只要异步选通信号E是高电平,时钟脉冲就会通过与门。哪怕丢失或失真一个脉冲都会很关键,那么简单的与门就不合适了—由于时钟和E之间缺少同步,脉冲串中的第一个和最后一个脉冲经常会失真(比正常脉冲短)。
图1:两种选通脉冲串的方法,一种是使用选通信号E和与门(Y输出),一种是量化器(蓝色)。
本设计实例展示了一种用于综合异步选通电路的数学方法,这种电路可以在不改变脉冲宽度的条件下,从时钟信号中选通一个精确的脉冲串。这种电路被称为量化器。
根据量化器的工作原理做一个状态转换表(图2)。
图2:异步有限状态机(FSM)转换主表,其中1,2,3,4,5,6,7带圈的数字是稳定FSM状态号(G是时钟输入)。
图3:根据Mealy(左)和Moore(右)状态机做出的最终表格对。
借助图2并根据Mealy和Moore状态机可以做出最终的表格对(图3)。图中:
MC1:2-5-6-7和MC2:1-3-4是最大兼容集(根据Mealy状态机);
MC1:5-7、MC2:1-2-6和MC3:1-3-4是最大兼容集(根据Moore状态机)。
从图3可以看到,Moore状态机的总覆盖率要求更大数量的最大兼容子集,也就是更糟糕。另一方面,第一个状态可以是MC2集和MC3集的一个部分,它代表了用于额外电路优化的机会。但无需进一步考虑这个问题。
现在就很容易画出压缩的状态转换表,并为Z编码的内存单元和输出选通信号Y画出卡诺-维奇图(图4)。
根据卡诺-维奇图,为综合出来的电路写下逻辑公式:
从这个公式可以看出,其中针对z+的最小项[E●z]不是多余的。它在最小项[G●E]和[G●z]之间扮演着反竞争桥的重要角色,可以消除G的所有边沿处的连续竞争。
式中:E=异步选通信号的反向输入;
G=时钟;
Y=量化器输出。
还可以增加一些额外的功能,比如FLAG.当FLAG是低电平时,脉冲串中的第一个脉冲不会被剪切掉,而是合并进脉冲串并且不会影响其宽度。当FLAG是高电平时,第一个脉冲被切掉,并排除在脉冲串以外。FLAG状态应保持不变直到下一个选通脉冲,因此设备有足够的时间来读取它,并用于进一步处理。
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