Catégorie: "Schémas"

Bonne pour le service

par Le Grincheux  

La machine à états finis est maintenant bonne pour le service. Rien n'a été laissé au hasard.

Les équations des transitions sont les suivantes :

j0=q3'(I'(q2 xor q1)+I(PBT'+q2'(C255+q1')+q1PHT+q2PHT'))+q3q2'q1I
k0=q3((q2 xnor q1)+q1'PBT')+q2'PBTC15(q1'IPHT'+q3'q1PHT)
        +q2I'(PBT'+q3'PHT+q1)
j1=q2'q0'I'(PHT+q3'PBT)+q3'q0I(PHT+C15)+q2PBT'(q0+I)
        +q3q0'(PHT+PBTC15+q2)+q3'q2(q0PHT+IPHT')
k1=q3'(q2'(q0'I'+q0PBTPHTC15)+q2q0I')
j2=q1'q0'I'(PHT+q3'PBT)+q3'q0I(PBT'C15+q1'PHT)+q3q0'(PHT+q1+PBTC15)
        +q3'q1(q0(C15+PBT')+IPBT')+q1q0'IPHT
k2=q3'q1'q0(I+PBTPHT'C255)+q1(q3+q0I')+q3q0'
j3=q0'I'(q2 xor q1)+q1'q0(I'(q2'+PBTPHT'C255)+q2I)
k3=q2'q0'(PHT+C15)+q2'q1+q2q1'q0(PBT'+C15)

Et le schéma complet devient :

Fig. 1 : la même chose en grand

Avec une horloge à 8 Hz, les tensions de chauffage sont présentes 64 s avant l'application de la haute tension. Lorsque la haute tension est coupée volontairement, les tensions de chauffage restent actives durant 64 s de plus. Les défauts d'une partie des alimentations provoquent une mise en sécurité du système.

La question est maintenant de savoir si j'implante la logique combinatoire dans une mémoire à diodes (512 mots de 5 bits, donc 2048 bits) ou en arithmétique pure.

Facile, non ?

Derniers raffinements

par Le Grincheux  

Je vois que personne n'a vu l'erreur signalée dans le dernier article. Le problème était simple, il fallait réinitialiser le compteur lors de la transition extinction vers HT. En effet, l'état extinction impose la présence de la basse tension, mais la haute tension est coupée. Lorsque cette haute tension est rallumée, son temps de montée n'est pas nul. Il faut donc passer par l'état HT qui ne vérifie pas la présence de la haute tension avant de passer en défaut ou en maintien. Or la transition depuis extinction vers HT se fait avec un compteur dans un état indéfini alors que l'arrivée à l'état HT suppose un compteur nul.

Fig. 1 : la même chose en grand

Les quatre états au bas du schéma sont des états normalement inaccessibles. Ils ont été rajoutés pour que tous les états soient déterminés et que le système passe en protection en cas de présence d'un état indéterminé.

Les nouvelles sorties de la machine sont maintenant :

 B Q1Q0
Q3Q2 00 01 11 10
00 0 1 1 1
01 1 1 0 0
11 0 1 0 0
10 0 0 1 0

Tab. 1 : allumage de la basse tension

B=Q3'(Q2'(Q0+Q1)+Q2Q1')+Q0(Q1 xor Q2)

 H Q1Q0
Q3Q2 00 01 11 10
00 0 0 1 0
01 1 0 0 0
11 0 0 0 0
10 0 0 0 0

Tab. 2 : allumage de la haute tension

H=Q3'(Q2Q1'Q0'+Q2'Q1Q0)

 R Q1Q0
Q3Q2 00 01 11 10
00 1 0 0 0
01 1 0 1 1
11 1 0 1 1
10 0 1 1 1

Tab. 3 : blocage du compteur à zéro

R=Q1(Q2+Q3)+Q3'Q1'Q0'+Q3(Q2 xor Q0)

 E Q1Q0
Q3Q2 00 01 11 10
00 0 0 0 0
01 0 0 1 1
11 1 0 1 1
10 0 0 0 1

Tab. 4 : indicateur d'erreur

E=Q2Q1+Q3Q0'(Q2+Q1)

Fig. 2 : circuit de sortie de la machine (en grand)


Entrées

États futurs et
sorties pour les atteindre

Q3 Q2 Q1 Q0 I PBT PHT C15 C255 Q3 Q2 Q1 Q0 J3 K3 J2 K2 J1 K1 J0 K0
0 0 0 0 0 0 0 X X 0 0 0 0 0 X 0 X 0 X 0 X
0 0 0 0 1 X X X X 0 0 0 1 0 X 0 X 0 X 1 X
0 0 0 0 0 1 0 X X 0 1 1 0 0 X 1 X 1 X 0 X
0 0 0 0 0 0 1 X X 0 1 1 0 0 X 1 X 1 X 0 X
0 0 0 0 0 1 1 X X 0 1 1 0 0 X 1 X 1 X 0 X
0 0 0 1 1 X 0 0 X 0 0 0 1 0 X 0 X 0 X X 0
0 0 0 1 1 0 X 1 X 0 1 1 1 0 X 1 X 1 X X 0
0 0 0 1 1 X 1 X X 0 1 1 1 0 X 1 X 1 X X 0
0 0 0 1 0 X X X X 1 0 0 1 1 X 0 X 0 X X 0
0 0 0 1 1 1 0 1 X 0 0 1 0 0 X 0 X 1 X X 1
0 0 1 0 0 X X X X 1 0 0 1 1 X 0 X X 1 1 X
0 0 1 0 1 1 0 X 0 0 0 1 0 0 X 0 X X 0 0 X
0 0 1 0 1 X 1 X X 0 1 1 1 0 X 1 X X 0 1 X
0 0 1 0 1 0 X X X 0 1 1 1 0 X 1 X X 0 1 X
0 0 1 0 1 1 0 X 1 0 0 1 1 0 X 0 X X 0 1 X
0 0 1 1 X 1 X 0 X 0 0 1 1 0 X 0 X X 0 X 0
0 0 1 1 X 1 1 1 X 0 1 0 0 0 X 1 X X 1 X 1
0 0 1 1 X 0 X X X 0 1 1 1 0 X 1 X X 0 X 0
0 0 1 1 X 1 0 1 X 0 1 1 1 0 X 1 X X 0 X 0
0 1 0 0 1 1 1 X X 0 1 0 0 0 X X 0 0 X 0 X
0 1 0 0 1 1 0 X X 0 1 1 1 0 X X 0 1 X 1 X
0 1 0 0 1 0 1 X X 0 1 1 1 0 X X 0 1 X 1 X
0 1 0 0 1 0 0 X X 0 1 1 1 0 X X 0 1 X 1 X
0 1 0 0 0 X X X X 1 1 0 1 1 X X 0 0 X 1 X
1 1 0 1 X 1 X 0 X 1 1 0 1 X 0 X 0 0 X X 0
1 1 0 1 X 1 X 1 X 0 1 0 1 X 1 X 0 0 X X 0
1 1 0 1 X 0 X X X 0 1 1 0 X 1 X 0 1 X X 1
0 1 0 1 1 X X X X 1 0 1 1 1 X X 1 1 X X 0
0 1 0 1 0 1 0 X 0 0 1 0 1 0 X X 0 0 X X 0
0 1 0 1 0 0 X X X 0 1 1 0 0 X X 0 1 X X 1
0 1 0 1 0 1 1 X X 0 1 1 0 0 X X 0 1 X X 1
0 1 0 1 0 1 0 X 1 1 0 0 1 1 X X 1 0 X X 0
1 0 0 1 X X X X X 1 0 0 0 X 0 0 X 0 X X 1
1 0 0 0 X X 0 0 X 1 0 0 0 X 0 0 X 0 X 0 X
1 0 0 0 X 1 0 1 X 0 1 1 0 X 1 1 X 1 X 0 X
1 0 0 0 X 1 1 X X 0 1 1 0 X 1 1 X 1 X 0 X
1 0 0 0 X 0 1 X X 0 1 1 0 X 1 1 X 1 X 0 X
1 0 0 0 X 0 0 1 X 0 0 0 0 X 1 0 X 0 X 0 X
0 1 1 0 0 X X X X 0 1 1 0 0 X X 0 X 0 0 X
0 1 1 0 1 X X X X 0 1 1 1 0 X X 0 X 0 1 X
0 1 1 1 0 X X X X 0 0 0 0 0 X X 1 X 1 X 1
0 1 1 1 1 X X X X 0 1 1 1 0 X X 0 X 0 X 0
1 0 1 1 X X X X X 0 0 1 1 X 1 0 X X 0 X 0
1 0 1 0 0 X X X X 0 1 1 0 X 1 1 X X 0 0 X
1 0 1 0 1 X X X X 0 1 1 1 X 1 1 X X 0 1 X
1 1 0 0 X X X X X 1 0 1 0 X 0 X 1 1 X 0 X
1 1 1 1 X X X X X 1 0 1 0 X 0 X 1 X 0 X 1
1 1 1 0 X X X X X 1 0 1 0 X 0 X 1 X 0 0 X

Tab. 5 : transitions de l'automate

La réduction des quines et le schéma de câblage suivront au prochain épisode. Après tout, nous sommes dimanche.

Un pas de plus vers l'automatisation

par Le Grincheux  

Pour automatiser la réductions des quines, le programme présenté il y a quelques articles est modifié pour générer automatiquement les diverses équations réduites directement du tableau des transitions. La procédure se fait grâce à un premier programme qui transforme le tableau des transitions en autant de fichiers qu'il y a de commandes de bascules :

#!/usr/local/bin/rpl -csp

/*
 * Format du fichier d'entrée :
 * abcdefghia'b'c'd'j3k3j2k2j1k1j0k0
 */

TRANSITIONS
<<
    { "length*(1)" }
    { { "name" "transitions.global" } "sequential" "old"
            "readonly" "flow" }
    open format

    0
    -> F_IN NB_LIGNES
    <<
        while
            F_IN "end of file" inquire not
        repeat
            ""
            do
                F_IN read 1 get
            until
                if
                    dup "\n" same
                    F_IN "end of file" inquire or
                then
                    drop true
                else
                    +
                    false
                end
            end

            if
                dup "" same not
            then
                'NB_LIGNES' incr
            else
                drop
            end

        end

        F_IN close
        NB_LIGNES ->table
    >>

    14
    -> L I
    <<
        { "j3" "k3" "j2" "k2" "j1" "k1" "j0" "k0" }
        forall E
            { "length*(*)" }

            "name" "transitions." E +

            if
                dup "existence" inquire
            then
                { "sequential" "replace" "readwrite" "flow" }
            else
                { "sequential" "new" "readwrite" "flow" }
            end

            rot rot 2 ->list 1 ->list swap +
            open format

            -> FICHIER
            <<
                1 L size for K
                    L K 1 ->list get I dup sub
                    -> F
                    <<
                        if
                            F "0" same not
                        then
                            if
                                F "X" same
                            then
                                "*"
                            else
                                ""
                            end
                            L K 1 ->list get 1 9 sub + "\n" +
                                    1 ->list
                            FICHIER write
                        end
                    >>
                next

                FICHIER close
            >>
            'I' incr
        next
    >>
>>

Cette première étape est suivie par une seconde qui transforme l'écriture réduite des états en un fichier compréhensible par qmc-cli :

#!/usr/local/bin/rpl -csp

/*
 * Format du fichier d'entrée :
 * 010X00X
 * *1111111
 * *X000X01
 *
 * Le X correspond à une valeur indifférente. Les entiers binaires
 * spécifiés doivent donner une combinaison vraie. Les lignes commençant par
 * une étoile indiquent un résultat indifférent.
 */

PRINCIPAL
<<
    { "j0" "k0" "j1" "k1" "j2" "k2" "j3" "k3" }
    forall I
        I TRANSITIONS
    next
>>

TRANSITIONS
<<
    -> E
    <<
        { "length*(1)" }
        "name" "transitions." E + 2 ->list 1 ->list
        { "sequential" "old" "readonly" "flow" } +
        open format

        0
        -> F_IN NB_LIGNES
        <<
            while
                F_IN "end of file" inquire not
            repeat
                ""
                do
                    F_IN read 1 get
                until
                    if
                        dup "\n" same
                        F_IN "end of file" inquire or
                    then
                        drop true
                    else
                        +
                        false
                    end
                end

                if
                    dup "" same not
                then
                    'NB_LIGNES' incr
                else
                    drop
                end

            end

            F_IN close
            NB_LIGNES ->list
        >>

        1
        -> LISTE I
        <<
            do
                LISTE I get ucase
                -> E
                <<
                    if
                        E "X" pos dup
                    then
                        // Il y a au moins un X
                        -> P
                        <<
                            { "0" "1" } forall J
                                if
                                    P 1 same
                                then
                                    J E 2 over size sub +
                                elseif
                                    P E size same
                                then
                                    E 1 over size 1 - sub J +
                                else
                                    E 1 P decr sub J +
                                    E P incr E size sub +
                                end
                            next

                            LISTE swap I swap put swap
                            1 ->list + 'LISTE' sto
                        >>
                    else
                        // Pas de X, on passe au suivant
                        drop
                        'I' incr
                    end
                >>
            until
                LISTE size I same
            end

            LISTE l->t << < >> sort

            { "length*(*)" }
            "name" E ".in" +

            if
                dup "existence" inquire
            then
                { "sequential" "replace" "flow" }
            else
                { "sequential" "new" "flow" }
            end

            rot rot 2 ->list 1 ->list swap +
            open format

            -> F_OUT
            <<
                forall I
                    if
                        I "*" pos
                    then
                        "x" "# " I 2 over size sub + "b" + str->
                        b->r ->str +
                    else
                        "# " I + "b" + str-> b->r ->str
                    end

                    ->str "\n" + 1 ->list F_OUT write
                next

                F_OUT close
            >>
        >>
    >>
>>

À la fin de la procédure, les huit fichiers j0.in, j1.in, j2.in, j3.in, k0.in, k1.in, k2.in et k3.in sont créés. Reste à les faire passer dans la moulinette qmc-cli pour obtenir la réduction des quines.

Après réduction, les équations deviennent :

j0=q3'q2'((q1 xor i) + iC255)+q3'q2(q1'i'+iPHT)+q3'i(PBT'+q1PHT)
k0=q2'P
BTC15(q1'iPHT'+q3'q1PHT)+q3'q2i'(q1+PHT)+q3q1'(q2'+q0PBT')
        +q3'q2i'PBT'
j1=q3'q2'q0'i'(PBT+PHT)+q3'q0i(PHT+C15)+q3'q2(i(PBT'+PHT')+q0PHT)
        +q3q2'q1'q0'(PHT+PBTC15)+q2q1'q0PBT'
k1=q3'q2'(q1'i'+q0PBTPHTC15)+q3'q2q0i'
j2=q3'q1'(q0'i'(PBT+PHT)+q0iPHT)+q3'q1(i(PBT'+qo'PHT)
        +q0(PBT'+C15))+q3q2'q1'q0'(PHT+PBTC15)+q3'q0iPBT'C15
k2=q3'q0(q1'(i+PBTPHT'C255)+q1i')
j3=q3'q0'i'(q1 xor q2)+q1'i'(q3'q2PBTPHT'C255+q2'q0)
k3=q2'q1'q0'(PHT+C15)+q2q1'q0(PBT'+C15)

Le schéma du circuit de contrôle des alimentations devient alors :

Fig. 1 : schéma de la machine à états (le même en grand)

J'ai pu tester ce circuit dans tous les sens. Il donne presque entièrement satisfaction. Tous les défauts sont bien détectés, les temporisations sont correctes pour les phases d'allumage et d'extinction. Ami lecteur, sauras-tu corriger ce circuit pour qu'il soit parfait ?

Automate, suite

par Le Grincheux  

Comme il faut toujours remettre son ouvrage sur le travail, voici la dernière version de l'automate à états finis gérant l'alimentation.

Fig. 1 : dernière version de l'automate (la même chose en grand)

J'espère cette fois-ci n'avoir rien oublié. Ce nouvel automate comporte onze états, donc nécessite quatre bascules au lieu de trois. Il faut donc réétudier les sorties du circuit à l'aide de nouveaux tableaux de Karnaugh.

 B Q1Q0
Q3Q2 00 01 11 10
00 0 1 1 1
01 1 1 0 0
11 X 1 X X
10 0 0 X X

Tab. 1 : allumage de la basse tension

B=Q1'Q2+Q0Q2'Q3'+Q1Q2'

 H Q1Q0
Q3Q2 00 01 11 10
00 0 0 1 0
01 1 0 0 0
11 X 0 X X
10 0 0 X X

Tab. 2 : allumage de la haute tension

H=Q2Q1'Q0'+Q2'Q1Q0

 R Q1Q0
Q3Q2 00 01 11 10
00 1 0 0 0
01 1 0 1 1
11 X 0 X X
10 0 1 X X

Tab. 3 : blocage du compteur à zéro

R=Q3'Q1'Q0'+Q3Q2'Q0+Q2Q1

 E Q1Q0
Q3Q2 00 01 11 10
00 0 0 0 0
01 0 0 1 1
11 X 0 X X
10 0 0 X X

Tab. 4 : indicateur d'erreur

E=Q2Q1

Le schéma des quatre sorties devient alors :

Fig. 1 : câblage des sorties (la même chose en grand)

Reste à écrire la table des transitions et à simplifier les quines.

Entrées

États futurs et
sorties pour les atteindre

Q3 Q2  Q1 Q0 I PBT PHT C15 C255 Q3 Q2 Q1 Q0 J3 K3 J2 K2 J1 K1 J0 K0
0 0 0 0 0 0 0 X X 0 0 0 0 0 X 0 X 0 X 0 X
0 0 0 0 1 X X X X 0 0 0 1 0 X 0 X 0 X 1 X
0 0 0 0 0 1 0 X X 0 1 1 0 0 X 1 X 1 X 0 X
0 0 0 0 0 0 1 X X 0 1 1 0 0 X 1 X 1 X 0 X
0 0 0 0 0 1 1 X X 0 1 1 0 0 X 1 X 1 X 0 X
0 0 0 1 1 X X 0 X 0 0 0 1 0 X 0 X 0 X X 0
0 0 0 1 1 0 X 1 X 0 1 1 1 0 X 1 X 1 X X 0
0 0 0 1 0 X X X X 1 0 0 1 1 X 0 X 0 X X 0
0 0 0 1 1 1 X 1 X 0 0 1 0 0 X 0 X 1 X X 1
0 0 1 0 0 X X X X 1 0 0 1 1 X 0 X X 1 1 X
0 0 1 0 1 1 X X 0 0 0 1 0 0 X 0 X X 0 0 X
0 0 1 0 1 0 X X X 0 1 1 1 0 X 1 X X 0 1 X
0 0 1 0 1 1 X X 1 0 0 1 1 0 X 0 X X 0 1 X
0 0 1 1 X 1 X 0 X 0 0 1 1 0 X 0 X X 0 X 0
0 0 1 1 X 1 1 1 X 0 1 0 0 0 X 1 X X 1 X 1
0 0 1 1 X 0 X X X 0 1 1 1 0 X 1 X X 0 X 0
0 0 1 1 X 1 0 1 X 0 1 1 1 0 X 1 X X 0 X 0
0 1 0 0 1 1 1 X X 0 1 0 0 0 X X 0 0 X 0 X
0 1 0 0 1 1 0 X X 0 1 1 1 0 X X 0 1 X 1  X
0 1 0 0 1 0 1 X X 0 1 1 1 0 X X 0 1 X 1 X
0 1 0 0 1 0 0 X X 0 1 1 1 0 X X 0 1 X 1 X
0 1 0 0 0 X X X X 1 1 0 1 1 X X 0 0 X 1 X
1 1 0 1 X 1 X 0 X 1 1 0 1 X 0 X 0 0 X X 0
1 1 0 1 X 1 X 1 X 0 1 0 1 X 1 X 0 0 X X 0
1 1 0 1 X 0 X X X 0 1 1 0 X 1 X 0 1 X X 1
0 1 0 1 1 X X X X 0 1 0 0 0 X X 0 0 X X 1
0 1 0 1 0 1 0 X 0 0 1 0 1 0 X X 0 0 X X 0
0 1 0 1 0 0 X X X 0 1 1 0 0 X X 0 1 X X 1
0 1 0 1 0 1 1 X X 0 1 1 0 0 X X 0 1 X X 1
0 1 0 1 0 1 0 X 1 1 0 0 1 1 X X 1 0 X X 0
1 0 0 1 X X X X X 1 0 0 0 X 0 0 X 0 X X 1
1 0 0 0 X X 0 0 X 1 0 0 0 X 0 0 X 0 X 0 X
1 0 0 0 X 1 0 1 X 0 1 1 0 X 1 1 X 1 X 0 X
1 0 0 0 X 1 1 X X 0 1 1 0 X 1 1 X 1 X 0 X
1 0 0 0 X 0 1 X X 0 1 1 0 X 1 1 X 1 X 0 X
1 0 0 0 X 0 0 1 X 0 0 0 0 X 1 0 X 0 X 0 X
0 1 1 0 0 X X X X 0 1 1 0 0 X X 0 X 0 0 X
0 1 1 0 1 X X X X 0 1 1 1 0 X X 0 X 0 1 X
0 1 1 1 0 X X X X 0 0 0 0 0 X X 1 X 1 X 1
0 1 1 1 1 X X X X 0 1 1 1 0 X X 0 X 0 X 0

Tab. 2 : transitions de l'automate

Derniers raffinements de l'automate

par Le Grincheux  

Il manque à l'automate un dernier raffinement consistant en une transition allant de l'état 000 (repos) vers l'état 110 (défaut appareil éteint). En effet, si une tension de chauffage ou une haute tension apparaît dans le circuit commandé, l'alimentation est en panne et il convient de le signaler. Le nouveau diagramme des états devient alors :

 

Fig. 1 : nouveau diagramme d'états (le même en grand)

Cette nouvelle transition ne change rien aux équations des sorties décrites plus tôt. En revanche, la table des transitions devient :

Entrées Sorties
Q2 Q1 Q0 I PBT PHT C15 C255 Q'2 Q'1 Q'0 J2 K2 J1 K1 J0 K0
0 0 0 0 0 0 X X 0 0 0 0 X 0 X 0 X
0 0 0 0 0 1 X X 1 1 0 1 X 1 X 0 X
0 0 0 0 1 0 X X 1 1 0 1 X 1 X 0 X
0 0 0 0 1 1 X X 1 1 0 1 X 1 X 0 X
0 0 0 1 X X X X 0 0 1 0 X 0 X 1 X
0 0 1 0 X X X X 0 0 0 0 X 0 X X 1
0 0 1 1 X X 0 X 0 0 1 0 X 0 X X 0
0 0 1 1 0 X 1 X 1 1 1 1 X 1 X X 0
0 0 1 1 1 X 1 X 0 1 0 0 X 1 X X 1
0 1 0 0 X X X X 0 0 0 0 X X 1 0 X
0 1 0 1 0 X X X 1 1 1 1 X X 0 1 X
0 1 0 1 1 X X 0 0 1 0 0 X X 0 0 X
0 1 0 1 1 X X 1 0 1 1 0 X X 0 1 X
0 1 1 X 0 X X X 1 1 1 1 X X 0 X 0
0 1 1 X 1 0 1 X 1 1 1 1 X X 0 X 0
0 1 1 X 1 X 0 X 0 1 1 0 X X 0 X 0
0 1 1 X 1 1 1 X 1 0 0 1 X X 1 X 1
1 0 0 1 1 0 X X 1 1 1 X 0 1 X 1 X
1 0 0 1 0 1 X X 1 1 1 X 0 1 X 1 X
1 0 0 1 0 0 X X 1 1 1 X 0 1 X 1 X
1 0 0 1 1 1 X X 1 0 0 X 0 0 X 0 X
1 0 0 0 X X X X 1 0 1 X 0 0 X 1 X
1 0 1 1 X X X X 1 0 0 X 0 0 X X 1
1 0 1 0 1 0 X 1 0 0 0 X 1 0 X X 1
1 0 1 0 1 0 X 0 1 0 1 X 0 0 X X 0
1 0 1 0 0 X X X 1 1 0 X 0 1 X X 1
1 0 1 0 1 1 X X 1 1 0 X 0 1 X X 1
1 1 0 0 X X X X 1 1 0 X 0 X 0 0 X
1 1 0 1 X X X X 1 1 1 X 0 X 0 1 X
1 1 1 1 X X X X 1 1 1 X 0 X 0 X 0
1 1 1 0 X X X X 0 0 0 X 1 X 1 X 1

Tab. 1 : nouvelle table des transitions

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