Асинхронные автоматы (до 90 минут)

Различие между синхронными и асинхронными автоматами проявляются тогда, когда мы начинаем рассматривать функционирование реальных электронных, полупроводниковых или иных физических устройств с учётом характера сигналов, представляющих входные символы автомата, и с учётом задержек распространения этих сигналов в элементах, из которых построен автомат.

Синхронный автомат может изменять своё состояние только в определённые моменты времени, а именно в моменты поступления синхронизирующих импульсов.

В отличии от синхронных, асинхронный автомат переключается в момент изменения логического значения входных сигналов.

Входные сигналы асинхронного автомата обладают следующими свойствами (рис.23.1):

-сигнал присутствует на входе автомата в каждый момент времени;

-длительность входного сигнала не ограничена и превышает некоторую минимальную величину.

- изменения входного сигнала могут происходить в произвольные моменты времени.

V(t)

1¹

0¹

t

рис.23.1

Функционирование асинхронного автомата можно представить моделью Мура:

S(t+T_i) = l[S(t), V(t)],

W(t) = m [S(t)],

Где S(t) – состояние автомата;

V(t) – входной символ автомата;

W(t) – выходной символ автомата;

t – непрерывное время;

T_i - время задержки выходного символа по отношению к моменту

изменения входного символа.

Пусть S(t+T_i) = l[S(t), V(1)]=S(1)=S_i при некотором V(1)=V. В этом случае состояние S_i называется устойчивым при входном сигнале V (рис.23.2 а)

а) б)

V

S_i V S_i S_j

Рис. 23.2

В противном случае, если S(t+T_i) = l [S(t), V(t)]=S_j, S(t)=S_i

Причём S_j =S_i при некоторой V(t)=V, состояние называется неустойчивым при входном сигнале V (рис 23.2 б)

При структурном синтезе асинхронных автоматов все полезные (запланированные) состояния должны быть устойчивыми.

Однако, как правило, при проектировании автомата приходится мириться с наличием некоторого числа неустойчивых состояний, в которых автомат находится некоторое достаточно малое время.

Поэтому неустойчивые состояния называются транзитными.

На рисунке 23.3 показан граф иллюстрирующий появление транзитных состояний.

V¹ V¹

V S_i S_j S_k V¹

Рис. 23.3

Вначале автомат находится в устойчивом состоянии S_i Под действием входного символа V. При замене входного символа V на V¹ переходит в состояние S_k , устойчивое при действии V¹.

В асинхронных автоматах возможно явление, называемое генерацией (рис. 23.4)

V¹ V¹

V S_i S_j S_k

V¹

Рис. 23.4

Под действием замены входного сигнала V на V¹ автомат покидает устойчивое состояние и попадает в замкнутую цепочку (цикл) транзитных состояний S_i S_j S_k Вывести автомат из режима генерации можно только путём изменения входного символа.

Лекция №24.

Дата добавления: 2015-12-01