Материал: Ковригин Теория автоматов Лабораторный практикум 2012
-создание макроэлемента автомата,
-моделирование макроэлемента автомата,
-реализацию проекта автомата на ПЛИС.
Реализация данных шагов подробно изложена в приложении 2. Ниже приведены результаты выполнения первых трех из перечисленных шагов по выполнению задания.
Граф переходов управляющего автомата, введенного в редакторе FSM Editor, приведен на рис. 4.4.
Рис. 4.4. Граф переходов управляющего автомата
Созданный системой макроэлемент управляющего автомата приведен на рис. 4.5.
Результаты моделирования созданного макроэлемента управляющего автомата показаны на рис. 4.6-4.7.
На рис. 4.6 приведена временная диаграмма рабочих режимов автомата, управляющего стиральной машиной.
Работа управляющего автомата при отказе таймера показана на временной диаграмме рис. 4.7. Возвращение стиральной машины после ремонта в рабочее состояние проиллюстрировано также на временной диаграмме рис. 4.7.
51
Рис. 4.5. Макроэлемент управляющего автомата
Рис. 4.6. Временная диаграмма работы автомата. Рабочие режимы автомата
52
Рис. 4.7. Временная диаграмма работы автомата. Отказ таймера в рабочем режиме
Анализ результатов моделирования свидетельствует о правильности выполненного проектирования управляющего автомата.
Подготовка к выпо л нению задания
1.Изучить описание лабораторной работы.
2.Получить индивидуальное задание у преподавателя.
3.Составить в форме таблицы описания входных, выходных сигналов и необходимого набора состояний автомата.
4.Построить граф переходов проектируемого цифрового авто-
мата.
Порядок выполнен ия работы
1.Ввести граф переходов автомата в подсистеме FSM Editor
САПР Xilinx Foundation.
2.Создать макроэлемент автомата.
3.Выполнить функциональное моделирование автомата в соот-
53
ветствии с построенной лентой. Продемонстрировать преподавателю работу отлаженного автомата.
4.Выполнить загрузку проекта в ПЛИС стенда и провести проверку автомата на макете.
5.Сдать преподавателю оформленный отчет в конце занятия.
Отчет по работе
Отчет должен содержать:
1)оригинал текста задания;
2)описание входных, выходных сигналов и состояний автомата;
3)граф переходов автомата.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Уэйкерли Дж. Ф. Проектирование цифровых устройств. Том 2. – М.: Постмаркет, 2002. – 528 с.
54
Лабораторная работа 5
СИНТЕЗ АВТОМАТА РАСПОЗНАВАНИЯ ДЕЛИМОСТИ ДВОЧНЫХ КОДОВ БОЛЬШОЙ РАЗМЕРНОСТИ
Цель: освоить принципы синтеза конечных автоматов для решения различных прикладных задач на примере проверки делимости больших бинарных чисел; закрепить приемы синтеза простейших цифровых устройств; развить навыки рационализации, комплексного подхода при проектировании, формальной оценки сложности проектирования и затрат на аппаратную реализацию цифровых устройств; закрепить практические навыки отработки и верификации проектируемых цифровых устройств посредством моделирования с использованием профессиональной САПР.
Введение
Детерминированные конечные автоматы (ДКА) могут применяться для решения различных прикладных задач. Одной из сфер их применения является распознавание соответствия цифровых сигналов определенным критериям. Например, их можно использовать для проверки делимости больших чисел, представленных в определенной системе счисления, которые поступают на вход некоторого цифрового устройства, на заданное число, представленное в той же системе счисления. Стоит отметить, что существуют альтернативные способы решения подобных задач, которые в ряде случаев являются более эффективными, но, с академической точки зрения, подобная задача является хорошим примером для приобретения и закрепления навыков синтеза конечных автоматов и применения их для синтеза простейших цифровых устройств.
В данной лабораторной работе не рассматриваются методы формального синтеза детерминированных конечных автоматов. Синтез структуры детерминированного конечного автомата будет проводиться, исходя из прикладной задачи. Оценка сложности проектирования и затрат на аппаратную реализацию цифрового устройства будет проводиться, исходя из количества состояний ДКА и количества переходов между ними.
55