Технологическая автоматизация

Методы цифровых технологий

Общая структура цифровых устройств

Общая функциональная схема цифровых устройств приведена на рисунке 1.4 (а).

Рисунок 1.4 (а) - Общая функциональная схема цифровых устройств

В состав любого цифрового устройства входят операционный автомат и управляющий автомат.

Операционный автомат объединяет функциональные модули, производящие непосредственную обработку поступающей информации. Операционный автомат имеет информационные входы I и входы z управления; информационные выходы D, а также выходы u, которые сигнализируют о результатах выполнения операций. Сигналы, формируемые на этих выходах, называются осведомительными сигналами или внутренними логическими условиями устройства. Операционный автомат составляется из типовых функциональных модулей, таких, как параллельные и последовательные регистры, счетчики, комбинационные сумматоры, схемы сравнения, мультиплексоры шифраторы, дешифраторы и др. В робототехнических системах и комплексах частью операционного автомата можно считать функциональные блоки, производящие определенные действия, например перемещение манипулятора, опрос датчиков и т.п. Результатом функционирования указанных блоков должно являться появление сигналов, имеющих два состояния: 0 и 1.

Управляющий автомат вырабатывает символы z управления операционным автоматом по заданной программе с учетом значений внутренних u и внешних v логических условий, которые для него являются входными переменными. Внешние логические условия, задают одну из нескольких возможных в данном устройстве микропрограмм. На выходах у управляющего автомата могут быть сформированы символы, несущие информацию для внешних устройств о состоянии цифрового устройства. Управляющий автомат определяет логику работы устройства, т.е. последовательность и тип операций, выполняемых операционным автоматом над исходными данными.

Общими управляющими входами автомата являются вход тактирования c и вход сброса r. По входу с осуществляется синхронизация работы операционного и управляющего автомата. По входу r производится установки внутренних элементов памяти автоматов в состояние, которое считается исходным (начальным).

Управляющий автомат проектируется на основании понятия абстрактного автомата. Существуют следующие схемы абстрактных автоматов.

Автомат Мили, или автомат первого рода, приведен на рисунке 1.4 (б). Он описывается следующей системой функций

w(t + 1) = L1(u(t), q(t)); z(t) = L2(u(t), q(t)),

где u(t) - управляющие символы; q(t) - внутреннее состояние автомата; w(t + 1) - следующее состояние автомата; z(t) - выходной символ.

В этом абстрактном автомате выдача символа z(t) происходит сразу, при старом значении внутреннего состояния q(t). Поэтому переход в новое состояние отстает по времени на один такт от изменения выходного символа. Это свойство автомата Мили поясняет рисунок 1.4 (б)

Рисунок 1.4 (б) - Автомат Мили

Автомат Мура, или автомат второго рода, приведен на рисунке 1.4 (в). Он имеет функцию переходов такую же, как у автомата Мили, а функцию выходов, не зависящую непосредственно от входной переменной u(t).

Рисунок 1.4 (в) - Автомат Мура

Система функций для автомата Мура имеет вид Перейти на страницу: 1 2

Другие статьи по теме:

Блок выполнения операций десятичной арифметики Каноническая структура синтеза синхронного вычислительного устройства состоит из двух автоматов - операционного (ОА) и управляющего (УА). Каноническая структура вычислительного ус ...

Технические средства, применяемые в деловом общении В деловом мире в условиях обострения конкуренции деловое общение становится важным фактором, определяющим успех деятельности не только отдельного человека, но подчас и целой фирмы ...

Генератор линейно возрастающего напряжения Электроника является универсальным и исключительно эффективным средством при решении самых различных проблем в области сбора и преобразования информации, автоматического и автоматизиров ...