автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.12, диссертация на тему:Автоматизированное адаптивное моделирование электронных схем

. ..г Л

1, ? » к •

¿изшизиъь 'пьзи.чиъ ¿и.пзи>пи.аь5ачи.ъ ¿иишиарцъ

РПг*и.чЬц ХРби.г>

( шиифршОт, иЦ,цшг\сиешд^ )

^Ь^БРЛ'ииЗЬ'О иМЬигиЪЬ?ПЬ иазпииэиваио ¿ипиипалаициъ unmjLUvmnnh.LT ииялОи^сфсппь^гиОо Ь.13.02 - ил^т^иялшдишО

д^ипт^пиООЬр^ рЫ|ОшЙпф шиифбиХЭ^

ВицдсХшО штЬСш^пипц^гиО

иьаии<*ьп

ЬрЬЦиХЭ - 1996

ГАСУДАРСШЕННЫЙ ИНЖЕНЕРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ АРМЕНИИ

БУАКЕЛЗИЯД

(аспирант, гражданин САР)

АВТОМАТИЗИРОВАННОЕ АДАПТИВНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ЭЛЕКТРОННЫХ СХЕМ

специальность^}^ Згф2 - "Системы автоматизации''

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических

наук

ЕРЕВАН- 1996

и2(ишфшЪец щшфршифЦЬ^ t" -¿ацшифш11[1 11ЬфшЦш1| бшрфшрик^фшЦшЪ ¿luüuiiuuipujlinid

СффшЦшЪ ^ЬЦшЦшр- ф-q.t»., ппу, иЬ^рциЪ <4. С.

Т)Ш2фп11шЦшЪ (rtir>f)fiiJuiltinutibpv 1. ф-J.q. rj.. ицрп$>. Pnqnjuuli С. ti.

2. ф-q.p. аш(.ш)ш11 U. П.

Цпш^шфшр Ци^ашЦЬрицги^пОГ ID8UU "1Пф - БЬиф"

Ишгфи4шитр|П111[1 ЦшдшЪш^ги b 1936р. " ~t»U duuifp jfy

¿Tld5¿-f) . 032 1/шииш<^фшЦшЪ funphprjnuJ : ¿ujuytrtr 375009. CrpUiul), 8bpjiubfi 105, III ашиЬш2ЬЪр.

ШрЫ)ш|мпитр1шЪр ЦшрЬ1> t ЬшЪп|>шЬш1 •¿^¿•¿-fi qpuir|iupui1inul. иь^йшцррс шпшрг{шЬ ЬЧЗЗБр._~_" Jib

032 ишиЪшчрфшЦшЪ tunphpopl

сффшЦшЬ сшрфгнгцир ^ .ЛЛбЙ^^Мм^ Uútll,tljulj

Работа выполнена в Государственном инженерном университете Армении. Научный руководитель : к.т.н, доцент Мелнкян В.Ш.

Официальные оппоненты : 1. д.ф-мл., проф. Бозоян UIJE.

2. к.т.н. Балаян С.Р.

Ведущая организация : АОЗТ "Ани - Тест''

Защита диссертации состоится 1996 г.

s " (1{^-"час.. ауд. 'Л на заседании специализированного совета 032

в Гасударстьенном инженерном университете Армении по адресу 375009, Ереван - 09, ул.Теряна, 105, ГИУА.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГИУА.

Автореферат разослан (ч,^. 1996 г.

Ученый секретарь специализированного совета 03 2 M JUjéK&V-^-*^" Аджемян

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Агтуадьясс-п. тсаа . Широкие применение автоматизации различных этапов проектирования изделий электронной техники вызвано необходимостью повышения качества и ускорения разработки все более сложных электронных устройств, какими являются большие интегральные схемы (БИС).

Сегодня БИС стали основной элементной базой радиоэлектронной аппаратуры и вычислительной техники. Их применение привело к повышению надежности, уменьшению габаритов, веса, потребляемой мощности и стоимости аппаратуры. Вместе с тем, высокий уровень сложности БИС требует качественно новых подходов к их проектированию и обуславливает переход к созданию систем автоматизированного проектирования (САПР) БИС, обеспечивающих более эффективное взаимодействие пользователей с компьютером п сокращение сроков проектирования на несколько порядков.

Из-за сравнительно скромных успехов в вопросах формализации задач синтеза, одной из актуальных задач, решаемых в рамках подсистем функционально-логического и схемотехнического проектирования САПР БИС, является их математическое моделирование. Для решения возникающих при этом задач традиционными методами потребовались бы сотни и тысячи часов машинного времени. Поэтому необходимы кардинально новые подходы.

Один из эффективных способов решения этой задачи заключается в создании нового поколения моделирующих программ, реализующих многоуровневое сметанное моделирование. В этом случае для разных частей моделируемой схемы используются различные уровни абстракции. Смешанное моделирование подразумевает использование дм различных частей схемы разных алгоритмов расчета, наиболее эффективно учитывающих особенности того или иного уровня моделирования.

Хота обычное смешанное многоуровневое моделирование позволяет снизить затраты машинных расчетов на 1-3 порядка, этого тоже недостаточно для получения удовлетворительных результатов моделирования БИС. Дальнейший резерв лежит в идее адаптации системы к конкретным вычислительным условиям и в совмещении этой идеи со смешанным моделированием.

Сущность проблемной адаптации систем автоматизярованного проектирования заключается в способности приспосабливаться к специфическим особенностям решаемой задачи путем настройки структуры и состава программного обеспечения, производимой на основе априорной информации, представленной в исходных данных, и апостериорной информация, формирующейся в вычислительной среде в процессе прохождения задачи .

Другим аргументом в пользу создания адаптируемых систем моделирования является то, что программное обеспечение систем моделирования БИС должно обладать жизнеспособностью в условиях быстрого усложнения задач, подлежащих решению. А это может быть достигнуто только ва основе соблюдения принципов, заключенных в идее проблемной адаптации .

Из сказанного следует, что необходимо создать адаптивные системы автоматизированного проектирования электронных схем, универсальные по отношению к различным классам задач и в то ^ке время специализированные для любого представления из любого класса.

Адаптивное моделирование электронных цепей требует нового подхода к построению моделирующих программ. Принципы построения подобных программ не разработаны . А попытки приспособить традиционную структуру программ анализа к новым требованиям не приводят к полной реализации всех возможностей повышения эффективности. Это особенно касается систем смешанного многоуровневого моделирования, для которых практически не существуют средства адаптации.

Цель работы состоит в разработке моделей, методов, алгоритмов к практической системы адаптивного моделирования больших интегральных схем, позволяющих значительно повысить эффективность анализа с точки зрения затрат машинных ресурсов. Для достижения данной цели были решены следующие задачи :

1. Систематизированы имеющиеся достижения в области адаптируемого моделирования аналоговых и цифровых схем.

2. Разработаны новые способы организации адаптивных систем проектирования электронных схем, позволяющие оптимально сочетать затраты на адаптацию системы к конкретным условиям с требуемым качеством анализа схем.

3. Созданы алгоритмы схемотехнического моделирования, удовлетворяющие требованиям разработанной методики адаптивного расчета.

4. Сгптезгрсван ноны! класс логико-электрических макромоделей и моделей цифровых элементов функционально-логического уровня, способных гибко менять точность производимых расчетов и величины затрат машинных ресурсов, необходимых для этого, в зависимости от конктретной вычислительной ситуации.

5. Сконструированы языковые средства, ориентированные на адаптируемые системы автоматизированного проектирования.

6. Разработан пакет прикладных программ (ШПГ), в которой реализованы созданные модели, алгоритмы и т.д.

Методы исследований . При проведении исследований использовались методы теории электрических цепей, электроники, обыкновенных дифференциальных уравнений, математического моделирования электронных схем, микросхемотсхники, вычислительной математики, булевой алгебры и программирования.

Научная новизна . В диссертационной работе были получены следующие оригинальные результаты:

- предложена процедура организации адаптивных систем схемотехнического моделирования электронных схем, обеспечивающая необходимую эффективность и точность производимых расчетов. Предложенная процедура может являться основой для программ анализа БИС.

- впервые разработана серия алгоритмов схемотехнического анализа электронных цепей, удовлетворяющих требованиям адаптивного моделирования. Предложен оптимальный в смысле быстродействия комбинированный алгоритм, в котором явная и неявная формулы применяются по отношению к отдельным переменным.

- синтезированы оригинальные мак ром о дел цифровых элементов электронных схем на основе аппроксимации их внешних характеристик эрмитовыми сплайнами с переменным порядком многочлена, обеспечивающие точность п надежность моделирования минимальными затратами машинных ресурсов и адаптируемые к конкретной анализируемой схеме и условиям расчета.

- предложены новые логические модели цифровых элементов, способные варьировать точность результатов анализа в требуемые для этого затраты машинных ресурсов в зависимости от конкретной вычисли-тельной ситуации.

Практическая пенноетъ работы. Все основные теоретические результаты, полученные в работе, реализованы в пакете прикладных программ (ППП) адаптивного моделирования электронных схем ЭЛАЙС-Л95. Опыт эксплуатации системы на предприятиях, а также сравнение с другими системами анализа электронных схем, показали высокую эффективность ЭЛАИС-Л95. Время моделирования некоторых классов схем сокращается от одного до двух порядков по сравнению с традиционными методами расчета. ППП ЭЛАНС-Л95 внедрена и использовалась в ЕрНИИСС и АрмНИИНТИ с годовым экономическим эффектом в 720 тыс. драмов. Эффект получен за счет снижения затрат машинного времени и экономии электроэнергии. Результаты диссертации внедрены также в учебный процесс ГЙУА.

Апробация работы . Содержание отдельных разделов и диссертации в целом доложено я обсуждено:

• на международной научно-технической конференции " Проблемы физической и биомедищшской электроники" , Киев, 1996г.

• на 1-ой международной конференции " Применение критических технологий для прогресса общества", Ереван, 1995г.

• на научных семинарах сектора математического обеспечения вычислительных систем департамента компьютерной техники и информатики ГЙУА, г. Ереван, 1993-1995г.

Публикации. По теме диссертации опубликованы 3 печатные работы.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 4-х глав, Заключения и приложения. Основной текст 153 страниц, 27рисунков, 5 таблиц, библиография из 116 наименований.

На защиту выносятся следующие основные результаты работы:

процедура организации адаптивных систем схемотехнического моделирования электронных схем;

- алгоритмы адаптивного схемотехнического анализа электронных цепей;

- адаптивные логико-электрические макромодели цифровых элементов электронных схем;

- адаптивные логические модели цифровых элементов;

гпттрруа пни т»&шти

—/л—------- * * " ^

В работе на основе анализа особенностей существующих средств автоматизированного моделирования БИС обоснован выбор темы диссертации, сформулированы цель работы и решаемые задачи. Показана необходимость разработки новых способов и средств адаптивного моделирования БИС.

В диссертации рассмотрены способы организации адаптивных систем моделирования с целью оценки их возможностей и ограничений. Рассмотрение привело к выводу, что каждый из рассмотренных способов адаптации (альтернативный и императивный ) имеет свои положительные стороны, которые наилучшим образом реализуются при их комбинированном применении. При этом обеспечивается сочетание двух основных методов анализа п организации: дедуктивного /от общего к частному/ в альтернативном способе и индуктивного /от частного к общему/ - в императивном. Затем анализированы проблемы реализации проблемно-адаптивного подхода к моделированию. Первой из них является выбор группы конкурирующих алгоритмов (алгоритмов одного и того же назначения). В системах автоматизированного схемотехнического моделирования в качестве подмножества конкурирующих алгоритмов могут выступать, например , алгоритмы трансляции исходных данных, получения математической модели схемы, решения систем нелинейных дифференциальных уравнений и т.д. Количество таких групп равно количеству последовательных этапов,на которые можно разбить весь процесс моделирования. Таким образом, каждый этап анализа характеризуется своей группой конкурирующих алгоритмов. Второй проблемой является выбор конкретного алгоритма из заданного подмножества для выполнения очередного шага анализа. Выбор производится на основе критериев проблемной адаптации. В общем случае дзя выполнения очередного шага необходимый алгоритм выбирается из группы конкурирующих алгоритмов на основе иерархической группы критериев. Группа критериев адаптации организуется в некоторый адаптер шага. Каждая группа конкурирующих алгоритмов снабжается соответствующим адаптером. Адаптер шага - это процедура, определяющая очередность применения критериев адаптации на подмножестве конкурирующих алгоритмов. Адаптер представляется в виде

дерева, вершины которого соответствуют критериям адаптации, а дуги -путям поиска оптимального алгоритма в соответствующем подмножестве. Корень дерева соответствует критерию адаптации первого уровня. Количество конечных дуг дерева равно количеству конкурирующих алгоритмов в соответствующей группе.

Приведен пример дерева адаптера шага для системы схемотехнического анализа.

Третьей проблемой является организация адаптивных систем схемотехнического моделирования.

Схемотехническое моделирование во времени состоит из ряда шагов/ трансляция описания схемы, получение математической модели схемы, численный анализ и т.д./, на каждом из которых с помощью соответствующих адаптеров осуществляется выбор алгоритмов и маршрута, обслуживающего конкретную задачу. Наиболее трудоемкий и сложный из шагов - численный анализ математической модели электронной цепи. Представляя этот этап в виде последовательности шагов, рассмотрены способы организации адаптивной процедуры анализа во времени математической модели схемы:

У-нелинейная вектор-функция, х ('0) = сЫ I д.1 / ¿=0 ' ЛГ~

размерность векторов.

Предложена проблемно-адаптивная организация цикла решения вышеприведенной системы, представлением его как совокупности шагов, кажшй из которых выполняется при переходе от момента времени Е

( (п=1,2.....) одним нэ конкурирующих алгоритмов из подмножества {А}.

Сформулировано подмножество алгоритмов {А}, которое может служить основой адаптивной процедуры численного решения модели схемы. В нее вошли алгоритмы явного, неявного и комбинированного типов. Разработан ориентированный граф маршрута моделирования, построенного комбинированным способом на множестве состояний, представляющих собой этапы выполнения алгоритмов подмножества {А}. Анализ различных способов организации адаптивных систем схемотсх-

нического анализа электронных схем показал, что проблемная адаптация представляет собой новый> ботгее высок** урсЕспь аптокатпзацпл Систем схемотехнического моделирования. Их программное обеспечение должно удовлетворять широкому кругу требований :

1. Наличие дружественного интерфейса с пользователем. Для адаптивных систем это означает.

а) Доступность - восприятие входных данных и выдача требуемых результатов с помощью естественных для проектировщика электронных схем средств.

б) Общительность - способность оперативно представлять проектировщику схемы любую необходимую информацию.

2. Открытость - готовность к расширению алгоритмического и информационного обеспечения критериев адаптации.

3. Развиваемоеть - свойство структуры пакета программ г расширению функциональных возможностей на основе накапливаемого опыта и возникающих потребностей практики.

Б зависимости от того, насколько удовлетворяются эти требования, повышается уровень самоорганизации системы и ее способность к проблемной адаптации, что создает предпосылки для создания "интеллектуальных" систем схемотехнического моделирования электронных схем.

Обеспечить перечисленные свойства системы моделирования можно путем организации модульной структуры программного обеспечения, создания базы данных задачи, инвариантной к алгоритмическому обеспечению системы, соответствующего языка управления базой данных и алгебраического языка преобразования данных

В диссертации предложены адаптивные алгоритмы схемотехнического моделирования электронных схем. На основе рассмотрения вопросов адаптации численных алгоритмов решения модели элетронной цепи как во времени, так и в пространстве, разработан оптимальный алгоритм, который имеет следующую структуру. Выделение латентных переменных является первой стадией этого алгоритма. Следующая стадия сводится к оценке величины шага для каждой из переменных Приняв предпосылку о том, что величина погрешности для данной переменной не зависит от величины шага по остальным переменным, определяется величина шага для каждой из переменных.

Эта оценка шага предполагает, что порядок формул численного интегрирования известен. Обычно это не так, поэтому цель

первоначальной оценки шага-грубо оценить скорость изменения переменных в системе, где латентные переменные уже устранены. Далее на основании оценки нормы матрицы Яхобн правых частей выделяются те переменные, по которым допустимо применение явных формул численного интегрирования. Вводится гипотеза о том , что / - ое уравнение допускает применение явной формулы, если выполняется условие

А МН

- значение шага.

где- / -я строка матрицы Якобы ; }}■

полученного при оценке данной переменной. По остальным переменным применяются неявные формулы численного интегрирования. Эта процедура, основанная на эвристических соображениях, может быть нарушена, если структура системы имеет некоторые благоприятные свойства. Один из случаев -это представление цепи в виде звеньев направленного действия.

Если матрица ^ с диагональным преобладанием, то допустима специальная форма неявного метода,сохраняющая свойство А-устойчивости и не требующая вычислительных затрат при использовании явного метода .

Имеется в виду такой способ применения комбинированного метода, когда явная или неявная формула применяются не по отношению к тому или иному уравнению, а но отношению к той или иной переменной. В рамках предложенной интерпретации комбинированных методов рассмотрены также и алгоритмы, основанные на расчете схем по частям. Так .если 0 блочно-диагональная матрица с единичными диагональными блоками

Е

«1 о

Е

п2

О О

- Е

пк

г Enj - матржца , (njxnj) , все элементы которой едгнжды , то

toi комбинированный метод допускает простую схемную интер-етацию.

Исследуемая схема разбивается на К подсхем, каждая из кото-рых ссчитывается неявным методом. Те же из переменных, которые итывают взаимное влияние подсхем в соответствующем уравнении дсхем входят в формулы численного интегрирования явно.

Таким образом .используя разработанные алгоритмы адаптивная стема может превращаться в самообучающуюся.

Рассмотрены также вопросы успешного завершения разработанных аптавных алгоритмов.

В работе освещены вопросы создания адаптивных моделей и кромоделей отдельных компонентов электронных схем. Это выполнено примере разработанных адаптивных логико-электрических макромоде-й и логических моделей цифровых фрагментов схем.

Излагаются основные принципы и физические основы построения гико-эзектрическнх макромоделей(ММ); обосновывается выбор эрни-вых интерполяционных сплайнов в качестве математического аппарата проксимации характеристик ММ; приводятся расчетные модели для зайнов различных степеней; исходя из допустимой погрешности и ¡нимальной трудоемкости обоснован выбор узлов интерполяции нрибли-1емыххарактеристик; даются рекомендации по выбору порядка сплайнов различных участках

Основой логико-электрических ММ служит нелинейная много-люсиая подсхема. При реализации метода электрического анализа для ждой такой подсхемы решается элементарная задача анализа, которая стоит в определении реакции фрагмента на заданное воздействие. Для учая цифровых фрагментов эту реакцию можно описать алгорит-[чески. Структурно ММ представляется в виде двух отдельных блоков, грвый из них реализует логику элемента, а второй- форму сигнала. 1ждая характеристика исследуемого фрагмента - выходное напряжение

t), ВХОДНОЙ ТОК IQX (t), ВЫХОДНОЙ ТОК /вых U) я ток,

требдяемый от источника тока / (f) может моделироваться зависимо, в виде отдельного блока.

Вопросы аппроксимация характеристик фрагментов явятся одними из основных при построении логико-электрических макрокоде лей. При их исследовании и разработке оказалось целесообразным применять эрмнтовые интерполяционные сплайны, которые обладают рядом известных преимуществ перед другими видами аппроксимации. Они обеспечивают хороший порядок приближения при небольших степенях сплайнов, что делает их удобными для реализации на компьютере. Очень ценвым свойством эрмитовых сплайнов, эффективно используемым при построении адаптивных логико-электрических ММ, является свойство локальности. Оно позволяет использовать на различных участках интерполяции разные аппроксиманты и таким образом существенно сократить трудоемкость ММ без общей потери точности. Возможность использования этого свойства обуславливается наличием априорной информация о качественном поведении приближаемых характеристик на различных участках из физических условий работы схемы.

На основе известных алгоритмов построения эрмитовых сплайнов были получены расчетные модели характеристик с помощью линейных, параболических и кубических сплайнов. При этом, например, для функции

У (г) на участке , / = 0,л - 1 отрезка [ а , в ] с

разбиение"

'п

для первого и третьего порядков они имеют вид:

+1 X '

где

х = (* - ОА • Л = + ! - .

В = + /Л*-/',.

I •

Отметим, что при конкретной реализации ММ в приведенном выше выражении для 11(0 в качестве р и ^ (£) берется ^ (/;£)•

авкачестве р2 С*] и /3 О ■

Остаточные члены сплайнов{/ -.ц и (/; гь построенные

для функций у Е сг[агВ] и / <е С4 [а. В] < СГ[а,В] "

линейное нормированное пространство функций, имеющих Г непрерывных производных на отрезке [ а,В ] ) имеют оценку:

4Г Е3 =

/ (0 - * 1/384 ^ f

Н= тах ,|У| тахЦ

и результатов численного

/ = 0,п - 1 ¿0</</л

Из оценок остаточных членов

экспериментов следует, что с вопросом требуемой точности аппроксимация тесно увязан выбор величины Ь , а следовательно и числа узлов интерполяции приближаемых характеристик на отрезке [а,в]. При этом точность ММ определяется не только точностью аппроксимации между этими узлами, но и точностью вычисления самих узлов.

В разработанной адаптивной модели логического элемента тоже разделены на блок, реализующий логику переключений логического элемента и блок, учитывающий его инерционность. В этой модели логического элемента фрагмент может находится или з установившемся состоянии (когда состояние выхода логического элемента соответствует состояниям его входов и переходные процессы в нем закончились), или же в возбужденном состоянии (когда логический

элемент должен переключиться, или же он переключился, но процессы в нем еще не установились ). Различаются 4 стадии возбуждения. Если в

момент времени на входах логического элемента состояния

принимают значения, не соответствующие состоянию его выхода, логический элемент переходит в первую стадию возбуждения, которая

продолжается до момента времени + Мн . При этом значение

выходного сигнала остается неизменным. Эта стадия соответствует внутренней задержке логического элемента. Если до момента времени

^о + иа вход логического элемента не поступают новые

сигналы, или же изменения сигналов подтверждают переключение

логического элемента, то в момент времени происходит

переключение логического элемента п модель логического элемента переходит во вторую стадию возбуждения. В течение второй стадии,

продолжающейся до /у = ¿о + ^у . сигналы в логическом элементе

не меняются. Если и в течении отрезка времени на ВХ°ДЫ

логического элемента не поступают новые сигналы, или жг изменения сигналов подтверждают переключение логического элемента, та в моменты

времени ¿у переходные процессы в схеме заканчиваются, а

возбуждение гасится. Если в течение первой стадии возбуждения входные сигналы изменяются так, что гасят возбуждение, то модель логического элемента переводится в третью стадию (стадию гашения), и в момент

времени возбуждение снимается, если не пришли входные сигналы,

возвращающие модель в первую стадию возбуждения. Момент

рассчитывается, исходя из того, насколько долго находилась модель в

первой стадии возбуждения, прежде чем перейти в третью. Таким образом, если до переключения логического элемента входные сигналы многократно изменяются, то конечное состояние логического элемента определится суммарным воздействием, и в зависимости от этого логический элемент может переключиться или нет. Это отражает свойственную модели

логического элемента фильтрацию входных сигналов, дпггельвость котооых меньше определенной величины.

Если на логическом элементе находящемся во второй стадии возбуждения, поступает входной сигнал, противоположный предыдущему, модель переходит в четвертую стадию возбуждения - стадию обратного переключения. По окончании этой стадии через некоторый отрезок времени, рассчитываемый в зависимости от того, насколько долго логический элемент пребывал во второй стадии, происходит обратное переключение. В зависимости от суммарного воздействия изменений входных сигналов про этом может моделироваться полное пли неполное переключение логического элемента.

В диссертации освещены вопросы практической реализации адаптивных систем моделирования электронных схем на примере разработанной системы ЭЛАИС-Л95. Наказано, что при реализации адаптивных систем моделирования электронных схем помимо традиционных требований к программам анализа (удобный пользовательский интерфейс, открытость, переносимость, модульность и т.д. необходимо учитывать еще я специфические особенности:

1) необходимость наличия библиотеки моделей элементов, имеющих разную точность и требующих разные затраты машинных ресурсов при расчетах;

2) библиотека алгоритмов системы должна содержать различные алгоритмы, соответствующие разным моделям элементов;

3) в программном пакете должны присутствовать средства переключения от одной модели к другой, а также от алгоритма к алгоритму,

максимально сжатое представление описания схемы и другой, необходимой для моделирования информации, на всех этапах преобразований.

При разработке программной системы адаптивного моделирования схем ЭЛАИС- Л85 были учтены приведенные требования. Описаны также возможности входного языка системы ЭЛАИС-Л95 , который в отличие от известных из литературы подобных языков позволяет.

- образовать многоуровневое описание схемы, что снижает объем описания и вероятность ошибок в нем;

- использовать один и тот же язык как для описания моделируемых схем, так и библиотеку готовых фрагментов.

Приведены описания конкретных схем, подчеркивающие преимущества разработанного языка.

Опясаны также стуктура я состав разработанной системы адаптивного моделирования электронных схем.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

В работе получены следующие научные и практические результаты :

1. Предложена процедура организации адаптивных систем схемотехнического моделирования электронных схем, обеспечивающая необходимую эффективность и точность производимых расчетов.

2. Разработана серия алгоритмов схемотехнического анализа электронных цепей, удовлетворяющих требованиям адаптивного моделирования. Алгоритмы различаются по виду адаптации, сложности, а также по точности получаемых результатов. Предложен оптимальный в смысле быстродействия комбинированный алгоритм, в котором явная и неявная формулы применяются по отношению к отдельным переменным. Такой подход позволил существенно снизить затраты машинного времени.

3. Разработаны оригинальные макромодели цифровых элементов электронных схем на основе аппроксимации их внешних характеристик эрмитовыми сплайнами с переменным порядком многочлена. Макромодели с одной стороны обеспечивают точность и надежность моделирования минимальными затратами машинных ресурсов, а с другой-адаптируются к конкретной анализируемой схеме и условиям расчета.

•4. Предюжсны новые логические модели цифровых элементов, которые способны варьировать точность результатов анализа и требуемые для этого затраты машинных ресурсов в зависимости от конкретной вычислительной ситуации. Это свойство особенно ценно для систем адаптивного моделирования.

5. На основе предложенных алгоритмов, моделей и методов адаптивного анализа разработана программная система моделирования электронных схем ЭЛАИС-Л95. Затраты машинного времени и памяти при расчете произвольных больших интегральных схем с помощью этого пакета программ снижаются на один - два порядка по сравнению с традиционными программами моделирования.

Основное содержание диссертации отражено в следующих работах :

1. Буакел З.Х. Проблемная адаптация схемотехнического проектиро-вания/Гос. инж. ун-т Армении - Ереван, 1995-25 с. 1 их - Деп. в Арм НШПГГИ, Ко5-Ар96

2. Меликян В.Ш. Буакел З.Х. Логическая модель цифрового элемента для малых сигналов /Гос.ннж. ун-т Армении.- Ереван, 1995,-10с,-Деп. в АрмНИИШИ, N0 б- Ар.9б.

3. В.»Меликян, В. Мнацаканян, Буакел З.Х. Универсальная адаптивная система параметрической идентификации моделей электронных компонентов. - в сб. Проблемы физической и биомедидннской электроники, 1996 г.,с. 68-73

18

Ц.сГфпфикфр PnLUJ^bL Ähjtur>h OöL)QuuönLUjL|aiQ wmbGcuf-ununLpjuuG

Of>ubpuiujgfinû ш2|иилпииОЕО i-lbpujpbpLjnLJ t Ь^ЬЦтрпОифО ujvibJuiûbpf-i {ишгго tL^M^Pi-u - трия/шршОшЦша LjhpLnLànLpjujQ fiuuüuj^ujpqtipp RujLÍLup JnqtiLUjM.rtpiJ'iAiQ Ршрйшрфчг\сиЦшО Jbpnry-Gbph U шпшОйЬО cnuippbpfi Jnr\hLGbph агшЦйшОо:

LTnr>CiLUA^npiiajQ Ршр йшрфчг\ш1|шО RujJujt-iujpqbph Ijujq-(Aul|bpu|iJu/í ¿libpf-» tläpi_nLänLpjuuQ RbüujQ Цри-i 4wpqujpujGt4uuô bG шаш£шдпг\ [uGr>fipûbpQ U шашгшрЦЦшй t и(иЬашОЬрр и|иЬйиллЬ|иО^ЦшЦиаО i4bp|_nLÔni.p»juiG uqpnpLbJujjt^Q -йОпрпгЦпп. LiujqJuKtbpiL|JajQ ufubdui: £L.uAjnpt4ujà t Jnn.bL«-u-(4.rvp(iiuQ uJLqnphpcTQbph ujjQ bGpuipujqiJnLpjnLQQ, про Цшрпг\ t fiujQp|~>uuuQuLjj_ РшрйшрЦпг\шЦшО йпг>Ьцдл4.прйшО fiwciui-Ijujpqf-» RujvJuip: Puug|~> ujjr> àUwuv|np*4.ujô bQ u4tuRujQ£QbpD fiujpJujpi4npujL|ULiQ fiLULÍuj^uLipqtip^ àpujqptujpG шицшппЦйииО ОЦилл-Juudp:

OfiubpinujghujjnuJ шп.ш£шр1|фл)0 bQ t;Lbl|inpnGuijhû u[ubJuj-Qtîp|"> ufubJofl-n^uj^UiQ йпг>Ь|_ид4прйшО Ршрйшр^пршЦииО ujLqn-pfipdGbp, npnGg ujnujGàQujfiujuil|nLpjnLQD lnJujuuGnLiJ t QpuiGnLLf. np Цпйр^Осидфил! bQ рЦииЬ^ fiQinbqpdujQ puugtufiuujm Ь. n¿ puugujRujjin iJbpnr>QbpQ n¿ pb шг\шО£фО РшЦииишрпиЮЬр^, ujjl фпфп^ш^шООЬр^ QL|muiJunJp :

Pbpt|uj¿ bQ u|ubJtuQbph ,ujaujQ¿hQ паллЦшЙОЬрЬ,

i/2iulji|ujö RujpJujpi_lnr\LuL|ajQ трия/шршйш - Ь1.ЬЦ1лрш1|шО йшЦ-pnJnQbi_Qbph l|unni.g<JujG ul|qpruGßGbp|r. «фйОии^прфиб t; йшЦ-pnJnr>b[_Gbph pûnLpuuqpbph dnmiupliiJiuG fiuxlujp tpJhuijaiQ

uuqL»4lQQöpfi oqinujqnpinniD :Pbpi{ujà bQ mcuppbp ииииф'бшвЬ

uuLjLLUjQQbph пшгЦшрLjJujQ pujQuJÍiLibpD ^ pGrupujqpbpp JnLnuuplj-JuuQ RtuiQuufiujGqnLjgGbp^ QGLnpduuG Rh^Qu^UnpriLdQ:

ЪЦшрихзрфий fc p^ujjpQ слшррЬрЬ аг^М1-^0 Rujpdujpi4nr\iu-L)uuQ трих/шрииОшЦаЙ dnr^bLh RmLnL)nLpjnLQQhpD'.U.jp JnrvbLh iun.ujQ&QujRuKnL|nLpjnLQD ЦиушОпи! t QptuQnLJ.np GpujGß 1|ш(ии[шй Rui2v4.ujpLiU4j^Q |лрил4]у6ийфд Цшрпг\ bQ фпфп(иЬ1_ L|bpLru.àr\L[»-juiG tuprynLQßQÖph 62LnnLpjnLÛD U ПРШ Ршйшр LqmRujQ2<4nr\ Jbßb-QaiqpuuL|ujQ JfigngGbpfi Ьш^ииЬрр-.

0|">ubpLnujgf>uijnuJ LriLuuLipuuQLjuui bQ GuuL Ьц.ЬЦтрг»0ии|->0 ufub-JuiGbpp dnqbLtutlnpiiuiG пшрйшрЦп^ш1|шО fiiuduit|ujpqbpf> aipuuLj-inpl| fipcuqnpiduiQ fitupgbpQ йг^ЧФ-ий fcLU.hU-L95 RuAJuuliujpqp оррОиЛф ijpui: QzUuià Rojngbnh |_п!_*пи_г[] F.'aXJqbgpbi, t üjjrj.

Вшйш1)иирсф йгпдпЦ lihßtjQtnjujljujQ duAÍuiQujL|h L R|i2nnni.p>juuQ öiufviubpQ фпвршдОЬ!. "1-2 L|tupqnQ, npq RuAJLntuuiLjnnJ t; uj2|viuh inuiQanuJ рЬрфиЬ QbprjpüujQ йилфО фшишшрги^Ьрги!;

flh.unLvJQtuuhpnLpjujQ ujpnjnLÛEQtjpD ruGbG qpinukíuiQ U qnpb-ОшЦшО 02UiQuA4nLf»jnLQ fiG^tqbu Ь^ЦтрпОифО u(ubiiuiQbpp Jnf>b-LUJt^npiiwQ RuAÍuuliUipqbp(~> GujJuttjqftni\Gbp|-», iMjGujbu tu GpuiGg oqmujqnpinqQbpp RujvJuup: