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

5826. Создании несложной игровой программы Морской бой 1.97 MB
  Введение ИГРА-вид непродуктивной деятельности,мотив которой заключается не в ее результатах,а в самом процессе.В истории человеческого общества переплеталась с магией,культовым поведением и др. Свойс...
5827. Мережні (мережеві) операційні системи. Лекційний курс 1.63 MB
  Операційна система (ОС) - це програма, що забезпечує можливість раціонального використання устаткування комп'ютера зручним для користувача чином, тобто являють собою набір програмних модулів, які дозволяють користувачеві керувати машиною, а також забезпечують взаємодію програм з зовнішніми пристроями та один з одним
5829. Електромеханічне обладнання стрічкового конвеєра СК-2 на підприємстві Ват Півд.Гзк 2.61 MB
  Тема випускної роботи: Електромеханічне обладнання важкого магістрального конвеєру СК-2 ВАТ ПівдГЗК Мета роботи: визначення вимог, що висуваються до електроприводу, вибір силового обладнання, аналіз статичних та динамічних режимів р...
5830. Бухгалтерский баланс и анализ финансового состояния предприятия 188.29 KB
  Введение Тема дипломной работы Бухгалтерский баланс и анализ финансового состояния предприятия очень актуальна. Актуальность заключается в том, что роль информации в современном мире неуклонно возрастает, и от того, как составлена и оценена финанс...
5831. Особенности социальной работы с неполными семьями на примере КГУ СО центра социальной помощи семье и детям Вдохновение г.Барнаула 1.03 MB
  Исходные данные Противоречие межу потребностью неполных семей в социальной помощи и возможностью специалистов по ее оказанию. Содержание разделов работы Наименование раздела работы Трудоемкость, от всего объема работы Срок ...
5832. Изучение вопросов и проблем учета расчетов по оплате труда и анализа фонда оплаты труда на примере ООО Азимут 151.7 KB
  Введение Труд работников - важнейший элемент процесса производства. В производстве живой труд играет ведущую роль. В то же время труд является основным источником удовлетворения материальных потребностей каждого работника. Через оплату труда ос...
5833. Популяционная генетика 34.5 KB
  Популяционная генетика Популяционная генетика исследует закономерности распределения генов и генотипов в популяциях. Установление этих закономерностей имеет как научное, так и практическое значение в разных разделах биологии, таких как экология и эк...
5834. Предмет і методологічні засади дослідження операцій 1.58 MB
  Предмет і методологічні засади дослідження операцій Лекція 1 Сутність проблематики теорії дослідження операцій Понятійний апарат дослідження операцій. Класифікація задач оптимізації та управління Математичне моделювання в опт...