Цифровые автоматы – общие сведения

Автомат описывается набором множеств:
A = {a1 … aN} — множество

Автомат Мили
an+1 = δ(an, zn)
wn = λ(an, zn)

Автомат Мура
an+1 = δ(an, zn)
wn = λ(an)

по изменениям на управляющих входах
Переключаются по изменениям на управляющих входах

Устанавливаются в момент переключения синхросигнала

необходимые значения функций возбуждения для обеспечения
перехода

_
Qn+1=S + R∙Qn

_ _
Qn+1=(S+R∙Qn)C + C∙Qn

сделать в 2020-2021г.

Дополнить диаграммами
сигналов

_ _
Qn+1=J∙Qn +

_ _ _
Qn+1=(J∙Qn + K∙Qn)C + C∙Qn

сделать в 2020-2021г.

Дополнить диаграммами
сигналов

_
Qn+1=D∙C +

сделать в 2020-2021г.

Дополнить диаграммами
сигналов

_ _
Qn+1=Qn∙V

_ _ _
Qn+1=Qn∙V∙T + (V+T)∙Qn

сделать в 2020-2021г.

Дополнить диаграммами
сигналов

_
Qn+1=D∙V

_ _
Qn+1=D∙V∙C + (V+C)∙Qn

сделать в 2020-2021г.

Дополнить диаграммами
сигналов

защелка)

работа
при запрещающем переключении V в первой половине периода тактового сигнала.

периода тактового сигнала
В каких еще триггерах срабатывает эффект захвата?
Захват единицы

λ(an, zn)


Автомат Мура
an+1 = δ(an, zn)
wn = λ(an)

δ
λ
A
δ
λ
A
an+1

an

zn

wn

an+1
zn

wn


an

можно считать счетчиком.

Ci = !Qi-1






Cинхронный
V0 = 1

комбинационная логика

разность логических путей, «гонки» сигналов

риски сбоев в асинхронных

с модулем счета 5
Установка в значение Qn+1 = 4

1

1

1

1

1

1

0

0

Ожидаемый счет
4→3→2→1→0→4→…




4→5→7→3→0→4→…





Q0




Q1




RESET0,1




RESET

Q2

1:
на базе сдвигового регистра
N состояний → N триггеров

Вариант 2:
на базе сдвигового регистра
N состояний → N-1 триггеров
???
автоматический вход в
рабочий цикл за ≤N-2 тактов (автоматическое исправление
ошибок)
Автомат Мили: Fj=Qj-1; G0=QN-1=ΣQi

базе сдвигового регистра
N состояний → N/2 триггеров
обязательная инициализация

Сравнение с кольцевым счетчиком на базе регистра

Qi+1 Shift_LeftN - Data_IN

Параллельный регистр
MUX режимов параллельной
записи и

Базовая ячейка универсального регистра
(ячейка произвольного автомата с 8-ю состояниями)

ячеек памяти, хранящих текущее внутреннее состояние автомата (триггеры)
F –

F
{D, V, R,S, J,K}

Q

F

Qn

M

G

Qn

OUT

как автомат Мили

в таблице ?
Устарелый пример.
Для самостоятельной проработки

при указаных Fi?
Составить все варианты Fi для RS и JK

появление «лишнего»
состояния
риск появления ложных импульсов в
комбинационной

Функция сброса:
CLR=mN – минтерм СДНФ, соответствующий значению Q, при появлении которого требуется сбросить счетчик

Как соотносятся N и величина модуля счета?

«лишнего» состояния
ложные импульсы в комбинационной
логике сброса не мешают

CLR=mN – функция сброса
Fclr – значение функции возбуждения, приводящее к сбросу

___
Fi=Fiполн·CLR+Ficlr·CLR

Как соотносятся N и величина модуля счета?

«лишние» состояния?

«лишние» состояния?

простая схема с промежуточной регенерацией
формы тактового сигнала
накопление рассинхронизации

ФАПЧ – фазовая автоподстройка частоты:
автокоррекция периода синхросигнала
аналоговая схема → постоянное потребление

[Угрюмов Е.П., Цифровая схемотехника]

строгие интервалы между фазами ЦОС









Двухфазная (многофазная):
могут использоваться триггеры-защелки

[Угрюмов Е.П., Цифровая схемотехника]

Почему ограничен выбор триггеров?

коротких импульсов данных
Нормирование длины импульсов




Синхронизация информационных сигналов
Подавление метастабильных

Вариант схемы одновибратора
Формирование одиночного импульса стандартной длины в ответ на импульс данных неопределенной длины

[Ульрих Титце, Кристоф Шенк, Полупроводниковая схемотехника, том I]

применения триггеров

Кристоф Шенк, Полупроводниковая схемотехника, том I]