Мытищинский филиал МГТУ им. Н. Э. Баумана (МГУЛ)

Мытищинский филиал МГТУ им. Н. Э. Баумана (МГУЛ)

Космический факультет

КАФЕДРА ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ ТЕХНИКИ

 

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

по дисциплине: «Теория автоматов».

 

Выполнил:

Студент группы ВТ-21

Чубур Павел

 

Проверил:

Доцент, кандидат технических наук:

Ефремов Н.В.

 

Мытищи 2017

Задания на КП:

1. По заданным таблицам переходов и выходов (файл «Варианты заданий на структурный синтез») создайте модель абстрактного автомата МИЛИ на языке VHDL. ИспользуяCАПР QUARTUS II, подготовьте тестовые воздействия для верификации модели и убедитесь в её работоспособности.

 

1. Для заданного автомата МИЛИ выполните синтез эквивалентного автомата МУРА. Для полученного автомата также составьте модель на языке VHDL. Подготовьте эксперимент, позволяющий убедиться в эквивалентности обоих автоматов.

 

1. Используя канонический метод структурного синтеза автоматов, выполните синтез структурного автомата МИЛИ в заданном базисе. Минимизацию функций возбуждения и выходов автомата выполните вручную с помощью карт Карно.

 

1. С помощью схемотехнического редактора QUARTUS II создайте модуль, содержащий синтезированный структурный автомат. Используя функциональное моделирование, убедитесь в правильности синтеза автомата.

 

1. Выполните декомпозицию структурного автомата на память, состоящую из элементов, заданного типа и две комбинационные схемы: возбуждения элементов памяти и выходов автомата. С помощью моделирования проверьте правильность перехода к более высокому уровню иерархии проекта.

 

1. На языке VHDL составьте модели структурных частей автомата: памяти и двух комбинационных схем. Для комбинационных схем используйте потоковый стиль описания архитектуры. Память опишите, используя поведенческий стиль описания архитектуры. Последовательно замените схемные модули проекта на соответствующие VHDL –модули. Используя функциональное моделирование, каждый раз выполняйте проверку правильности получаемой модели структурного автомата.

 

1. Для операционного устройства разработайте алгоритмы выполнения заданных операций. Алгоритмы представьте в виде содержательных и закодированных граф схем. Варианты заданий возьмите из файла «Задание на КП по ОЭВМ».

 

1. Опишите операционное устройство для выполнения операции умножения с помощью языка VHDL. Применяйте для этого поведенческий стиль описания архитектуры. Для хранения преобразуемых слов информации используйте переменные. Опишите процесс, содержащий последовательность операторов преобразования переменных с целью вычисления результата (произведения). Задавая различные значения операндов, убедитесь, с помощью моделирования, в правильности формируемого результата.

 

1. Выполните декомпозицию операционного устройства по принципу Глушкова. Напишите на языке VHDL модель операционного автомата. В зависимости от управляющих сигналов операционный автомат выполняет соответствующие микрооперации и формирует сигналы признаки. Проверьте модель ОА, подавая на него последовательность, подготовленных вручную, для некоторых операндов, управляющих сигналов.
2. Решите задачу интерпретации закодированного графа микропрограммы автоматом МУРА. Для этого выполните соответствующую разметку графа, а затем перейдите к графу переходов автомата.

 

1. Составьте модель управляющего автомата на языке VHDL. Состыкуйте эту модель с моделью операционного автомата и выполните комплексную отладку операционного устройства.

 

1. Решите задачу интерпретации закодированного графа микропрограммы автоматом МИЛИ. Для этого выполните соответствующую разметку графа, а затем перейдите к графу переходов автомата.

 

1. Составьте модель управляющего автомата на языке VHDL. Состыкуйте эту модель с моделью операционного автомата и выполните комплексную отладку операционного устройства.

 

1. Реализуйте управляющий автомат по принципу хранимой в памяти логики. Напишите модель автомата на языке VHDL. Модель должна содержать управляющую память и схему управления ею.

 

 

Часть №1.

Техническое задание №14.

Таблица переходов
X\S	S1	S2	S3	S4
X1	s3	s3	s4	s1
X2	s1	s4	s4	s2
X3	sx	sx	s3	s2
X4	s3	s2	sx	sx

Таблица выходов
X\S	S1	S2	S3	S4
X1	y5	y5	y4	y1
X2	y2	y2	y2	y2
X3	yx	yx	y6	y6
X4	y5	y2	yx	yx

Типы триггеров: RS, D.

Базис: И – НЕ (Базис Шеффера).

 

 

Абстрактный автомат МИЛИ.

– входной алфавит.

–выходной алфавит.

– алфавит состояний.

– функция переходов автомата (таб. 1.1).

– функция выходов автомата (таб. 1.2).

 

Таблица переходов (1.1)
X\S	s1	s2	s3	s4
x1	s3	s3	s4	s1
x2	s1	s4	s4	s2
x3	--	--	s3	s2
x4	s3	s2	--	--

Таблица выходов (1.2)
X\S	s1	s2	s3	s4
x1	y5	y5	y4	y1
x2	y2	y2	y2	y2
x3	--	--	y6	y6
x4	y5	y2	--	--

 

Шаг 3: Выбор базиса.

Для синтеза автомата выбран базис “И – НЕ” (Базис Шеффера).

 

Мытищинский филиал МГТУ им. Н. Э. Баумана (МГУЛ)

Космический факультет

КАФЕДРА ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ ТЕХНИКИ

 

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

по дисциплине: «Теория автоматов».

 

Выполнил:

Студент группы ВТ-21

Чубур Павел

 

Проверил:

Доцент, кандидат технических наук:

Ефремов Н.В.

 

Мытищи 2017

Задания на КП:

1. По заданным таблицам переходов и выходов (файл «Варианты заданий на структурный синтез») создайте модель абстрактного автомата МИЛИ на языке VHDL. ИспользуяCАПР QUARTUS II, подготовьте тестовые воздействия для верификации модели и убедитесь в её работоспособности.

 

1. Для заданного автомата МИЛИ выполните синтез эквивалентного автомата МУРА. Для полученного автомата также составьте модель на языке VHDL. Подготовьте эксперимент, позволяющий убедиться в эквивалентности обоих автоматов.

 

1. Используя канонический метод структурного синтеза автоматов, выполните синтез структурного автомата МИЛИ в заданном базисе. Минимизацию функций возбуждения и выходов автомата выполните вручную с помощью карт Карно.

 

1. С помощью схемотехнического редактора QUARTUS II создайте модуль, содержащий синтезированный структурный автомат. Используя функциональное моделирование, убедитесь в правильности синтеза автомата.

 

1. Выполните декомпозицию структурного автомата на память, состоящую из элементов, заданного типа и две комбинационные схемы: возбуждения элементов памяти и выходов автомата. С помощью моделирования проверьте правильность перехода к более высокому уровню иерархии проекта.

 

1. На языке VHDL составьте модели структурных частей автомата: памяти и двух комбинационных схем. Для комбинационных схем используйте потоковый стиль описания архитектуры. Память опишите, используя поведенческий стиль описания архитектуры. Последовательно замените схемные модули проекта на соответствующие VHDL –модули. Используя функциональное моделирование, каждый раз выполняйте проверку правильности получаемой модели структурного автомата.

 

1. Для операционного устройства разработайте алгоритмы выполнения заданных операций. Алгоритмы представьте в виде содержательных и закодированных граф схем. Варианты заданий возьмите из файла «Задание на КП по ОЭВМ».

 

1. Опишите операционное устройство для выполнения операции умножения с помощью языка VHDL. Применяйте для этого поведенческий стиль описания архитектуры. Для хранения преобразуемых слов информации используйте переменные. Опишите процесс, содержащий последовательность операторов преобразования переменных с целью вычисления результата (произведения). Задавая различные значения операндов, убедитесь, с помощью моделирования, в правильности формируемого результата.

 

1. Выполните декомпозицию операционного устройства по принципу Глушкова. Напишите на языке VHDL модель операционного автомата. В зависимости от управляющих сигналов операционный автомат выполняет соответствующие микрооперации и формирует сигналы признаки. Проверьте модель ОА, подавая на него последовательность, подготовленных вручную, для некоторых операндов, управляющих сигналов.
2. Решите задачу интерпретации закодированного графа микропрограммы автоматом МУРА. Для этого выполните соответствующую разметку графа, а затем перейдите к графу переходов автомата.

 

1. Составьте модель управляющего автомата на языке VHDL. Состыкуйте эту модель с моделью операционного автомата и выполните комплексную отладку операционного устройства.

 

1. Решите задачу интерпретации закодированного графа микропрограммы автоматом МИЛИ. Для этого выполните соответствующую разметку графа, а затем перейдите к графу переходов автомата.

 

1. Составьте модель управляющего автомата на языке VHDL. Состыкуйте эту модель с моделью операционного автомата и выполните комплексную отладку операционного устройства.

 

1. Реализуйте управляющий автомат по принципу хранимой в памяти логики. Напишите модель автомата на языке VHDL. Модель должна содержать управляющую память и схему управления ею.

 

 

Часть №1.

Техническое задание №14.

Таблица переходов
X\S	S1	S2	S3	S4
X1	s3	s3	s4	s1
X2	s1	s4	s4	s2
X3	sx	sx	s3	s2
X4	s3	s2	sx	sx

Таблица выходов
X\S	S1	S2	S3	S4
X1	y5	y5	y4	y1
X2	y2	y2	y2	y2
X3	yx	yx	y6	y6
X4	y5	y2	yx	yx

Типы триггеров: RS, D.

Базис: И – НЕ (Базис Шеффера).

 

 

Абстрактный автомат МИЛИ.

– входной алфавит.

–выходной алфавит.

– алфавит состояний.

– функция переходов автомата (таб. 1.1).

– функция выходов автомата (таб. 1.2).

 

Таблица переходов (1.1)
X\S	s1	s2	s3	s4
x1	s3	s3	s4	s1
x2	s1	s4	s4	s2
x3	--	--	s3	s2
x4	s3	s2	--	--

Таблица выходов (1.2)
X\S	s1	s2	s3	s4
x1	y5	y5	y4	y1
x2	y2	y2	y2	y2
x3	--	--	y6	y6
x4	y5	y2	--	--