Введение к работе
- 1 -
Актуальность проблемы. В настоящее время вычислительные устройства широко применяются в различных областях науки и техники, при этом имеет место постоянное совершенствование этих устройств, а также пополнение их номенклатуры. При создании схем ВТ и микропроцессорных средств управления и контроля во многих случаях возникает потребность в использовании аналоговых компонентов совместно с основными цифровыми элементами и устройствами. По данным бостонской группы Technology Research Group аналоговые схемы имеется в 80% печатных плат. По оценкам этой группы менее, чем за Б лет половина всех полузаказных схем будет содержать аналоговые схемы в незначительном количестве, а в довольно большом их числе доля аналоговых схем будет доходить до 10%.
Современные методы проектирования аналого-цифровой техники' предполагают применение программных средств моделирования устройств этого класса. Стандартный подход к моделированию смешанных схем 'заключается в выполнении анализа устройства путем решения системы уравнений, описывающих устройство на уровне эквивалентных схем его компонентов. Для одйровых устройств широко используются средства поведенческого - моделирования, позволяющие исследовать устройство как структуру из моделей его компонентов, которые хранятся в памяти ЭВМ как библиотечные. Важная роль средств поведенческого моделирования обусловлена сокращением времени моделирования и "выявлением ошибок на ранних стадиях проектирования.
В настоящей работе впервые предпринята попытка поведенческого моделирования смешанных схем. Очевидно, что поведенческое моделирование смешанных схем возможно только в том случае, если созданы автономные библиотечные поведенческие модели аналоговых' компонентов, взаимодействие которых, (моделей) имитирует решение -. системы уравнений электрических цепей. .
*
Цель работы и задачи исследования. Целью диссертационной работы является разработка и- исследование библиотечных моделей аналоговых компонентов для системы смешанного моделирования, ориентированной на исследование схем вычислительной техники. Для достижения поставленной цели в работе решались
следующие основные задачи:
анализ современных схем ВТ и режимов работы аналоговых компонентов;
разработка алгоритмов функционирования и взаимодействия моделей;
создание библиотечных программ, имитирующих поведение аналоговых компонентов;
тестирование и снятие характеристик моделей;
.- разработка методики проектирования моделей аналоговых компонентов для системы смешанного моделирования.
Основные методы исследования. Для решения поставленных задач использовались понятия и методы теории электрических цепей, теории полупроводников, теории вычислений- и теории эргономики.
Научная новизна результатов, полученных в диссертационной работе, заключается в следующем:
разработаны алгоритмы функционировании и взаимодейг ствия моделей аналоговых компонентов, позволяющие реализовать принцип модульности.в системе смешанно'го моделирования;
предложена методика проектирования библиотечных моделей аналоговых компонентов, учитывающая особенности функционирования моделей в системе смешанного моделирования, которая может служить базой для создания моделей аналоговых компонентов различной степени сложности;
разработаны алгоритмы расчета библиотечных моделей аналоговых компонентов; новизна алгоритмов заключается ъ двухфазном порядке^расчета, который освобождает разработчике от анализа последовательности срабатывания элементов и ранжирования структуры модели схемы, а также позволяет корректно учитывать фактор времени при моделировании аналоговых компонентов;
-^предложен способ наблюдения результатов моделирования, /при этом состояние модели отражается в формате данных (началоное эталонное изображение), отличающемся введением вспомогательных надписей и символов псевдографики, чтс позволяет наглядно и полно отобразить состояние модели и параметры моделируемого элемента.
Практическая ценность работы. -Значение результатов
- з -диссертационной работы дог практики заключается в следующем:
разработаны -программы, имитирующие поведение дискретных аналоговых компонентов, ориентированные на автономное использование в составе системы смешанного' моделирования и предназначенные для совместной работы о программами, имитирующими цифровые компоненты смешанных схем;
- получены характеристики и параметры моделей, которые
могут быть использовании при выборе моделей и оценке
результатов моделирования.
Внедрение результатов работы. Разработанные модели включены в систему моделирования "Аметист" и используются в учебном процессе на кафедре вычислительной техники СПбГЭТУ.
Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на конференциях:
48-й научно-технической конференции, посвященной Дни рйдао, ґ.Санкт-Петербург, 1993 г.;
49-й научно-технической конференции, посвященной Дню радио , г.Санкт-Петербург, 1994 г. .
Публикации. По матеріалам диссертации опубликовано 5 печатных работ, из них 2 депонированных статьи, 2 тезиса докладов на конференциях и I статья.
Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав с выводами, заключения, списка литературы, включающего 70' наименований, и 4 приложений. Основная часть работы изложена на 149 страницах машинописного текста. Работа содержит 6 таблиц и 67 рисунков.
