Структурный синтез асинхронных автоматов.

Продолжительность: 2 часа (90) минут

Ключевые (основные) вопросы (моменты)

противогоночное кодирование

элемент с наименьшей задержкой

Текст лекции

Структурный синтез асинхронных автоматов. (до 90 минут)

Синтез асинхронных автоматов на абстрактном уровне осуществляется практически так же, как и синтез синхронных автоматов. При структурном синтезе отличие заключается в кодировании состояний автомата. Если для синхронных автоматов кодирование состояний может быть произвольным, то для асинхронных автоматов применяют специальное, противогоночное кодирование.

Это связано с явлением, которое называется гонками или состязанием элементов памяти. Гонки вызываются задержками срабатывания элементов памяти. Задержки переключения элементов памяти (триггеров) обусловлены как инерционностью этих элементов, так и временем распространения сигналов между элементами. Величина задержки переключения T₃ лежит в некоторых пределах

0 < T₃ < T_{3 max}

Имеет место разброс значений от одного экземпляра триггера к другому, поскольку состояния автомата кодирует, как правило, несколькими элементами, при переключении состояния автомата имеют место гонки:

сначала срабатывает элемент с наименьшей задержкой, затем элемент с наименьшей задержкой среди оставшихся и т.д.

Состязания приводят к тому, что автомат не сразу совершает переход в запланированное состояние, а сначала минует несколько транзитных состояний.

Если автомат попадает в запланированное состояние при любом распределении задержек срабатывания, то гонки называются некритическими.

Рассмотрим автомат в котором входной символ кодируется двумя двоичными разрядами x₁ x₂ , а состояние тремя разрядами q₁ q₂ q₃ .

На рис. 25.1 а, иллюстрируется отсутствие гонок, когда при изменении входа с 00 на 01 автомат покидает устойчивое состояние 000 и, минуя транзитные состояния 001 и 101, попадает в устойчивое состояние 111.

Пример на рис. 25.1 б, показывает случай некритических гонок.

Запланированные переходы показаны сплошными стрелками, а переходы, вызванные разбросом параметров – штриховыми стрелками.

В этом примере автомат из состояния 101 под действием входа 11 перейдёт либо в состояние 111 либо в состояние 100.

Переход из 101 в 110 маловероятен, однако в любом случае автомат попадает в запланированное состояние 000.

Пример. На рис. 25.1в., иллюстрирует критические гонки, когда автомат может попасть вместо состояния 100 в незапланированное состояние 110.

Пример на рис. 25.1 г, показывает случай возникновения генерации асинхронного автомата.

Лекция №25.

Дата добавления: 2015-12-01