автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.11, диссертация на тему:Математическое и программное обеспечение структурного проектирования встраиваемых компьютерных систем

На правах рукописи

Кокорев В.В.

УДК 004.62(043)

МАТЕМАТИЧЕСКОЕ И ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ СТРУКТУРНОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ ВСТРАИВАЕМЫХ КОМПЬЮТЕРНЫХ СИСТЕМ

Специальность 05.13.11 Математическое и программное обеспечение вычислительных машин, комплексов и компьютерных сетей

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

О1

МОСКВА 2009

003464607

Работа выполнена в Московской Государственной академии приборостроения и информатики.

Научный руководитель: кандидат технических наук, доцент Журавлев

Владимир Аркадьевич

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор Осадчий

Владимир Иванович

кандидат технических наук, доцент Рязанова Наталья Юрьевна

Ведущее предприятие: Государственный научно-исследовательский

институт информационных технологий и телекоммуникаций "Информика" (ФГУ ГНИИ ИТТ "Информика")

Защита диссертации состоится /^апреля 2009 года в часов ¿У минут на заседании Диссертационного совета Д 212.119.02 Московского государственного университета приборостроения и информатики по адресу: 107996, Москва, ул. Стромынка, д. 20.

С диссертацией можно ознакомиться в научно-технической библиотеке МГУПИ.

Автореферат разослан * ../марта

11 /марта 2009 г.

Ученый секретарь Диссертационного совета к.т.н., доцент

. В.Зеленко

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность. Появление элементной базы в виде программируемых БИС породило новой класс компьютерных устройств, именуемых встраиваемыми системами. Встраиваемые системы не являются вспомогательными элементами каких либо устройств. Одной из основных отличительных особенностей встраиваемых систем является возможность реализации с их помощью алгоритмов, которые реализовывались ранее с помощью механических, электромеханических, гидравлических и других неэлектронных устройств. Применение встраиваемых систем позволяет легко модифицировать алгоритмы функционирования устройств, применительно к пожеланиям пользователей и меняющимся условиям эксплуатации.

Большое разнообразие доступной элементной базы позволяет реализовывать функционально одинаковые встраиваемые системы в виде различных программно-аппаратных структур.

Инструментальные средства и апробированная технология проектирования предоставляют возможность большому числу небольших коллективов разработчиков заниматься разработкой встраиваемых систем. В условиях рыночной экономики усиливается конкурентная борьба между производителями такой техники. Поэтому актуальной становится проблема оценки качества встраиваемых систем на ранних этапах проектирования для сравнения их с другими системами. Рациональный выбор структуры встраиваемого устройства на этапе структурного проектирования определяет в дальнейшем его степень соответствия функциональным параметрам, стоимость, сроки и трудоемкость проектирования, возможность последующей модернизации и многое другое. Важнейшую роль играет способ оценки степени удовлетворенности потребителей встраиваемой системы. При этом необходима методика, позволяющая преобразовывать требования потребителей (зачастую носящие качественный характер) в конечные количественные характеристики проектируемой системы.

Таким образом, структурное проектирование встраиваемых компьютерных систем связано с анализом большого количества параметров, в пространстве которых приходится искать наилучшее решение.

Одним из способов уменьшения пространства параметров проектируемой системы - сведение размерности пространства параметров к размерности характеристик целевой проектируемой измерительной системы.

Дополнительные проблемы возникают при попытке проектирования встраиваемой системы, основанной на уже существующем прототипе. При разработке таких систем приходится сталкиваться, как с техническими, так и с организационными проблемами. Необходимо решить, какие из имеющихся структурных решений следует модернизировать, а какие можно оставить.

Залогом эффективного решения этих задач, прежде всего, является выбор рациональной структуры проектируемой встраиваемой системы в

соответствии с техническим заданием и пожеланиями потребителей и возможностями коллектива разработчиков (наличие инструментальных средств проектирования, опыта работы с ними, ограничениями на сроки проектирования и т.д.).

В свете этого решение, перечисленных выше проблем, является актуальным.

Цель работы

- Разработка методики сравнительной оценки качества проектируемой и эталонной встраиваемой системы.

- Разработка методики преобразования требования потребителя в конечные количественные характеристики встраиваемой системы.

- Разработка модели итеративного структурного проектирования встраиваемых компьютерных систем с заданными интегральными показателями.

Для достижения поставленной цели решаются следующие задачи:

- построение модели структурного проектирования встраиваемых систем на базе программируемых БИС,

- оценка соответствия параметров модели пожеланиям потребителей,

- разработка методов итеративного структурного проектирования для систем на базе программируемых БИС.

Степень обоснованности научных положений, выводов и рекомендаций.

Научные положения, выводы и рекомендации обоснованы теоретически с использованием аппарата системного анализа и системного проектирования, методов декомпозиции задач и алгоритмов, а также методов синтеза алгоритмов. Предложенная методика проектирования подтверждена результатами работы разработанного программного обеспечения.

Научная новизна работы состоит в следующем:

- разработана модель проектирования встраиваемых компьютерных систем с заданными интегральными показателями на основе прототипа;

- адаптирован метод обработки пожеланий потребителей разрабатываемых систем применительно к процессу формирования векторного критерия качества;

- разработан метод получения оценки вектора компонентов системы по критерию максимального правдоподобия.

- исследована рекуррентная методика оценки вектора компонентов системы с изменяемыми и дополнительными интегральными показателями.

Практическая ценность. На основе проведенных исследований и предложенных методов разработан алгоритм и программа позволяющая

- оценить пожелания потребителей проектируемой встраиваемой системы на этапе структурного проектирования;

- получить оценку вектора проектирования, обеспечивающего заданное качество системы в виде интегральных потребительских характеристик системы.

Апробация работы. Основные результаты работы были представлены на Научно-практической конференции «Актуальные проблемы аппаратно-программного и информационного обеспечения науки, образования, культуры и бизнеса» 2008 г.

Положения диссертации докладывались на научных семинарах кафедры "Персональные ЭВМ и сети" (МГУПИ).

Публикации. Результаты диссертационной работы опубликованы в 5 печатных работах.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, выводов, списка литературы из 105 наименований, содержит 105 страниц текста и 14 рисунков.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении рассмотрены проблемы проектирования встроенных компьютерных систем, обоснована актуальность выбранной темы диссертационной работы, кратко изложено содержание диссертации по главам, а также основные результаты и положения, выносимые автором на защиту.

В первой главе диссертации обсуждаются проблемы, связанные с насыщенностью рынка комплектующих изделий для встраиваемых систем, технологией их проектирования и использованием соответствующих инструментальных средств. Рассматриваются способы сравнительной оценки качества однотипных встраиваемых систем с точки зрения пользователей. Рассмотрены работы, посвященные аналогичной тематике -кандидатские диссертации Парфенова B.JI. (СПбГУ, 1995г.), Кулинича A.A. (ИПУ РАН М., 2003 г.), Варшавского П.Р. (МЭИ ТУ М., 2005 г.), Соловей Д.Е. (Гос. техн. унив. Воронеж, 1998 г.), Эка Нараен Чапагайна (Москва, 2001 г.), Худова К.А. (М., 2006 г.), Малинина Д.И. (Тула, 2008), Михайлова И.С. (Москва, 2008), Плеханов C.B. (Уфа, 2006), Бодрова A.A. (Москва, 2006), Белова В.В. (МГАПИ, 2000),Третьякова C.B. (МГУПИ, 2007), Белых A.A. (МЭИ ТУ М., 2006 г.).

Анализ рассмотренных работ выявил два основных направления исследований - экспертная оценка компонентов проектируемых вычислительных систем и логическое проектирование встроенных систем.

В реферируемой работе предлагается комплексный подход к проектированию встроенных компьютерных систем:

- проектирование функциональной структуры встроенной компьютерной системы с учетом критериев потребительского качества;

- выбор комплектующих узлов системы на основе обобщенной модели проектирования;

- оценка параметров системы средствами разрабатываемой системы проектирования;

- экспертная оценка параметров качества системы в целом.

Процесс проектирования предполагается итеративным, то есть, по

результатам любого этапа оценки или моделирования системы вносятся коррективы в процесс проектирования, и проводится новый цикл моделирования. После получения удовлетворительных результатов наступает этап экспериментальной реализации, при котором встроенная система реализуется на выбранных элементах, включается в контур управляемой системы или ее модели и оцениваются реальные параметры комплексной системы. Если полученные результаты не удовлетворяют разработчика, весь цикл проектирования и моделирования выполняется снова.

Структурное проектирование м параметрический синтез

Выделение набора базовых функций и определение влияния их локальных

параметров на параметры системы

Разработка алгоритмов сбора и обработки данных, формирования управляющих _воздействий_

Определение функциональных характеристик системы

Программно конфигурируемые ИС

Микроконтроллерные ИС (целевая программа)

Системы на кристалле

Определение потребительских требований к системе

Физическая реализация ( базовых функций (

Рисунок 1 - Этапы проектирования встраиваемой компьютерной системы

Проектирование встраиваемых систем начинается с разработки техническою задания (рисунок 1). Оно определяет алгоритмы сбора и обработки данных, технические характеристики и другие технико-экономические параметры будущей системы. Таковыми могут являться её конструктивные особенности, надежность, потребляемая мощность, температурный диапазон эксплуатации. Экономические параметры определяют предельную стоимость устройства.

Далее, следует этап структурного проектирования системы. В соответствии с выбранными алгоритмами разработчик определяет набор базовых функций, необходимых для реализации алгоритмов. Базовые функции определяются в терминах обработки данных и не привязаны непосредственно к физической реализации. Физическая реализация базовых функций выполняется на базе некоторого набора компонентов.

Под компонентами в работе понимаются, как технические составляющие системы, так и ее программное обеспечение. В качестве элементной базы в настоящее время широко используются программируемые интегральные микросхемы. Процесс программирования позволяет превратить универсальную микросхему в специализированную. При этом под программированием микросхем понимается как процесс записи в их память целевых программ, так и процесс конфигурирования их структуры под алгоритм проектируемой системы (для программируемых интегральных схем - ПЛИС). Совместное использование этих процессов характерно для технологии «систем на кристалле» (БОРС).

Такой подход позволяет в максимальной степени строить аппаратуру на основе ранее апробированных решений. В качестве апробированных решений могут использоваться как результаты ранее выполненных разработчиком проектов, так и приобретаемые у сторонних производителей библиотеки целевых программ и программные модули конфигурационных программ - 1Р-блоки.

Таким образом, на этапе структурного синтеза разработчик должен синтезировать некоторый набор допустимых структур систем и выбрать одну предпочтительную, т.е. целью этапа структурного проектирования является выбор оптимальной по заданным критериям структуры системы. Естественно, что параллельно со структурным синтезом осуществляется параметрический, результаты которого говорят о степени соответствия структуры встроенной системы техническому заданию.

При этом в различных структурах могут быть аппаратно или программно реализованы некоторые внутренние алгоритмы, напрямую не определяемые алгоритмом, задаваемым в техническом задании. Такими алгоритмами, например, могут быть алгоритмы протоколов внутрисистемной передачи данных, выбираемые разработчиками из стандартных, алгоритмы, определяемые выбранными интерфейсами и т.д. Этот выбор во многом определяет перспективность разрабатываемых систем.

Сложность проблем, возникающих при создании встроенных компьютерных систем, определяет необходимость разрешения их на этапе проектирования системы в целом. Разработка узловых приложений должна выполняться уже исходя из общей структуры и требований к системе. Это позволяет говорить о проектировании программного обеспечения отдельных узлов распределенной системы как о комплексе специализированных приложений, требующих проектирования "сверху вниз".

При формировании базовых функций системы следует учитывать не только непосредственно технические параметры разрабатываемой системы, но и многие дополнительные характеристики, часть из которых показана на рисунке 2.

_Функциональные параметры систем (количественные)

| специфические параметры В | соответствие параметрам объекта [ Надежность I | Энергопотребление

| Весо-габаритные характеристики р |

Клмматика

Стоимостные и технические параметры систем (количественные)

Качественные характеристики систем

Рисунок 2 - Потребительские характеристики встраиваемых компьютерных

систем

Наиболее информативными являются данные, полученные от потребителя - пожелания потребителей. Имеется множество методов сбора таких данных. В работе использовался метод анкетирования с использованием специально подготовленных анкет. Этот метод не требует от эксперта принятия комплексных решений. По результатам опроса потенциальных потребителей производится ранжирование пожеланий относительно потребительских характеристик конкретной встраиваемой компьютерной системы. В отличие от функциональных характеристик они не задаются в техническом задании в виде количественных ограничений.

В странах с рыночной экономикой активно используется ряд методик, позволяющих определить и сравнить потребительские характеристики (обычно в качественной форме) однотипных промышленных изделий. Для оценки потребительских характеристик в первой главе используется модификация известного метода структурирования (развертывания) функции качества Он позволяет оценить потребительские и другие

характеристики продуктов с точки зрения их пользователей. С помощью этого метода потребности потребителей преобразуются в инженерные характеристики продукции.

На рисунке 3 представлена таблица, иллюстрирующая используемую методику. В результате опроса потребителей, разработчиков и других заинтересованных лиц выявляются некоторые качества разрабатываемой системы, которые можно и желательно повысить.

1)8 II 2)УУ=Т-8 3) 0=|-100% ос Ь 5 1 £ 1 0 3 а> 1 еж § Прототип и Планируемое Качество Р <л те X X 03 а. о 1 е § 1 а. ъ 8 £ а й IX 2 £ г с о о § 0 а! ее »5 г 1 о

5! Время реакции 5 4 5 1.2 6 1Э.2

£ а. Ограничение по энергопотреблению 4 3 4 1.Э 5.2 11.5

3 Я й Массо-габаритные 4 4 5 1.2 4.8 10.6

о £ I с $ Кпиматика 4 3 4 1.3 5.2 11.5

§ £ Интерфейс 3 3 3 1.0 3 6.6

се X п Эргономика

а, 1— II э! Дизайн 4 3 3 1 4 8.8

се Надежность, ремонтопригодность 4 3 4 1.3 5.2 11.5

а> С Стоимость 4 2 2 2.0 8 17.6

г X а> 1 Опыт работы с выбранными компонентами

Э 3 г з Стоимость инструментальных средств

О С £ а> Наличие прототипов системы

§г а. Сроки проектирования 4 4 4 1.0 4 8.8

Планируемый обьем производства

Рисунок 3 - Сравнение качества разрабатываемой системы с прототипом

Используя квалиметрическую шкалу, полученные результаты приводятся к пятибалльной системе. За эталон, относительно которого производится сравнение, принимаем лучшую систему, имеющуюся на рынке (конкурирующую систему, систему-прототип). Основываясь на пожеланиях потребителей и возможностях разработчиков, вводим планируемое качество разрабатываемого устройства и оцениваем его преимущество перед конкурентом (степень усовершенствования). Абсолютные и относительные веса показывают насколько важны рассматриваемые параметры для основной массы потребителей.

Для определения влияния конструктивно-технологических элементов и комплектующих изделий на характеристики системы строится причинно-следственная диаграмма (рисунок 4). Эта диаграмма наглядно показывает причины, которые вызывают неудовлетворенность потребителей и технические характеристики, которые надо улучшать в процессе проектирования конкурентоспособной системы.

Проведенный на подготовительном этапе анализ пожеланий потребителей разрабатываемой системы, а также оценка влияния компонентов на ее интегральные показатели, позволяют вплотную подойти к процессу структурного проектирования системы.

Рисунок 4 - Причинно-следственная диаграмма показателей качества

системы

Вторая глава посвящена проблеме функциональной декомпозиции программно-аппаратного обеспечения проектируемой встраиваемой компьютерной системы.

При проектировании встраиваемой системы решается задача распределения программ и данных по уровням иерархии и узлам системы. Эффективность встроенной системы в большой степени определяется тем, насколько удачно распределены потоки данных и функции по узлам системы между отдельными процессорами. Под процессорами встраиваемой системы в работе понимаются некоторые элементы (целевые программы и контроллеры, схемы, реализованные на ПЛИС), осуществляющие обработку информации. Проведение декомпозиция встроенной системы на подсистемы по критерию минимальной функциональной связности позволяет получить разбиение всех потоков данных и функций, выполняемых системой, на подфункции, которые должны быть реализованы рабочими процессорами. В результате проведения такой функциональной декомпозиции получаются подфункции:

= {{Фа (¿Л, "Л»Ма)} > ■ ■■ ■ % (¿м»"«. Рь)}, А /, А,-, П,-, Р/) (1) где: ^ - набор подфункций / -го узла,

Фг ~ функциональные элементы набора подфункций / -го узла, 8ц - набор данных, необходимый у-тому функциональному

элементу / -го узла, Уу - входной поток данных у -того функционального элемента / -го узла,

//у' - выходной поток данных у -того функционального элемента г -го узла,

Л; - ресурсы, необходимые для реализации всех

функциональных элементов набора подфункций /' -го узла, Д,- - входной поток данных / -того узла, £2,- - выходной поток данных / -того узла,

Р,- - показатели производительности по всему набору подфункций I -того узла.

Каждый узловой процессор характеризуется некоторым набором ресурсов. Ресурсы, необходимые узловому процессору для реализации всего набора подфункций определяются:

- производительностью процессора,

- размером постоянной памяти (факультативно),

- размером оперативной памяти (факультативно),

- пропускной способностью интерфейса.

Каждый из ресурсов определяет те или иные характеристики выполнения соответствующих функций и подфункций узлового процессора, которые, в свою очередь, определяют потребительские качества всей системы. Вычислительная мощность узлового процессора определяет скорость выполнения функций и скорость обмена данными и командами между подфункциями данного узла и соседями. Объем оперативной и постоянной памяти определяет допустимое количество данных и процессов, одновременно находящихся в памяти. Операционные среды встроенных систем критичны к объему имеющейся памяти. От него существенно зависит скорость выполнения и жизнеспособность локальных задач и системы в целом.

Пропускная способность локальных каналов связи определяет скорость обмена данными между различными узловыми контроллерами, а, следовательно, и между различными функциями Пропускная способность каналов связи должна обеспечивать обмен входными и выходными потоками данных для всех узлов.

Выполнение структурного проектирования системы заключается в распределении отдельных функций обработки данных по узловым процессорам таким образом, чтобы сделать по возможности меньшей потоковую связность узлов между собой. Для этого следует объединить связанные потоками функции внутри каждого узла.

Потоковую связность функций между собой характеризует матрица преобразования А. Для того, чтобы получить разбиение системы на несвязные подсистемы, следует привести матрицу А к клеточной форме. В этом случае матрица А заменяется прямой суммой ее подматриц-клеток.

В реальной системе, конечно, преобразовать матрицу А к клеточной форме не удается, так как для произвольной конфигурации узлов распределенной системы каждая функция связана с каждой. В этом случае

можно попытаться преобразовать матрицу к квазиклеточному виду, при котором элементы, не стоящие на клеточной квазидиагонали не нулевые, но имеют достаточно малые значения.

Процесс преобразования в квазиклеточную форму может производиться следующим образом:

- в матрице А ищется минимальный элемент а,у = ;

- значение вычитается из всех элементов матрицы А;

- делается попытка приведения вновь получившейся матрицы Л1 к клеточной форме;

- если разбиение получается, процесс завершается; если результат

неудовлетворителен, опять в матрице А1 выбирается минимальный

1-1 ,2 элемент а,у = , и опять делается попытка приведения матрицы А

к клеточной форме; процесс повторяется до тех пор, пока результат не удовлетворит разработчика;

- если процесс повторялся / раз, то эквивалентный коэффициент

1

связности получившегося разбиения равен .

г=1

Получившееся разбиение системы описывается блочными уравнениями:

Ап Ап А21 А22

Мк (2)

где: у[к - новый вектор выходных потоков данных системы на

шаге к, и к +1 соответственно, полученный из исходного перестановкой компонентов в соответствии с приведением матрицы преобразования к квазиклеточному виду, Ау - клеточная матрица, характеризующая связность подфункций; клетка с совпадающими индексами описывает связность внутри подфункций, с несовпадающими -связность подфункций между собой.

Потоки данных внутри подфункций определяются составляющей

внутреннего обмена Ац (//,■ . Поток от подсистемы у к подсистеме г определяется составляющей ■ Величину связности подфункций

можно оценить, подсчитав норму векторов потоков связи. Так показатель

внутренней связности р'"пег ¿-того узла определяется нормой вектора

птпег Pi

AuiMif

а показатели связности по входу и выходу г-того узла - нормами векторов

РГ = I (4)

(5)

У*;"

соответственно. Качество декомпозиции функциональной структуры системы можно оценить относительным показателем связности:

т

(6)

КрГ+РГ)

р = М

т . Ършггег

;'=1

где: /и - количество подсистем, на которые произведена декомпозиция.

Чем меньше значение относительного коэффициента связности р, тем более независимые подсистемы получились, и тем лучше произведена функциональная декомпозиция системы.

В третьей главе рассмотрены проблемы собственно проектирования системы, то есть, определение такого состава комплектующих, который образует в результате встроенную компьютерную систему с заданными функциональными и потребительскими характеристиками.

В диссертации используется известная [2] линейно-аддитивная модель проектирования (7)

у = ^ + с7, (7)

где: У - вектор характеристик проектируемой встроенной

компьютерной системы размерности [от], Ч* - Прямоугольная матрица размерности [/ихи], описывающая вклад каждого из компонентов системы в ее интегральные характеристики, £ - вектор компонентов системы размерности [и], а - вектор случайных возмущений, не зависящий от £ размерности \т].

Здесь следует пояснить, что вектор у описывает совокупность ожидаемых потребительских характеристик проектируемой измерительной системы, а вектор случайных возмущений а описывает возможные деформации этих характеристик, связанные с некачественным исполнением компонента, неточностью в данных, описывающих этот компонент и т. п.

Задача проектирования системы заключается в нахождении такого вектора проектирования при котором желаемый вектор характеристик системы может появиться с максимальной вероятностью.

Для этого можно использовать метод максимального правдоподобия, разработанный Фишером для оценки параметров. Основная идея метода заключается в определении функции правдоподобия, связывающей

исследуемый параметр £ и выборочные наблюдения у. Обычно в качестве функции максимального правдоподобия используют условную плотность

вероятности р

* У

Найдем максимизирующий условную вероятность Р\у£ этого определим функцию правдоподобия:

^ р{$) Ж)

Для

(8)

где:

У

встроенной

4

с

вектор характеристик проектируемом компьютерной системы размерности [от], Прямоугольная матрица размерности [ихи], описывающая вклад каждого из компонентов системы в ее интегральные характеристики,

вектор компонентов системы размерности [и], вектор случайных возмущений, не зависящий от Е, размерности [от].

Для того, чтобы найти оценку наилучшую в смысле максимального правдоподобия, положим:

ЭГ Н

Полагая, что случайное возмущение является белым гауссовым шумом с нулевым математическим ожиданием и единичной ковариационной матрицей (а что нам еще остается при отсутствии априорной информации о возмущении), получаем:

■ = 0.

(9)

№ = р{а) = -

1

ехр

1 Т т-1

•^г7 Г

= Сехр

2/г/2|/|/2

= С ехр

(10)

Для максимизации Ь{в этом случае необходимо минимизировать

экспоненту с показателем |у

следовательно, задача эквивалентна

методу наименьших квадратов с критерием:

(П)

где: £ ~ искомая оценка вектора компонентов, минимизирующая критерий (11).

Прямая минимизация критерия (11) дает выражение (12) для искомой оценки вектора проектирования системы £.

<£ = СрГуГ1 уТу (12)

Полученное выражение позволяет определить набор компонентов, используя которые можно спроектировать измерительную систему с заданными характеристиками у.

Выражение (12) дает решение одношаговой задачи проектирования. На самом деле, наибольший интерес представляет случай, когда необходимо произвести модификацию существующей встроенной компьютерной системы (улучшить потребительские характеристики, добавить новую функциональность и т. д.). В этом случае к уравнению проектирования системы добавится еще одно уравнение:

Ая+1=Л (13)

где: /1т+ - новый компонент вектора интегральных характеристик системы,

V - новый вектор матрицы проектирования, описывающий вклад компонентов системы в новый компонент вектора интегральных характеристик.

Теперь полное уравнение проектирования встроенной компьютерной системы примет вид:

(14)

Ут

Т

Г .

Ут+1

где: „

= .... ...... „

1Мт+1.

Решение в этом случае имеет вид:

4+1 =(<+1<+1)-1 <Т+1Ут+1- (15)

Выражение (15) требует обращения матриц, что в реальном времени может вызвать определенные трудности. Для упрощения вычислений можно использовать лемму об обращении матриц [2], которая позволит рекуррентно определить новую обратную матрицу через старую, в результате чего получается рекуррентная формула для новой оценки:

4+1=4 +втЧ^Твт +1)~\Ут+\-¥Т£)- (16)

Матрица 2 в выражении (16) также определяется рекуррентным соотношением

йи+1 = Qm + (17)

начальные условия для которого имеют вид:

(18)

Выражение (16) дает рекуррентный алгоритм получения оценки вектора проектирования системы, основанного на имеющемся прототипе.

В четвертой главе описан программный пакет, разработанный на основе результатов диссертации. Программа позволяет оценить пожелания будущих потребителей встраиваемой компьютерной системы при структурном проектировании системы (по результатам главы 2), а также

получить оценку вектора проектирования, обеспечивающего заданные интегральные потребительские характеристики системы (по результатам главы 3).

В Заключении сформулированы основные результаты работы, указаны перспективы развития исследований и разработок.

В Приложении приведены акты внедрения результатов диссертационной работы и свидетельства об официальной регистрации программ для ЭВМ.

Выводы по работе

1. Разработана методика оценки пожеланий потенциального потребителя встраиваемой компьютерной системы, а также оценки интегральных показателей качества системы.

2. Предложена комплексная модель проектирования встраиваемой системы на основании имеющегося прототипа.

3. Получена оценка вектора компонентов встраиваемой системы по критерию максимума функции правдоподобия.

4. Получена рекуррентная оценка вектора компонентов системы, позволяющая итеративно уточнять его при изменении или добавлении новых компонентов вектора интегральных показателей.

Публикации. Результаты диссертационной работы опубликованы в 5 печатных работах.

1. Кокорев В.В. Оценка влияния параметров компонентов измерительной системы на ее интегральные показатели. - М.: Естественные и технические науки, № б, 2008,2008. С. 236-240.

2. Кокорев В.В. Параметризация пространства проектных вариантов встраиваемой вычислительной системы // Программное и информационное обеспечение систем различного назначения на базе персональных ЭВМ: Межвузовский сборник научных трудов. Вып. 11. / Под ред. Михайлова Б.М. - М.: МГУПИ, 2008. С. 82-86.

3. Кокорев В.В. Поиск рационального решения в пространстве параметров встраиваемой вычислительной системы // Программное и информационное обеспечение систем различного назначения на базе персональных ЭВМ: Межвузовский сборник научных трудов. Вып. 11./ Под ред. Михайлова Б.М. - М.: МГУПИ, 2008. С. 87-91.

4. Кокорев В.В., Зеленко Г.В., Рощин A.B. Кластеризация программно-аппаратного обеспечения распределенной системы // Программное и информационное обеспечение систем различного назначения на базе персональных ЭВМ: Межвузовский сборник научных трудов. Вып. 11./ Под ред. Михайлова Б.М. - М.: МГУПИ, 2008. С. 97-98.

5. Кокорев В.В. Формирование пространства параметров проектных вариантов распределенной измерительной системы. Тезисы доклада интернет конференции «Актуальные проблемы аппаратно-программного и информационного обеспечения науки, образования, культуры и бизнеса» 2008.

Свидетельства о регистрации программ для ЭВМ в Федеральной службе по интеллектуальной собственности, патентам и товарным знакам (РОСПАТЕНТ).

Отпечатано в ООО «Компания Спутник+» ПД № 1-00007 от 25.09.2000 г. Подписано в печать 11.03.09. Тираж 60 экз. Усл. п.л. 1 Печать авторефератов: 730-47-74,778-45-60

Введение

Глава 1 ИССЛЕДОВАНИЕ МЕТОДОВ ПРОЕКТИРОВАНИЯ АЛГОРИТМИЧЕСКОГО В ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ СТРУКТУР КОНКУРЕНТОСПОСОБНЫХ ВКС

1.1 Методы проектирования ВКС на микросхемах с программируемой структурой

1.2 Роль инструментальных средств проектирования в процессе разработки систем на базе программируемых БИС

1.3 Подход к проектирования ВКС, основанный на удовлетворении потребительских пожеланий

Выводы по главе

Глава 2 СИНТЕЗ ФУНКЦИОНАЛЬНОЙ МОДЕЛИ

ВСТРАИВАЕМОЙ КОМПЬЮТЕРНОЙ СИСТЕМЫ

2.1 Функциональная модель встраиваемой компьютерной системы

2.2 Декомпозиция функциональной модели встраиваемой компьютерной системы

2.3 Оценка качества декомпозиции системы из условия 52 минимальной функциональной связности

Выводы по главе

Глава 3 СИНТЕЗ МОДЕЛИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ВСТРАИВАЕМОЙ КОМПЬЮТЕРНОЙ СИСТЕМЫ

3.1 Линейно-аддитивная модель проектирования встраиваемой компьютерной системы

3.2 Нахождение оценки вектора компонентов системы методом максимального правдоподобия

3.3 Модель проектирования встраиваемой компьютерной системы на основе прототипа

3.4 Синтез рекуррентного алгоритма оценки вектора компонентов встраиваемой системы

Выводы по главе

Глава 4 РЕАЛИЗАЦИЯ СИСТЕМЫ УЧЕТА ПОЖЕЛАНИЙ

ПОТРЕБИТЕЛЕЙ ПРИ ПРОЕКТИРОВАНИИ ВКС

4.1 Модуль главного окна программы

4.2 Входная форма

4.3 Выходная форма

4.4 Диаграмма Парето

Выводы по главе

Появление элементной базы в виде БИС с программируемой структурой породило новой класс компьютерных устройств, именуемых встраиваемыми компьютерными системами (ВКС). БИС с программируемой структурой позволили перенести центр тяжести процесса проектирования ВКС с разработки схемотехники на проектирование алгоритмов функционирования и последующую их реализацию в виде целевых программ на традиционных языках программирования и языках описания аппаратуры, например, типа УЬШЬ, Уеп^ [19].

Одной из основных отличительных особенностей ВКС является возможность реализации с их помощью алгоритмов, которые реализовывались ранее с помощью механических, электромеханических, гидравлических и других неэлектронных устройств. Применение ВКС позволяет легко модифицировать алгоритмы функционирования устройств, применительно к пожеланиям пользователей и меняющимся условиям эксплуатации.

ВКС позволяют создавать устройства путем тесного, взаимопроникающего объединения компьютерных систем и механических элементов. Появились устройства, механические аналоги которых просто невозможны. Более того, в современных устройствах со встроенными системами трактовка и объединение программных и аппаратных (в том числе механических) частей существенно отличается от ранее принятой. В отличие от существовавших ранее своих предшественников, из-за тесной взаимосвязи всех компонентов, они проектируются как единое целое с самых первых этапов разработки устройства.

Практически каждое современное устройство, реализующее какие-либо алгоритмы, требует применения встроенного вычислителя на основе программируемых БИС. Это может быть контроллер с целевой программой, цифровой сигнальный процессора и/или программируемая логическая интегральная микросхема (ПЛИС), соответствующим образом конфигурируемая.

При проектировании устройств с встраиваемыми системами решаются задачи выбора рациональной структуры ВКС из набора множества возможных альтернативных структур и реализация на их базе программным путем алгоритма функционирования.

Задачи формирования целевых программ и программ для конфигурации ПЛИС на основе алгоритма функционирования решается с использованием традиционных языков программирования и языков описания аппаратуры и соответствующих инструментальных средств проектирования. Однако работ, где ставятся аналогичные задачи в настоящее время немного.

Проблеме выбора рациональной структуры ВКС на этапе структурного проектирования и рассматривается в данной работе.

В первой главе работы рассматриваются вопросы, связанные с оценкой ожидаемого качества проектируемой ВКС.

Основная цель любой промышленной,компании- поставлять на рынок новые изделия раньше своих конкурентов; по более низкой-цене и лучшего качества. Одним из механизмов достижения этой цели у многих зарубежных компаний является метод структурирования функций качества (СЖО). Он является ключевым в системе технологий менеджмента на основе качества. Различные варианты этого метода используются ведущими мировыми компаниями в ходе разработки новых продуктов и услуг [93].

В1 главе рассматривается способ адаптации этого метода применительно к оценке качества альтернативных структур проектируемых встраиваемых систем с целью последующего выбора одной из них, конкурентоспособной.

Элементная база в виде БИС с программируемой структурой и инструментальные средства автоматизации проектирования программного обеспечения предоставляют возможность большому числу небольших коллективов разработчиков заниматься разработкой ВКС. В условиях рыночной экономики усиливается конкурентная борьба между производителями такой техники. Поэтому актуальной становится проблема оценки качества ВКС на ранних этапах проектирования для сравнения их с другими системами.

Оценка проводится на стадии структурного проектирования, когда ошибочные решения могут привести к появлению неконкурентоспособного продукта. Большое разнообразие доступной элементной базы позволяет реализовывать функционально одинаковые ВКС в виде различных структур с программным обеспечением, реализующих однотипные алгоритмы.

Рациональный выбор структуры ВКС на этапе структурного проектирования, определяет в дальнейшем его степень соответствия потребительским ожиданиям, стоимость, сроки и трудоемкость проектирования, возможность последующей модернизации и многое другое. Важнейшую роль играет способ оценки степени удовлетворенности потребителей ВКС. Предлагается методика, позволяющая преобразовывать требования потребителей (зачастую носящие качественный характер) в конечные количественные характеристики проектируемой системы. Так как в работе оценивается качество ВКС еще на этапе структурного проектирования, то под потребителями в работе понимаются не только покупатели будущей системы, но также разработчики технического и программного обеспечения, конструкторы и производители разрабатываемой системы.

Вторая глава работы посвящена проблеме функциональной декомпозиции проектируемой ВКС.

При проектировании встраиваемой системы решается задача распределения программ и данных по уровням иерархии и узлам системы. Эффективность встроенной системы в большой степени определяется тем, насколько удачно распределены потоки данных и функции по узлам системы между отдельными процессорами. Под процессорами встраиваемой системы в работе понимаются некоторые элементы (целевые программы и контроллеры, схемы, реализованные на ПЛИС), осуществляющие обработку информации. Таким образом, структурное проектирование встраиваемых компьютерных систем связано с анализом большого количества параметров, в пространстве которых приходится искать наилучшее решение.

Одним из способов уменьшения пространства параметров проектируемой системы — сведение размерности пространства параметров к размерности характеристик целевой ВКС.

Отдельно рассматриваются проблемы, связанные с проектированием ВКС на базе уже существующих прототипов. При разработке таких систем приходится сталкиваться, как с техническими, так и с организационными проблемами. Решается задача выбора прототипа из имеющихся структурных решений в качестве базового для последующей модернизации.

Показано, что залогом эффективного решения этих задач, прежде всего, является выбор рациональной структуры проектируемой ВКС в соответствии с техническим заданием и пожеланиями потребителей и возможностями коллектива разработчиков (наличие инструментальных средств проектирования, опыта работы с ними, ограничениями на сроки проектирования и т.д.).

В третьей главе рассмотрены проблемы собственно проектирования ВКС, то есть, определение такого состава компонентов и программных средств, который образует в результате структуру ВКС с заданными функциональными и потребительскими характеристиками.

Эти проблемы весьма актуальны из-за постоянного расширения номенклатуры БИС с программируемой структурой, инструментальных средств проектирования и областей применения встраиваемых систем.

В главе рассматриваются пути преодоления ограничений, связанных с временными затратами на выполнение программным путем отдельных фрагментов алгоритма для устройств, работающих в реальном времени.

В четвертой главе описан программный пакет, разработанный на основе результатов диссертации. Программа позволяет оценить пожелания будущих потребителей ВКС при структурном проектировании системы (по результатам главы 2), преобразовать их в технические параметры проектируемой системы, а также получить оценку вектора проектирования, обеспечивающего заданные интегральные потребительские характеристики системы (по результатам главы 3).

В Заключении сформулированы основные результаты работы, указаны перспективы развития исследований и разработок.

В Приложении приведены акты внедрения результатов диссертационной работы и свидетельства об официальной регистрации программ для ЭВМ.

Цель работы является

- Разработка методики сравнительной оценки качества проектируемой и эталонной ВКС.

- Разработка методики преобразования требования потребителя в конечные количественные характеристикики компонентов и программного обеспечения ВКС.

- Разработка модели итеративного структурного проектирования ВКС с заданными интегральными показателями.

Для достижения поставленной цели решаются следующие задачи:

- построение модели структурного проектирования встраиваемых систем на базе программируемых БИС,

- оценка соответствия параметров модели пожеланиям потребителей,

- разработка методов итеративного структурного проектирования для систем на базе программируемых БИС.

В диссертации рассмотрены работы, посвященные аналогичной тематике - кандидатские диссертации Парфенова В.Л. (СПбГУ, 1995г.) [49], Кулинича A.A. (ИЛУ РАН М., 2003 г.) [38], Соловей Д.Е. (Гос. техн. унив. Воронеж, 1998 г.) [64], Эка Нараен Чапагайна (Москва, 2001 г.) [81], Худова К.А. (М., 2006 г.) [80], Малинина Д.И. (Тула, 2008) [44], Михайлова И.С. (Москва, 2008) [45], Бодрова A.A. (Москва, 2006) [12], Белова В.В. (МГАПИ,

2000) [10],Третьякова C.B. (МГУПИ, 2007) [12], Белых A.A. (МЭИ ТУ М., 2006 г.) [11].

Степень обоснованности научных положений, выводов и рекомендаций.

Научные положения, выводы и рекомендации обоснованы теоретически с использованием аппарата системного анализа и системного проектирования, методов декомпозиции задач и алгоритмов, а также методов синтеза алгоритмов. Предложенная методика проектирования подтверждена результатами работы разработанного программного обеспечения.

Научная новизна работы состоит в следующем:

- разработана модель проектирования» встраиваемых компьютерных систем с заданными интегральными показателями на основе прототипа;

- адаптирован метод обработки пожеланий потребителей' разрабатываемых систем применительно к процессу формирования векторного критерия качества;

- разработан метод получения оценки вектора компонентов системы по критерию максимального правдоподобия;

- исследована рекуррентная методика оценки вектора компонентов системы с изменяемыми и дополнительными интегральными показателями.

Практическая ценность. На основе проведенных исследований и предложенных методов разработан алгоритм и программа позволяющая

- оценить пожелания потребителей проектируемой встраиваемой системы на этапе структурного проектирования;

- получить оценку вектора проектирования, обеспечивающего заданное качество системы в виде интегральных потребительских характеристик системы.

Апробация работы. Основные результаты работы были представлены на Научно-практической конференции «Актуальные проблемы аппаратнопрограммного и информационного обеспечения науки, образования, культуры и бизнеса» 2008 г.

Положения диссертации докладывались на научных семинарах кафедры "Персональные ЭВМ и сети" (МГУПИ).

Публикации. Результаты диссертационной работы опубликованы в 5 печатных работах.

Выводы по главе 4

1. По результатам методики обработки пожеланий потребителей, разработан программный пакет, реализующий эту методику, который состоит из следующих модулей:

- основного модуля программы,

- модуля ввода данных о пожеланиях потребителей,

- модуля вывода обработанных данных о пожеланиях потребителей,

- модуля построения диаграммы Парето.

2. Разработаны входные формы, облегчающие ввод экспертами данных о пожеланиях потребителей.

3. В программе реализована обработка вводимых данных в реальном времени. При этом производится группировка и ранжирование пожеланий, отсечение незначимых и определение доверительной вероятности и доверительного интервала полученных оценок.

4. Разработана выходная форма, позволяющие наглядно представлять результаты обработки пожеланий потребителя.

5. Разработанная программа успешно эксплуатировалась ЗАО «РЭ группа» при проектировании специализированного устройства сбора информации с территориально распределенных объектов.

Заключение

1. Показано, что разработка ВКС на современном технологическом уровне требует от проектировщиков умения программировать как на традиционных языках программирования, так и на специализированных языках описания аппаратуры.

2. Проанализированы функциональные возможности БИС с программируемой структурой применительно к использованию их в качестве элементной базы ВКС,

3. Рассмотрение работ, посвященных проектированию ВКС, выявило два основных направления исследований - выбор общей концепции проектирования систем и технологии проектирования программного обеспечения реального времени для них. При этом почти не рассматриваются вопросы, связанные с особенностями новой компонентной базы и методики получения достоверных экспертных оценок ее параметров при синтезе структуры ВКС, что особенно актуально в период экономического кризиса.

4. Показано, что рациональной выбор структуры ВКС на этапе структурного проектирования играет ключевую роль в будущей конкурентоспособности проектируемого изделия. Предложено рассматривать в качестве исходных требований к ВКС не только требования технического задания, но и пожелания потребителей. В качестве потребителей предлагается рассматривать не только будущих покупателей изделия, но и разработчиков аппаратного и программного обеспечения, а также конструкторов и технологов, занятых в производстве.

5. Адаптирован метод С^О применительно к задаче сравнительной оценки качества проектируемой ВКС с конкурирующим изделием.

6. Показано, что проблема рационального выбора структуры микропроцессорных систем управления не может быть полностью решена путем формального поиска целевой функции при рассмотрении формальных моделей встроенных компьютерных систем. Варианты структур задаются перечислением альтернатив и/или диапазонами изменений характеристических параметров. Особую роль здесь должны играть методы экспертных оценок, которые неизбежно вносят субъективизм в решение таких задач.

7. Показано, что сроки проектирования ВКС напрямую зависят от используемых, инструментальных средств проектирования и квалификации разработчиков. Применение внутрисхемных эмуляторов позволяет решить почти все проблемы, связанные с отладкой и тестированием программного обеспечения и аппаратуры

8. В работе предложен комплексный подход к проектированию встраиваемой компьютерной системы.

9. Показано, что одним из важнейших этапов проектирования ВКС является этап построения программно-функциональной модели разрабатываемой системы, который заключается в формализации системных функциональных требований к ВКС, полученных в техническом задании.

10. Важным этапом является этап декомпозиции программно-функциональной модели, который заключается в разбиении всей системы взаимосвязанных функций, реализуемых разрабатываемой ВКС, на отдельные «элементарные» функциональные элементы или узлы. Чем более «элементарным» является каждый функциональный узел из полученного множества разбиения, тем проще будет выполнение последующих этапов проектирования.

11. Показано, что этап выбора программных, аппаратных и программно-аппаратных компонентов системы на основе функциональной модели заключается в подборе таких вариантов элементов программно-аппаратного обеспечения, которые способны реализовать отдельные функции системы или их комбинации. На этом этапе следует учитывать не только номенклатуру соответствующей программной, аппаратной и программно-аппаратной номенклатуры, но и наличие средств проектирования и отладки, их доступность, простоту освоения.

12. Показано, что для формализации процедуры выбора элементной базы для реализации каждого элемента разработанной структуры функциональных элементов необходим этап экспертной оценки. Для упрощения задачи экспертов сформированные альтернативные ответы должны быть по возможности простыми и понятными.

13. В результате проведения программно-функциональной декомпозиции встроенной системы в главе построена модель обработки данных системой в целом. Целью построения модели является синтез такой структуры, в которой связь между отдельными программно-функциональными элементами, определяющаяся взаимными потоками данных, была минимальна.

14. Показано, что полученная модель позволяет разделить данные, поступающие на встроенную компьютерную систему, и данные, являющиеся входными и выходными для подфункций программно-функциональных элементов системы.

15. Показана необходимость декомпозиции полученной модели на подсистемы. Описана процедура декомпозиции модели по критерию минимальной функциональной связности элементов.

16. Показано, что в процессе проведения функциональной декомпозиции системы следует контролировать, удовлетворяет ли текущее разбиение условиям и ограничениям, накладываемым на систему. Основных таких условий три:

- принадлежит ли текущее разбиение множеству допустимых конфигураций;

- хватает ли пропускной способности сетей связи для передачи входных и выходных потоков данных программно-функциональных элементов;

- хватает программных, аппаратных и программно-аппаратных ресурсов для реализации всех подсистем.

Разработаны критерии проверки этих условий.

17. Разработаны критерии оценки качества функциональной декомпозиции системы, характеризующие потоки данных внутри подсистем и вне них.

18. Показано, что для решения задачи проектирования встраиваемой компьютерной системы - нахождения вектора компонентов по желаемому вектору целевых интегральных характеристик — может быть применен метод максимального правдоподобия, разработанный Р. Фишером для оценки параметров.

19. Показано, что функция правдоподобия может быть описана компонентов £ и выборочные наблюдения вектора целевых интегральных характеристик у. Характеристики функции правдоподобия определяются вектором случайных отклонений а целевых интегральных характеристик у от ожидаемых номинальных значений.

20. Показано, что при нормальном распределении вектора случайных отклонений сг (что достаточно вероятно в силу большого числа мало влияющих факторов) задача максимизации функции правдоподобия сводится к критерию минимума квадратичной ошибки оценки вектора целевых интегральных характеристик у от номинального значения.

21. Методом прямой минимизации полученного критерия получена оценка вектора компонентов проектируемой встраиваемой компьютерной системы. Полученное выражение позволяет определить набор компонентов, используя которые можно спроектировать встраиваемую компьютерную систему с заданными характеристиками у. условной плотностью вероятности связывающей искомый вектор

22. Получена модель проектирования встраиваемой компьютерной системы для случая, когда необходимо произвести модификацию существующей системы (улучшить потребительские характеристики, добавить новую функциональность и т. д.).

23. Получен рекуррентный алгоритм оценки вектора компонентов проектируемой встраиваемой компьютерной системы, не требующий обращения матриц на итерациях.

24. Разработан алгоритм функционирования процесса структурного проектирования встраиваемой системы.

25. По результатам методики обработки пожеланий потребителей, разработан программный пакет, реализующий эту методику, который состоит из следующих модулей:

- основного модуля программы,

- модуля ввода данных о пожеланиях потребителей,

- модуля вывода обработанных данных о пожеланиях потребителей,

- модуля построения диаграммы Парето.

26. Разработаны входные формы, облегчающие ввод экспертами данных о пожеланиях потребителей.

27. В программе реализована обработка вводимых данных в реальном времени. При этом производится группировка и ранжирование пожеланий, отсечение незначимых и определение доверительной вероятности и доверительного интервала полученных оценок.

28. Разработана выходная форма, позволяющие наглядно представлять результаты обработки пожеланий потребителя.

29. Разработанная программа успешно эксплуатировалась ЗАО «РЭ группа» при проектировании специализированного устройства сбора информации с территориально распределенных объектов.

1. Абагян, С. С. Методы и алгоритмы многокритериальной декомпозиции систем обработки информации // автореферат дисс. . кандидата технических наук: 05.13.01 / С. С. Абагян. М., 2004. - 27 с. - Библиогр.: с. 22-23.

2. Алексенко А.Г., Галицын A.A., Иванников А.Д. Проектирование радиоэлектронной аппаратуры на микропроцессорах: программирование, типовые решения, методы отладки. М.: Радио и связь, 1984. - 272 с.

3. Антонов А. П. Язык описания цифровых устройств AlteraHDL. Практический курс. М.: ИП РадиоСофт, 2001. - 224 с.

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

5. Армстронг Д. Моделирование дискретных систем на языке VHDL / Пер. с англ. Т. А. Теплицкого; Под ред. Ю. А. Татарникова. М.: Мир, 1992. -176 с.

6. Бибило П. Н. Основы языка VHDL. М.: Солон-Р, 1999. - 200 с.

7. Беллман Р., Заде Л. Принятие решений в расплывчатых условиях. В сб.: Вопросы анализа и процедуры принятия решений. М.: Мир, 1976. С. 172-215.

8. Белов, В. В. Математические модели и программное обеспечение повышения верности информации в распределенных информационно-управляющих системах //. автореферат дисс. . доктора технических наук 05.13.11 / В. В. Белов. М., 2000. - 38 с.

9. Белых A.A. Унификация архитектур однокристальных микроконтроллеров и ее применение для разработки программного обеспечения встраиваемых систем // Автореферат дисс. . кандидата технических наук. М., 2006. - 20 с.

10. Бодров А. А. Моделирование и оптимизация распределенных информационно-справочных систем накопительного типа // Автореферат дисс. . кандидата технических наук: 05.13.01 / А. А. Бодров. М., 2006. -17 с. - Библиогр.: с. 17 (7 назв.).

11. Боровков A.A. Теория вероятностей. М.: Наука, 1986.

12. Бродин В. Б., Шагурин И. И. Микроконтроллеры: Архитектура, программирование, интерфейс. М.: Радио и связь. 1999. - 247 с.

13. Буров И.П. Разработка структурных и функциональных моделей проектирования сложных технических объектов на базе распределенной вычислительной системы // Автореферат дисс. . кандидата технических наук Волгоград, 1997. - 24 с.

14. Вилкас Э.И. Оптимальность в играх и решениях. М.: Наука. Гл. ред. физ.-мат.лит., 1990. - 256 с.

15. Гантмахер Ф.Р. Теория матриц. М.: Наука, 1967.

16. Голубятников И.В. Математическое и программное обеспечение обучающих мультимедийных комплексов и систем // Автореферат дисс. . кандидата технических наук. М., 2000. 30 с.

17. Горбунов В.И. Элементы проектирования архитектуры систем реального времени по методу COMET. Чебоксары: Изд-во Чуваш, ун-та, 2003. -59 с.

18. Грушвицкий Р. И., Мурсаев А. X., Угрюмое Е. П. Проектирование систем на микросхемах с программируемой структурой. 2-е изд., перераб. и доп. - СПб.: БХВ-Петербург, 2006. - 736 с.

19. Емец С. Использование языков программирования С или С++ для HDL-описания. / Компоненты и технология, № 9, 2002.

20. Емец С. Verilog инструмент разработки цифровых систем // Схемотехника, № 1-4, 2001.

21. Зеленко Г.В., Третьяков C.B. Методика повышения конкурентоспособности встроенных систем управления // Вестник Московской государственной академии приборостроения и информатики №7, 2006. М.: МГУПИ, С. 19-22.

22. Зотов В.Ю. Проектирование встраиваемых микропроцессорных систем на основе ПЛИС фирмы XILINX. М.: Горячая линия-Телеком, 2006. 512 с.

23. Иванников А.Д. Моделирование микропроцессорных систем. М.: Энергоатомиздат, 1990. -144 с.

24. Йованович Б. Разработка иерархической системы вычислительных моделей для анализа ВВХ ЛВС // Автореферат дисс. . кандидата технических наук. М. : 1995. 18 с.

25. Качкин В.И. Проектирование системы поддержки предпроектных решений при разработке программных средств бортовых вычислительных систем летательных аппаратов // Автореферат дисс. . кандидата технических наук. М.: 1995. 24 с.

26. А.Ключев, А.Платунов (ООО» ЛМТ» С-П) Встроенные инструментальные средства современных микроконтроллеров // Электронные компоненты №6, 2002. С. 1-4.

27. Кокорев В.В. Оценка влияния параметров компонентов измерительной системы на ее интегральные показатели. М.: Естественные и технические науки, № 6, 2008, 2008. С. 236-240.

28. Кривченко И., Золотухо Р. Конфигурируемая система на кристалле Е5 -первое знакомство // Компоненты и технологии, 2001, №1.

29. Кузелин М. О., Кнышев Д. А., Зотов В. Ю. Современные семейства ПЛИС фирмы Xilinx. Справочное пособие. М.: Горячая линия -Телеком, 2004. - 440 с.

30. Кузьмин В.Ю., Зеленко Г.В. Проблемы кластеризации локальных данных // Межвузовский сборник научных трудов «Программное и информационное обеспечение систем различного назначения на базе персональных ЭВМ» вып. 6 М.: МГАПИ, 2003. С. 158 - 160.

31. Кулинич A.A. Разработка принципов и методов построения программных систем поддержки принятия решений в слабо структурированныхситуациях на основе моделирования знаний эксперта // Автореферат дисс. кандидата технических наук. М., 2003. - 27 с.

32. Кучеров В.П. Разработка неоднородной вычислительной сети и оценка функционирования ее компонент // Автореферат дисс. . кандидата технических наук. Кишинев, 1991. 20 с.

33. Ларичев О.И. Наука и искусство принятие решений. — М.: Наука, 1979.

34. Ли Р. Оптимальные оценки, определение характеристик и управление. / Пер. с англ. М.: Мир, 1966. 176с.

35. Липаев В.В. Качество программного обеспечения. М.: Финансы и статистика, 1983.

36. Липаев В.В. Сравнение требований к характеристикам качества различных типов программных средств // Информационные технологии №8, 2002 С. 48-54.

37. Немудров В., Мартин Г. Системы-на-кристалле. Проектирование и развитие — М.: Техносфера, 2004. 216 с.

38. Овчинников В.А. Алгоритмизация комбинаторно-оптимизационных задач при проектировании ЭВМ и систем. М.: Изд-во МГТУ им. Баумана, 2001. 287 с.

39. Озкарахан Э. Машины баз данных и управление базами данных: Пер. с англ. — М.: Мир. 1989.

40. Парфенов В.В. Проектирование и реализация программного обеспечения встроенных систем с использованием объектно-базированного подхода // Автореферат дисс. . кандидата физико-математических наук. -СПб.,1995. 59 с.

41. В.В. Парфенов, А.Н. Терехов ИЗТ-технология программирования встроенных систем реального времени // Системная информатика Новосибирск №5, 1997. С. 228-256.

42. Петренко А. К. Тестирование на основе формальных спецификаций в процессах разработки программных комплексов // Автореферат дисс. . доктора физико-математических наук. М., 2003. - 59 с.

43. Платунов А.Е., Постников Н.П. Перспективы формализации методов проектирования встроенных систем // Электронные компоненты №1, 2005.

44. Подиновский В.В., Ногин В.Д. Парето-оптимальные решения многокритериальных задач. М.: Наука, 1982. -256 С.

45. Поляков А. К. Языки УНОЬ и УЕШЬОО в проектировании цифровой аппаратуры. М.: СОЛОН-Пресс, 2003. - 320 с. - (Серия "Системы проектирования").

46. Постников Н.П. Поведенческий и инструментальный аспекты проектирования встроенных вычислительных систем // Автореферат дисс. кандидата технических наук. — СПб.: 2004. 16 с.

47. Предко М. Справочник по PIC-микроконтроллерам: Пер. с англ. М.: ДМК Пресс, 2002. - 512 с.

48. Сван Т. Программирование для Windows в Borland С++: Пер. с англ. М.: Бином, 1995.

49. Сидху Д.П., Гессер М. Локальная сеть с многоуровневой безопасностью. / Proc. Symp. Secur. and Privacy, California, USA, 1982.

50. Системы реального времени // Тематический номер СТА Современные технологии автоматизации №2, 1997.

51. Соболь И.М., Статников Р.Б. Выбор оптимальных параметров в задачах со многими критериями. — М.: Наука, 1981.

52. Советов Б.Я., Яковлев С.А. Моделирование систем: Учеб. для вузов. 3-е изд., перерабо. и доп. - М.: Высш. шк. 2001. - 343 с.

53. Современные микроконтроллеры: Архитектура, средства проектирования, примеры применения, ресурсы сети Интернет. Под ред. Коршуна И.В.; Составление, пер. с англ. и литературная обработка Горбунова Б.Б. М: Издательство «Аким», 1998 - 272 е., ил.

54. Соловей Д.Е. Разработка элементов АРМ проектирования изделий электронной и вычислительной техники // Автореферат дисс. . кандидата технических наук. Воронеж, 1998. - 16 с.

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

56. Сорокин С. Как много ОС РВ хороших. Обзор. Программное обеспечение // "СТА-ПРЕСС", 1997, №2.

57. Стешко В.Б. ПЛИС фирмы ALTERA: проектирование устройств обработки сигналов. -М.: ДОДЭКА, 2000. 128с.

58. Столингс У. Структурная организация и архитектура компьютерных систем. Проектирование и производительность: Пер. с англ. M и др.: Вильяме, 2002. - 892 с.

59. Танака X., Цукияма Т., Асаи К. Модель нечеткой системы, снованная на логической структуре. В сб. Нечеткие множества и теория возможностей. Последние достижения: пер. с англ. / Под ред. Р.Р.Яггера. -М.: Радио и связь, 1986. С. 186-199.

60. Тихонов А.Н., Цветков В.Я. Методы и системы поддержки принятия решений. М.: МАКС Пресс, 2001 - 312 с.

61. Третьяков C.B. Эффективная методика обработки и анализа данных при синтезе структур встроенных компьютерных систем // автореферат дисс. . кандидата технических наук: 05.13.11 / C.B. Третьяков М., 2007. - 18 е.: ил.

62. Ульман Дж. Основы систем баз данных. / Пер. с англ. М.: Финансы и статистика, 1983.

63. Фадеев, А. Ю. Моделирование и исследование распределенной системы хранения данных на основе TCP/IP // автореферат дисс. . кандидата технических наук: 05.13.18 / А. Ю. Фадеев. М., 2002. - 19 е.: ил.

64. Фишберн П. Теория полезности. В кн. Майзер X., Эйджин Н., Тролл Р. и др. Исследование операций. Пер. с англ. / Под ред. Дж. Моудера, С Малграби. М. : Мир, 1981. Т. 1. С. 448 - 480.

65. Форрестер Дж. Мировая динамика. -М.: Наука, 1978.

66. Хетагуров Я.А. Основы проектирования управляющих вычислительх систем М.: Радио и связь, 1991, - 287 с.

67. Холл П. Вычислительные структуры, Введение в нечисленное программирование: Пер. с англ. -М.: Мир. 1978.

68. Хопгуд Ф. Методы компиляции. М.: Мир, 1972.

69. Худов К.А. Математическое и программное обеспечение средств верификации программ микроконтроллерных устройств // Автореферат дисс. кандидата технических наук. — М., 2006. — 20 с.

70. Чапагайн Э.Н. Математическое и программное обеспечение поддержки принятия решений при выборе структур микроконтроллерных систем // Автореферат дисс. . кандидата технических наук. — М., 2001. 20 с.

71. Чаппел Л., Хейкс Д. Анализатор локальных сетей. NetWare / Пер. с англ. -М.: Лори, 1995.

72. Чифка Л. ПЭВМ и их применение в промышленности и управляющих локальных вычислительных сетях, использующих ПЭВМ. / Personal Computers and industrial and management application. Prague, 1987.

73. Шалыго А. А. Методы аппаратной и программной реализации алгоритмов. СПб.: Наука, 2000. — 780 с.

74. Шенк Р. Обработка концептуальной информации: Пер. с англ. М.: Энергия, 1980.

75. Шишов О.В. Проектирование аналого-цифровых контрольно-управляющих микропроцессорных систем. Саранск: Тип. «Красс. Окт.», 2001.- 116 с.

76. Юдицкий С.А. Сценарный подход к моделированию поведения бизнес-систем. -М.: Синтег, 2001. 105 с.

77. Юрасов, П. В. Алгоритмизация оптимального проектирования информационных сетей на основе слабосвязных графов // автореферат дисс. . кандидата технических наук: 05.13.12 / П. В. Юрасов. Воронеж, 2000.- 17 с. : ил.

78. Яковлев Ю.С. О проблеме интеграции аппаратных и программных платформ при создании компьютерных систем // Кибернетика и системный анализ №5, 2000.

79. VHDL для моделирования синтеза и формальной верификации аппаратуры: сб. статей / Под ред. Ж. Мермье; Пер. с англ. В. В.

80. Топоркова и Т.С. Трудовой; Под ред. В. М. Михова. М.: Радио и связь, 1995.-360 с.

81. Chang S. К., Fuzzy Programs, Theory and Applications, P. I. B. Proc.Comput. Automata. Vol. 21, 1971.

82. Dougherty E. 10 Base T Takes off. / LAN, May 1991.

83. Gagne R. M. Die bedingungen menschlichen Lernens. Hannover: Schroedel, 1969.

84. Fabrizio Ferrandi, Pier Luca Lanzi, Donatella Sciuto. System Level HardwareSoftware Design Exploration with XCS. Springer, Berlin - Heidelberg, 2004, P. 763-773.

85. Fisher I. Mathematical Investigations in the Theory of Values and Prices, Trans of the Conn. Acad, of Arts and Sci., 9 1-124 (1892), Augustus M. Kelley, New York, 1965.

86. Floyd R. W., Non-deterministic Algorithms, Jor. Assoc. Comput. Machinery. Vol. 14, pp. 636-644, 1967.

87. Kandel A., On Minimization of Fuzzy Functions, I. E. E. E. Trans. on Computers, С 22, № 9, Sept. 1973.20.

88. Lee E. Т., Zadeh L. A., Note on the Fuzzy Languages, Inform. Sciences, Vol. l,pp. 421 -454, 1969.

89. Nickson J. В. Locking LANs. / LAN, October 1989.

90. N. Ramadass, S. Natarajan, J. Raja Paul Perinbam. Dynamically Reconfigurable (Self-modifiable) Architecture for Embedded System-on-Chip Applications//Information Technology Journal. 2007. 6(1). P. 66-74.

91. A.K. Rath, P.K.Meher. Design of a Merged DSP Microcontroller for Embedded Systems using Discrete Orthogonal // Journal of Computer Science. 2007. 2(5). P. 388-394.

92. Watanabe S., Modified Concepts of Logic, Probability and Informationbased on Generalized Continuous Characteristic Function, Inform, and Control, Vol. 15, pp. 1 21, 1969.

93. Xiaobo (Sharon) Hu, Rajeshkumar S. Sambandam. Multi-Valued Performance Metrics for Real-Time Embedded Systems // Journal Design Automation for Embedded Systems. 2000. 5(1). P. 5-28.

94. Yaari M.E. Convexity in the Theory of Choise Under Risk, Quart. J Econ., 79, 278-290 (1965).

95. Zadeh L. A., Fuzzy Algoritms, Inform, and Control, Vol. 12, pp. 99 102, 1968.