ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Алгоритмы функционально-логического проектирования из "Основы теории и проектирования САПР " Для решения задач функционально-логического проектирования предложено большое число алгоритмов. Однако лишь немногие из них применимы для решения задач большой размерности, характерных для проектирования современных ЭВМ. [c.113] Алгоритмы синтеза схем. Рассмотрим примеры алгоритмов синтеза управляющих блоков и комбинационных схем. [c.113] Алгоритм преобразования микропрограммы в таблицу переходов и таблицу выходов сводится к двукратному просмотру микропрограммы и заполнению ТП и ТВ. При первом просмотре для каждой микрокоманды перехода вводятся обозначения Х1 условий перехода, а каждая из остальных микрокоманд помечается как состояние аь автомата и вводятся обозначения г// для микроопераций, выполняемых в этой микрокоманде. При втором просмотре последовательно заполняются строки ТП и ТВ. [c.113] Пример 5.1. В результате блочного синтеза выделен фрагмент — микропрограмма арифметической операции деления (второй столбец табл. 5.1). Полученные ТП и ТВ представлены в табл. 5.2, причем ТВ занимает последний столбец. [c.113] Полученные после выполнения алгоритма непустые множества M 7 свидетельствуют об эквивалентности состояний Oj и a . [c.114] Кроме того, M, = a/o . Далее принимается Mi9 = 0, так как Мгз = 0 М47 = 0, так как Ms8 = 0 M s = 0, так как Шзъ — 0. В то же время М15, М26 и M/ остаются непустыми множествами. Следовательно, подмножествами эквивалентных состояний являются oi, 05 и ог, Об . [c.114] Аналогично выбирается лг-разрядный код, соответствующий столбцу Хг таблицы переходов и представленный двумя правыми разрядами в кодах состояний табл. 5.3. [c.115] Разработаны также алгоритмы объединения и программирования ПЛМ для случая Ь 8. [c.116] Алгоритм синтеза по первоначальным формам ФВВ часто применяется для синтеза сложных комбинационных схем на элементной базе в виде вентилей типа И — НЕ, ИЛИ — НЕ. Алгоритм включает этапы факторизации, формирования схемы на элементах И и ИЛИ, перехода к реальной элементной базе. [c.116] Этап формирования схемы в базисе И и ИЛИ осуществляется непосредственно по таблицам интервалов и ФВВ. [c.116] Этап перехода к реальной элементной базе И — НЕ или ИЛИ — НЕ осуществляется путем добавления в каждую входную цепь элементов НЕ. Сочетание элементов НЕ —И эквивалентно в функциональном отношении сочетанию ИЛИ — НЕ, а сочетание НЕ —ИЛИ эквивалентно сочетанию И — НЕ. Поэтому в полученной схеме с добавленными элементами НЕ производится замена всех элементов И и ИЛИ на нужные элементы И — НЕ и ИЛИ — НЕ. Не затронутые преобразованиями пары элементов НЕ исключаются, оставшиеся одиночные элементы НЕ представляются одновходовыми элементами И — НЕ или ИЛИ — НЕ. [c.116] Модели функциональных схем на вентильном уровне представляют собой системы логических уравнений. Модель, отражающая протекающие в схеме процессы, называется асинхронной, а модель, отражающая отдельные состояния (чаще всего установившиеся),— синхронной. Другими словами, асинхронная модель — это имитационная модель, представленная средствами функционально-логического уровня. [c.117] Асинхронные модели можно использовать для верификации асинхронных и синхронных схем. Эти модели состоят из моделей логических элементов, в которых учитываются задержки сигналов, и выражаются системами уравнений (2.4). [c.117] При наличии т выходов модель представляется т выражениями типа (5.4). В общем случае модель элемента можно представить в виде системы логических уравнений Ф у, Х)=0. Задержки могут задаваться различными для разных путей распространения сигналов от входов к выходам. Однако на вентильном уровне обычно рассматриваются элементы с входами, дающими одинаковые задержки распространения сигналов. [c.117] Задержки т могут рассматриваться как постоянные или случайные величины с заданными законами распределения. Возможно использование различных задержек при переключениях 1- 0 и В ряде программ логического моделирования в асинхронных моделях элементов отражается то, что входные импульсы, длительность которых меньше некоторого порога А, не вызывают изменений на выходе. Обычно принимают А = т, и задержка при этом называется инерциальной. [c.117] Асинхронное троичное моделирование позволяет учитывать разбросы задержек более экономным образом, чем по методу статистических испытаний. Для каждого элемента должен быть задан диапазон задержек [ттш, Ттах]. Если tl — момент переключения элемента, который имел бы место при нулевой задержке, то неопределенное значение присваивается переменной на выходе элемента в интервале времени [/ -Ьттш, ii+Ттах]. На рис. 5.4 эпюра Стр иллюстрирует моделирование переключения элемента И — НЕ, заштрихован интервал, на котором выходной сигнал имеет неопределенное значение . Этот метод моделирования называется моделированием с нарастающей неопределенностью и дает завышенные значения интервалов неопределенности, так как по своей природе соответствует методу наихудшего случая. [c.118] Двоичное асинхронное моделирование позволяет исследовать состязания сигналов в конкретной схеме при конкретных значениях задержек в элементах. Метод моделирования с нарастающей неопределенностью и его частный случай, получающийся при Ттт==0 и называемый А-троичным моделированием, позволяют обнаруживать цепи с возможным возникновением опасных состязаний сигналов в условиях разброса задержек. Однако обнаруженная возможность еще не означает, что такие состязания действительно возникнут. [c.118] Пусть в схеме А эти сигналы имеют общий источник возникновения, но пути от него ко входам рассматриваемого фрагмента характеризуются неодинаковыми задержками. В идеальном случае отсутствия задержек сигналы поступили бы на входы а, Ь, с одновременно, в реальной ситуации возможны состязания (гонки) сигналов. На рис. 5.5,6 показаны временные диаграммы входных и выходного сигналов, иллюстрирующие результат состязания сигналов — появление помехи на выходе у1 и многократное переключение на выходе у,- Возможность появления помехи в результате состязания сигналов называется статическим риском сбоя, а возможность многократного переключения вместо правильного однократного— динамическим риском сбоя. В последовательностных схемах различают опасные и неопасные состязания в зависимости от того, могут или не могут состязания исказить алгоритм функционирования автомата, заданный функцией переходов. Опасные состязания выражаются в возможности установления тех или иных триггеров в неправильные состояния. Например, опасные состязания имеют место, если на выходе комбинационной схемы, соединенном со счетным входом триггера, имеется риск сбоя. [c.119] Асинхронное моделирование позволяет обнаруживать любые состязания сигналов. Примерами результатов троичного моделирования с нарастающей неопределенностью могут служить временные диаграммы рис. 5.5, в, на котором видны интервалы неопределенности как результат состязаний сигналов. [c.119] Непрерывным аналогом системы (5.5) является система алгебраических и трансцендентных уравнений. Процесс решения системы (5.5) называется синхронным моделированием и осуществляется с помощью итерационных методов. [c.120] Вернуться к основной статье