Структурні схеми з типовими блоками цифрових пристроїв

Якщо робота автомата задається оператором не автоматного вигляду, то його необхідно перетворити таким чином, щоб він став автоматним. Таке перетворення виконується шляхом застосування операцій вирівнювання і доповнення. У результаті застосування цих операцій довжина оброблюваних слів, що складаються з n букв, може збільшитися на (n–1). Таке збільшення довжини еквівалентно внесенню затримки між послідовністю вхідних і вихідних сигналів.

Якщо за умовою роботи автомата припустима затримка в n тактів, то можна використати універсальну схему для реалізації операторів як автоматного, так і не автоматного вигляду. Принцип роботи такої схеми заснований на тому, що протягом перших n тактів вхідне слово х₁, х₂, ..., х_n запам'ятовується, а в наступні n тактів здійснюється послідовне зчитування букв вихідного слова q₁, q₂, ..., q_n. При цьому букви вихідного слова формуються одночасно комбінаційною схемою, на вхід якої, починаючи з n-го такту, у вигляді паралельного коду подаються букви вхідного слова.

Структурна схема автомата, що реалізує запропонований принцип, представлена на рис. 7.8. Схема складається з ряду елементів “І”, що дозволяють запис букв вхідного слова на елементи пам'яті ЕП₁ – ЕП_h; другого ряду схем “І”, що використовуються для утворення вихідного слова; комбінаційної схеми і розподілювача, що побудований на основі лічильника з дешифратором.

Рис.7.8. Структурна схема із запам'ятовуванням вхідного слова

Синхронізуючі імпульси, що подаються на вхід лічильника, викликають послідовну зміну його станів. Вихідні сигнали лічильника, що визначають його стани, подаються на вхід дешифратора. Код кожного стану дешифратор перетворить в одиничний сигнал на єдиному виході. Таким чином, послідовність станів лічильника перетвориться в послідовність сигналів на виходах дешифратора d₁, d₂, ..., d_n, d₁', d₂', ..., d_n'.

Ці сигнали здійснюють послідовний запис букв вхідного слова у відповідні елементи пам'яті і зчитування букв вихідного слова.

Наведена на рис. 7.8 схема призначена для переробки слів двійкового алфавіту. Якщо ж для представлення кожної букви вхідного алфавіту використовується k двійкових символів, то в розглянутій схемі буде потрібно використати k елементів пам'яті для зберігання кожної букви вхідного слова.

Застосування описаної схеми істотно спрощує процедуру синтезу, що у цьому випадку зводиться до реалізації комбінаційної схеми для системи перемикальних функцій.