из JK-триггеров с

Счетчик с коэффициентом счета 8 на базе Т-триггеров из JK-триггеров с

Счетчик с коэффициентом счета 8 на базе Т-триггеров из JK-триггеров с

Счетчик с коэффициентом счета 8 на базе Т-триггеров из JK-триггеров с

Счетчик с коэффициентом счета 8 на базе Т-триггеров из JK-триггеров с

Счетчик с коэффициентом счета 8 на базе Т-триггеров из JK-триггеров с

Счетчик с коэффициентом счета 8 на базе Т-триггеров из JK-триггеров с

Счетчик с коэффициентом счета 8 на базе Т-триггеров из JK-триггеров с

Типовые последовательностные схемы. Микросхемы счетчиков Имеется широкий набор микросхем счетчиков с

Типовые последовательностные схемы. Микросхемы счетчиковЕсли модуль счета небольшой, то можно синтезировать

155ИЕ7 ИЕ7

Десятичный счетчик 155ИЕ2 (74290)Десятичный счетчик 155ИЕ2 (74290)

Получаем символическую форму требуемой ПФКристалл кремния

ПЛИС

Похожие презентации

1.Типовые последовательностные автоматы.
Если есть типовые комбинационные схемы (функциональные узлы комбинационного

1.Типовые последовательностные автоматы.
К типовым последовательностным автоматам относят элементарные автоматы памяти –

Регистр из Д триггеров
регистр
Регистр из 2-х D-триггеров

Регистр из Д триггеров
Если выход первого триггера подключить ко входу D

Регистр из Д триггеров
Объединив по «ИЛИ» вход D первого триггера с

1.Типовые последовательностные автоматы.
Универсальный регистр

Универсальный регистр
регистр

2.Синтез счётчика, как типового последовательностного автомата.
Счетчиком называют функциональный узел (типовую схему,

2.Синтез счётчика, как типового последовательностного автомата.
Счетчиком называют функциональный узел (типовую схему,

2.Синтез счётчика, как типового последовательностного автомата.
В качестве элементов памяти в таких

Основные характеристики счетчиков
Основными характеристиками счетчиков являются:
– коэффициент пересчета или модуль счета

Синтез счётчиков
Для синтеза счетчика на базе триггеров и логических элементов удобно

Синтез счётчиков
Пусть необходимо синтезировать счетчик с коэффициентом счета 5 на базе

Синтез счётчиков
р

Синтез счётчиков
Код клетки – это соединение (конкатенация) двоичного кода строки

Получение таблицы возбуждения счётчика на JK-триггерах
ТВС
000
001
011
010
100
101

Синтез счётчиков
Из таблицы возбуждения, а это карта Карно, получим минимизированные функции

Синтез счётчиков
как видно, функции получились несложные. Зато элементы памяти сложные. На

Быстродействие
Полученный счетчик – с параллельным переносом, состояние всех триггеров изменяется одновременно.

Задание 1.
Синтезировать и выполнить моделирование счетчика с заданным коэффициентом счета на

Типовые последовательностные схемы. Микросхемы счетчиков
Имеется широкий набор микросхем счетчиков с

Типовые последовательностные схемы. Микросхемы счетчиков
Если модуль счета небольшой, то можно синтезировать

155ИЕ7
ИЕ7

Десятичный счетчик 155ИЕ2 (74290)
Десятичный счетчик 155ИЕ2 (74290)

Получаем символическую форму требуемой ПФ
Кристалл кремния