Система керування складом готової продукції

- VHDL-програми надійні. Синтаксичний аналіз, програмне моделювання та компіляція в логічну схему швидко виявляють помилки проекту;

- VHDL-програми універсальні. Однократно розроблений VHDL-компонент може бути багато разів використаний в безлічі інших проектів. При цьому функції і параметри компонента можна підлаштовувати під нові завдання на будь-якому етапі проектування. Також універсальність полягає в тому, що VHDL проекти з однієї елементної бази легко переносяться на іншу (наприклад, мікросхеми різних технологій) ;

- VHDL-код довговічний, на відміну від електричної схеми, яка завжди розробляється під конкретну елементну базу. Оскільки зазвичай через 3-5 років елементна база змінюється, змінюються й електричні схеми, що використовують її. Хороше технічне рішення на мові VHDL може бути використано на протязі десятиліть.

Недолік VHDL-програм:

- на Заході найбільше поширення отримала мова Verilog. Два десятиліття тому ця мова випереджувала інші HDL мови завдяки тому, що займала мало обчислювальних ресурсів комп'ютера. VHDL – більш універсальнаі швидка мова, але вона програвала у швидкодії мові Verilog, особливо при моделюванні на рівні вентилів.

Програма Active-HDL 9. 1 не має особливих вимог до комплектуючих комп’ютера, на якому вона буде працювати, окрім об’єму пам’яті. Наведемо деякі характеристики комп’ютера:

Таблиця 1. 1 – Характеристики комп’ютера

ПроцесорAMD Athlontm 64 Processor

Частота2 GHz

Швидкість628 MGz

Материнська платаK8NF4G-SATA2

ОЗП1 Gb

Жорсткий дискST9500325AS (S2W0FRTD) 

Мережева картаБудь-яка

МоніторБудь-який

 

 

Даний пристрій являтиме собою кінцевий автомат Мілі.

Автомат – це дискретний перетворювач інформації, що здатний приймати різні стани, переходити під дією вхідних сигналів із одного стану в інший та видавати вихідні сигнали.

Кінцевий – це автомат із кінцевою множиною станів, а також вхідних і вихідних сигналів.

Стан – це передісторія автомату.

Математичною моделлю реального кінцевого автомату є абстрактний автомат, який можна представити у вигляді:

Рис. 1. 1 -Модель кінцевого автомату

Дискретний проміжок часу функціонування автомату називається тактом. В залежності від довжини такту автомати бувають синхронного типу та асинхронного.

Принцип роботи автомату: в кожний момент часу він знаходиться в деякому стані a (t) із усієї множини станів, початковому моменту часу t=0стан автомату відповідає a0. В деякий момент часу tавтомат сприймає вхідний сигнал x (t), видає вихідний сигнал y (t) та переходить в наступний стан a (t+1).

Автомати поділяються на автомат Мілі та Мура.

Особливістю автомату Мілі є те, що його вихідні сигнали залежать як від стану автомату, так і від значень вхідних сигналів.

В автоматі Мура вихідні сигнали в кожний дискретний момент часу залежить тільки від внутрішнього стану автомату і не залежить від вхідних сигналів.

Побудуємо модель кінцевого автомату Мілі, яка описуватиме функціонування даного складу готової продукції.

Рис. 1. 2 – Модель кінцевого автомату Мілі для функціонування складу готової продукції

В даному випадку:

х1, х2, х3 – вхідні сигнали, тобто тип продукції, що поступила до складу (х1 – одяг, х2 – взуття, х3 – продукти) ;

у1, у2, у3 – вихідні сигнали, тобто склад, куди необхідно транспортувати готову продукцію (у1 – магазин 1 (туди поставляються одяг та взуття), у2 – магазин 2 (одяг та взуття), у3 – магазин 3 (супермаркет, туди поставляються продукти та одяг)) ;

а1, а2, а3 – внутрішні стани складу, тобто тип роботи, який проводиться з даною продукцією (а1 – сортування одягу на пори року, а2 – сортування на чоловіче та жіноче, а3 – безпосереднє вантаження до вантажівок).

В залежності від того, який тип продукції поступив до складу, за допомогою спеціальної таблиці переходів визначається стан автомату у даний момент часу, та формується сигнал на його виході, тобто транспортування у відповідний магазин.

Побудуємо таблицю функціонування кінцевого автомату Мілі.

Таблиця 1. 2 – Таблиця станів кінцевого автомату

Вхідні сигналиСтани

а1а2а3

х1а2а3а1

х2а1а3-

х3--а3

Вихідні сигналиу1у2у3

 

 

 

Під розробкою перетворювача логічного синтезу розуміється побудова майбутнього пристрою за допомогою тригерів. Автомат Мілі представляє собою роботу асинхронного RS-тригера.

Тригер – це електронний пристрій, що призначений для запису та зберігання інформації. Зазвичай він має два виходи – прямий та інверсний, а також деяку кількість входів, в залежності від поставленої задачі. Під дією вхідних сигналів змінюються стани виходів. Для виготовлення тригерів зазвичай використовуються біполярні уніполярні транзистори (напівпровідникові прилади).

Тригер – логічний пристрій, здатний зберігати 1 біт даних. Тригер є основним компонентом більш складних пристроїв, таких як лічильники, зсувні регістри і регістри пам'яті.

Інформація може записуватися в тригери вільно (безперервно), тобто при подачі сигналів на вхід, стан виходу змінюється в реальному часі. Такі тригери називаються асинхронними. А інформація може записуватися, тільки коли активний синхронізуючий сигнал, за відсутності позитивного рівня напрузі на ньому; інформація на виходах змінитися не може – синхронні (тактовані) тригери.

RS-тригер називається так через назви його входів: R – reset (скинути) і S-set (встановити).