5.4.2. Синтез асинхронних імпульсних автоматів

Асинхронними імпульсними автоматами називаються такі, на які вхідні сигнали впливають лише на короткі інтервали часу зміни їх рівня з “0” в “1” або навпаки. Строге описання законів функціонування даних автоматів можливо лише на основі їх логічних властивостей, що визначаються функціями переходів. Для аналітичного формування закону функціонування асинхронних імпульсних автоматів вводиться оператор переходу d. Використання оператора переходу до потенційних сигналів дає імпульсний сигнал (рис. 5.40, а, б), який приймає одиничне значення в момент переходу з “0” в “1”. Для опису асинхронних імпульсних автоматів, що спрацьовують по передньому фронту, слід використовувати вираз для імпульсного сигналу у вигляді (рис. 5.40, в).

Задача синтезу асинхронних імпульсних автоматів може бути зведена до задачі синтезу асинхронних потенційних автоматів шляхом розробки методики перетворення функцій переходів, в які входять оператори d, в функції переходів виходів, що не містять операторів d. Таке перетворення називається інтегруванням функції переходів імпульсного автомата [під ред. Казеринова], або інтегруванням імпульсного автомата.

Найбільш просто імпульсні автомати інтегруються табличним м етодом, оскільки є можливість побудувати таблицю переходів асинхронного потенційного автомата безпосередньо за функцією переходу імпульсного автомата.

Розглянемо це на прикладі синтезу імпульсного JK-тригера, повна функція переходів якого задається Табл. 5.46. Вона практично не відрізняється від відповідної функції потенційного тригера, тому аналітичний вираз для закону функціонування (характеристичне рівняння) має вигляд:

.

Виконуємо інтегрування характеристичного імпульсного JK-тригера побудовою ПТП асинхронного потенційного автомата, еквівалентного синтезованому імпульсному тригеру.

Якщо сигнали J- і K- не змінюються, то , тому в стійких станах, відповідно до характеристичного рівняння тригера, має місце рівність . З цього витікає, що ПТП повинна мати в кожному стовбці, що відповідає стану входу, по два стійкі стани, які відрізняються значенням функції виходу або . Оскільки можливих станів входу чотири, то число стійких станів асинхронного потенційного автомата дорівнює 8. Пронумерувавши їх у ряд, починаючи з нуля, заповнимо діагональ в ПТП (Табл. 5.47). Потім, використовуючи характеристичне рівняння тригера, знайдемо переходи між стійкими станами.

Нехай, наприклад, початковим є стан входу , якому відповідають стійкі стани і . Допустимо, що стан входу змінюється на . Оскільки при цьому (в відповідності до рис. 5.40, б, в), J змінюється в напрямку , а , то , а , то автомат повинен перейти в той внутрішній стан, якому відповідає стан виходу, який визначається характеристичним рівнянням тригера , тобто, незалежно від вихідного стійкого стану ( або ), він повинен перейти в стійкий стан . Аналогічно заповнюється решта кліток ПТП, які відповідають нестійким станам у Табл. 5.47.

Наступним етапом проектування є абстрактний і структурний синтез за методикою синтезу асинхронних потенційних автоматів.