автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.12, диссертация на тему:Лингвистическое обеспечение и разработка моделей для систем логического моделирования на мини и персональных ЭВМ

ЛЕНИНГРАДСКИЙ ОРДЕНА ЛЕНИНА И ОРДЕНА ОКТЯБРЬСКОЙ РЕВОЛЮЦИИ ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ имени В И. УЛЬЯНОВА (ЛЕНИНА)

На правах рукописи

Кревский Игорь Гершевич

ЛИНГВИСТИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ И РАЗРАБОТКА МОДЕЛЕЙ ДЛЯ СИСТЕМ ЛОГИЧЕСКОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ НА МНИ И ПЕРСОНАЛЬНЫХ ЭВМ

Специальность 05.13.12 - Системы автоматизации

проектирования (промышленность)

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Ленинград - 1900

Работа выполнена в Ленинградском ордена Ленина и ордена Октябрьской Революции электротехническом институте имени ЕИ.Ульянова (Ленина).

Научный руководитель -

кандидат технических наук доцент АЗБЕЛЕВ П. П.

Официальные оппоненты: доктор технических наук профессор НЕМОЛОЧНОВ 0. Ф. кандидат технических наук ПАВЛОВ а Я.

Ведущая организация - Ленинградское научно-производственное объединение "Красная Заря".

в час на заседании специализированного совета К 063.36.04

Ленинградского ордена Ленина и ордена Октябрьской Революции электротехнического института имени ЕИ. Ульянова (Ленина) по адресу: 197022, Ленинград, ул. Проф. Попова, 5.

С диссертацией можно ознакомиться б библиотеке института Автореферат разослан "¿»У" шо г.

Защита диссертации состоится

г.

Ученый секретарь специализированного совета

ЮРКОВ КХЙ.

- 1 -

1. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Рост сложности цифровых устройств (ЦУ) и ужесточение требований к срокам и качеству их разработки требуют широкого применения средств автоматизации проектирования. Проверка соответствия функционирования разработанного ЦУ заданию па проектирование, а также контроль правильности временных соотношений в схеме выполняются на этапе логического моделирования (JIM) ЦУ. От доступности систем ЛМ, ■простоты описания проекта в них, наличия развитых сервисных средств зависит удобство использования САПР ЦУ, а в конечном счете - их признание пользователями.

Быстрый рост номенклатуры выпускаемых цифровых интегральньн схем (ЦИС) вызывает необходимость в постоянной переориентации систем ЛМ на новую элементную базу. Зто требует гибкости лингвистического обеспечения (ЛО), создания средств, облегчающих разработку моделей ИКС.

Данная работа посвяцэна вопросам организация ЛО и разработте моделей для систем J21 Конкретную прэгстнчэскую проверку положения работы пропли при разработке подсистош логачгсюзго шделировангл и диагностики ЦУ. Подсистема реаигаовала lía кпЗогзэ доступянх проектировщикам аппаратуры .'.sccosux tsiini п шреоыашйз ШН.

Основной тенденцией развития отеюптпоЯ Сззи ЦУ является позы-сение степени интеграции. D сог.ргмэпт"! ЦУсрсаяимЕГся- staií НГ'О микропроцессорных комплектов' (Е1ГС ИГО. гг:с п CL'C, поэтов актуальна задача смешшшого Ш элементов рпэгппясЛ связен шггэграцзга. Создание моделей ЕИС ик па,одном пз укаэраалЫтыг ез'лаа программирования (ЯП) представляет собой слохяуп задачу дгяэ ям сисшалиета, хорош разбирающегося как в програгдсфовгряш, ras? а в шпара^-пз. Одна из причин этого в том, что 'ЯП щюпо подходлт дга списания алгор^мл функционирования устройства, по их кспользоваккэ затруднительно в тех случаях, когда .необходимо учотнзать структуру устройства, пересылки информации в кем, вро?.;эягшз ссстло^жа. ПЬзгому актуальной является задача создали спацналшфовашга кпгвЕсгичеекпа средств для разработки моделей БЙС 13HL

Повышение адекватности Ш1 доотпггэтсз а соврнгзншх системах о помоцыо многозначных алфавитов иодэлпрдаааиа' а гита реальных временных параметров элементов. Поэтому ектуаяьна разработка вопросов, связанных с организацией Ш Б133 1ШК а мюгозпачных системах Ш, pea-

Ливадией учета задержек БИС, особенно при ограниченных ресурсах мини п персональных ЭВМ

Яз вышесказанного следует, что создание ЛО я разработка моделей БИС МПК для систем Ш ЦУ представляют значительный теоретически! и практический интерес.

Цель работы и задачи исследования. Целью диссертационной работы является исследование ЛО СAIP ЦУ, методов и средств разработки моделей Щ1С, разработка и реализация языка описания моделей Ш1С и практических рекомендаций по построению моделей с его использованием.

Достижение поставленной цели предполагает решение следующих задач:

1. Исследование и сравнительный анализ сущэствукшх структур £0 САПР ЦУ, средств построения моделей ЕКС ЖК.

2. Анализ требований и разработка яаьп-л описания моделей функционирования БИС МПК (Я011БКС).

3. Разработка и реализация обслуживающей подсистемы построения моделей БИС МПК с использованном ЯОЫВКС.

4. Исследование и разработка способов учета дащшякеских параметров БИС МПК.

5. Исследование вопросов многозначного ыоделировання ЦУ, содер-мащих ВИЗ ЫПК

6. Разработка практических рекомендаций по построению моделей ЕКС МПК с .использованием предложенного языка к соэдание моделей.

Основные иегот исследования. Для решения поставленных задач использовались понятия, методы и результаты математической логики, теории автоматов и формальных грамматик, теории синтаксического анализа» перевода и компиляции, от— .гурного и системного программирования.

Швые научные результаты.

1. Предлогана структура ЛО логического моделирования ЦУ, отли-чаюдаяоя о? известных:

- наличием двух входных языков (описания функциональных схем (ЯОФС) и описания принципиальных схем (ЯОПС)), отвечающих потребностям различных категорий пользователей, при едином для различных входных языков и програм моделирования внутреннем представлении;

- наличием развитого диалога, облегчающего занесение микросхем в БД ЦИС (функциональных ячеек (?>Я) базового кристалла в БД ?'Л);

- паштся орсдетв дли создания моделей БИС МПК.

2. Разработаны требования к ЯО'Ш'С, предлолкн язьк ДКой-Си, удовлетворяющей этим требованиям.

3. Предложен способ учета задеркек БйС МПК по опор?!?:-:, позволяющий адекватно отражать динамические характеристики БИС Ш1,

4. Разработан способ согласования модели БИС МПК с монитором системы многозначного моделирования.

Практическая ценность работ». Значение результатов диссертационной работы для практики заключается в следующем:

- предлохенная структура 10 позволяет расширить тантинген? потенциальных пользователей САПР за счет возможности зь'бора языка описания, легкости адаптации к гэизтпиян элементной базы» щроксго набора средств сервиса и контроля;

- разработанная подсистема построения моделей »вафспроцвссэр-июс ВКС предоставляет средства для пошыдаяня бозиса моделирования, сюгая время и трудоонкооть создания п аглакка моделей;

- разработаны практические рокхкллдацзд по воетрозииэ моделей БИС МПК для систем Л2{, ссздашшз кодэет ьскропроцебсорзш: 335 позволяют использовать программы ЛМ для вро;:э:п:ого и ^тдесяашгого анализа устройств на их базе.

Реализация результатов работа Теорот'лчзсяпэ п про:стк':зс:с:е результаты работы использованы з Есучао-ксолздозатзхьскж: работах, заполненных на кафедре САП? ЛЭТИ В. 11 Ульянов Лэкгкга) по хоздоговорной тематике. Разработали*» езторо:«. програ«ал;ыэ средства используются в подсистеме Фунгашс!:гльпо-жэгачзо1Согэ проекткрозаикя САПР ДИСП на ыини-ЗЕУ СМ¿20 ¡5 ИЗБУ 1В).5 5=С и "Элэктрошяй-Во".

Результаты диссертационной работы внедрены й псяользуэгм на промшшенных предприятиях и з вузах страна Акты, подтвэрадавжзяэ внедрение и экономическую эф$эктивкосчь, призэявкы в диссертации.

Апробация работы. Результаты дксеертащкипетй работу дасладыва-лись и обеуядались на следуют® кон^зрекцияк и-сеижарах:

- Всесоюзной научно-технической юнфэрэнщм "Пробяэьы еоадаякя и развития интегрированных авто:ятизироватгих систем а ирозоткрова-

- 4 -

нии и производстве", г.Таганрог, 1587 г.;

- зональной научно-технической конференции "Микропроцессоры в системах контроля и управления", г. Пенза, 1987 г.;

- Республиканской научно-методической конференции "Передовой опыт в рамках Комплексной программы целевой интенсивной подготовки специалистов", г. Москва, 1988 г.;.

- Всесоюзной научно-технической конференции "Перспективы развития техники радиовещательного приема, радиовещания, звукоусиления и акустики", г. Ленинград, 1988 г. *,

- научно-технической конференции "Проблемная адаптация алгоритмического и информационного обеспечения САПР", г. Киев, 1989 г.;

- краткосрочном семинаре "Системы автоматизированного проектирования на базе малых ЭВМ в радиоэлектронике и приборостроении", г. Ленинград, 1989 г,;

- Всесоюзной шкоде-семинаре шлодых ученых "Методы искусственного интеллекта в САПР", Гурзуф, 1990 г.;

- Всесоюзном сешнаре "САПР в машиностроении", г.Ульяновск, 1990 г.;

- научно-технических конференциях профессорско-преподавательского состава ЛЭТЙ им. Е И. УльяноваС Ленина), 1987-1389гг.

Публикации. Пэ материалам диссертации опубликовано 12 печатных работ.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 4 глав с выводами, ааккочзЕЯЯ и приложений. Основной текст изложен на 04 страницах. Список литературы по теме'включает 91 наименование.

П. КРАТ КОЗ СОДВРШШ РАБОТЫ

В первой главе рассызтркБШяея состав ЛО систем ли ЦУ, организация базиса'моделирования, а гаКжэ шдели ШЗ МПК и проблемы их разработки.

Больешнство пользователей СА.П?, разработчик» аппаратуры, используют языки описания (НО) данных и заданий. ЯО ЦУ можно разделить на языки структурного и функционального описания. Языки структурного описания получили более широте распространенно. Это можно объяснить

тем, что при анализе исходным является не алгоритм функционирования устройства, а схема, которая представляет собой структуру и которую легко закодировать в виде описания элементов схемы и их соединений.

В качестве элементов структуры в ЯО могут выступать:

1. Микросхемы (базовые Ш). Такой уровень описания соответствует принципиальным электрическим схемам и языки такого типа будем называть языками описания принципиальных схем (ЯОПС).

2. Функциональные узлы, "отвлеченные*' от конкретной реализации (логические вентили, регистры, мультиплексоры и т. п. ). Этот уровень описания соответствует функциональным схемам ЦУ, и языки такого типа будем называть языками описания функциональных схем (ЯОК).

На разных стадиях,, проектирования и различным категориям пользователей удобны разные явыки. Поэтому в составе системы (подсистемы) ЛИ желательно иметь как ЯОПС, Tait и ЯМС, предоставляя пользователю выбирать более подходящий для его целей язык. При этом необходимо получение в результате трансляции с любого из входных языков единого внутреннего представления, что диктуется необходимостью использования единых программ анализа.

Элементы ЦУ представляются liait структурными, так и функциональными моделями. Функциональные модели представляются обычно в виде подпрограмм, представляющих алгоритм функционирования модели (базовые модели).

Возможны следующие организации базиса моделирования:

1. Базовые модели представляют лишь простейшие логические эл&--менты (вентили). Модели более сложных элементов - структурные. При-повышении степени интеграции и усложнении структуры ЕС моделирование на уровне логических элементов становится экономически неоправданным или вообще невозможным иэ-за недоступности внутренней струтуры ИС.

2. Для каддой шкросхемы (2-Я) разрабатывается базовая функциональная модель. При этом число ясподьэуешя баэозшг моделей исчисляется сотнями, требуется постоянная разработка возшс кодалей.

3. Разработка ограниченного набора базовых функциональных моделей, инвариантных по отношению к конкретной элементной базе, каждая из которых параметрически настраивается на целую группу (класс) конкретных микросхем.

Организация 3 является наиболее удачной йля моделей микросхем малой и средней степени интеграции, так как з этом случае резко сокращается число необходимых базовых моделей, а следовательно.

затраты на их разработку. Однако, степень универсальности параметрически настраиваемых моделей падает с ростом сложности. Необходимым дополнением является возможность создания пользовательских моделей (Ш) в виде структурной модели из элементов базового набора или автоматной - на основе моделей ПЗУ (ПЛМ) и элементов памяти.

В ЯОФС необходимая настройка модели задается во входном описании, что делает язык более гибким. В ЯОГО настройка извлекается из БД, что освобождает пользователя от необходимости знать базовые модели и их настройку. Для занесения информации о настройке модели на конкретную микросхему в БД нужна диалоговая процедура, сценарий которой адаптируется в зависимости от вводимой информации. ЛМ описывается на ЯО®}, то есть ЯОФС является такай базовым языком.

В случае микросхем, имеющих сложную структуру, особенно БИС ЫПК, приходится разрабатывать функциональные модели, индивидуальные для каждой БИС. Необходимо отметить, что используемые в кросс-системах отладки программного обеспечения эмуляторы не позволяют проследить за изменениями сигналов на внешних выводах БИС и недостаточно информативны для Ж

Модели БИС ЫПК целесообразно рассматривать как совокупность модели функционирования и модулой сопряг®ния модели с управляющей программой (монитором) моделирования. При разработке модели функционирования можно выделить 2 этапа

1. Синтез алгоритма функционирования модели БЕС. _Предполагается, что оптимальным является сочетание автоматного и алгоритмического представления правил функционирования БИС.

2. Перевод алгоритма в описание модели, пригодное для ее моделирования. Этот зтал уосно связан с языком описания алгоритма, в качестве которого могут использоваться:

- универсальные языки программирования (ЯП) вызогсого уровня;

- ассемблер {макроассемблер) ' -,:;овой ЭВМ;

- специализированные яэыгсй списания моделей.

Универсальные ЯП продостаг.'зют широкие возможности для наглядного представления алгоритма функционирования модзли. Их использование обеспечивает высокую «обильность разработанных с их помощью моделей. Однако в тех случаях, когда необходим. учитывать структуру устройства, ни нсполь&овани® Ботрудиитолыю. Универсальные ЯП нэ предостизляот вооюаиоотдй для описсаия временных соотиоюний, во многих ¡¡з них затруднена работа с бито^л.

Использование ассемблера позволяет создавать высокоэффективные модели, используя соответствующие макросредства можно сделать представление алгоритма наглядным. Недостатком является высокая трудоемкость разработки моделей, отсутствие возможности описания временных соотношений и полная машиннозависимость.

Использование специализированного ЯОМЕИС может позволить избежать проблем, возникающих при использовании других языковых средств. Этому препятствует отсутствие доступных трансляторов с'такого языка.

Модули сопряжения модели с монитором моделирования выполняют следующие основные функции:

- учет временных соотношений;

- сопряжение по значности алфавитов модели и монитора.

Необходимость сопряжения возникает в случае, если монитор и

модель микропроцессорной БИС имеют разные алфавиты. Как правило, модели микропроцессорных БИС выполняются двоичными.

Во второй главе формулируется требования к ®ШЮ, предлагается разработанный язык ДИСП-Си, удовлетворяющий выдвинутым требованиям, приводится формальное описание языка ДИСП-Си в виде синтаксических диаграмм и словесное описание семантики языка. .

На основании опыта разработки моделей выдвигаются следуюдае основные требования.« ЯОМБИС.

1. Возможность описания параллельных- пересылок информации между входами, выходами и элементами структуры БШ, аналогичная предоставляемой языками регистровых передач (РП). -

2. Описание элементов стрлстуры должно выполняться в терминах предметной области.

Для удовлетворения первых двух требований необходимо наличие в языке типов данных, соответствующие элементам аппаратуры, и определение операций над ними.

3. Язык должен освобождать разработчик модели от необходимости знать структуры данных и алгоритм работы программы моделирования и позволять сосредоточить внимание иа переносе справочной информации о микросхеме в формализованное представление.

4. Необходим транслятор с ЯОМЕИС, позволяющий получать эффективные в вычислительном отношении программные модели, что особенно важно э связи со сложностью БИС 1ШК и болъеш размером их моделей. Для достижения этого предлагается использовать очевидные аналогии метау элэменташ аппаратуры и операциями нспольауоюй ЗШ (базовой

ЭВМ) и элементами структуры и операциями моделируемой БИС МПК.

5. Мобильность. В данном случае можно выделить три основных аспекта обеспечения мобильности:

а. Мобильность транслятора с языка описания моделей. Для удовлетворения этого требования необходимо использдвать для написания транслятора универсальный ЯП высокого уровня, обладающий высокой мобильностью. Необходимо тага® наличие доступных трансляторов с этого языка для основных типов современных ЭВМ.

6. Мобильность программной модели, являющейся результатом трансляции, относительно типа ЭВМ и операционной системы. Это можно обеспечить, используя в качестве выходного языка транслятора ЯП высокого уровня, удовлетворяющий требованиям пункта а.

в. Мобильность модели относительно управляющей программы моделирования.

б. Наличие развитых средств описания алгоритмов функционирования БИС, . аналогичных средствам ЯП высокого уровня. Серьезные достоинства имеет реализация ЯОМБИС путем внесения расширений в базовый ЯП При выборе базового языка важно, чтобы он обеспечивал полный набор арифметических и логических операций над элементами структуры устройства

7. Возможность описания временных соотношений.

8. При разработке моделей часто применяются понятия теории автоматов, следовательно, язык должен предоставлять средства описания автоматов и их функционирования.

Для удовлетворения вышеизложенных требований логичным представляется использование для разработки моделей БИС МПК ЯП высокого уровня, расширенного для удовлетворения требований 1,2,7,8. Для обеспечения мобильности ыомно использовать этот хе язык в качестве инструментального для написания т-.а.слятора о ЯОМБИС и в качестве выходного языка транслятора с ЯОМБИС. В этом случае транслятор с ЯОМБИС выступает в качестве препроцессора, который транслирует рас-вирявщие ЯП конструкции и типы данных в стандартные конструкции и типы данных базового ЯП. Для получения объектного кода модели используется транслятор ЯП. К базовому ЯП выдг;гаются требования мобильности, возможности доступа к отдельным битам, наличие полного набора арифметических и логических операций, сдвигов, в том числе выполняемых над бита',я (группами бит).

11а современных языков грогракмировшшя этим требованиям в паи-

- 9 -

большей степени отвечает язык Си.

Разработанный на базе Си язык ДКСП-Си является ЯОМБКС, сочетающим свойства ЯП высокого уровня - модульность, разнообразие управля- ' ищих конструкций, мощность изобразительных средств, иагвшнонезависн-моеть - и свойства языка РП - описание параллельных обращений к отдельным устройствам аппаратуры (таким, ic?,k регистры и устройства памяти), а также передачи информации меяду ними в терминах, естественных для описания аппаратуры. Помимо основных инструкций Си в язык включены средства описания входных, выходных и двунаправленных контактов и шин, описания регистров и триггеров, операции над регистрами и шинами, двоичные константы и спецсимволы (высокий импе- ■ дане, фронты сигналов и т.п.), средства описания временных соотношений. Выходом транслятора . с ЯОМБИС является Си-программа, представляющая функционирование модели, а тате информация о внешних гсонтактах микросхемы, служащая. для формирования модулей анализа входов и выходов. Язык предназначен для разработки моделей БИС ШШ для программ JIM.

Описание модели состоит из внешних определений и модулей модели. Внешние определения включают з себя:

- описания элементов структуры устройства, неуду которыми происходят пересылки информации в процессе функционирования;

- описания альтернативных имен (синонимов) ;:ля элементов аппаратуры; •

- временные соотношения ка входах микросхемы (инерционные задержи) ;

- описания автоматов и переменных, управляющих функционированием модели.

Подули модели (функции) состоят из определения докальных переменных и тела функции. В теле функции описывается алгоритм функционирования устройства, пересылки и преобразования информации в нем, временной соотношения при выполнении- микроопераций (транспортные задержи), изменения управляющих лерэыенньи и состояний автоматов.

;.Ьцяым средством, облегчакгада написание подели и делающим ое более наглядной, является конструкция - ALIAS (синоним), задшзпая альтернативные «мена отдельным разрядам регистров и зпш, злекэнтем массивов регистров. Включение комментариев делает модель более понятной и наглядной.

",,-?тьч..глпы* посрящрна разработке моделей с яепольго?е)п,-->ч

языка ДИСП-Си и организации моделирования БИС МПК В главе выполнен анализ БИС МПК с точки зрения их логического моделирования, рассмотрены вопросы многозначного моделирования БИС МПК

Процесс моделирования включает последовательность вызовов моделей монитором моделирования. Для моделей БИС МПК будем использовать традиционное для ЦУ разделение модели на безынерционную модель функ-щюнирования и модели задержек, приписанные внешним контактам БИС. Ограничения на времена срабатывания элементов структуры БИС учитыва-, ются в виде приписанных входам (выходам) модели задержек распростра-• нения сигнала, времен предустановки и удержания сигналов на входах, минимальной длительности входных сигналов. Предполагается, что внутренние события в БИС инициируются по изменению входного сигнала и успевают корректно выполниться в соответствии с алгоритмом при соблюдении требований к входным сигналам. Транслятор языка ДИСП-Си проверяет, чтобы временные параметры были приписаны только внешним конТактам БИС. Активными считаются элементы, на входах которых произошли изменения. В дальнейшем будем полагать, что разрабатываемые модели ШС ШК предназначены для событийного моделирования, то • есть вызов модели происходит при изменении сигнала хотя бы на одном . из ее входор. ]

БИС МПК могшо разделить на две большие группы.

1. Шкросхеьм, выполняемые действия' которых в любой момент времени зависят только от входных сигналов шш от входных сигналов и внутренних эдоюитоа памяти, доступных для программирования.

2. Шкроехеш, действия которых зависят также и от программно .недоступной информации об "истории" ее функционирования. При этом при одинаковой состоянии управляющие программою доступных элементов памяти и входов могут выполняться, в зависимости от номера машинного цикла и такта, различные микрооперации. Выполняемые действия задает устройство управления (УУ) ВИЗ ШК, которое обычно представляется в справочной литература и пользовательской документации в виде "черно-то йвдка**. Еадоиу «акту выполнения команды соответствует состояние УУ| Поэтому а модели ВИС МПК целесообразно представлять функции УУ оягоритынчаски, а состояние УУ - в виде состояния автомата либо уп-рамявдэй.шрекйнпой (например, счетчика тактов).

.Взфосхеш второй группы будем называть многотактными. В первую "Группу входят «актируемые последовательностные БИС, выполняющие инструкции еа одна тактовый период, асинхронные последовательностныз

Л

БИС, а также все комбинационные БИС МПК. Микросхемы первой группы условно будем называть однотактными.

Функционирование модели многотактного устройства на отдельном такте его работы аналогично функционированию модели однотомного устройства.

Предлагается следующий алгоритм разработки модели БИС МПК.

1. Определяем, является ли устройство многотактным. Если нет, то переход к: п. 4.

2. В случае, если устройство состоит из нескольких блоков УУ,, каждый из которых представляется автоматом, производим соответствующее разбиение функций устройства. Дальнейшие пункты выполняем для каждого из блоков (автоматов) отдельно.

3. Функционирование многотаютгого устройства разбиваем на интервалы, соответствующие тактам. УУ представляем в виде автомата (иерархии автоматов). Под иерархией автоматов понимаем организацию управления в виде состояний и переходов автоматов нескольких ^"р-з-ней. Например, автомат М, состояниями которого являются шзшше циклы. Каддое состояние само является автоматом, в качестве состся.-пий ¡которого выступают машинные такты. В качестве состояний автоматов нигаего (или единственного) уровня выступает кашнш-Л такт. Дальнейшие пункты выполняем для ;-'л>'дого из тактов отдельно.

4. Разбиваем функционирование устройства интервалы в зависимости от входных сигналов. Определяем виполняеип действия на каждом интервале.

5. Группируем условия-, при которых выполняются одинаковые >•-•.:-:-рооперации. Для многотактных устройств находим действия, одюкнгавш при функционировании устройства з рюодвш шткта времени (раэикэ такты, циклы и т.п.). Соответственно группируем условия выполнения этих действий с целью минимизировать текст модели. •

В главе рассмотрены подходы к р?грг».бо?ке моделей основных йгеа-сов БИС 1ШК.

Для ускорения процесса моделировании предлагается использовать, помимо событийности монитора моделирования, ас-бдаийнсоть на внутри-модельном уровне. 3 описании модели га ДПСП-Сч для каждого входа определяется атрибут. При изменении сигнала в& одном из входов гакро-схеми модуль обработки входов авизирует атрибуты- входа Ec.ni ото вход синхронизации или асинхронного управления, то 5!знвеэтся ¡«о.-елъ Сушцконирср-гиил БИС, в противне« о луча? себьггий фиксируется (.зля

учета времен предустановки и удержания), и управление возвращается в . монитор моделирования.

На достоверность результатов моделирования существенно влияет полнота учета динамических параметров ИС, характеризующих быстродействие ИС и требования к временным соотношениям, между изменяющимися сигналами. Помимо транспортной задержки tTp. важнейшими параметрами являются:

минимальная длительность сигнала, воздействующего на Ш - для входов синхронизации и асинхронных (TIMING и ASYNC). Этот параметр учитывается при помощи инерционной задержки, то есть ко. роткие импульсы, длительностью меньше чем tиии. , фильтруются;

для синхронных входов (SYNC) - время установки информационного сигнала относительно тактового Ьsetup и время удержания thoSd •

Возможность наиболее полного учета временных параметров дает размещение блоков задергек на входах и выходах функциональной модели. Для фильтраций коротких импульсов задержка на входе модели ^ устанавливается равной инерционной задержке по данному входу , .а задержка на выходах модели задается равной tTp. - tMm. .

Необходимо учитывать, что у многих СИС и большинства БИС МПК задержи распространена сигнала с отдельного входа до выходов (или выхода) существенно отличаются, заде ржа может также существенно зависеть от выполняемых операций. Таким образом, для наиболее адекватного представления транспортных задержек их необходимо приписать Karjjotty ¡ггг.:эиэнко выходных сигналов при различных микрооперация;:. В массив вадергэк по входам записывается t мци, - инерционная оадэржа входа. При какдой микрооперации в массив задержек по изменяемым ею выходам ваписьшазтся

t Тр.ОЙ. tiitM.a. ».

гдэ tгр, сп.' транспортная вздеркка распространения сигнала до данного выхода при вшоднваии данной операции (микрооперации);

' Хнии.а.- инерционная вадержа входа, активизировавшего данную . операцию (ьвкроопэрацию);

Яэик.даС1ЬСи позволяет описывать пооперационные транспортные вадеряэд с пошш&ю конструкции AFTER.

'Для повышения адекватности широко применяется многозначное моделирование ЦУ. В принципе, используя троичные модели и информацию об ^истории" их функционирования, можно выполнять моделирование" с яабо$ епачяоетьо. Дополнитедьныо символы алфавита, облегчающие пони-

мание результатов ЛМ, можно получить, используя блоки соцрягенкяг входов и выходов троичной модели с многозначным монитором моделирования. Ввиду сложности разработки троичных моделей БИС МПК и необходимости использования полученных моделей в системе многозначного Ш, предлагается следующий компромиссный вариант, олиравдийся на использование языка ДИСП-Си и его транслятора.

При разработке моделей БИС МПК мохно выделить ряд используемых алфавитов.

1. Алфавит допустимых символов на входе модели, используемы;1! . при разработке модели: А¿^.р. " 1 > где / и \ - символы фронтов сигналов.

2. Алфавит допустимых символов на внутренних регистрах, шинах и других элементах структуры БИС: - <0, lh ' '

3. Алфавит допустимых символов на выходах модели:

А - íO, 1, Z, Ш , где Ъ - си^ол высокоимпедакспого состояния, U - символ неопределенности.

4. Алфавит монитора моделирования Кит • В работе рассматривается сопряжение модели БИС МПК -с пятернчккч кошггором. Здесь и далее значность указывается без учета символа Еиеокоимпедансиого состояния: кшн. - <0. i. Z, U, /, \h

Использование ЯОМБИО позволяет, сохраняя для,разработчика модели входной алфавит А^^, при • трапсетзт иоделг переходить ко входному алфавиту, включающему символ U: Д « ¡0, 1, /, \, ü>.

Правила обработки и в #ккшокгтасй }®дели включаются в транслятор ЯОЫЕИС. Предлагается слэдушяя ■ ncpnjat сбработга неопределенностей нз входах модели при t-s изопэ.

1. Блок согласования входов (НЗВч) есугсптзляет. фильтраций коротких импульсов, в том" числа я йэспрэлвггиноствй,. установленных, на входе время, меньшее t^un. Для этого входа. Л&дьй'ейггй анализ выполняется толысо для сигналов ялдаёлькэстьЬ более tWWt.

Z. Если на синхронизируемых входах-юдели-нэ еоблгд£ется времена tjí-гир п tьоЫ, на внходах РОВх ^изтавжются неопределенности.

Пызывгуэтся модель функционирования (если послуззтзеа причиной вызова >.юдоли • событие произошло пг» входах типов TIMING 1Ш1 ASYHC).

3. В модели функционирования при .!идцои обрэдзлии ко «ходам анализируется наличие неопределенное?!? на них. Если есть нзепр?деланность, то на выходах модели выставятся неопределенности.

Такой порядок обработки неопределенностей зноен? кэкоторуо ка-

быточную четкость, однако для Оолее полного учета неопределенностей потребовалась бы разработка полных троичных моделей. Достоинствами предложенного подхода являются:

1. На состояние модели влияли только те неопределенности, которые ' действительно влияют на функционирование БИС. При появлении такой неопределенности модель сообщает об этом пользователю выставлением неопределенностей на всех выходах, что позволяет отслеживать некорректные ситуацид ¡'а входах ьнс.

2. Возможно автс.ашческое включение обработки неопределенностей на входах в текст .модели в процессе трансляции исходного описания на ЯОМБИС, не учитывающего ¡¡¿определенности, в модель на универ-

. сальном языке программирования.

3. Сохраняется чисто двоичный алфавит для элементов структуры моделируемой БПС, что позволяет использовать аналогии между этими элементами структуры и опзрацишц над ниш с одной стороны и элементами структуру и операция«;; базовой ЭВМ с другой стороны.

Дальнейшее расширений алфавита монитора, как правило, практи-чосга не меняет порядка сопрятшд модели и монитора.

В четвертой главе рассматривается лингвистическое обеспечение к разработка моделей ВИЗ 1Ш в'подскстсмз логического моделирования ЦУ САПР ЛИСП, реализованной на "ГОК! 1БЫ РС и "Электрокика-85", а т атаке на ьзпшЭШ СИ-1420 и совместимых с ней.

&шгвистическое обеспечение подсистемы включает:

- два входных языка, У.01С н ЯОПС, отвечающих потребностям разливших категорий пользователей, при едином для различных входных языков и программ шдвдкрошшя внутреннем представлении; ЯОЗС является тек» базовые языком для разработки ГШ;

- прогрсгслу развитого диалога для задания параметрической настрой; к при вапзсснкл микросхем в БД ЦКС;

- подсистему раоработюг моделей микропроцессорных БИС, В1шоча;о-цую транслятор со специализированного ЯОМБИС ДИСП-Си.

Програмшоз обззпочошга трансляторов ЯМС, ЯОПС и программы работы с БД ЦКС написано па языкэ СОРТ РАН-77, транслятор с ДИСП-Си

* на си, .

В гдаао подробно рассмотрел ЯОГО, программа работы с БД ЩИ, приседал пр:г.:зр разработки модели БЛС ИПК с использованием подсисте-

• построения водолей.

III. ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТ!!

1. Предложена и реализована структура ло, яредоставляжпя пользователю возможность выбора входного языка, ре?г.иткй диалог для занесения информации о ЦИС в БД, средства разработки моделей БКС 1351.

2. Сформулированы требования к языку описания моделей БКС для систем логического моделирования. Разработсп язык ДИСП-Си, удовлетворяющий этим требованиям.

3. Предложен способ учета задеркок БИС !-ШК по операциям, ;;оз-воляю:ций адекватно отражать динамические ггарактеристики 1ИС МПК

4. Разработан способ согласования модели БИС !С7К с монитором системы многозначного моделирования.

5. Разработана подсистема построения моделей, включаются транслятор ДИСП-Си.

6. разработаны практические рекомеидащт по построению моделей БКС МПК для систем логического моделнроггшш, с испольговшшеи язьаса ДИСП-Си разработаны модели БИС НПК.

Опубликоваиные работы по темэ диссертаг"!!:

Ег'дв С. Е, Кревстшй И. Г., Уксусников & Г. Пакет программ для моделирования схем с шинной оргаикгацичй //1'жропроцессори в системах контроля и управления: Тез. докл. зозальн. семинара 17-18 септ. 1987 г. - Пенза, 1987.- С. 56-57.

2. Кревский И. Г. , Сергеев В. В., уксусников Ю. Г. Автоматизация проектирования цифровых схем в учебно-исследовательских работах // Проблемы создания и развития ннтегрчроЕслнух автоматизированных систем в проецировании и производстве: Тез. докл. Всесоюз. науч.-техн. конф. 15-17 сент. 1987 г. - Таганрог, 1907-.- С. 30.

3. Использование средств логического моделирования з учебном процессе / П. П. Азбелев, С. Е Е;:то, И. Г. Кревский, П. Г. Уксусников // Передовой опыт в рамках комплексной программы целевой интенсивной подготовки специалистов: Тез. дскл. Республ. науч. -метод, конф, 13-16 окт. 1988 г. - К, 1988.- С. 192.

4. Кревский И. Г. , Уксусников П Г. Моделирование на СМ и ЕС ЭВМ цифровых устройств на СИС // Автоматизированное- проектирование э радиоэлектронике н приборостроении: Мэ.тауз, сб. науч. тр. - ЮТИ. -Я , 1988. - С. 76-79.

5. Кревский !Г. Г. Средства описания цифровых схем в САПР ДИСП //

Перспективы развития техники радиовещательного приема, радиовещания, звукоусиления и акустики: Тез. докл. XXII Всесоюз. науч.-техн. конф. ' 18-20 окт. 1088 г. - JL . 1988. - С. 127.

6. Подсистема функционально-логического проектирования САПР ДИСП / Е П. Азбелев, С. Н. Емзв, И. Г. Кревский, Ю. Г. Уксусников // Системы автоматизированного проектирования на базе малых ЭВМ в радиоэлектронике и приборостроении: Материалы краткосроч. семинара 2-3 марта 1989г.- ДЦНГП. - JL , 1989. - С. 46-48.

7. Кревский И. Г. Транслятор описаний принципиальных схем цифровых устройств для подсистемы логического моделирования // Проектиро-

. вание вычислительных машин и систем: Межвуз. сб. науч. тр. - РРТИ. -■ Рязань, 1988. - 0.107-110.

8. Кревский К. Г., Уксусников Ю. Г. Информационное и лингвистическое обеспечение лодсиогеш функционально-логического проектирования // Автоматизированное проектирование в радиоэлектронике и приборостроении:' Шжзуз. сб. науч. тр.- ЛЭТИ. '- JL , 1989.- С.84-88.

S. кревский Л Г. Шделирование устройств с микропроцессорами //САПР в иашностроетш: Тез. дом. Всесоюз. семинара 15-17 мая ' ШО г. - НИК УЩ - Ульяновск, 1330. - С. 83.

10. Кравскнй И.Т. 'Построение моделей »микропроцессоров для систем JEorjuocKoro моделирования // Учебно-исследовательские САПР: , Шязув. сб. пауч. тр. - КрШ. - Красноярск, 1989. - С. 70-73.

>li. /аЗэлэа'& Д., EpeBcsœfl ÎL Г., Уксусников КХГ. О рациональном ссстсхо базового. Набора цифровых увлаз // Изв. Сб. науч.

тр. - тж-- - вш.418. - е.26-31.

12. Езяоуеога Е Б., 'Кревский il Г. ' Уксусников Ю. Г. Подсистема спшйза цнфюзиз устройств РЭА // проектирование радиоэлектронного бборудоващй <! сргоанапизя САПР: Тез. докл. науч.-техн. семинара. -. Вкмаэв, iOSO. - 0.12,

3}гс=5СЮ» * печати 28.0S.90. Заказ. 8024. Фермп 00x84/16. Обым l.O я.л. Тираж 100. Бесплатно.

Лоысшоссэсхая типография Лшулряздате 169S10. г. Локввосоа. ар, Юного пвкикиа, 9.