22114

Понятие устойчивости конечного автомата

Лекция

Коммуникация, связь, радиоэлектроника и цифровые приборы

Дело в том что триггера в схеме имеет различные времена задержек сигналов обратной связи которые поступают с выходов триггеров на их входы через комбинационную схему II. По этим причинам если при переходе автомата из состояния ai в as должны измениться состояния нескольких триггеров то между выходными сигналами этих триггеров начинаются гонки. изменит свое состояние раньше других триггеров может через цепь обратной связи изменить может изменить сигналы возбуждения на входах других триггеров до того момента как они изменят свои состояния....

Русский

2013-08-04

48 KB

2 чел.

Лекция 17

 

Вторая техническая особенность конечного автомата связана с возможностью возникновения неустойчивых состояний и так называемых «гонок» в автомате. Понятие устойчивости заключается в следующем.

Пусть в графе автомата мы имеем такой участок. Здесь оба перехода (aias) и (as-af) выполняются под действием одного и того же входного сигнала xj. Если длительность синхронизирующего сигнала СИ2 больше времени перехода автомата из состояния ai в состояние as, то сразу после перехода автомата в as может начаться переход в следующие состояния af под действием того же входного сигнала xj. Если длительность синхронизирующего сигнала СИ2 больше времени перехода автомата из состояния ai  в состояние as, то сразу после перехода автомата в as может начаться переход в следующее состояние af под действием того же входного сигнала xj. Таким образом автомат может перескочить состояние as и к моменту времени t+1 оказаться в as, как это требуется по графу, а в af. Состояние as в данном случае будет неустойчивым.

Другой неприятный момент заключается в том, что при работе автомата могут возникать так называемые «гонки» (состязания). Дело в том, что триггера в схеме имеет различные времена задержек сигналов обратной связи, которые поступают с выходов триггеров на их входы через комбинационную схему II. По этим причинам, если при переходе автомата из состояния ai в as должны измениться состояния нескольких триггеров, то между выходными сигналами этих триггеров начинаются гонки. Тот триггер, который выиграет гонки, т.е. изменит свое состояние раньше других триггеров, может через цепь обратной связи изменить может изменить сигналы возбуждения на входах других триггеров до того момента, как они изменят свои состояния. Это, очевидно, может вызвать переход автомата совсем не в то состояние, которое нужно графу. Например. Пусть ai=101, а as=010. Тогда при переходе из ai в as под действием входного сигнала xj меняются состояния всех триггеров. Допустим, что первый триггер изменил свое состояние раньше других. В этом случае автомат окажется в некотором промежуточном состоянии ah=001, и если из этого состояния есть переход под действием сигнала xj в al=011, то автомат в момент времени t+1может оказаться в al, а не в as.

Для устранения описанного эффекта гонок и неустойчивых состояний часто используют двойную память в автомате, когда каждый триггер в схеме дублируется. Структурная схема автомата выглядит при этом следующим образом.


Здесь под действием синхронизирующего сигнала СИ1 формируются выходные сигналы Zl(t)  и переключаются триггера первого ряда. Под действием СИ2 состояния триггеров первого ряда переписываются в соответствующие триггера второго ряда. Поскольку СИ2 сдвинуты относительно СИ1, а сигнал обратной связи о состоянии автомата снимается с триггеров второго ряда, то в момент поступления входного сигнала, т.е. в  СИ1, состояние автомата не изменяется и продолжает оставаться прежним до СИ2. Поэтому в такой схеме полностью обеспечивается устойчивость состояний и устраняется влияние гонок. Действительно, гонки сигналов с выходов триггеров второго ряда возможны в момент СИ2, т.е. в момент переключения этих триггеров. Но в момент СИ2=1, СИ1=0 и следовательно эти гонки никак не могут повлиять на состояния триггеров первого ряда, которые переключаются в момент СИ1=1. Также не будет и неустойчивых состояний, поскольку автомат не может проскочить за один такт через одно состояние и перейти в следующее, ибо в момент перехода триггеров первого ряда в новое состояние, т.е. в СИ1, состояние триггеров второго ряда не меняется (СИ2=0) и, следовательно, не могут измениться и сигналы возбуждения триггеров первого ряда, которые зависят от состояния триггеров второго ряда. Поэтому автомат не может проскочить состояние.

С целью упрощения построения схем автоматов, имеющих двойную память, промышленность выпускает специальные двухступенчатые триггера. Рассмотрим работу такого триггера на примере двухступенчатого JK-триггера.

Особенностью двухступенчатого триггера является то, что он меняет свое состояние в момент окончания синхронизирующего сигнала С. В результате этого во время действия сигнала С выходные сигналы триггера не меняются, а происходит запись информации в триггер Т1. В момент С=0 состояние триггера Т1 переписывается в Т1’.

Q

 

_

Q

 

J

Q

C _

Q

K


Комбинационная схема
II

&

&

T1

TR

&

&

&

&

R

S

T

R

S

T

Комбинационная схема I

&

&

TT

J

C

K

S

R

T1

&

&

T1

J

K

&

&

1


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

39141. Разработка адаптивной системы автоматического управления электроприводами вспомогательного электрооборудования автомобилей 11.82 MB
  Постановка задач исследования Обзор электронных систем управления. Принципы построения адаптивных систем автоматического управления. Анализ разработок адаптивных систем автоматического управления двигателем постоянного тока в приводах вспомогательного электрооборудования автомобиля.
39142. Повышение эффективности диагностирования изделий имеющих активно-индуктивную нагрузку в электрооборудовании автомобилей 254.5 KB
  Однако в условиях массового производства автомобилей когда производительность лимитирована ритмом сборочного конвейера в виду длительности процесса диагностирования всего комплекса автомобильного электрооборудования сплошной выходной контроль его качества существенно затруднен. Таким образом становится актуальной важная научнотехническая задача повышения качества и оперативности диагностирования автомобильного электрооборудования имеющего активноиндуктивную нагрузку решение которой позволит ввести сплошной выходной контроль в массовом...
39143. Оптимизация комбинированной энергетической установки электротранспортного средства 358 KB
  Прежде всего это ограниченный пробег без подзарядки бортового источника энергии. Поэтому актуальной является проблема оптимизации параметров бортовой энергоустановки в том числе совместным применением накопителей энергии различной физической природы в ее составе. Таким образом становится актуальной важная научнотехническая задача повышения энергоэффективности тяговой системы этого транспортного средства решение которой существенно повысит эффективность использования ограниченного запаса энергии на борту внося заметный вклад в...
39144. ИСТОКИ ТОТАЛИТАРИЗМА 100.5 KB
  ИСТОКИ ТОТАЛИТАРИЗМА Тоталитарные движения возможны везде где имеются массы по той или иной причине приобретшие вкус к политической организации. Массы держит вместе не сознание общих интересов и у них нет той отчетливой классовой структурированности которая выражается в определенных ограниченных и достижимых целях. Термин массы применим только там где мы имеем дело с людьми которых в силу либо просто их количества либо равнодушия либо сочетания обоих факторов нельзя объединить ни в какую организацию основанную на общем интересе в...
39145. ВЕРОЯТНОСТНО-СТАТИСТИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ ЭКСПЛУАТАЦИИ ЛЕТАТЕЛЬНЫХ АППАРАТОВ 9.88 MB
  В зависимости от физической сущности моделируемого объекта или процесса и характера этого процесса могут использоваться законы распределения непрерывных или дискретных случайных величин. Естественно что при формировании вероятностностатистических моделей широко используются законы распределения случайных величин и правила оперирования с ними определяемые теорией вероятности и статистическими методами анализа. Формирование...
39146. УПРАВЛЕНИЕ ПРОЦЕССАМИ ТЕХНИЧЕСКОЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ ЛЕТАТЕЛЬНЫХ АППАРАТОВ 1.47 MB
  Объектом управления является изделие ЛА, техническое состояние которого определяется параметрами , изменение которых во времени представляет собой монотонную случайную функцию времени t (рис. 3.1). Установлены предельно допустимые значения параметров , пересечение которых реализациями случайной функции означает отказ.
39147. Управление процессами технической эксплуатации изделий ЛА, заменяемых по состоянию 3.12 MB
  Лабораторная работа №2 Тема: Управление процессами технической эксплуатации изделий ЛА заменяемых по состоянию. Цель: Использование моделей экранов и замены изделий подверженных износу и старанию для управления процессами технической эксплуатации.Сформировать модель процесса технической эксплуатации изделий заменяемых по состоянию; 2.Определить характеристики процесса технической эксплуатации изделий заменяемые по состоянию; 2.
39149. Программное обеспечение вычислительной техники и автоматизированных систем 100.5 KB
  Техникум-интернат, как учреждение среднего профессионального образования получает право на общеобразовательную деятельность и льготы, представляемые законодательством Российской Федерации через лицензию, выданную Министерством социальной защиты населения Российской Федерации.