Комбинационные автоматы. Синтез комбинационных конечных автоматов

В зависимости от типа элементов, из которых построен автомат, различают два основных типа комбинационных автоматов:

· комбинационные схемы;

· цифровые автоматы с памятью.

Комбинационные схемы состоят только из логических элементов (И, ИЛИ, НЕ, И-НЕ, ИЛИ-НЕ и т.д.). Комбинационные схемы могут иметь несколько входов и несколько выходов.

Главной особенностью комбинационных схем является то, что сигнал на выходе комбинационных автоматов зависит только от комбинации сигналов на входах системы и не зависит от времени. Таким образом, при многократном поступлении одного и того же сигнала на выходах комбинационной схемы будет формироваться один и тот же входной сигнал.

Комбинационные схемы используются для технической реализации логических функций. При помощи комбинационной схемы определяется значение логической функции для заданных значений логических переменных.

Синтез комбинационных автоматов

Задача синтеза решается в тех случаях, когда необходимо построить комбинационную схему с заданной логикой работы. Логика работы комбинационной схемы представляет собой правила соответствия входных и выходных сигналов. Логика работы комбинационных схем может быть описана одним из следующих способов:

· словесное описание;

· описание при помощи таблиц;

· аналитическое описание.

Синтез комбинационных схем в общем случае выполняется в следующем порядке:

1) Формализация задания. При формализации задания определяется входов и выходов схемы, определяется алфавит входных и выходных сигналов, принимаются обозначения входов и выходов.

2) Составление таблицы истинности. В таблице истинности перечисляются все комбинации вх сигналов и для каждой задается значение сигнала на выходе схемы.

3) Запись логической функции в совершенной дизъюнктивной нормальной форме (СДНФ).

4) Минимизация логической функции.

5) Выбор системы логических элементов.

6) Преобразование логической функции к виду, удобному для реализации на выбранной системе элементов.

7) Составление функциональной схемы. При составлении схемы проводится анализ логической функции. Идея составления схемы заключается в том, что каждая элементарная логическая операция реализуется соответствующим логическим элементом.

8) Проверка работоспособности синтезированной системы. Работоспособность системы проверяется следующим образом. Для каждой комбинации входных сигналов в соответствии с логикой работы используемых элементов определяются значения сигналов на входах и выходах всех элементов, начиная с входных сигналов схемы. Значения выходных сигналов должны совпадать с данными таблицы истинности.