|
|
|
|
|
|
||
Согласно теории автоматов цифровым автоматом называется последовательностная схема, которая имеет набор состояний, обозначаемых обычно A 1 , A 2 , :, A N . В моменты прихода тактовых импульсов автомат переходит из одного состояния в другое, определяемое как текущим состоянием, так и набором входных (осведомительных) сигналов X 1 , X 2 , :, X N , при этом формируется последовательность наборов выходных (управляющих) сигналов Y 1 , Y 2 , :, Y N .
Для каждого автомата задается закон функционирования или алгоритм переходов из одного состояния в другое под действием разных комбинаций входных сигналов с описанием комбинаций формируемых при этом выходных сигналов. Такой алгоритм может быть задан либо в виде графа, либо в виде таблицы переходов.
Когда автомат не работает, он находится в начальном состоянии A 1 . При запуске автомат сохраняет состояние A 1 в течение одного такта, за время которого формируются соответствующие значения входных сигналов Х 1 . По окончании первого такта автомат переключается в очередное состояние A 2 предписанное законом функционирования, и в ОА начинает выполняться следующий набор микроопераций. Момент окончания микропрограммы отмечается возвратом автомата в начальное состояние а 1
Примером цифрового автомата служит счетчик - автомат, у которого нет вообще входных осведомительных сигналов, а есть только тактовый, на него подаются счетные импульсы. Число его состояний равно коэффициенту пересчета, граф этого автомата представляет собой кольцо с последовательным переходом от одного состояния к следующему. Более сложные цифровые автоматы могут иметь по несколько возможных переходов из каждого состояния под действием разных наборов входных сигналов.
По способу формирования выходных сигналов автоматы подразделяют на автоматы Мили и автоматы Мура. Для автомата Мили определяется следующий закон функционирования
A(t + 1) = [A(t), X(t)];
Y(t) = [А (t), Х (t)],
Для автомата Мили, как видно из выражений, выходные сигналы Y(t) зависят как от состояния автомата A(t) в текущий момент времени t, так и от входных сигналов X(t).
Аналогично для автомата Мура
A(t+1) = [А (t), X(t) ];
Y (t) = [А (t)],
Для него, как видно из выражений, выходные сигналы Y(t) зависят только от состояния автомата A(t) в текущий момент времени t.
Реализация автоматов Мили, как правило, более проста, но в них возникают проблемы с синхронностью формирования выходных сигналов.
При практической реализации цифровых автоматов они могут быть реализованы тремя разными способами: