Схема ЭП и блок начальной установки
Для начала нужно установить все триггеры в код “00”, чтобы перевести автомат в состояние S0. Это происходит принудительно при подключение питания.
Блок FL
Таблица истинности
| S
| q1
| q2
| q3
| q4
| L1
| L2
| L3
| L4
| L5
|
| S0
| 0
| 0
| 0
| 0
| 1
| 0
| 0
| 1
| 1
|
| S1
| 0
| 0
| 0
| 1
| 0
| 0
| 0
| 0
| 1
|
| S2
| 0
| 0
| 1
| 0
| 0
| 0
| 0
| 1
| 0
|
| S3
| 0
| 0
| 1
| 1
| 1
| 1
| 0
| 1
| 1
|
| S4
| 0
| 1
| 0
| 0
| 1
| 1
| 0
| 0
| 1
|
| S5
| 0
| 1
| 0
| 1
| 1
| 1
| 0
| 1
| 0
|
| S6
| 0
| 1
| 1
| 0
| 0
| 1
| 0
| 1
| 1
|
| S7
| 0
| 1
| 1
| 1
| 0
| 0
| 1
| 1
| 1
|
| S8
| 1
| 0
| 0
| 0
| 1
| 0
| 1
| 1
| 1
|
| S9
| 1
| 0
| 0
| 1
| 1
| 1
| 1
| 0
| 1
|
| S10
| 1
| 0
| 1
| 0
| 1
| 1
| 1
| 0
| 1
|
Оптимизация потенциальных микрокоманд с помощью карт
L1: q3 + ┐q3q1┐q2 + ┐q1q2
L2: ┐q1┐q4q2 +q 3┐q4 + q4┐q3+ q1┐q2
L3: q1┐q2q4
L4: ┐q1q2 + ┐q1q4
L5: ┐q1┐q3┐q4 + ┐q1┐q2┐q4 + q1┐q2┐q4 + ┐q1q2q4 + ┐q1q3q4
Функциональная схема
Таблица кодирования дней
| a1
| a2
| a3
| A
|
| 0
| 0
| 0
| пн
|
| 0
| 0
| 1
| вт
|
| 0
| 1
| 0
| ср
|
| 0
| 1
| 1
| чт
|
| 1
| 0
| 0
| пт
|
| 1
| 0
| 1
| сб
|
| 1
| 1
| 0
| вс
|
Кодирование входных и выходных сигналов
| Вход
| Состояние сейчас
| Переход в состояние
| Выход
|
| a
b
c
| Отображение времени
S0
| S3
S10
S1
| z0
z0
z0
|
| a
b
c
| Корректировка минут
S1
| S1
S1
S2
| z0
z1
z0
|
| a
b
c
| Корректировка часов
S2
| S2
S2
S0
| z0
z2
z0
|
| a
b
c
| Отображение будильника
S3
| S7
S4
S3
| z0
z0
z0
|
| a
b
c
| Корректировка минут(будильник)
S4
| S4
S5
S4
| z3
z0
z0
|
| a
b
c
| Корректировка часов(будильник)
S5
| S5
S6
S5
| z4
z0
z0
|
| a
b
c
| Вкл/выкл будильник
S6
| S6
S0
S6
| z5
z0
z0
|
| a
b
c
| Секундомер “стоп”
S7
| S8
S0
S7
| z0
z0
z6
|
| a
b
c
| Секундомер “старт”
S8
| S7
S8
S8
| z0
z0
z0
|
| a
b
c
| Корректировка
дней
S9
| S9
S0
S9
| z0
z0
z7
|
| a
b
c
| Отображение
дней
S10
| S10
S9
S10
| z0
z0
z0
|
Таблица переходов из таблицы кодирование входных и выходных сигналов.
|
| a
| b
| c
| a
| b
| c
|
| S0
| S3
| S10
| S1
| z0
| z0
| z0
|
| S1
| S1
| S1
| S2
| z0
| z1
| z0
|
| S2
| S2
| S2
| S0
| z0
| z2
| z0
|
| S3
| S7
| S4
| S3
| z0
| z0
| z0
|
| S4
| S4
| S5
| S4
| z3
| z0
| z0
|
| S5
| S5
| S6
| S5
| z4
| z0
| z0
|
| S6
| S6
| S0
| S6
| z5
| z0
| z0
|
| S7
| S8
| S0
| S7
| z0
| z0
| z6
|
| S8
| S7
| S8
| S8
| z0
| z0
| z7
|
| S9
| S9
| S0
| S9
| z0
| z0
| z0
|
| S10
| S10
| S9
| S10
| z0
| z0
| z0
|
Кодирование входов и выходов
Двоичное кодирование входов
Двоичное кодирование выходов
| z0
| 0
| 0
| 0
| 0
|
| z1
| 0
| 0
| 0
| 1
|
| z2
| 0
| 0
| 1
| 0
|
| z3
| 0
| 0
| 1
| 1
|
| z4
| 0
| 1
| 0
| 0
|
| z5
| 0
| 1
| 0
| 1
|
| z6
| 0
| 1
| 1
| 0
|
| z7
| 0
| 1
| 1
| 1
|
Блок F
| x1
| x2
| q1
| q2
| q3
| q4
| Q1
| Q2
| Q3
| Q4
| Y1
| Y2
| Y3
| Y4
|
| 0
| 0
| 0
| 0
| 0
| 0
| 0
| 0
| 1
| 1
| 0
| 0
| 0
| 0
|
| 0
| 1
| 0
| 0
| 0
| 0
| 1
| 0
| 1
| 0
| 0
| 0
| 0
| 0
|
| 1
| 0
| 0
| 0
| 0
| 0
| 0
| 0
| 0
| 1
| 0
| 0
| 0
| 0
|
| 0
| 0
| 0
| 0
| 0
| 1
| 0
| 0
| 0
| 1
| 0
| 0
| 0
| 0
|
| 0
| 1
| 0
| 0
| 0
| 1
| 0
| 0
| 0
| 1
| 0
| 0
| 0
| 1
|
| 1
| 0
| 0
| 0
| 0
| 1
| 0
| 0
| 1
| 0
| 0
| 0
| 0
| 0
|
| 0
| 0
| 0
| 0
| 1
| 0
| 0
| 0
| 1
| 0
| 0
| 0
| 0
| 0
|
| 0
| 1
| 0
| 0
| 1
| 0
| 0
| 0
| 1
| 0
| 0
| 0
| 1
| 0
|
| 1
| 0
| 0
| 0
| 1
| 0
| 0
| 0
| 0
| 0
| 0
| 0
| 0
| 0
|
| 0
| 0
| 0
| 0
| 1
| 1
| 0
| 1
| 1
| 1
| 0
| 0
| 0
| 0
|
| 0
| 1
| 0
| 0
| 1
| 1
| 0
| 1
| 0
| 0
| 0
| 0
| 0
| 0
|
| 1
| 0
| 0
| 0
| 1
| 1
| 0
| 0
| 1
| 1
| 0
| 0
| 0
| 0
|
| 0
| 0
| 0
| 1
| 0
| 0
| 0
| 1
| 0
| 0
| 0
| 0
| 1
| 1
|
| 0
| 1
| 0
| 1
| 0
| 0
| 0
| 1
| 0
| 1
| 0
| 0
| 0
| 0
|
| 1
| 0
| 0
| 1
| 0
| 0
| 0
| 1
| 0
| 0
| 0
| 0
| 0
| 0
|
| 0
| 0
| 0
| 1
| 0
| 1
| 0
| 1
| 0
| 1
| 0
| 1
| 0
| 0
|
| 0
| 1
| 0
| 1
| 0
| 1
| 0
| 1
| 1
| 0
| 0
| 0
| 0
| 0
|
| 1
| 0
| 0
| 1
| 0
| 1
| 0
| 1
| 0
| 1
| 0
| 0
| 0
| 0
|
| 0
| 0
| 0
| 1
| 1
| 1
| 1
| 0
| 0
| 0
| 0
| 0
| 0
| 0
|
| 0
| 1
| 0
| 1
| 1
| 1
| 0
| 0
| 0
| 0
| 0
| 0
| 0
| 0
|
| 1
| 0
| 0
| 1
| 1
| 1
| 0
| 1
| 1
| 1
| 0
| 1
| 1
| 0
|
| 0
| 0
| 1
| 0
| 0
| 0
| 0
| 1
| 1
| 1
| 0
| 0
| 0
| 0
|
| 0
| 1
| 1
| 0
| 0
| 0
| 1
| 0
| 0
| 0
| 0
| 0
| 0
| 0
|
| 1
| 0
| 1
| 0
| 0
| 0
| 1
| 0
| 0
| 0
| 0
| 0
| 0
| 0
|
| 0
| 0
| 1
| 0
| 0
| 1
| 1
| 0
| 0
| 1
| 0
| 0
| 0
| 0
|
| 0
| 1
| 1
| 0
| 0
| 1
| 0
| 0
| 0
| 0
| 0
| 0
| 0
| 0
|
| 1
| 0
| 1
| 0
| 0
| 1
| 1
| 0
| 0
| 1
| 0
| 1
| 1
| 1
|
| 0
| 0
| 1
| 0
| 1
| 0
| 1
| 0
| 1
| 0
| 0
| 0
| 0
| 0
|
| 0
| 1
| 1
| 0
| 1
| 0
| 1
| 0
| 0
| 1
| 0
| 0
| 0
| 0
|
| 1
| 0
| 1
| 0
| 1
| 0
| 1
| 0
| 1
| 0
| 0
| 0
| 0
| 0
|
Минимизация с помощью карт Карно
Q1 = x2q4q1┐q2┐q3 + ┐q3┐q2q1┐x2x1 + ┐q2q4x1┐x2q1 + ┐x1x2┐q4┐q3┐q2 + ┐q2┐q4q1┐x1x2
Q2 = x2x1┐q1q2q3 + x2x1┐q1q2┐q3 + x1┐q3q2┐q1 + x1┐x2q3q2q1
Q3 = x2q4q1┐q2┐q3 + ┐q3┐q2q1┐x2x1 + ┐q2q4x1┐x2q1 + ┐x1x2┐q4┐q3┐q2 + ┐q2┐q4q1┐x1x2
Q4 = x1┐x2┐q1q2q3 +┐q2┐q4┐x2┐x1 + ┐q2┐q4┐x2┐x1q3 + ┐x1┐x2┐q1q2q3
Y1 = 0
Y2 = ┐x2q4q1┐q2┐q3 + ┐x2q4┐x1┐q2┐q3
Y3 = q4┐x1┐q2┐q3
Y4 = ┐x1┐x2q4q1┐q2
Функциональная схема
Определение площади микросхемы, реализующей
Построенную функциональную схему
| ЭЛЕМЕНТ
| Кол-во транзисторов
|
| Инвертор
| 4
|
| И
| 4
|
| ИЛИ
| 6
|
| D-триггер
| 20
|
| Счетчик
| 16* n ( n - количество двоичных разрядов)
|
| Индикаторный преобразователь
| 400
|
Число транзисторов, которые могут быть размещены в одном кристалле составляет при средней степени интеграции несколько тысяч, при высокой - несколько сотен тысяч. Нашу оценку будем производить из расчета 1000 транзисторов на одном квадратном миллиметре площади кристалла.
| Элемент
| Кол-во
| Кол-во транзисторов
|
| Счетчик (n = 10)
| 6
| 960
|
| Счетчик (n = 6)
| 6
| 576
|
| Счетчик (n = 7)
| 1
| 112
|
| Счетчик (n = 3)
| 1
| 48
|
| Счетчик (n = 1)
| 1
| 16
|
| ИП
| 4
| 2000
|
| D-триггер
| 8
| 160
|
| И
| 22
| 88
|
| ИЛИ
| 12
| 72
|
Общее количество транзисторов примерно равно 4032, то есть площадь микросхемы составляет примерно 5 мм2.
