Структурная схема - автомат
Cтраница 2
Во-вторых, организация и структура ячеек ПЛИС ( а также практическое отсутствие ограничений на сложность связей автомата) позволяют существенно расширить спектр синтезируемых САПР структурных схем автоматов. Канонические структуры автоматов типа Мили и Мура при синтезе оказываются переплетенными в различных комбинациях ( см. разд. [16]
Следовательно, лучшим вариантом для сортировки роликов является работа автомата с постоянным циклом. Структурная схема автомата приведена на рис. 7.10 6; три несамостоятельных рабочих органа /, 2 и 4 равноценны и приводятся в движение исполнительными механизмами от одного распределительного вала 5, который совершает один оборот за цикл. Если требуемое количество циклов в минуту не совпадает с числом оборотов в минуту ротора двигателя 6, то последний соединяют с распределительным валом через редуктор. Выбор типа исполнительных механизмов будет проведен в следующем параграфе. [17]
Рассмотрение этих вопросов на уровне структурной теории повлекло бы за собой загромождение хода рассуждения несущественными ( и к тому же подчас затемняющими суть дела) подробностями. Более того, трудности эквивалентных преобразований структурных схем автоматов с памятью делают практически невозможным ( по крайней мере в настоящее время) решение на уровне структурной теории такой задачи, как задача минимизации числа состояний автомата. В то же самое время имеется ряд вопросов - таких, например, как вопрос о композиции автоматов, - сама постановка которых выводит за рамки абстрактной теории автоматов. Таким образом, абстрактная теория автоматов и структурная теория автоматов взаимно дополняют друг друга и имеют собственные естественные области приложения. [18]
По ней находят функции возбуждения и выходов элементарных автоматов, совместная работа которых соответствует синтезируемому автомату. После минимизации функций возбуждения и выходов элементарных автоматов по ним составляют структурную схему синтезированного автомата. [19]
Если в абстрактной теории автоматов везде под автоматом подразумевается абстрактный автомат, заданный либо графоидом, либо матрицей соединений, то в структурной теории автоматов, говоря об автомате, имеют в виду структурную схему, состоящую из элементов некоторого стандартного комплекса, в который входят набор элементарных автоматов и функционально полный набор логических элементов. Поэтому на структурном уровне изучаются методы перехода от гра-фоида или матрицы соединений автомата к структурной схеме автомата, приемы построения схем сложных автоматов из схем элементарных автоматов и логических элементов, рассматриваются способы кодирования состояний, входных и выходных сигналов автомата, различные варианты которых определяют, в конечном счете, сложность структурной схемы автомата при неизменном законе его функционирования. [20]
При каноническом методе синтеза обычно считают, что кодирование состояний, входных и выходных сигналов уже выполнено. Поэтому задача структурного синтеза автоматов сводится к выбору типов элементарных автоматов и отысканию такого способа их соединения между собой с помощью логических элементов, при котором структурная схема автомата функционирует в соответствии с заданными кодированными таблицами переходов и выходов. [21]
 |
Графы переходов управляющих автоматов, построенных по модели Мили ( а и модели Мура ( б. [22] |
Далее, исходя из имеющегося графа переходов, осуществляют шаги по построению УА в соответствии с общими правилами структурного синтеза автоматов. Особенностью УА является то, что он обычно является частичным автоматом, поскольку многие сочетания входных сигналов оказываются невозможными; это упрощает как дальнейшую процедуру синтеза УА, так и структурную схему автомата. [23]
Заметим, что выделение абстрактного и структурного уровней в теории автоматов до некоторой степени условно, и не всегда можно четко провести границу между двумя этапами синтеза автоматов. Основная тенденция разрабатываемого декомпозиционного метода синтеза автоматов заключается в том, чтобы трудности структурного этапа преодолеть на абстрактном уровне, создав тем самым единый или сквозной метод синтеза, приводящий к минимальной структурной схеме автомата. [24]
Если в абстрактной теории автоматов везде под автоматом подразумевается абстрактный автомат, заданный либо графоидом, либо матрицей соединений, то в структурной теории автоматов, говоря об автомате, имеют в виду структурную схему, состоящую из элементов некоторого стандартного комплекса, в который входят набор элементарных автоматов и функционально полный набор логических элементов. Поэтому на структурном уровне изучаются методы перехода от гра-фоида или матрицы соединений автомата к структурной схеме автомата, приемы построения схем сложных автоматов из схем элементарных автоматов и логических элементов, рассматриваются способы кодирования состояний, входных и выходных сигналов автомата, различные варианты которых определяют, в конечном счете, сложность структурной схемы автомата при неизменном законе его функционирования. [25]
VIII рассмотрена оптимальная декомпозиция произвольных абстрактных автоматов на элементарные абстрактные автоматы, в качестве которых могут быть выбраны любые абстрактные автоматы с простым числом состояний, в частности, автоматы с двумя состояниями. В результате декомпозиции получаем матрицы соединений элементарных абстрактных автоматов, совместная работа которых эквивалентна функционированию исходного абстрактного автомата. Получение функций возбуждения и выходов конкретных элементарных автоматов, как известно, является заключительным этапом структурного синтеза, так как по ним однозначно определяется структурная схема автомата. Поэтому структурный синтез автоматов, по сути дела, выносится на абстрактный этап и сводится к оптимальной декомпозиции автомата. [26]
Необходимо отметить, что в зависимости от того, каким образом выполнить кодирование состояний, входных и выходных сигналов, структурные схемы одного и того же автомата могут получиться различными, так как каждому варианту кодирования соответствует структурная схема определенной сложности. Различным вариантам кодирования при одном и том же неизменном законе функционирования автомата соответствуют схемы различной сложности. Поэтому так называемая проблема кодирования состояний, входных и выходных сигналов заключается в том, чтобы из всего множества вариантов кодирования выбрать тот, которому соответствует минимальная по сложности структурная схема автомата. Более подробно вопросы кодирования в автоматах будут рассмотрены ниже. [27]
Общая декомпозиция абстрактных автоматов решает проблему кодирования состояний автомата и приводит к декомпозиционному методу структурного синтеза, который состоит в следующем. Матрица соединений абстрактного автомата дополняется до правильной клеточной матрицы с некоторым числом запрещенных переходов. Путем преобразования матрицы соединений автомата отыскивается такой изоморфный автомат, матрица соединений которого содержит минимальное число запрещенных переходов и обеспечивает наилучший или близкий к нему вариант кодирования состояний. По этой матрице записываются обобщенные функции переходов и выходов автомата, из которых после минимизации получаются функции возбуждения и выходов элементарных автоматов. По функциям возбуждения и выходов строится близкая к оптимальной ( с точки зрения минимального числа логических элементов) структурная схема синтезированного автомата. [28]
Закон функционирования автомата часто может быть задан в описательной форме - на обычном языке. Поскольку такая форма не является математически строгой, то принципиально нельзя получить алгоритм перехода от описательной формы задания автомата к стандартной. Такой переход должен осуществляться интуитивно. Поэтому стандартная форма задания автомата должна быть достаточно удобной не только для решения задачи синтеза, но и для перехода к ней от различных других форм задания автоматов и, прежде всего, от описательной формы. На этапе структурного синтеза в качестве такой стандартной формы задания автоматов обычно используют кодированные буквами соответствующих структурных алфавитов таблицы переходов и выходов. Кроме того, задают или выбирают набор элементарных автоматов и логических элементов. В результате выполнения этапа структурного синтеза получают структурную схему автомата, то есть способ соединения между собой элементарных автоматов и логических элементов, обеспечивающий заданные условия функционирования автомата. [29]
Страницы: 1 2