автореферат диссертации по электронике, 05.27.01, диссертация на тему:Конструкторский синтез спецвычислителей на базе ПЛИС методом функциональной декомпозиции

УДК 621.38

Волков Андрей Валентинович

КОНСТРУКТОРСКИЙ СИНТЕЗ СПЕЦВЫЧИСЛИТЕЛЕЙ НА БАЗЕ ПЛИС МЕТОДОМ ФУНКЦИОНАЛЬНОЙ ДЕКОМПОЗИЦИИ

Специальность 05.27.01 Твердотельная электроника, радиоэлектронные компоненты, микро- и наноэлектроника, приборы на квантовых эффектах

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

МОСКВА 2005

Работа выполнена на кафедре РадиоВТУЗа "Проектирование и технология радиоэлектронных средств" Московского авиационного института (государственного технического университета)

Научный руководитель д.т.н., проф. Сорокопуд Виктор Андреевич

Официальные оппоненты: д.т.н., проф. Руфицкий Михаил Всеволодович

к.т.н. Корниенко Юрий Николаевич

Ведущая организация - ОАО "Научно-исследовательский институт "Кулон"

Защита состоится "_"_2005 г. в_часов в аудитории

№302 гл. корпуса на заседании диссертационного Совета Д 212.125.02 Московского авиационного института (государственного технического университета) по адресу: 125871, Москва, Волоколамское ш., 4.

Просьба принять участие или прислать отзыв в 1 экземпляре в адрес ученого совета.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке МАИ.

Автореферат разослан " бЪ " Эвк а ^ рй 2005 г.

Ученый секретарь

с.

диссертационного Совета - Федотов Леонид Михайлович

г

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Современный этап развития средств электронной и вычислительной техники характеризуется двумя противоречивыми тенденциями:

- с одной стороны, растет их сложность и ужесточаются требования, предъявляемые потребителями к быстродействию, надежности, энергопотреблению, стоимости;

- с другой, их жизненный цикл существенно сокращается.

Поскольку, в связи с этим, особое значение приобретает время выхода на рынок с новым изделием, то сроки, установленные на проведение разработки и макетирования, становятся все более сжатыми, а требования, предъявляемые к качеству новых изделий, все более жесткими. Способом разрешения данного противоречия является использование новейшей элементной базы и соответствующих средств автоматизации проектирования.

Одним из наиболее перспективных путей развития электронной техники в настоящее время является применение программируемых логических интегральных схем (ПЛИС).

ПЛИС представляют собой элементную базу, обладающую гибкостью заказных больших интегральных схем (БИС) и доступностью традиционной "жесткой" логики. Главным отличительным свойством ПЛИС является возможность их настройки на выполнение заданных функций самим пользователем. Современные ПЛИС характеризуются низкой стоимостью, высоким быстродействием, значительными функциональными возможностями, многократностью перепрограммирования, низкой потребляемой мощностью и др. При этом время разработки на основе ПЛИС даже достаточно сложных проектов может составлять всего несколько часов. Доказательством перспективности новой элементной базы может служить ежегодное появление новых имеющих более совершенную архитектуру, поколений ПЛИС, а также постоянно растущий

объем их выпуска. В связи с этим, в числ ыдвигается

проблема создания эффективных методов автоматизированного проектирования цифровых интегральных радиоэлектронных устройств (ИРЭУ) на базе ПЛИС, а также критериев и моделей оптимизации конструкций на их основе.

Цель работы. Цель данной диссертационной работы состоит в разработке эффективных методов синтеза электронных устройств на ПЛИС, сокращении сроков проектирования и расширении функциональных возможностей существующих систем автоматизированного проектирования (САПР) ПЛИС.

Для достижения поставленной цели в диссертационной работе решаются задачи разработки:

- математических моделей, описывающих функционирование устройств управления, входящих в состав специализированных ИРЭУ;

- методов автоматического синтеза специализированных ИРЭУ на ПЛИС;

- методов минимизации площади кристалла ПЛИС на этапе функционально-логического проектирования;

- алгоритмов автоматизации проектирования специализированных ИРЭУ на ПЛИС;

- программного обеспечения, реализующего предложенные в работе методы и алгоритмы.

Научная новизна данной диссертационной работы заключается в разработке эффективных методов и алгоритмов автоматизированного проектирования цифровых ИРЭУ, реализуемых на ПЛИС. Для этого в работе были:

1. Предложены декомпозиционные методы оптимизации конструкции цифровых ИРЭУ.

2. Разработаны математические модели методов оптимизации и методика проектирования на их основе.

3. Разработаны алгоритмы последовательной и параллельной декомпозиции цифровых устройств (ЦУ) на основе нового критерия оценки сложности реализации устройства.

4. Разработаны методы и критерий кодирования состояний конечного автомата, позволяющие минимизировать площадь кристалла.

5. Разработаны алгоритмы, позволяющие эффективно решать задачи функционального и конструкторского синтеза ПЛИС.

Практическая ценность результатов работы:

Разработан программно-методический комплекс синтеза моделей специализированных ИРЭУ с использованием декомпозиционных методов оптимизации конструкции, позволяющий:

- синтезировать в автоматизированном режиме модель цифрового устройства на языке описания аппаратуры высокого уровня;

- повысить эффективность использования площади кристалла ПЛИС за счет применения оптимизации на основе методов функциональной декомпозиции;

- сократить сроки и трудоемкость проектирования специализированных ИРЭУ благодаря применению средств автоматического синтеза описаний проекта;

- расширить функциональные возможности существующей САПР ПЛИС и удобство подготовки исходных данных для топологического синтеза;

Апробация и внедрение результатов работы.

Основные результаты работы докладывались на научно-технических конференциях в период с 2001 по 2004 года.

Разработанные в диссертационной работе модели, алгоритмы, программные и методические средства использовались при выполнении научно-исследовательских и проектных работ с участием автора.

Основные результаты работы внедрены на предприятии ОАО "НИИ Кулон", г. Москва.

Публикации. Основные результаты исследований опубликованы в трех работах.

На защиту выносятся:

1. Теоретическое обоснование метода оптимизации конструкции специализированных цифровых устройств на этапе структурного синтеза.

2. Математические модели и критерии оптимизации специализированных

цифровых устройств на базе ПЛИС.

3. Методы параллельной и последовательной декомпозиции специализированных ЦУ на базе ПЛИС на основе предложенного критерия оценки

сложности реализации устройства.

4. Структура специализированной САПР устройств управления на базе

ПЛИС, алгоритмы и программы ее реализации.

Структура и объем диссертации.

Диссертация состоит из введения, четырех глав и заключения, изложенных на 157 страницах и иллюстрированных 74 рисунками и 2 таблицами, а также списка литературы из 67 наименований.

КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении приводится обоснование актуальности темы диссертационной работы, сформулированы цели и основные задачи исследований, приведены краткие аннотации глав диссертации.

Первая глава содержит анализ современной элементной базы, применяемой при проектировании цифровых устройств, анализ конструктивно-технологических особенностей ПЛИС, современного состояния и перспектив развития автоматизированного проектирования цифровых интегральных радиоэлектронных устройств на базе ПЛИС, по результатам которых формулируются основные задачи диссертации.

Из анализа современной элементной базы следует, что наиболее перспек-тивЯой при проектировании специализированных ИРЭУ являются ПЛИС, так как:

- сложность и соответственно стоимость цикла допроектирования и специализации ПЛИС гораздо меньше, чем, например, у базовых матричных кристаллов (БМК);

- имеется возможность внесения изменений в проект на любой стадии проектирования и изготовления специализированной СБИС на основе ПЛИС;

- имеется возможность перепрограммирования ПЛИС после ее распайки на плате;

-при использовании отсутствует необходимость в сложном технологическом оборудовании.

Из анализа конструктивно-технологических особенностей ПЛИС следует, что для проектирования устройств управления входящих в состав специализированных ИРЭУ целесообразно использовать ПЛИС с архитектурой FPGA, как наиболее пригодные для реализации последовательностных схем, благодаря оптимизированной для таких схем архитектуре. В качестве элементов памяти следует использовать элементы EEPROM или FLASH для отработки проекта, а после отладки проекта его можно реализовать на элементах Antifuse.

Из анализа современного состояния и перспектив развития автоматизированного проектирования цифровых интегральных радиоэлектронных устройств на базе ПЛИС следует, что существующие методы позволяют получать решения, близкие к оптимальным на каждом из этапов синтеза устройства. Однако оптимальность принимаемых решений каждого этапа проектирования определяется с точки зрения последующего шага, а не конечного результата разработки. В результате, в большинстве случаев не удается достичь оптимальной конструкции в автоматическом режиме, без ручных этапов доработки. Применение единых критериев оптимизации в процессе всего цикла проектирования, оптимизация конструкции проектируемого устройства на ранних этапах его синтеза, а также исключение неформального вмешательства разработчиков в процесс проектирования позволило бы более эффективно решить задачи разработки специализированных ИРЭУ на основе ПЛИС и повысить качество готового изделия.

Из проведенных анализов следует практическая необходимость и актуальность данной диссертационной работы, формулируются цель и задачи, подлежащие исследованию и разработке.

Вторая глава посвящена моделированию декомпозиционных методов оптимизации конструктивных параметров ИРЭУ, разработке методов минимизации площади кристалла ПЛИС на этапе структурного синтеза и исследованию возможности их применения.

В основу предлагаемых методов и математических моделей оптимизации конструктивных параметров проектируемых ИРЭУ положен принцип единства критериев оптимизации на всех этапах проектирования, а также принцип понижения размерности задачи оптимизации путем декомпозиции структуры ЦУ.

Согласно фундаментальной концепции операционного и управляющего автоматов каждое цифровое вычислительное устройство в функциональном и структурном отношении может быть представлено композицией операционного и управляющего автоматов (ОА и УА), информационная связь между которыми показана на рис. 1. Функции ОА состоят в выполнении отдельных операций (логических и арифметических) и хранении результатов этих операций. Функции УА сводятся к управлению процессом выполнения элементарных операций. ОА имеет высокорегулярную структуру. Состояния ОА определяют все многообразие вычислений. Число состояний УА значительно меньше числа состояний ОА, но по сравнению с ОА управляющий автомат имеет нерегулярную структуру, определяемую его комбинационной частью.

Задача синтеза УА сводится к построению системы логических уравнений, которая определяет логическую связь между следующим состоянием УА и текущим полным его состоянием:

Г=Г(у,Х),

а также связь между текущим выходом и текущим полным состоянием:

--= = (У.Х).

Если выход автомата является только функцией его текущего состояния, т.е. не зависит от состояния входа, последнее уравнение принимает вид:

= = = &)■

Структуру УА можно представить в виде, изображенном на рис. 2. Схема с обратными связями (СОС) включает цепи обратной связи (и, следовательно, определяет все состояния УА), а также комбинационную схему, которая формирует все состояния. Схема без обратных связей (БОС) не содержит цепей обратной связи и является комбинационной схемой, формирующей выход УА.

Рис. 1. Структурная схема цифрового устройства

Рис. 2. Реализация УА в виде одной а)

последовательностной схемы

в)

Рис. 3. Варианты схем декомпозиции УА: а - параллельная; б - последовательная; в - кросс-декомпозиция

В данной работе исследуются три варианта представления структуры УА, приведенные на рис. 3. Показано, что эти структуры обладают различной сложностью структуры межсоединений и количеством оборудования, необходимого для реализации функций УА, а следовательно, и занимаемой площадью кристалла. Для количественной оценки сложности реализации устройства на кристалле и выбора оптимальных решений предложен критерий оценки сложности:

Сю-Ес.+Ес^+с^Хм,

1=1

где С„ - стоимость одного элемента памяти, Скс - стоимость одного базового логического элемента, С„ - стоимость одного межсоединения, п - разрядность кода (число элементов памяти), Т- число термов в реализации, М, - количество межсоединений, приходящееся на ;'-й элемент памяти.

Разработанные в диссертации методы оптимизации структуры УА базируется на структурной теории последовательностных автоматов. Ее применение позволяет получить результаты, которые характеризуют возможные размещения автоматов-компонентов УА независимо от того, какие реальные физические компоненты будут использоваться для реализации вычислительного устройства. В этом заключается универсальность данного подхода, который применим к широкому классу цифровых устройств.

Математической моделью дискретных детерминированных вычислительных устройств с конечной памятью является абстрактный автомат, который используется для интерпретации микропрограммы.

Определение 1. Последовательностный автомат Мура (Мили) есть ляти-компонентный кортеж:

М - (5, 1, О, д, к),

где Б, I, О- есть множество, соответственно, состояний, входов и выходов; д: Бх I—* 5- функция переходов;

Я - функция выходов: для автомата Мили Я 8x1—* О; для автомата Мура А: 8-* О.

Определение 2. Разрез л на множестве S является коллекцией непересекающихся подмножеств множества S, объединение которых дает S, то есть ж= (fia) такое что Ваг\Вр=0 для a*¡)viBa\jBp=S.

Определение 3. Разрез к на множестве состояний автомата М = (S, 1, О, 8, X) имеет свойство подстановки (сп) тогда и только тогда, когда для s = t(n) следует, что S (s, а) = S (t, а) (к) для всех а е I. Разрез, обладающий свойством подстановки, называется сп-разрез.

Также рассмотрена совместная работа автоматов и дано определение элементарных декомпозиций - последовательной и параллельной.

Определение 4. Последовательное соединение двух автоматов М, = (S,, и, О,, 5,, h) и М2 = (Sb h, о2, S2, Х2) для которых 01 - ¡2 есть автомат

M = M,Q М2 = (Si хS2, h, О2, S, X), где <5 f(s, t), x] = (Si (s, x), 62 [t, X, (s, x)]) и A [(s, t), x] = X2 [t, X, (s, x)J

Определение 5. Автомат M) © M2 является последовательной декомпозицией автомата М только тогда, когда Л// © М2 реализует М.

Определение 6. Параллельное соединение двух автоматов М, = (5,, /,, О,, S, Я,) и М2 = h, О2, Si, X.г)

есть автомат

М = М\ I I Mz = (S1 х Si, /, х /2, Ot х 02, & Л), где ,)] = (^1 (»2»)) И 4('5l-М*1 >)] = (Л' fa >Х2))

Определение 7. Автомат М} | | М2 является параллельной декомпозицией М только тогда, когда М\ \ | Mi реализует М.

В работе показано, что разрезы на множестве состояний автоматов со свойством подстановки (сп-разрезы) имеют большое значение в кодировании состояний, а их выбор сильно влияет на структуру реализации автомата. Процедура поиска таких разрезов - задача факториальной сложности, а наличие необходимого для кодирования множества сп-разрезов зависит от структуры переходов автомата. В работе предложен метод, позволяющий решить проблему

поиска множества сп-разрезов. Идея метода состоит в формировании расширенной таблицы переходов, эквивалентной исходной, которая позволяет получить необходимое множество сп-разрезов без какого-либо перебора. Данное множество сп-разрезов позволяет получить структуру автомата в виде, представленном на рис. За (параллельная декомпозиция), которая дает существенный выигрыш в площади при реализации устройства на кристалле.

Для примера, на рис. 4 приведен граф переходов, соответствующий алгоритму работы преобразователя двоичного кода в код Грея (ПКГ). Логическая схема, реализующая алгоритм ПКГ, полученная методом параллельной декомпозиции приведена на рис. 5, а схема, полученная методом позиционного кодирования на рис. 6. Стоимость первой схемы по предложенному критерию сложности составляет С] = 96, второй С2 = 135.

Для расширения области поиска оптимальной структуры УА разработан метод влияния на структуру УА не только на "макроуровне" (т.е. на уровне формирования обшей структуры УА: числа подавтоматов-компонентов и межсоединений между ними и внутри), но и на "микроуровне" (т.е. уровне формирования конкретного вентиля или проводника и перенесения его из одного автомата-компонента в другой) в рамках представления устройства в виде последовательного соединения подавтоматов-компонентов или последовательной декомпозиции. В главе исследовано влияние обратных связей на структуру УА и предложены методы получения реализаций с наиболее простой структурой.

-Определение 8. Реализация автомата М имеет обратную связь (ОС), если выход автомата-компонента М, соединен с входом автомата-компонента М*, где ]>к,]>1,к<п.

Показано, что реализация полученная с использованием ОС имеет линейное размещение автоматов-компонентов, длина связей между которыми минимальна для этой реализации. Для примера на рис. 7 приведена логическая схема, реализующая алгоритм ПКГ, полученная методом последовательной декомпозиции с ОС. Ее стоимость по предложенному критерию сложности составляет С3 = 102.

Рис. 4. Граф переходов алгоритма ПКГ

ш.

1гп

г\ 1 --'

I

Щп

¡-.[71_.та. ЙТЦ- —

""и [СО!

*с

1—\ I

Рис. 5. Логическая схема, реализующая алгоритм ПКГ, полученная методом параллельной декомпозиции

Д-

Г «с

г£

ас

£_И.

НЕ.

лс

у2 и

о

П

XI

Г &с

р т

с

П

4€

2_¡4

Рис. 6. Логическая схема, реализующая алгоритм ПКГ, полученная методом позиционного кодирования

Рис. 7. Логическая схема, реализующая алгоритм ПКГ, полученная методом последовательной декомпозиции с ОС

Рис. 8. Логическая схема, реализующая алгоритм ПКГ, полученная методом последовательной декомпозиции без ОС

Если структура переходов автомата позволяет в качестве разреза для ОС использовать разрез яу- = I = {1,2,..., п}, обладающий максимальной неопределенностью относительно состояния 5 автомата М, то это ведет к еще большему упрощению структуры У А, поскольку означает независимость информации ОС от состояний автомата М или просто ее отсутствие. Примером может служить логическая схема, реализующая алгоритм ПКГ, полученная методом последовательной декомпозиции без ОС приведенная на рис. 8. Ее стоимость по предложенному критерию сложности составляет С4 = 104.

Преимуществом предложенных методов является простота формальных процедур синтеза, их высокое быстродействие, так как размерность задач конструкторского синтеза уменьшается. Оптимизация термов выполняется в процессе самой декомпозиции, за счет чего облегчается реализация проектируемого устройства на кристалле.

Третья глава посвящена разработке САПР ПЛИС, использующей декомпозиционные методы оптимизации. В этой главе разрабатываются структура САПР ПЛИС, алгоритмы программной реализации проектных процедур, определяются исходные данные на проектирование, а также решается проблема включения разработанного программного комплекса в промышленную САПР ПЛИС.

Показано, что наиболее целесообразно для описания проекта использовать язык описания аппаратуры УНПЬ, так как проект, описанный на этом языке, может без каких либо изменений и корректировок передаваться между различными пакетами САПР. Язык УНБЬ является проблемно-ориентированным языком, его основные прикладные аспекты связаны с использованием в качестве рабочего инструмента для задач описания структуры и/или поведения широкого класса цифровых устройств. Описание проекта на языке УНОГ. автоматически решает проблему включения разработанного программного комплекса в промышленную САПР ПЛИС.

Разработанный программный комплекс состоит из нескольких модулей, выполняющих функции: синтеза структурного описания проектируемого уст-

ройства в виде декомпозиции автоматов-компонентов, синтеза логических уравнений функционирования, кодирования состояний автомата и синтеза УТШЬ-описания цифрового устройства.

Выходные описания, выполненные на языке УЬГОЬ, передаются в промышленную САПР для топологического синтеза. Совместная работа программного комплекса с промышленной САПР может рассматриваться как новая САПР цифровых устройств на базе ПЛИС.

В четвертой главе приводятся описание, методика работы и характеристики разработанного программного комплекса синтеза УНБЬ-моделей, использующего предложенные в данной работе модели и методы оптимизации конструктивных параметров ИРЭУ и минимизации площади кристалла ПЛИС, а также результаты его апробации и промышленного внедрения.

Результаты промышленной апробации разработанного программного комплекса показали его работоспособность, подтвердили правильность и практическую применимость выбранной структуры комплекса, разработанных методов и алгоритмов. Кроме того, проверка ПК показала его возможности:

- синтезировать систему линейных уравнений функционирования УА цифрового устройства и его УЬГОЬ-описание, а также провести топологическое проектирование в рамках сквозного цикла проектирования ПЛИС на одном рабочем месте;

- повысить на 10...20% эффективность использования площади кристалла ПЛИС за счет применения оптимизации на основе методов функциональной декомпозиции;

- сократить в 15...20 раз время и трудоемкость проектирования устройств управления на базе ПЛИС за счет исключения из общего цикла проектирования этапа разработки схемы электрической принципиальной и уменьшения объема вводимой информации;

- сократить расходы на проектирование за счет сокращения времени выполнения и трудоемкости проектных процедур, а также расходы на производство за счет более эффективного использования площади кристалла ПЛИС.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

По результатам работы можно сделать следующие выводы:

1. Проведен анализ современной элементной базы используемой при проектировании цифровых устройств и показано, что наиболее перспективным в настоящее время является применение программируемых логических интегральных схем. ПЛИС представляют собой элементную базу, обладающую гибкостью заказных БИС и доступностью традиционной "жесткой" логики. Современные ПЛИС характеризуются низкой стоимостью, высоким быстродействием, значительными функциональными возможностями, низкой потребляемой мощностью и, что наиболее ценно - многократностью перепрограммирования. При этом время разработки на основе ПЛИС невелико даже для достаточно сложных проектов, так как не требуется длительное и трудоемкое изготовление слоев коммутации логических элементов.

2. Проведен анализ современных систем и методов автоматизированного проектирования цифровых ИРЭУ и показано, что существуют резервы повышения их эффективности, обусловленные отсутствием единых, для всех этапов разработки, критериев проектирования, а также наличием неформального вмешательства разработчиков в процесс проектирования.

3. Проведен анализ обобщенной модели традиционного цикла проектирования, выявлены недостатки при использовании ее для синтеза устройств на ПЛИС, заключающиеся в том, что: конструктивные параметры проектируемого устройства учитываются на самом последнем этапе синтеза; часто цели минимизации и кодирования внутренних состояний конечного автомата противоречат друг другу; на ранних этапах синтеза весьма слабо учитываются требования стоимости и быстродействия синтезируемой схемы.

4. Предложена новая модель цикла проектирования, использующая идеи параллельной и последовательной функциональной декомпозиции и позволяющая управлять конструктивными параметрами уже на этапе синтеза структуры устройства. Применение декомпозиционных методов ведет к существен-

ному упрощению структуры, поскольку позволяет не только минимизировать количество оборудования, необходимого для синтеза ЦУ. но и уменьшить площадь межсоединений автоматов-компонентов.

5. Показаны теоретическая возможность проектирования ЦУ методами функциональной декомпозиции и ее практическая реализуемость. В рамках теоретического обоснования проблемы, рассмотрены этапы решения задач проектирования структуры устройства декомпозиционными методами и их отличия от традиционных методов.

6. Разработана структурная схема САПР ПЛИС, включающая специализированный программный комплекс и промышленную САПР ПЛИС. В качестве средства описания проекта выбран язык описания аппаратуры VHDL. Описание проекта на языке VHDL автоматически решает проблему включения разработанного программного комплекса в промышленную САПР ПЛИС.

7. Разработанные алгоритмы реализованы в виде программ, которые объединены в программно-методический комплекс, использующий декомпозиционные методы синтеза ИРЭУ.

8. Промышленная апробация разработанного ПМК показала, что его применение позволяет повысить на 10...20% эффективность использования площади кристалла ПЛИС, в 15...20 раз сократить время и трудоемкость проектирования и за счет этого сократить расходы на проектирование и производство.

Основные материалы диссертации опубликованы в работах:

1. Назаров A.B., Волков A.B., Каплин A.B. Метод представления входных данных в рамках выбранной модели топологии в экспериментальной САПР СБИС/Проектирование и технология электронных средств, 2002. № 2.

2. Волков A.B. Декомпозиционные методы оптимизации конструкции цифровых устройств на этапе структурного синтеза//Проектирование и технология электронных средств, 2003. № 3.

3. Волков A.B. Проектирование цифровых устройств методом функциональной декомпозиции//Проектирование и технология электронных средств, 2005. № 3.

Принято к исполнению 02/12/2005 Исполнено 05/12/2005

Заказ № 1358 Тираж' 100 экз.

ООО «11-й ФОРМАТ» ИНН 7726330900 Москва, Варшавское ш., 36 (095) 975-78-56 (095) 747-64-70 www.autoreferat.ru

»26 015

РНБ Русский фонд

2006-4 28342

Список используемых сокращений.

Введение.

1. Анализ состояния автоматизированного проектирования цифровых интегральных радиоэлектронных устройств (ИРЭУ).

1.1. Анализ современной элементной базы, применяемой при проектировании специализированных ИРЭУ.

1.2. Анализ конструктивно-технологических особенностей ПЛИС.

1.3. Анализ систем и методов автоматизированного проектирования

0 цифровых ИРЭУ.

1.4. Постановка задачи.

2. Декомпозиционные методы оптимизации конструкции цифровых ИРЭУ на этапе структурного синтеза.

2.1. Выбор и обоснование математической модели декомпозиционных методов оптимизации ИРЭУ.

2.2. Разработка декомпозиционных методов оптимизации площади

Ц кристалла ПЛИС.

Выводы по главе 2.

3. Разработка структуры САПР ПЛИС и алгоритмов ее реализации.

3.1. Выбор средств описания проекта и разработка структурной схемы САПР ПЛИС.

3.2. Разработка алгоритмов реализации САПР ПЛИС.

Выводы по главе 3.

4. Программный комплекс синтеза VHDL-моделей ИРЭУ и результаты его внедрения.

4.1. Описание программного комплекса синтеза VHDL-моделей ИРЭУ.

4.2. Результаты апробации и промышленного внедрения программного комплекса.

Современный этап развития средств электронной и вычислительной техники характеризуется двумя противоречивыми тенденциями:

- с одной стороны, растет их сложность и ужесточаются требования, предъявляемые потребителями к быстродействию, надежности, энергопотреблению, стоимости;

- с другой, их жизненный цикл существенно сокращается.

Поскольку, в связи с этим, особое значение приобретает время выхода на рынок с новым изделием, то сроки, установленные на проведение разработки и макетирования, становятся все более сжатыми, а требования, предъявляемые к качеству новых изделий, все более жесткими. Способом разрешения данного противоречия является использование новейшей элементной базы и соответствующих средств автоматизации проектирования.

Если развитие первых поколений электронной техники происходило за счет новых технологий изготовления, соотношения числа транзисторов на кристалле, быстродействия, то в последних поколениях резервы совершенствования технологий практически исчерпаны: любые улучшения достигаются слишком высокой ценой. Одним из наиболее перспективных путей развития электронной техники в настоящее время является применение программируемых логических интегральных схем (ПЛИС).

ПЛИС представляют собой элементную базу, обладающую гибкостью заказных больших интегральных схем (БИС) и доступностью традиционной "жесткой" логики. Главным отличительным свойством ПЛИС является возможность их настройки на выполнение заданных функций самим пользователем. Современные ПЛИС характеризуются низкой стоимостью, высоким быстродействием, значительными функциональными возможностями, многократностью перепрограммирования, низкой потребляемой мощностью и др. При этом время разработки на основе ПЛИС даже достаточно сложных проектов может составлять всего несколько часов. Доказательством перспективности новой элементной базы может служить ежегодное появление новых, имеющих более совершенную архитектуру, поколений ПЛИС, а также постоянно растущий объем их выпуска. В связи с этим, в число наиболее актуальных выдвигается проблема создания эффективных методов автоматизированного проектирования цифровых интегральных радиоэлектронных устройств (ИРЭУ) на базе ПЛИС, а также критериев и моделей оптимизации конструкций на их основе.

Таким образом, цель данной диссертационной работы состоит в разработке эффективных методов синтеза электронных устройств на ПЛИС, сокращении сроков проектирования и расширении функциональных возможностей существующих систем автоматизированного проектирования (САПР) ПЛИС.

Для достижения поставленной цели в диссертационной работе решаются задачи разработки:

- математических моделей, описывающих функционирование устройств управления, входящих в состав специалйзированных ИРЭУ;

- методов автоматического синтеза специализированных ИРЭУ на ПЛИС;

- методов минимизации площади кристалла ПЛИС на этапе функционально-логического проектирования;

- алгоритмов автоматизации проектирования специализированных ИРЭУ на ПЛИС;

- программного обеспечения, реализующего предложенные в работе методы и алгоритмы.

Научная новизна данной диссертационной работы заключается в разработке эффективных методов и алгоритмов автоматизированного проектирования цифровых ИРЭУ, реализуемых на ПЛИС. Для этого в работе были:

1. Предложены декомпозиционные методы оптимизации конструкции цифровых ИРЭУ.

2. Разработаны математические модели методов оптимизации и методика проектирования на их основе.

3. Разработаны алгоритмы последовательной и параллельной декомпозиции цифровых устройств (ЦУ) на основе нового критерия оценки сложности реализации устройства.

4. Разработаны методы и критерий кодирования состояний конечного автомата, позволяющие минимизировать площадь кристалла.

5. Разработаны алгоритмы, позволяющие эффективно решать задачи функционального и конструкторского синтеза ПЛИС.

Практическая ценность результатов работы:

Разработан программно-методический комплекс синтеза моделей специализированных ИРЭУ с использованием декомпозиционных методов оптимизации конструкции, позволяющий:

- синтезировать в автоматизированном режиме модель цифрового устройства на языке описания аппаратуры высокого уровня;

- повысить эффективность использования площади кристалла ПЛИС за счет применения оптимизации на основе методов функциональной декомпозиции;

- сократить сроки и трудоемкость проектирования специализированных ИРЭУ благодаря применению средств автоматического синтеза описаний проекта;

- расширить функциональные возможности существующей САПР ПЛИС и удобство подготовки исходных данных для топологического синтеза.

Апробация и внедрение результатов работы:

Основные результаты работы докладывались на научно-технических конференциях в период с 2001 по 2004 года.

Разработанные в диссертационной работе модели, алгоритмы, программные и методические средства использовались при выполнении научно-исследовательских и проектных работ с участием автора.

Результаты диссертационной работы внедрены на предприятии ОАО "НИИ Кулон", г. Москва.

Публикации. Основные результаты исследований опубликованы в работах [24, 25, 54].

На защиту выносятся: 1. Теоретическое обоснование метода оптимизации конструкции специализированных цифровых устройств на этапе структурного синтеза.

2. Математические модели и критерии оптимизации специализированных цифровых устройств на базе ПЛИС.

3. Методы параллельной и последовательной декомпозиции специализированных ЦУ на базе ПЛИС на основе предложенного критерия оценки сложности реализации устройства.

4. Структура специализированной САПР устройств управления на базе ПЛИС, алгоритмы и программы ее реализации.

Структура и объем диссертации.

Диссертация состоит из введения, четырех глав и заключения, изложенных на 157 страницах и иллюстрированных 74 рисунками и 2 таблицами, а также списка литературы из 67 наименований. Л Первая глава посвящена анализу современной элементной базы, приме

Выход

Щ «ДО&Л! с Л

Рис. 4.1. Окно ввода параметров синтезируемого устройства^

ШШВШ: <j i 1

Введите комбинацию входов, при которой происходит переход автомата в следующее □K состояние (1 • безусловный переход), например: 1, х(1), х[2) and х(3), not х(2) and х(3) and not х(4). Cancel z2

J not >4 Щ 1

Рис. 4.2. Окно ввода условий перехода автомата

Ввод таблицы переколов

Файл Параметры Справка

Введите таблицу переходов zO z1 z2 х al a2 аЗ a4 a5 a6

ON]

3

4

5 3

6

1

Сохранить VH D L-модуль как J module «Назад I Дальше» Выход

Рис. 4.3. Окно ввода таблицы переходов

ШШШШШШШШШШШЯЯШШШШШШШ. х I

Введите значения выходов в порядке у(4), у(3}, у(2), ), при действии not х для состояния а4 ок I

Например, при действии условия х(1) и состояния автомата а2, у(1) принимает значение 1, у(2) - значение 1, у(3) ■ значение 0, у(4) • значение 0, ввести нужно 0011. ■ ■ ■ . |oi 00 Cancel

Рис. 4.4. Окно ввода состояния выходов устройства l1^ Просмотр файла

П олу менный VHDL-Файл

IIS architecture statemachine of module is type Lstate is (a1, a2, аЗ, a4, a5, аб); signal state, nextstate: tstate; begin reg: process (elk, rst) begin if (rst = '0') then state <=a1; elsif (elk'event and elk = '1') then state <= nextstate, end if; end process reg;

NS: process (state, x) begin case state is when a1 => nextstate <= a2;y <= "0000"; when a2 => nextstate <= a3;y < = "0001"; when a3 => nextstate <= a4; у <= "0010"; when a4 => if (M-T) then nextstate <= a5; у <= "0100"; elsif ((not x)= '1') then nextstate <= аЗ; у <= "0100"; end if; when a5 => nextstate <= аб; у < = "0100"; when аб => nextstate <= a1; у < = "1000"; end case; end process NS; end statemachine; 3 ijflM я* Ш

Рис. 4.5. Окно просмотра полученного VHDL-описания

О", то нужно ввести "0100". Каждый ввод подтверждается нажатием кнопки "ОК". Когда все данные будут введены появиться следующее окно "Просмотр файла" (рис. 4.5), в котором можно просмотреть полученное VHDL-описание ЦУ. На диске, в директории программы будет записан файл, содержащий это описание. Полученный файл открывается в промышленной САПР для топологического синтеза и программирования ПЛИС.

При разработке программного комплекса использовался язык программирования Visual Basic 6.0. Данная версия этого языка представляет собой интегрированную среду разработки (IDE - Integrated Development Environment). Это означает, что в Visual Basic 6.0 интегрирован набор инструментов, облегчающих и значительно ускоряющих процесс разработки готового приложения. С помощью Visual Basic 6.0 можно создавать приложения практически для любой области современных компьютерных технологий: бизнес-приложения, игры, мультимедиа, базы данных. При этом приложения могут быть как простыми, так и очень сложными, в зависимости от поставленной задачи.

В качестве системного программного обеспечения была выбрана операционная система Windows (версия 98 и старше), так как она наиболее широко используется в качестве операционной системы для IBM PC совместимых платформ, в том числе и на базовом предприятии.

Выбор технического обеспечения определяется как требованиями используемого системного и прикладного программного обеспечения, так и требованиями промышленной САПР ПЛИС. При этом должна обеспечиваться возможность выполнения полного цикла проектирования на одном рабочем месте. В качестве промышленной САПР ПЛИС на базовом предприятии используется MAX+plus II Version 9.64. Минимальными/рекомендуемыми системными требованиями для нее являются:

- процессор Pentium 133МГц / Pentium II 450МГц и выше;

- объем оперативной памяти 32 Мб / 128 Мб;

- объем свободного места на жестком диске 64 Мб / 470 Мб.

Требования, предъявляемые системой автоматизированного проектирования ПЛИС вполне приемлемы для современных компьютерных систем, и ее использование возможно на большинстве рабочих станций, работающих под управлением операционной системы Windows.

4.2. Результаты апробации и промышленного внедрения программного комплекса

Практическая проверка разработанного математического и программного обеспечения декомпозиционных методов синтеза ПЛИС проведена на примере проектирования устройства, либо записывающего параллельный восьмиразрядный код в буферное ОЗУ, либо выводящего байт из заданного адреса буферного ОЗУ в последовательном коде. Структурная схема проектируемого устройства представлена на рис. 4.6.

ОЗУ и сдвигающий регистр реализуются на библиотечных элементах

Рис. 4.6. Структурная схема проектируемого устройства

САПР MAX+plus II. Таким образом, проектирование заданного устройства сводится к разработке устройства управления. Алгоритм его работы показан на рис. 4.7.

Для проверки предложенных методов спроектируем устройство управления с помощью разработанного программного комплекса, а результаты сравним с результатами проектирования традиционными методами, применяемыми на базовом предприятии. На рис. 4.8 приведено VHDL-описание устройства, полученное с помощью ПМК. Схема устройства управления, реализованная на логических элементах, приведена на рис. 4.9.

Сравнение результатов проектирования разными методами представлено в таблице 4.1. Из таблицы видно, что время, затрачиваемое на разработку проекта с применением разработанного ПМК, значительно меньше того времени, которое требовалось раньше: 18 и 292 минуты соответственно. Сокращение сроков проектирования составляет примерно в 16 раз. Это достигается благодаря тому, что из процесса проектирования исключаются наиболее длительные и трудоемкие операции - это разработка схемы электрической принципиальной и ее ввод.

Из таблицы также видно, что для реализации устройства синтезированного с использованием декомпозиционных методов оптимизации требуется меньшее количество логических ячеек, чем для реализации устройства спроектированного традиционными методами: 11 и 14 логических ячеек соответственно. Использование площади кристалла в процентах составило 68% и 87% соответственно, т.е. выигрыш по площади составил 19%.

Расчетный годовой экономический эффект от внедрения результатов дис

Рис. 4.7. Алгоритм работы управляющего устройства library ieee; use ieee.stdlogicl 164.all; entity UprAvt is port (elk, rst: in stdjogic; x: in stdIogicvector (3 downto 1); y: out stdlogievector (8 downto 1)); end UprAvt; architecture statemachine of UprAvt is type tstate is (al, a2, аЗ, a4, a5, аб, a7, a8); signal state, nextstate: t state; begin reg: process (elk, rst) begin if (rst = '0') then state <= al; elsif (elk'event and elk = T) then state <= nextstate; end if; end process reg;

NS: process (state, x) begin case state is when al => у <= "00000000"; if(x(l)=T) then nextstate <= a2; else nextstate <= al; end if; when a2 => у <= "00000001"; next when аЗ => у <= "00000011"; next when a4 => у <= "10000000"; if(x(l)=T) then nextstate <= a4; else nextstate <= a5; end if; when a5 => у <= "00011000"; if(x(2)=T) then nextstate <= аб; else nextstate <= a5; end if; when a6=> у <="00110000"; if(x(3)=T) then nextstate <= a8; else nextstate <= a7; end if; when a7 => у <= "00010110"; next when a8 => у <= "01000000"; if(x(2)=T) then nextstate <= a8; else nextstate <= a I; end if; end case; end process NS; end statemachine; package pack is type coding is array (natural range o, natural range o) of character; attribute typeencoding: coding; type tstate is (al, a2, аЗ, a4, a5, аб, a7, a8); attribute typeencoding of tstate: type is ("000","010","001 ","011"," 100"," 110","101"," 111"); end pack; package body pack is end pack; state <= a3; state <= a4; state <= <

Рис. 4.8. Устройство управления, описанное на языке VHDL

1 D С Т elk elk

D т

С elk elk

D Т

С elk

1 D С Т elk elk

D ■C elk

D ■C

Рис. 4.9. Схема управляющего устройства, реализованная на логических элементах

Заключение

По результатам работы можно сделать следующие выводы:

1. Проведен анализ современной элементной базы используемой при проектировании цифровых устройств и показано, что наиболее перспективным в настоящее время является применение программируемых логических интегральных схем. ПЛИС представляют собой элементную базу, обладающую гибкостью заказных БИС и доступностью традиционной "жесткой" логики. Современные ПЛИС характеризуются низкой стоимостью, высоким быстродействием, значительными функциональными возможностями, низкой потребляемой мощностью и, что наиболее ценно - многократностью перепрограммирования. При этом время разработки на основе ПЛИС невелико даже для достаточно сложных проектов, так как не требуется длительное и трудоемкое изготовление слоев коммутации логических элементов.

2. Проведен анализ современных систем и методов автоматизированного проектирования цифровых ИРЭУ и показано, что существуют резервы повышения их эффективности, обусловленные отсутствием единых, для всех этапов разработки, критериев проектирования, а также наличием неформального вмешательства разработчиков в процесс проектирования.

3. Проведен анализ обобщенной модели традиционного цикла проектирования, выявлены недостатки при использовании ее для синтеза устройств на ПЛИС, заключающиеся в том, что: конструктивные параметры проектируемого устройства учитываются на самом последнем этапе синтеза; часто цели минимизации и кодирования внутренних состояний конечного автомата противоречат друг другу; на ранних этапах синтеза весьма слабо учитываются требования стоимости и быстродействия синтезируемой схемы.

4. Предложена новая модель цикла проектирования, использующая идеи параллельной и последовательной функциональной декомпозиции и позволяющая управлять конструктивными параметрами уже на этапе синтеза структуры устройства. Применение декомпозиционных методов ведет к существенному упрощению структуры, поскольку позволяет не только минимизировать количество оборудования, необходимого для синтеза ЦУ, но и уменьшить площадь межсоединений автоматов-компонентов.

5. Показаны теоретическая возможность проектирования ЦУ методами функциональной декомпозиции и ее практическая реализуемость. В рамках теоретического обоснования проблемы, рассмотрены этапы решения задач проектирования структуры устройства декомпозиционными методами и их отличия от традиционных методов.

6. Разработана структурная схема САПР ПЛИС, включающая специализированный программный комплекс и промышленную САПР ПЛИС. В качестве средства описания проекта выбран язык описания аппаратуры VHDL. Описание проекта на языке VHDL автоматически решает проблему включения разработанного программного комплекса в промышленную САПР ПЛИС.

7. Разработанные алгоритмы реализованы в виде программ, которые объединены в программно-методический комплекс, использующий декомпозиционные методы синтеза ИРЭУ.

8. Промышленная апробация разработанного ПМК показала, что его применение позволяет повысить на 10.20% эффективность использования площади кристалла ПЛИС, в 15.20 раз сократить время и трудоемкость проектирования и за счет этого сократить расходы на проектирование и производство.

1. Баранов С.И., Скляров В.А. Цифровые устройства на программируемых БИС с матричной структурой. М.: Радио и связь, 1986. - 272 с.

2. Соловьев В.В. Проектирование цифровых систем на основе программируемых логических интегральных схем. М.: Горячая линия - Телеком, 2001. -636 с.

3. Стешенко В.Б. ПЛИС фирмы Altera: проектирование устройств обработки сигналов. М.: ДОДЭКА, 2000. - 128 с.

4. Антонов А.П., Мелехин В.Ф., Филиппов А.С. Обзор элементной базы фирмы Altera. Санкт-Петербург.: ЭФО, 1997. - 142 с.

5. Стешенко В.Б. ПЛИС фирмы Altera: элементная база, системы проектирования и языки описания аппаратуры. М.: Издательский дом "Додэка-ХХГ, 2002. - 576 с.

6. Программируемые логические интегральные схемы (ПЛИС). Классификация, технология изготовления и маршрут проектирования ПЛИС. Учебное пособие. Владимир, Владимирский политехнический университет.

7. Угрюмов Е.П. Цифровая схемотехника. СПб.: БХВ-Санкт-Петербург, 2001. - 528 с.

8. Соловьев В.В., Васильев А.Г. Программируемые логические интегральные схемы и их применение. Минск: Беларуская навука, 1998. - 270 с.

9. Автоматизация проектирования матричных КМОП БИС/ А.В. Назаров, А.В. Фомин, Н.Л. Дембицкий и др.; под ред. А.В. Фомина. М.: Радио и связь, 1991.-256 с.

10. Автоматизация проектирования БИС. В 6 кн.: Практическое пособие. Кн.2. П.В. Савельев, В.В. Коняхин. Функционально-логическое проектирование БИС. /Под ред. Г.Г. Казенкова М.: Высшая школа., 1990. - 156 с.

11. З.Майоров С.А., Новиков Г.И. Принципы организации цифровых машин. Л.,

12. Машиностроение, Ленинградское отделение, 1974. 432 с. М.Баранов С.И., Майоров С.А., Сахаров Ю.П., Селютин В.А. Автоматизация проектирования цифровых устройств. - М.: Судостроение, 1979. - 261 с.

13. Авдеев Е.В., Еремин А.Т., Норенков И.П. Системы автоматизированного проектирования в радиоэлектронике: Справочник М.: Радио и связь, 1985. -358 с.

14. Баранов С.И. Синтез микропрограммных автоматов. Л.: Энергия, 1974. -216с.

15. Баранов С.И., Синев В.Н. Автоматы и программируемые матрицы. Минск: Высшая школа, 1980. - 136 с.

16. Быстродействующие матричные БИС и СБИС. Теория и проектирование/ Б.Н.Файзулаев, И.И. Шагурин, А.Н. Карамзинский и др.; Под общ. ред. Б.Н.Файзулаева, и И.И. Шагурина. М.: Радио и связь, 1989. - 304 с.

17. Конструирование аппаратуры на БИС и СБИС/ В.Ф. Борисов, Ю.И. Бочен-ков, Б.Ф. Высоцкий и др.; Под ред. Б.Ф. Высоцкого и В.Н. Стретенского. -М.: Радио и связь, 1989. 272 с.

18. Ачасова С.М. Алгоритмы синтеза автоматов на программируемых матрицах/ Под ред. О Л. Бадман. М.: Радио и связь, 1987. - 136 с.

19. Варшавский В.И., Кишиневский М.А., Мараховский В.Б. и др. Автоматное управление асинхронными процессами в ЭВМ и дискретных системах дискретных схемах /Под ред. В.И. Варшавского. М.: Наука, 1986. - 398 с.

20. Лазарев В.Г., Пийль Е.И. Синтез управляющих автоматов. М.: Энергоатом-издат, 1989.-328 с.

21. Савельев А.Я. Прикладная теория цифровых автоматов: Учеб. для вузов по спец. ЭВМ. М.: Высшая школа, 1987. - 272 с.

22. Волков А.В. Декомпозиционные методы оптимизации конструкции цифровых устройств на этапе структурного синтеза // Проектирование и технология электронных средств, 2003.

23. Волков А.В. Проектирование цифровых устройств методом функциональной декомпозиции // Проектирование и технология электронных средств, 2004.

24. Теория и методы автоматизации проектирования вычислительных систем/ Под ред. Брейера. Пер. с англ. /Под ред. Л.Д. Райкова. М.: Мир, 1977. -286 с.

25. Глушков В.М. Синтез цифровых автоматов. М.: Физматгиз, 1962. - 476 с.

26. Бадулин С.С., Барнаулов Ю.М., Бердышев В. А. и др. Автоматизированное проектирование цифровых устройств /Под ред. С.С. Бадулина. М.: Радио исвязь, 1981.-240 с.

27. Гаврилов М.А., Девятков В.В., Пупырев Е.И. Логическое проектирование дискретных автоматов. М.: Наука, 1977. - 352 с.

28. Петренко А.И., Тетельбаум А.Я. Формальное конструирование электронно-вычислительной аппаратуры. М.: Сов. Радио, 1977. - 384 с.

29. Скляров В.А. Синтез автоматов на матричных БИС. Минск: Наука и техника, 1984.-287 с.32.3акревский А.Д. Логический синтез каскадных схем. М.: Наука, 1981. -416с.

30. ЗЗ.Закревский А.Д. Алгоритмы синтеза дискретных автоматов. М.: Наука, 1971.-512с.

31. Лазер И.М., Шубарев В.А. Устойчивость цифровых микроэлектронных устройств. -М.: Радио и связь, 1983.-216 с.

32. Сапожников В.В., Сапожников Вл.В. Методы синтеза надежностных автоматов. Л.: Энергия; 1980. - 96 с.

33. Биркгоф Г., Барти Т. Современная прикладная алгебра. М.: Мир, 1976. -400 с.

34. Мурога С. Системное проектирование сверхбольших интегральных схем. -М.: Мир, 1985.-547 с.

35. Hartmanis J., Stearns R. Algebraic Structure Theory of Sequential Machines. -N.Y., 1966.-212 p.

36. Бибило П.Н., Енин C.B. Синтез комбинационных схем методами функциональной декомпозиции. Минск: Наука и техника, 1987. - 189 с.

37. Соловьев В.В. Структурные модели конечных автоматов при их реализации на ПЛИС // Chip News. 2002. № 9. С. 4-14.

38. Соловьев В.В. Проектирование конечных автоматов на ПЛИС со структурой двух программируемых матриц// Chip News. 2002. № 10. С. 20-24.

39. Соловьев В.В. Использование выходных макроячеек ПЛИС в качестве элементов памяти конечных автоматов // Chip News. 2003. № 1. С. 17-23.

40. Соловьев В.В., Климович А. Использование входных буферов ПЛИС в качестве элементов памяти конечных автоматов // Chip News. 2003. № 2. С. 30-34.

41. Соловьев В.В., Климович А. Синтез на ПЛИС совмещенных моделей конечных автоматов // Chip News. 2003. № 3. С. 20-25.

42. Соловьев В.В., Климович А. Введение в проектирование на ПЛИС комбинационных схем // Chip News. 2003. № 5. С. 16-22.

43. Соловьев В.В., Климович А. Синтез на ПЛИС одноуровневых комбинационных схем // Chip News. 2003. № 6. С. 20-27.

44. Соловьев В.В., Климович А. Синтез на ПЛИС двухуровневых комбинационных схем // Chip News. 2003. № 8. С. 30-33.

45. Соловьев В.В., Климович А. Синтез на ПЛИС многоуровневых комбинационных схем // Chip News. 2003. № 9. С. 26-32.

46. Соловьев В.В. Снижение числа аргументов функций конечных автоматов за счет ослабления функциональной зависимости от входных переменных // Chip News. 2004. № 6. С. 33-36.

47. Соловьев В.В., Галковский А. Синтез на ПЛИС сложных комбинационных схем // Chip News. 2004. № 7. С. 20-26.

48. Соловьев В.В., Климович А. Верификация результатов синтеза конечных автоматов на ПЛИС // Chip News. 2004. № 8. С. 40-44.

49. Поспелов Д.А. Логические методы анализа и синтеза схем. М.: Энергия, 1968.-306 с.

50. Мищенко В.А., Аспидов А.И., Витер В.В. Логическое проектирование БИС/ Под ред. В.А. Мищенко. М.: Радио и связь, 1984. - 312 с.

51. Ильин В.Н., Коган В.Л. Разработка и применение программ автоматизации схемотехнического проектирования. М.: Радио и связь, 1984. - 340 с.

52. Селютин В.А. Машинное конструирование электронных устройств. М.: Сов. Радио, 1977.-354 с.

53. Норенков И.П., Маничев В.Б. Основы теории и проектирования САПР: Учеб. для вузов по спец. "Вычислительные машины, комплекты, системы и сети". -М.: Высшая школа, 1990. 335 с.

54. Назаров А.В., Волков А.В., Каплин А.В. Метод представления входных данных в рамках выбранной модели топологии в экспериментальной САПР СБИС // Проектирование и технология электронных средств, 2002.

55. Абрайтис Л.В., Шейнаускас Р.И., Жилевичус Б.А. Автоматизация проектирования ЭВМ. М.: Сов. Радио, 1978. - 262 с.

56. Автоматизация проектирования БИС. В 6 кн.: Практическое пособие. Кн.1. Г.Г. Казенков, А.Г. Соколов. Принципы и методология построения САПР БИС. /Под ред. Г.Г. Казенкова М.: Высшая школа., 1990. - 142 с.

57. Петренко А.И. Основы автоматизированного проектирования. Киев.: Техника, 1982.-295 с.

58. Ефремов В.Д., Мелехин В.Ф., Дурандин К.П. и др. Вычислительные машины и системы: Учеб. для вузов / Под ред. В.Д. Ефремова, В.Ф. Мелехина. М.: Высшая школа, 1993. - 292 с.

59. Колосов В.Г., Мелехин В.Ф. Проектирование узлов и систем автоматики и вычислительной техники: Учеб. пособие для вузов. Л.: Энергоатомиздат, 1983,-256 с.

60. Ларин А.Г., Томашевский Д.И., Шумков Ю.М. Машинная оптимизация электронных узлов РЭА. М.: Сов. Радио, 1978. - 128 с.

61. Антонов А.П. Язык описания устройств AlteraHDL. Практический курс. М.: ИП РадиоСофт, 2002 - 224 с.

62. Армстронг Дж.Р. Моделирование цифровых систем на языке VHDL / Пер. с англ. М.: Мир, 1992.-175 с.

63. Мермье Ж. VHDL для моделирования, синтеза и формальной верификации аппаратуры/ Пер. с англ. В.В. Топоркова, Т.С. Трудовой; под ред. В.М. Ми-хова. М.: Радио и связь, 1995. - 360 с.

64. Бибило П.Н. Синтез логических схем с использованием языка VHDL М.: Солон-Р, 2002.-384 с.