В статье рассматривается структурная организация управляющих автоматов железнодорожных систем. Описана математическая модель автоматов Мура. Показана оригинальная структура управляющих автоматов нового типа, названных автоматами Мухопада, которые отличаются малыми затратами на реализацию комбинационных схем за счет ввода мультиплексора и комбинационной схемы адресации для выбора одного логического условия из всего множества на каждый период работы. Дана сравнительная оценка сложности комбинационной схемы переходов для управляющих автоматов Мура и Мухопада при реализации на постоянном запоминающем устройстве и программируемых логических матрицах. Рассмотрена новая организация управляющих автоматов Мура с унитарным кодированием состояний с предварительным преобразованием алгоритма управления за счет ввода пустых операторов, разделяющих логические условия. Показано, что в новой структуре управляющих автоматов Мура существенно снижается сложность комбинационной схемы за счет использования только двухвходовых логических элементов «И», количество которых в два раза больше логических условий. Приводятся системный анализ всех типов управляющих автоматов и заключение о том, что эффект снижения затрат на комбинационную схему достигнут за счет ввода адресной подсистемы, которой не было в управляющих автоматах Мура.
железнодорожная автоматика, управляющие автоматы, алгоритм, комбинационная схема, структурная организация автоматов
1. Сапожников Вал. В. Теория дискретных устройств ж. д. автоматики, телемеханики и связи / Вал. В. Сапожников, Вл. В. Сапожников, Ю. М. Кравцов. - М. : Транспорт, 2001. - 368 с.
2. Уилмсхерст Т. Разработка встроенных систем с помощью микроконтроллеров PIC / Т. Уилмсхерст. - М. : МК-Пресс, 2008. - 543 с.
3. Мухопад Ю. Ф. Микроэлектронные системы управления / Ю. Ф. Мухопад. - Братск : БрГУ, 2009. - 285 с.
4. Мухопад Ю. Ф. Теория дискретных устройств / Ю. Ф. Мухопад. - Иркутск : Ир- ГУПС, 2010. - 172 с.
5. Мухопад А. Ю. Теория управляющих автоматов сложных технических систем реального времени / Ю. Ф. Мухопад. - Новосибирск : Наука, 2015. - 175 с.
6. Закревский А. Д. Алгоритмы синтеза дискретных автоматов / А. Д. Закревский. - М. : Наука, 1971. - 511 с.
7. Гаврилов М. А. Логическое проектирование дискретных автоматов / М. А. Гаврилов, В. В. Девятков, Е. И. Пупырев. - М. : Наука, 1977. - 368 с.
8. Баранов С. И. Синтез автоматов на элементах с матричной структурой / С. И. Ба- ранов, В. Н. Синев, Н. Я. Янцен // Проектирование функционально-ориентированных вычислительных систем. - Л. : ЛГУ, 1990. - С. 90-108.
9. Горбатов В. А. Теория автоматов / В. А. Горбатов, А. В. Горбатов, М. В. Горбатова. - М. : Астрель, 2008. - 699 с.
10. Соловьев В. В. Логическое проектирование цифровых систем на основе ПЛИС / В. В. Соловьев, А. Климович. - М. : Горячая линия - Телеком, 2008. - 374 с.
11. Уилкинсон Барри. Основы проектирования цифровых схем / Барри Уилкинсон. - М. ; Киев ; СПб. : Издательский дом «Вильямс», 2004. - 320 с.
12. Марюхненко В. С. Информационное обеспечение подвижных транспортных средств на основе интегрированных навигационных систем / В. С. Марюхненко, В. В. Демьянов, Ю. Ф. Мухопад, Б. М. Миронов. - Новосибирск : Наука, 2014. - 256 с.
13. Юренко К. И. Математическое моделирование движения скоростного поезда / К. И. Юренко, В. В. Фандеев, В. В. Нефедов // Труды XXVII Международной на- учной конференции «Математические методы в технике и технологиях». Т. 5. - Саратов : СарГТУ, 2014. - С. 150-154.
14. Яковлев В. В. Информационная безопасность и защита информации в корпоративных сетях ж. д. транспорта / В. В. Яковлев, А. А. Корниенко. - М. : Транс- порт, 2002. - 336 с.
15. Патент 2475838 Российская Федерация. Устройство криптографической защиты информации. Мухопад А. Ю., Мухопад Ю. Ф. 07.11.2011. Бюлл. № 5.
16. Патент 2527190 Российская Федерация. Управляющий автомат. Мухопад А. Ю., Мухопад Ю. Ф., Пунсык-Намжилов Д. Ц., Матвеев Е. Н. 27.08.2014. Бюлл. № 24.
17. Труды по теории синтеза и диагноза конечных автоматов и релейных устройств ; под ред. Вал. В. Сапожникова и Вл. В. Сапожникова. - СПб. : Элмор, 2009. - 894 с.
18. Мухопад Ю. Ф. Проектирование специализированных микропроцессорных вычислителей / Ю. Ф. Мухопад. - Новосибирск : Наука, 1981. - 162 с.
19. Мухопад А. Ю. Структурно-автоматное программирование / А. Ю. Мухопад // Многоядерные процессоры, параллельное программирование, ПЛИС, системы обработки сигналов : сб. науч. статей VI Международной научно-практической конференции. - Барнаул, 2016. - С. 43-48.
