Wybór
modelu automatu skończonego
Za pomocą pakietu ZUBR możliwa jest synteza sześciu klas automatów skończonych A, B, C, D, E i F, które mogą być efektywnie realizowane na PLD, a także czterech wspólnych modeli klas ADE, AD, AE i BF. Ponieważ na wejściach wszystkich modeli strukturalnych automatów skończonych można ustawić rejestry lub zatrzaski a na wyjściach – rejestry, to ogólna liczba modeli automatów skończonych, których realizacja jest możliwa na PLD wynosi 50. Dlatego wybór najbardziej pasującego modelu automatu potrzebnego przy jego realizacji na PLD nie jest zadaniem trywialnym. Zadanie jest jeszcze bardziej złożone , kiedy należy wybrać grupę najbardziej efektywnych modeli dla jakiegoś zbioru automatów skończonych, np. spotykanych w projektowanym systemie cyfrowym.
Najważniejszymi czynnikami, wpływającymi na wybór modelu strukturalnego automatu skończonego przy jego realizacji na PLD są:
wymagania systemowe, określone typami wejść i wyjść;
możliwości architektury PLD, konieczne do realizacji wspólnych modeli;
klasa automatu skończonego, do której odnosi się lub jest bliski realizowany automat skończony;
parametry czasowe modelu strukturalnego, wpływające na zachowanie się systemu cyfrowego;
koszt realizacji modelu i inne.
Wymagania systemowe w stosunku do automatu skończonego, są najważniejsze przy wyborze modelu strukturalnego. Na przykład, jeżeli przewiduje się wykorzystanie automatu na pierwszym poziomie systemu cyfrowego, na którego wejście sygnały podawane są w dowolnych momentach, to należy zastosować modele strukturalne z rejestrami lub zatrzaskami na wejściach. Z drugiej strony, jeśli przewiduje się wykorzystanie automatu na ostatnim poziomie systemu, należy wybrać modele z rejestrami na wyjściach. Dla systemów cyfrowych z potokową obróbką danych ważne jest, aby w każdym takcie synchronizacji na każdym poziomie systemu zakończone były czynności związane z obróbką danych. Dlatego w systemach potokowych na wszystkich poziomach należałoby zastosować modele z rejestrami na wyjściach. Należy zwrócić uwagę na stosowanie modeli z wejściami i wyjściami kombinacyjnymi, kiedy funkcje wyjściowe automatu skończonego bezpośrednio zależą od zmiennych wejściowych. W takich modelach każda zmiana na wejściach będzie powodowała zmiany wartości zmiennych wyjściowych.
Do budowy modeli automatów skończonych wykorzystywane są następujące cechy architektur PLD:
(1) – możliwość konfiguracji wyjściowych makrokomórek PLD z przerzutnikiem w pętli sprzężenia zwrotnego;
(2) – istnienie dwóch typów sprzężenia (kombinacyjnego i rejestrowego) między buforem wejściowym i logiką wewnętrzną układu PLD;
(3) – istnienie jednego typu sprzężenia (rejestrowego) między buforem wejściowym a logiką wewnętrzną układu PLD;
(4) – możliwość konfiguracji makrokomórek wyjściowych z wejściem rejestrowym i kombinacyjnym sprzężeniem zwrotnym;
(5) – możliwość konfiguracji wejściowych makrokomórek z zatrzaskami w charakterze elementów pamiętających.
Do zbudowania niektórych modeli wymaga się jednoczesnego występowania kilku podanych cech układu PLD. Z cechami architektury PLD wiąże się też możliwość buforowania wejściowych i (lub) wyjściowych sygnałów, która jest uwzględniana przy określaniu kosztów realizacji modelu.
Celem wyboru modelu automatu skończonego w zależności od parametrów czasowych jest zapewnienie maksymalnej szybkości działania systemu cyfrowego. Przy tym należy uwzględnić typ systemu: szeregowy lub potokowy. W wypadku systemu szeregowego należy wyróżnić systemy z oddzielną i ogólną synchronizacją.