Proiect tehnici de proiectare a circuitelor logice combinaționale

Organigrama ASM a unei maşini de stare sincrone

Se cere:

a) Să se identifice elementele organigramei ASM (stările stabile; intrările; ieşirile (condiţionate, necondiţionate)). Să se precizeze, de asemenea, toate conexiunile de stare/căile de legătură între stările stabile ale organigramei ASM, prin stabilirea condiţiilor în care este „urmată” fiecare cale de legătură şi stările următoare, respectiv ieşirile rezultate;

b) Să se construiască tabela de stare asociată organigramei ASM;

c) Să se proiecteze maşina de stare utilizându-se bistabili de tip D. Să se implementeze Generatorul Noii Stări (GNS) utilizându-se un singur etaj de multiplexoare, iar pentru implementarea Logicii Combinaţionale a Ieşirilor (LCE) se vor utiliza porţi logice. Este necesară minimizarea lui GNS utilizându-se metode VID (Variabile Incluse in Diagramă). Să se deseneze o schemă de conexiune a ASM-ului complet, arătându-se clar conexiunile necesare la intrările de date ale fiecărui multiplexor precum şi semnalele aplicate pe intrările lor de selecţie. Se presupune că toate ieşirile sunt instantanee şi că distorsiunile/perturbaţiile/glitches-semnalelor sub formă de impuls pot fi tolerate(cu alte cuvinte: schema nu prezintă hazard);

d) Să se proiecteze şi să se implementeze maşina de stare descrisă mai sus, utilizându-se bistabili de tip D şi nu FPLA 8x16x18; se va utiliza, de asemanea, maparea directă a căilor de legătură. Este furnizată o schemă de conexiune pentru FPLA, care va fi utilizată pentru a se indica programarea dispozitivului. Se vor inscripţiona clar toate intrările şi ieşirile FPLA-ului şi se va indica ce se va face cu intrările, ieşirile şi termenii produs neutralizaţi. Se va adăuga o structură logică suplimentară necesară la schema de conexiune a FPLA-ului, pentru a se obţine schema logică completă a maşinii.

2. Noţiuni teoretice

Un automat finit interacţionează cu mediul prin aceea că la orice moment de timp t este supus unei variabile de intrare x(t) şi ca răspuns la o astfel de excitaţie oferă la momentul sau un semnal de ieşire z(t).

Definirea noţiunii de automat secvenţial (AS) se bazează pe introducerea unei alte noţiuni şi anume noţiunea de stare internă care reprezintă informaţia ce trebuie păstrată şi pe baza căreia se poate descrie complet evoluţia anterioară a automatului secvenţial. Existenţa memoriei la aceste automate face ca evoluţia lor în timp să fie complet definită prin stări interne succesive în care automatul se poate afla într-un anumit interval de timp. Avându-se în vedere structura generală a unui automat finit (Fig. 1):

Fig. 1

rezultă că un automat secvenţial poate fi reprezentat printr-o structură combinaţională care să furnizeze funcţiile f(s, x), g(s, x) şi o structură de memorie care să definească stările evident interne ale automatului.