Введение к работе
Актуальность проблемы. Под состязаниями в цифровом устройстве понимаются многократные изменения значений полюсов устройства в течение переходного процесса, вызванного сменой одного входного воздействия другим. Причиной состязаний являются неодинаковость задержек в изпях распространения сигналов по схеме устройства. Состязания могут привести к нарушение функционирования устройства. Отсутствие состязаний или устойчивость в ним служит показатэлем надежности и является одним из важнейших требований, предъявляемым к цифровым устройствам.
Традиционно задачи построения схемы цифрового устройства и устранение состязаїшй в последней решаются раздельно: сначала проектируется схема устойстьа, а затем методами имитационного моделирования отыскиваются состязания. Обнаруженные состязания могут быть устранены различными способами: введением 'Дополнительных задержек в схему устройства, синхронизацией сигналов во входных цепях и цепях обратных связей, изменением схемы устройства, не нарушающим функционирования последнего и др. Такой подход увеличивает время проектирования и снижает быстродействие разрабатываемых устройств. Следовательно, актуальными являются задачи как обнаружения состязаний, та* и разработки методов проектирования цифровых устройств, устойчивых к состязаниям.
Целью работы является разработка функциональных и структурных моделей цифровых устройств, отображающих явление есстяяаки;*, и создание на база этих моделей алгоритмов и программ логическою проектирования цифровых устройств, устойчивых к"состязания». Разрабатываемые модели должны охватывать устройства с памятью, формально отобразить явление состязаний и давать возможность ставить и решать задачи логическо!1 проектирования цифровой аппаратуры, устойчивой к состязаниям. Получаемые в результата алгоритмы должны быть пригодны для включения в САПР цифровой аппаратуры.
Методы исследования. 3 работе использовались методы теории автоматов, теории булевых функций, дискретной математики.
Научная новизна диссертационной р&5оты состоит в следу?.кем:
.-2-
введена кіггорвальнал функция - функциональная модель цифрового устройства без памяти, позволяющая формализовать понятий устойчивости на полюсах комбинационной схемы к статическим и динамическим состязаниям для заданны* переходов;
в рамках лей модели поставлена и решена задача синтеза комбинационніїх схем, устойчивых на своих Еыходах к статическим состязаниям на заданных переходах;
введен интервальный автомат - функциональная модель цифровых устройегь с памятью, отракаичая явление фуихцкоиачьных состязаний, разработаны методы построения интервальных гвтома-тов. реализуших иозадакие прооютруемого устройства для различных, дисциплин изменения сигналов на его полюсех;
предлоиаи алгоритм вычисления переходных процессов в логической схема, учитывающий задврзьи элементов последней;
разработана модель интегральных «rev» (состоящих из логических элементов и ключей), и предложен алгоритм моделирования таких схем.
Практическое значение, работы. ?а-зрабстэлныа алгоритмы сзлрограимйрованы на языке ЛЯПАС-М.
Программа логического синтеза цифровых устройств, устойчивых- в состязаниям, позволяет получать схемы, реализующие заданное интервальные функции и устойчивые на своих выходах к состязаниям для любых распределений задержек своих элементов.
Программы моделирования интягральныг. схем используются для
оценки полноты тестов, проверки функционирования, а; также для
выявления сеотяиакЯ для случая задания задержек элементов
граннчкьш '«значениями. .
Екоциекко р о з у л с т э т о в.- Результаты работы внедмчн в Киевский институт автоматики. Омский ПИИ приборостроение. Омское предприягло u/я В-2С65, Тенский политехнический институт, Иркутский гоеункверситэт, Тайское ОКБ ГА, КИК АЭМ при Томском институте эЕтоматизлриванных систем управленій й радиоэлектроники, в ОКЙ при Новосибирском заводе полупроводниковых прибсрсЕ.
Результаты работы использовались ь лабораторных работах ко САПР студентами Радиофизического факультета ТГУ, а также воыли й отчёты лаборатории Синтеза дискретных автоматов по различным НИР.
Апробация работы. Результаты "диссертационной работы ' докладывались на Всесоюзной конференции "Автоматизированное техническое проектирование электронной аппаратуры", Каунас, 1Э79 г.; на региональной конференции "Математические методы в задачах управления", Пенза, 1931 г.; на V Всесоюзном совещании по технической диагностике. Суздаль, 1982 г.; на VI Всесоюзном совещании по технической диагностике, Ростов-на-Дону, 1Э8? г.; на научно-практической конференции "Региональная мезсвузовская целевая комплексная научно-техническая программа Минвуза РСФСР "Автоматизация и её роль в реализации областной программы "Ускоренш-90"," Томск, 1988 г.
По результатам диссертационной работы имеется 12 публикации.
Структура и объем работы. Диссертационная работа содержит 103 страницы и состоит из четырёх глав, введения, заключения, списка'цитированной литературы из 7G названий и приложения.