автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.01, диссертация на тему:Методы анализа и синтеза многофункциональных программируемых аналого-цифровых "систем на кристалле"

На правах рукописи

Хлопотов Илья Анатольевич

МЕТОДЫ АНАЛИЗА И СИНТЕЗА МНОГОФУНКЦИОНАЛЬНЫХ ПРОГРАММИРУЕМЫХ АНАЛОГО-ЦИФРОВЫХ "СИСТЕМ НА КРИСТАЛЛЕ"

Специальность 05.13.01 - Системный анализ, управление и обработка информации (промышленность)

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Самара — 2006

Работа выполнена на кафедре «Вычислительная техника» Государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Самарский государственный технический университет»

Научный руководитель - доктор технических наук, профессор

Крылов Сергей Михайлович

Официальные оппоненты: - доктор технических наук, доцент

Смирнов Сергей Викторович

- кандидат технических наук, доцент Климентьев Константин Евгеньевич

Ведущая организация - ГОУВПО Поволжская государственная академия телекоммуникаций и информатики (кафедра информатики и вычислительной техники), г. Самара.

Защита состоится 15 декабря 2006 г. в 12 часов на заседании диссертационного совета Д 212.217.03 ГОУВПО Самарский государственный технический университет по адресу г. Самара, ул. Галактионовская, 141, корпус 6, аудитория 28.

Отзывы на автореферат просим высылать (в 2-х экземплярах) по адресу: 443100, г. Самара, ул. Молодогвардейская, 244, Самарский государственный технический университет, главный корпус, на имя ученого секретаря диссертационного совёта^';1 'IV,Г.,

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке СамГТУ по адресу: 443100, г. Самара,1 ул. Первомайская, 18.

Автореферат разослан «_» ноября 2006 г.

Ученый секретарь ! диссертационного совета Д 212.217.03 к.т.н. !

Губанов Н.Г.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Работа посвящена разработке методов анализа и синтеза многофункциональных программируемых аналого-цифровых систем на кристалле (МПАЦ СНК).

Актуальность проблемы. В настоящее время большой интерес в промышленности связан с разработкой МПАЦ СНК- нового типа микропроцессорных систем, содержащих на одном кристалле не только микроконтроллер с блоками памяти и устройствами ввода-вывода, но и наборы программно-конфигурируемых (программно-перестраиваемых) цифровых и аналоговых блоков, из которых пользователь может создавать нужные ему устройства обработки и преобразования информации. Ориентированные на практическое применение методы анализа и синтеза МПАЦ СНК отсутствуют, вместе с тем подобные системы обладают рядом ключевых преимуществ, например:

1) позволяют выполнить замену части программных операций их аппаратными реализациями, что в свою очередь, позволяет увеличить скорость обработки информации и разгрузить центральный процессор;

2) обеспечивают большую надежность, так как для некоторых операций возможно несколько реализаций, следовательно, возможна замена неисправных функциональных блоков (ФБ) совокупностью блоков, реализующих те же операции другими методами;

3) обладают большей многофункциональностью, поскольку могут иметь перестраиваемую в рабочем режиме архитектуру, что дает возможность настраивать систему на решение новых задач, благодаря чему такие системы оказываются очень полезными в условиях высоких требований к массе и объему аппаратуры (например, в авиастроении и космической отрасли);

Кроме того, в последнее время наблюдается интенсивный рост числа и сложности электронных систем. Однако с увеличением числа и разнообразия таких систем возрастает и сложность их диагностики и ремонта. Для обслуживания большинства современных электронных систем необходимы различные измерительные и диагностические приборы и инструменты, номенклатура которых достаточно велика.

В лабораторных условиях возможно сокращение числа таких приборов за счет использования многофункциональных информационно-измерительных систем (МИИС), которые являются сравнительно дорогостоящими устройствами и обладают достаточно большими габаритами и весом.

Для решения аналогичных задач в нестационарных условиях разработаны различные малогабаритные устройства: мультиметры, портативные осциллографы, генераторы испытательных сигналов. Они характеризуются малыми размерами, батарейным питанием, относительно невысокой точностью и отсутствием возможности программирования их функций со стороны пользователя. Таким образом, возникает потребность в создании приборов, обладающих качествами МИИС, но в портативном исполнении. Препятствием на пути к созда-

нито таких устройств является отсутствие эффективных структурных и архитектурных решений для реализации как аналоговой части прибора, так и всей системы в целом.

Архитектура классических МИИС представляет собой набор отдельных блоков с системой коммутации и цифровым управляющим и обрабатывающим устройством. Данный подход неприменим при разработке портативных или «носимых» приборов из-за ограничений по габаритам, массе и потребляемой мощности. Кроме того, из-за узкой специализации входящих в МИИС блоков, для обеспечения её многофункциональности приходится увеличивать их номенклатуру.

Одним из основных ограничивающих факторов при разработке таких приборов является сложность их реализации. Для того, чтобы понизить сложность прибора, ряд авторов рекомендует принцип многократного (рекурсивного) использования дорогостоящей аппаратуры.

Анализ существующих наработок в области построения аналого-цифровых микросхем показывает, что кристаллов, пригодных для создания систем с многократным использованием аналоговой части для решения различных классов задач, чрезвычайно мало, причем все существующие разработки построены либо на основе модификации классических структур систем сбора и вывода данных, либо эмпирических представлений их авторов о структурах таких систем.

Целью работы является разработка методов анализа и синтеза многофункциональных аналого-цифровых программируемых "систем на кристалле" (МПАЦ СНК), типовых архитектур их построения, а также разработка методов их последующей оптимизации по критериям многофункциональности и аппаратным затратам.

Путь к достижению этой цели связан с решением следующих проблем:

1) разработки методов оптимизации состава электронных компонентов в конфигурируемых многофункциональных блоках, а также методов выбора эффективных подсистем коммутации конфигурируемых блоков в МПАЦ СНК;

2) определения максимально-широкого класса задач, решаемых МПАЦ СНК, для получения списка всех возможных операций, необходимого для его последующей оптимизации, с целью определения близкого к оптимальному состава (по указанным выше критериям) аппаратно реализуемых многофункциональными блоками базовых операций;

3) разработки критериев, пригодных для оценки эффективности систем, работающих с гетерогенными наборами сигналов;

4) разработки методов и соответствующих алгоритмов синтеза внутри-блочной структуры, а также синтез на их основе схемотехнических решений для МПАЦ СНК, которые по числу реализуемых функций, количеству используемых аналоговых ключей, гибкости и уровню программируемое™ превосходят существующие аналоги.

Методы исследований, использованные в диссертации, включают в себя методы комбинаторики, теории вероятности, математической логики, теории вычислений, общей теории систем, объектно-ориентированного программирования, теории графов, формальной технологии, элементов теории свойств и функциональностей объектов, реляционную алгебру.

Научная новизна работы определяется дальнейшим развитием методов системного анализа и синтеза многофункциональных программируемых систем на кристалле.

Научную новизну раскрывают следующие результаты.

1) Предложены методы и соответствующие алгоритмы оптимизации состава компонентов в конфигурируемых блоках многофункциональных программируемых аналого-цифровых систем на кристалле (по критериям многофункциональности и аппаратным затратам) и оптимизации их коммутационной подсистемы, которые, в отличие от ранее существующих методик, относятся к числу полуавтоматических, т.е. не требуют участия человека на каждом шаге синтеза.

2) Получена многокритериальная классификация существующих электронных систем, использующая следующие критерии: принцип организации вычислительного процесса (аналоговой и цифровой частей), варианты аналоговой схемотехники, способы коммутации блоков, способы программирования (аналоговой и цифровой частей), источники команд на изменение конфигурации (аналоговой и цифровой частей), классы решаемых задач. На основе анализа, с использованием предложенной классификации, получены данные по коэффициентам использования различных операций и связей между их функциональными блоками, на основе чего выделен набор операций для конфигурируемых аналоговых и цифровых блоков (включая интерфейсные), обеспечивающий максимальную многофункциональность проектируемой системы на кристалле.

3) Впервые предложен интегральный критерий оценки степени эффективности (по критериям многофункциональности и аппаратным затратам) многофункциональных программируемых аналого-цифровых систем на кристалле, что позволяет проводить количественную оценку и сравнение эффективности различных аналого-цифровых систем и возможных вариантов их реализации.

4) Синтезированы схемотехнические решения для конфигурируемых аналоговых и цифровых блоков, а также вариант архитектуры многофункциональной программируемой аналого-цифровой системы на кристалле, которые по числу реализуемых функций, количеству используемых аналоговых ключей, гибкости и уровню программируем ости превосходит существующие аналоги.

Практическая значимость результатов: постановка задачи соответствует актуальным потребностям электронной промышленности в области разработки МПАЦ СНК. Практическая значимость результатов обусловлена тем, что.

1) Разработаны практические методы анализа и синтеза структур конфигурируемых аналоговых и цифровых блоков, пригодные в своей совокупности для использования в составе САПР для проектирования МПАЦ СИК.

2) Разработаны критерии, пригодные для предварительной (субъективной) и более точной (объективной) оценки эффективности анализируемых и синтезируемых систем.

3) Разработаны практические алгоритмы минимизации номенклатуры различных типов ФБ и их элементов, а также сокращения процедуры поиска квазиоптимального распределения операций по блокам.

4) Предложены алгоритмы синтеза внутри-блочной структуры на основе матриц частичной коммутации и анализа эффективности рассматриваемых вариантов реализации операций в блоке. Алгоритмы базируются на дереве минимального покрытия, получаемом при помощи модифицированного алгоритма Краскаля.

5) Предложен алгоритм синтеза шинной архитектуры МПАЦ СНК, использующий информацию о числе и характере связей объектов друг с другом. В ходе реализации алгоритма выполняется сортировка списка соединяемых объектов по возрастанию числа их связей и на итоговую схему в первую очередь наносятся ключи, имеющие наибольшее число связей.

Практическая ценность работы определяется использованием предложенных методов в качестве основы для проектирования МПАЦ СНК, что позволяет создавать программируемые приборы самого различного назначения. Использование этих методов и схемотехнических решений, полученных в ходе выполнения работы, а также разработанной структуры МПАЦ СНК и базовых схем блоков позволяет выполнить реализацию ядра таких систем в виде большой интегральной схемы (БИС), выполненной по одной из существующих технологий. Возможна разработка САПР, основанной на предложенных в работе алгоритмах и методах анализа и синтеза МПАЦ СНК. Предложенные алгоритмы относятся к классу «полуавтоматических» алгоритмов и поэтому позволяют сократить время и повысить качество анализа и синтеза МПАЦ СНК.

Реализация результатов. Разработанные теоретические, системо- и схемотехнические решения внедрены на ООО «Телефонные и радио системы» и использовались при разработке лаборатории с дистанционным доступом для выполнения реальных лабораторных работ, принятой в опытную эксплуатацию на кафедре ВТ СамГТУ.

Апробация работы проводилась на заседаниях кафедры вычислительной техники СамГТУ и следующих конференциях, симпозиумах и семинарах: на 3-й международной конференции молодых ученых и студентов «Актуальные проблемы современной науки» г. Самара, 2002 г., межвузовской научно-практической конференции «Компьютерные технологии в науке и образовании» г. Самара, 2002 г., 5-й международной конференции молодых ученых и студентов «Актуальные проблемы современной науки» г. Самара, 2004 г., всероссий-

ской межвузовской научно-практической конференции «Компьютерные технологии в науке, практике и образовании», г. Самара, 2004 г., международной научно-технической конференции «Информационные, измерительные и управляющие системы (ИИУС-2005)», г. Самара, 2005 г.

Публикации. Материалы диссертационных исследований опубликованы в 3 статьях в периодических научных журналах [1, 2; 3], 5-ти публикациях в виде тезисов докладов [4, 5, 6, 7, 8].

На защиту выносятся следующие положения:

1) методы определения квазиоптимального распределения операций по конфигурируемым многофункциональным аналоговым и цифровым блокам (по критериям многофункциональности и аппаратным затратам) в МПАЦ СНК, а также методы оптимизации их коммутационной подсистемы;

2) схемы многокритериальной классификации электронных систем, аналоговых операций и цифровых интерфейсов;

3) критерии оценки степени эффективности (по критериям многофункциональности и аппаратным затратам) МПАЦ СНК;

4) базовые структуры синтезированных в диссертации программно-конфигурируемых блоков: цифрового, непрерывной обработки сигналов, на переключаемых конденсаторах, а также вариант архитектуры построения МПАЦ СНК.

Структура н объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, трех глав, заключения, списка сокращений, указателя сокращений, списка литературы и четырех приложений на 44 страницах. Список литературы включает в себя 169 наименований, из них 94 зарубежных источника. Основная часть работы изложена на 214 страницах.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обосновывается актуальность исследуемой проблемы, определяется цель работы. Раскрывается новизна, теоретическая и практическая значимость работы, излагаются основные положения, выносимые на защиту.

В первой главе дан обзор ряда существующих аналоговых и аналого-цифровых приборов и систем. При этом произведен анализ их особенностей и подсчет коэффициентов использования различных операций (КИсп), а также оценка характера связей между блоками. Для подсчета коэффициентов использовалось выражение (1)

Л'

ПЫоск,

Кпсп -(1)

где N - общее количество систем, входящих в обзор, - число, определяю-

щее количество блоков, в которых использовалась рассматриваемая операция (или соединение) в /-ой системе, т> — общее число блоков (или соединений), входящих в /-ю систему.

Использование выделенных в ходе анализа особенностей построения различных многофункциональных АЦС совместно с системой коэффициентов, отражающих важность их применения в составе проектируемой или существующей МПАЦ СНК, системы или прибора, позволило разработать критерий, отражающий степень многофункциональности (названный «степенью эффективности») рассматриваемого устройства.

Поскольку степень эффективности зависит от совокупности значений каждого из анализируемых параметров, был предложен обобщенный показатель эффективности архитектуры системы, представляющий собой среднее арифметическое соответствующих параметров, которое рассчитывается по формуле (2).

п

где «-число параметров классификации, а К, - коэффициенты эффективности для различных значений параметров классификации. Коэффициенты Ю для различных значений анализируемых параметров назначаются таким образом, чтобы сумма значений всех коэффициентов, относящихся к одному критерию классификации, равнялась 100. В этом случае полученное значение оказывается численно равным выраженному в процентах значению данного коэффициента.

При использовании данного критерия следует учитывать, что при его конструировании было сделано допущение о том, что все параметры вносят пропорциональный вклад в многофункциональность системы. В общем случае это, разумеется, не так. Однако структура критерия такова, что если для разработчика какие-то параметры оказываются более важными, он легко может изменить соответствующие значения К,

Для анализа использовался набор параметров, полученный на основе предложенной в диссертации классификации электронных систем:

1) принцип организации вычислительного процесса аналоговой части;

2) принцип организации вычислительного процесса цифровой части;

3) варианты аналоговой схемотехники;

4) способы коммутации блоков;

5) способы программирования;

6) список возможных источников комманд на изменение конфигурации;

7) классы решаемых задач.

Коэффициенты эффективности многофункциональных аналого-цифровых систем, проанализированных в первой главе, приведены в табл. 1.

В конце первой главы приводится обзор известных методов теоретического анализа и синтеза многофункциональных аналоговых и аналого-цифровых систем. Рассматриваются работы Шеннона К., Кониковской Б., Крыло-

ва С.М., Мишина Г.Т. Показывается, что предложенные данными авторами подходы относятся к методам, которые требуют участия человека для принятия решения практически на каждом шаге синтеза (кроме работ Мишина Г.Т.).

Таблица 1 — Коэффициенты эффективности различных систем

Анализируемая система Коэфф. эффект-ти S

Аналого-цифровые вычислительные системы 46

Системы сбора-вывода данных' 39

Процессоры цифровой обработки сигналов 33

Полностью заказные системы на кристалле 20

Аналого-цифровой контроллер MSP430 14

Аналого-цифровой контроллер PIC14000 14

Аналого-цифровой контроллер Мичиганского университета1 20

Процессор двойного интегрирования ТС500А 14

Аналоговый процессор для ультразвуковых медицинских исследований при помощи катетеров2 15

Программируемая аналоговая схема ispPAC-20 13

Программируемая аналоговая схема AN10E40 17

Программируемая аналого-цифровая схема FIPSOC 17

Программируемая аналоговая схема TRAC 13

Программируемый аналого-цифровой контроллер VMX1020 17

Программируемая аналого-цифровая система на кристалле PSoC 42

ДАЛ 53

Во второй главе рассмотрены вопросы синтеза отдельных блоков для многофункциональных АЦС, а также определены классы решаемых ими задач. Приводятся основные этапы синтеза МПАЦ СНК. Выполнен анализ классов задач, решаемых типовыми АЦС. На основе полученного списка решаемых задач сформирован перечень типов операций над аналоговыми сигналами, на основе которого разработана схема их классификации рис. 1.

В классификацию вошли операции из числа реализуемых в рассмотренных системах. Приведены результаты подсчета коэффициентов использования различных операций в системах, обзор которых выполнен в первой главе.

На основе "коэффициентов использования" различных операций, полу-

1 Robert М. Senger, Eric D. Marsman, Michael S. McCorquodale, Fadi H. Gebara, Keith L. Kxaver, Matthew R. Guthaus, Richard B. Brown. A 16-Bit Mixed-Signal Microsystem with Integrated CMOS-MEMS Clock Reference. DAC 2003, June 2-6,2003, Anaheim, California. USA.

2 Schmidt M., Kordas N., Manoli Y., Spiegel E.. Ultrasonic Signal Processing Chip For Intraluminal Catheter Based Systems. Fraunhofer Institute of Microelectronic Circuits and Systems. Duisburg, Germany, 1996.

ченных на этапе анализа, сформирован список операций с наибольшими значениями данного коэффициента, а именно:

1) усиление разности уровней двух сигналов;

2) суммирование уровней сигналов;

3) произведение уровней сигналов;

4) деление уровней двух сигналов;

5) сравнение уровней;

6) интегрирование;

7)повторение;

8) запоминание уровня сигнала._

£

Аналоговые

1 Кв1уграти*£нъуГ] | Пилообразного^ г^Ч Треугольного )

---——I ^^ Прямоугольного |

1 Выгпр:

ямление

—Генераторные |-

(УI фавляемью напряжением

|Г(ет1 ПЛ^Н!

' ОшуСОЦДДЛЬНОГО 1 •»»^Трапснх-п шального | |1Цумоо(Зрачною|^1 Экспо не пииального")

еёеГ

О;щополупериолное | ^-ТДвухпошуперноддаюе |

Преобразования |—«»-{0|-раничение'( ( Сверху и снилу {

X

I Сопротивление | 0 1 1 1 1 1 1 1

1 Иилуктивностъ [ 1 О 1 1 1 1 1 1

1 I Ьитпяженпе | 1 1 о 1 1 1 1 1

1 1 1 1 1 0 1 1 1 1

1 Частота | 1 1 1 1 О 1 1 1

| Оаза | 1 1 1 1 1 0 1 1

1 1 1 1 1 1 0 1

1 1 1 1 1 1 1 0

Рисунок 1 - Схема классификации аналоговых операций

В ходе выполнения перечисленных этапов анализа был получен ряд требований к архитектуре МПАЦ СНЕС, выполнение которых позволяет обеспечить эффективную реализацию выделенных операций.

Поскольку большинство систем, как правило, взаимодействует с внешней средой или с другими компонентами и системами, то можно сказать, что возможность взаимодействия компонентов систем является одним из важнейших их свойств. Известно большое число различных «способов взаимодействия», а значит, возможны различные их реализации. Рассмотрение «способов взаимодействий» может дать примерный перечень операций «претендентов» для цифровой части системы. В результате данного рассмотрения получена схема классификации интерфейсов, а также получен список операций для конфигурируемой цифровой части МПАЦ СНК и произведено обоснование необходимости каждой операции в данном списке.

Во второй главе производится также анализ связей между конфигурируемыми блоками, в ходе которого получены выражения для расчета коэффициента эффективности:

1) для случая, когда число операций, реализуемых в блоках, связанных в регулярную структуру, одинаково;

2) для случая, когда число операций в блоках различно (регулярная структура с неодинаковыми блоками).

При расчете последнего случая в качестве входных данных применяются следующие параметры: число ключей в блоке, матрица смежности, коэффициент связности. В работе обосновывается использование именно этих параметров для расчета. Проводится сравнение регулярной структуры со структурой на основе полной матрицы коммутации (ПМК). В результате сравнения показывается, что при некоторых условиях эффективность регулярной структуры может превышать эффективность ПМК. Основным условием, благодаря которому это оказывается возможным, является реализация нескольких операций в одном ФБ.

В процессе поиска методов распределения операций по блокам было предложено три метода решения задачи. Все три метода в какой-то мере используют идеи алгоритма Краскаля. Основное отличие предложенных методов - в наборе используемых исходных данных.

Первый из методов базируется на понятии наибольшего вклада в функциональность системы. Метод служит для выбора самого эффективного из рассматриваемых вариантов реализации, т.е. он не предназначен для поиска наилучшего из всех возможных решений, и по этой причине назван квазиоптимальным. Метод применим для анализа небольшого набора функций. При большом их количестве он становится довольно сложным из-за необходимости построения банка альтернативных решений.

Второй метод, в отличии от первого, не требует построения банка альтернативных решений для всех операций. Вместо этого предлагается подход, в котором альтернативные решения находятся только для тех операций, которые понадобятся в ходе оптимизации. Таким образом значительно снижаются вре-

менные затраты на его реализацию. Проблема выбора операций, для которых требуется построение альтернативных вариантов, решается следующим образом:

a) на основе данных о "коэффициентах использования" операций в различных конструкциях выбирается операция с максимальным значением коэффициента;

b) просматривается список операций с малыми значениями "коэффициента использования" на предмет возможности их реализации на основе ранее выбранной в пункте а) операции;

c) в альтернативные варианты добавляются только операции, использующие ранее выбранную в пункте а) операцию;

с!) данная последовательность действий пп. а)-<1) выполняется до тех пор, пока число различных операций не снизится до приемлемого уровня или не возникнет ситуация, когда закончатся альтернативы для реализации. В результате получается список операций, для которых целесообразно построение банка альтернативных решений.

Третий метод основан на использовании синтетического критерия эффективности Е/, выражение (3) итеративное использование которого для нескольких вариантов построения МПАЦ СНК позволяет выбрать наиболее эффективный из них:

ЕГ-—-— (3)

(.1 У-1 <-=1

где с, - стоимость г'-го блока (равна числу ключей, а, следовательно, пропорциональна сложности реализации блоков), <%- элементы матрицы смежности, Л(в) - матрица смежности, В - матрица (столбец), представляющая собой количество операций, реализуемых каждым блоком, I - операция транспонирования матрицы. Приведенный в выражении (3) синтетический критерий фактически представляет собой отношение количества возможных связей между блоками, выполняющими различные операции, к числу ключей, использованных для реализации данных соединений.

Использование именно такого критерия обусловлено тем, что необходимо выбрать наиболее «магистралеемкую» архитектуру, что обеспечивается применением коэффициента связности. При этом желательно учитывать возрастающую при увеличении числа операций сложность блоков.

Воздействовать на значение предложенного критерия эффективности можно тремя способами:

1) путем увеличения числа операций, реализуемых внутри блоков;

2) путем изменения структуры подсистемы коммутации;

3) путем увеличения числа блоков.

В работе приводится четыре подхода для совмещения нескольких операций в одном блоке. Показывается, что подход на основе набора «нескоммутиро-ванных» элементов, а также простых блоков, и объединение их при помощи ча-

стачных матриц коммутации на основе дерева минимального покрытия с добавлением недостающих связей позволяет строить наиболее эффективные системы.

Синтез с использованием этого подхода условно можно разделить на следующие этапы:

1) выписываются схемы реализации различных операций на основе схем реализации различных специализированных блоков;

2) составляется список соединений для каждой схемы реализации операции;

3) на основе полученного списка соединений определяется возможность использования «жестких» связей для некоторых соединений;

4) составляется граф (дерево покрытия) с применением "коэффициентов использования" различных соединений в качестве весов на дугах;

5) на основе алгоритма Краскаля выполняется поиск минимального дерева покрытия;

6) осуществляется проверка возможности реализации всех операций из списка требуемых. В случае невозможности реализации какой-либо из операций, осуществляется добавление новых связей.

Для синтеза цифровых блоков применяется похожая процедура, но с некоторыми модификациями, обусловленными наличием мощного математического аппарата, разработанного для описания и минимизации булевых функций. Показывается, что всем требованиям к схемотехнике цифровых блоков удовлетворяет предложенный автором подход, основанный на следующей структуре. Блоки реализуются на двух основных регистрах, между которыми располагается комбинационная схема (КС). Преобразование информации происходит при её прохождении через КС в процессе передачи от одного основного регистра к другому.

На этапе синтеза подсистемы коммутации приведены алгоритмы синтеза частичных матриц коммутации и шинной архитектуры. Дан критерий для сравнения эффективности ПМК подходов и шинной архитектуры.

Во второй главе также производится формирование подсистем управления, в ходе которого показывается, что наибольшим преимуществом в плане многофункциональности является использование в качестве блока управления процессом реконфигурирования аналоговых и цифровых блоков программируемого конечного автомата.

Задачей третьей главы является иллюстрация эффективности использования разработанных во второй главе алгоритмов на примере синтеза базовой схемы МЛАД СНК с регулярной структурой. Выполняется синтез четырех типов блоков: непрерывной обработки сигналов, на ПК, цифровых конфигурируемых блоков и блоков управления. Синтезированные блоки объединяются в регулярную структуру. По окончании синтеза осуществляется проверка на возможность решения запланированного списка различных классов задач. После завершения этапа проверки производится расчет коэффициента эффективности разработанной МЛАД СНК и его сравнение с РБоС и ДАП.

Разработанный в третьей главе блок непрерывной обработки сигналов рис. 2 содержит 17 ключей (без учета входных мультиплексоров блока) и выполняет 20 операций, в числе которых следующие: повторение сигнала; инвертирование сигнала; аналоговое вычитание; аналоговое суммирование; деление уровня на коэффициент; ограничение уровня сверху; ограничение уровня снизу; двухстороннее ограничение уровня; нахождение максимума уровня сигнала; нахождение минимума уровня сигнала; нахождение модуля из уровня сигнала; умножение уровня на коэффициент; умножение уровня на коэффициент с последующим инвертированием; временное хранение (запись); временное хранение (хранение и чтение); вычисление интеграла; вычисление дифференциала; фильтрация сигналов низкой частоты; фильтрация сигналов высокой частоты; первое звено фильтров второго порядка.

Рисунок 2 - Базовая схема блока непрерывной обработки сигналов

При использовании двух блоков возможно получение рекурсивной структуры, при этом один настраивается на режим УВХ, а другой — на реализацию требуемой в текущем шаге операции. Поскольку блоки связаны между собой конфигурируемыми связями, можно соединить выход одного блока со входом другого, выход которого, в свою очередь, можно соединить с входом первого. Таким образом, получается простейшая структура, допускающая многократное (рекурсивное) использование одной и той же аппаратуры. При большем числе блоков по аналогичной схеме возможно получение комплексных операций.

Использование предложенного в главе 2 алгоритма позволило уменьшить требуемое число ключей, необходимых для реализации схемы блока, со 120 для ПМК до 17 в частичной матрице коммутации, т.е. более чем в семь раз.

Разработанный блок на переключаемых конденсаторах рис. 3 позволяет с помощью всего 15 ключей реализовать следующие операции: усиление; усиление с инвертированием; суммирование; вычитание; временное хранение (запись, хранение и чтение); интегрирование; интегрирование с инвертированием;

сравнение уровней сигналов; ФНЧ второго порядка; ФВЧ второго порядка; пиковый детектор минимумов; пиковый детектор максимумов; ЦАП; модуляцию; дифференцирование; дифференцирование с инвертированием; выпрямление, повторение. Всего - 18 операций против 7 операций, предусмотренных разработчиками фирмы Cypress MicroSystems в МПАЦ СНК PSoC.

S12

Рисунок 3 - Структурная схема блока на ПК, использующего ПМК

Структура цифрового блока, разработанная в третьей главе диссертации, позволяет реализовывать следующие операции (обоснование необходимости некоторых из них приводилось во второй главе, а оставшихся - в третьей): подсчет числа единиц в двоичном числе, подсчет числа идущих подряд единиц, сравнение числа идущих подряд единиц с заданным, подсчет числа идущих подряд нулей, сравнение числа идущих подряд нулей с заданным, суммирование двух чисел, вычитание, сдвиг вправо, сдвиг влево, инкрсментирование, де-крементирование, генерация псевдослучайного числа, подсчет контрольной суммы, функции регистра последовательного приближения, дециматора, изменение знака, логическое «И», логическое «ИЛИ», логическое «НЕ», исключающее «ИЛИ», а также ряд проверок: на равенство, на больше, меньше, равенство «О», равенство «255» (все единицы). Структурная схема блока приведена на рис. 4, здесь X - схема, реализующая операцию над операндами А и В.

щ

чнр

А1

ХО

A3

А4

А5

Х1

Х2

А8

А7

ХЗ

Х4

Х5

Х6

Х7

Рисунок 4 - Структурная схема цифрового ФБ

Блоки X имеют по два входа для операндов, вход переноса, выходы результата и переноса и построены по схеме, приведенной на рис. 5.

Рисунок 5 - Структурная схема операционного блока

Показанный на рисунке дешифратор команд используется один на все восемь операционных блоков (ОБ Х0-Х7). Для некоторых операций используется дополнительный ОБ на входе блока. Функциональные элементы (ФЭ) данной схемы реализуют следующие наборы операций:

1) первый функциональный элемент (ФЭ1): «О», «1», А+В, А*В, АФВ, (А+В)', (Л*В)\ (АФВ)';

2) второй функциональный элемент (ФЭ2): ФЭ1ФР, ФЭ1+Р;

3) функциональный элемент Р (ФЭР): Р=(А+В)*Р+АВ, Р=Рп-1.

Ключевым элементом ОБ является ФЭ1, его реализация не использует

сложных таблиц перекодировки, как в БРОА, а ФЭ построен на основе комбинационной схемы, включающей пять логических элементов. Дешифратор определяет операцию, выполняемую функциональными элементами, и структуру соединений между отдельными разрядами операндов и ОБ. Все ОБ выполняют одну и ту же команду и соединены одинаковым образом. ОБ вычисляет выражение Х=Р2(Р 1 (А,В) ,Р), где Р1 и Р2 - функции из приведенного выше ряда для ФЭ1 и ФЭ2 соответственно. Для обеспечения возможности участия в функции Р1 в качестве операнда «входа переноса» в блоке предусмотрен мультиплексор, осуществляющий перестановку В и Р. Блоки Ал и Вп представляют собой триггер с мультиплексором на входе.

Подобные ФБ могут быть использованы в МПАЦ СНК для аппаратной поддержки протоколов обмена с периферийными устройствами и выполнения различных операций над цифровыми данными, в том числе в приборах для обработки различных сигналов и измерительных комплексах. Несколько таких блоков на кристалле представляют собой архитектуру, содержащую ряд идентичных процессоров, выполняющих каждый свою задачу. Такой подход позволяет выполнять аппаратную реализацию различных протоколов обмена практически без использования ресурсов центрального процессора МПАЦ СНК. По-

следнее становиться возможным при использовании для управления блоками конечного автомата на основе регистровой памяти.

В ходе разработки схем управления блоками рассмотрен ряд подходов к её построению. На основе их анализа выбрана реализация схем управления на базе программируемого конечного автомата. Это позволило добиться ряда преимуществ, в том числе:

1) возможность быстрой модификации положения нескольких ключей в случае нахождения их в одном регистре конфигурации;

2) возможность автоматической последовательной загрузки нескольких регистров конфигурации в случае такой необходимости;

3) возможность автоматической (аппаратной) реакции системы на асинхронные события;

4) возможность ветвления алгоритма работы системы в зависимости от наступления определенных событий.

На этапе практической реализации МПАЦ СНК предложено использовать регулярную структуру, поскольку, как показано во второй главе, подобная архитектура может быть эффективнее архитектуры на основе ПМК. Разработанная базовая схема МПАЦ СНК позволяет выполнять реализацию большого числа алгоритмов как непрерывного, так и дискретного преобразований и может использоваться в качестве ядра многофункциональных систем.

Благодаря своей регулярности, такая архитектура может легко наращиваться по мере усложнения алгоритмов обработки фиксированными секциями, что облегчает разводку кристалла и уменьшает количество ключей, необходимых для коммутации блоков.

В ходе анализа задач, решаемых при помощи разработанной архитектуры МПАЦ СНК, демонстрируется, что с ее помощью возможно решение задач следующих классов: усиления сигналов, аналоговой фильтрации, реализации специальных математических алгоритмов, решения уравнений в аналоговой и цифровой форме, преобразований цифра-аналог и аналог-цифра, построение других типов преобразователей, цифровых кодеков, автоматических регуляторов, различных блоков модуляции-демодуляции, генераторов.

В заключении в третьей главе приводится расчет коэффициента эффективности данной разработки. Полученное значение 8мпацснк=64,1 1. Исходя из него делается вывод, что разработанная структура МПАЦ СНК позволяет получить прибор, который в 1,7 раза эффективнее РБоС и в 1,5 раза эффективнее ДАН.

В заключении кратко перечисляются основные результаты выполненных исследований, которые заключаются в следующем.

1) Предложены методы и соответствующие алгоритмы оптимизации состава компонентов в конфигурируемых блоках МПАЦ СНК, а также коммутационной подсистемы.

2) На основе формального анализа получены схемы многокритериальной классификации аналоговых систем и цифровых интерфейсов. Получены данные по коэффициентам использования различных операций и

связей между их функциональными блоками. Выделен набор операций для аналоговых и цифровых блоков, обеспечивающий максимальную многофункциональность проектируемой МПАЦ СНК.

3) Предложены критерии оценки эффективности МПАЦ СНК. Один из них основан на подсчете среднего арифметического от суммы параметров, присущих анализируемым системам по различным критериям, входящим в предложенную схему классификации. Второй критерий представляет собой отношение количества возможных соединений между различными операциями, к числу ключей, использованных для реализации данных соединений.

4) Синтезированы схемотехнические решения для конфигурируемых аналоговых и цифровых блоков и вариант архитектуры МПАЦ С1ПС, которые по числу реализуемых функций, количеству используемых аналоговых ключей, гибкости и уровню программируемое™ превосходят существующие аналоги.

В практическом плане результаты диссертационной работы могут использоваться для решения следующих задач:

1) Для реализации САПР, предназначенной для проектирования МПАЦ СНК на основе совокупности предложенных в работе практических методов анализа и синтеза структур конфигурируемых аналоговых и цифровых блоков.

2) Для оценки эффективности различных проектов МПАЦ СНК на основе предложенных критериев субъективного (предназначенного для предварительной оценки) и объективного (предназначенного для более точной оценки).

3) Для минимизации номенклатуры различных типов ФБ и их элементов.

4) Для синтеза и анализа внутри-блочной структуры многофункциональных блоков МПАЦ СНК.

Содержание диссертационной работы отражено в следующих печатных работах автора:

1. Хлопотов И.А. Оптимизация состава компонентов в системах с сильной

взаимозависимостью между ними // Вестник Самар. гос. техн. ун-та. Сер. Технические науки. 2004. Вып. 20 С. 191-194.

2. Крылов С.М., Хлопотов И.Л. Многофункциональный цифровой блок для систем на кристалле // Вестник Самар. гос. техн. ун-та, Сер. Технические науки. 2005. Вып. 33 С. 179-184.

3. Крылова A.C., Крылов С.М., Лисицын A.C., Теленков В.Ю., Хлопотов И.А. Экспериментальный лабораторный стенд с удаленным доступом // Вестник Самар. гос. техн. ун-та. Сер. Технические науки. 2006. Вып. 40 С. 191-194.

4. Хлопотов И.А. Отказ от матриц полной коммутации в универсальных системах // Актуальные проблемы современной науки: Тр. 5-й международной конференции молодых ученых и студентов. Самара, 2004. Ч. 19 С. 79-82.

5. Крылов С.М., Хлопотов И.А. Многофункциональный цифровой блок для систем на кристалле // Информационные, измерительные и управляющие системы (ИИУС-2005): Материалы международной научно-технической конференции. Самара, 2005. С. 149-153.

6. Крылов С.М., Хлопотов И.А. Проблемы создания универсальных программируемых аналого-цифровых устройств // Актуальные проблемы современной науки: Тр. 3-й международной конференции молодых ученых и студентов. Самара, 2002. Ч. 12-16. С. 37.

7. Крылов С.М., Хлопотов И.А. Универсальное программируемые информационно-измерительные устройства и многофункциональные «лаборатории на кристалле» // Компьютерные технологии в науке, практике и образовании: Тр. Всерос. межвуз. науч.-практ. конф. Самара, 2004. С. 144-146.

8. Крылов С.М., Хлопотов И.А. Универсальное программируемые информационно-измерительные системы на основе процессора двойного интегрирования // Компьютерные технологии в науке, практике и образовании: Тр. Всерос. межвуз. науч.-практ. конф. Самара, 2002. С. 6-7.

Автореферат отпечатан с разрешения диссертационного Д212.217.03 ГОУВПО «Самарский государственный технический университета (протокол №11 от 8 ноября 2006 г.)

Заказ №1628. Тираж 100 экз. Отпечатано на ризографе Самарский государственный технический университет Отдел типографии и оперативной печати 443100, г. Самара, ул. Молодогвардейская, 244

Введение.

1 ОБЗОР АНАЛОГОВЫХ И АНАЛОГО-ЦИФРОВЫХ СИСТЕМ РАЗЛИЧНОГО НАЗНАЧЕНИЯ.

1.1 Введение в анализ, описание использованных методов.

1.2 Существующие варианты построения аналого-цифровых систем.

1.2.1 Программируемые аналого-цифровые вычислительные системы (АЦВС).

1.2.2 Системы сбора и вывода данных (ССВД).

1.2.3 Процессоры цифровой обработки сигналов (ПЦОС).

1.2.4 Полностью заказные системы на кристалле.

1.2.5 Аналого-цифровые контроллеры.

1.2.6 Аналоговые процессоры.

1.2.7 Программируемые аналоговые схемы.

1.2.8 Дискретно-аналоговый процессор.

1.3 Аналоговые и аналого-цифровые измерительные системы.

1.4 Обзор методов синтеза многофункциональных аналоговых и аналого-цифровых систем.

3.2 Синтез блока непрерывной обработки сигналов.156

3.3 Блок на переключаемых конденсаторах.171

3.4 Цифровые блоки.185

3.5 Блок управления.194

3.6 Практическая реализация МПАЦ СНК с регулярной структурой.198

3.7 Анализ классов задач, решаемых при помощи спроектированной МПАЦ СНК.202

3.8 Основные результаты и выводы.211

Заключение.213

Список сокращений.215

Указатель сокращений.219

Список литературы.222

Приложение 1 Диаграммы эффективности проанализированных в первой главе систем.232

Приложение 2 Аналоговые и аналого-цифровые измерительные системы.240

Приложение 3 Акт внедрения СамГТУ.256

Приложение 4 Акт внедрения ООО «Телефонные и радио системы».257

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность проблемы. В настоящее время большой интерес в промышленности связан с разработкой многофункциональных систем на кристалле. Такие системы обладают рядом ключевых преимуществ, например:

- позволяют выполнить замену части программных операций их аппаратными реализациями, это в свою очередь позволяет увеличить скорость обработки информации и разгрузить центральный процессор;

- обеспечивают большую надежность, так как для некоторых операций возможно несколько реализаций, следовательно, возможна замена неисправных функциональных блоков (ФБ) совокупностью блоков, реализующих те же операции другими методами;

- обладают большей многофункциональностью, поскольку могут иметь перестраиваемую в рабочем режиме архитектуру, что дает возможность настраивать систему на решение новых задач, благодаря чему такие системы оказываются очень полезными в условиях высоких требований к массе и объему аппаратуры (например, в авиастроении и космической отрасли);

- в случае совмещения аналоговой и цифровой частей можно получать однокристальные системы, работающие в самых разнообразных режимах, что позволяет в перспективе отказаться от специализированных схем (например, интерфейсных), заменив их многофункциональными системами на кристалле;

Кроме того, в настоящее время в мире наблюдается интенсивный рост числа и сложности электронных систем. Однако с увеличением числа и разнообразия таких систем возрастает и сложность их диагностики и ремонта. Для обслуживания большинства современных электронных систем необходимы различные измерительные и диагностические приборы и инструменты, номенклатура которых достаточно велика.

В лабораторных условиях возможно сокращение числа таких приборов за счет использования многофункциональных информационно-измерительных систем (МИИС), которые являются сравнительно дорогостоящими устройствами и обладают достаточно большими габаритами и весом.

Для решения аналогичных задач в нестационарных условиях разработаны различные малогабаритные устройства: мультиметры, портативные осциллографы, генераторы испытательных сигналов. Они характеризуются малыми размерами, батарейным питанием, относительно невысокой точностью и отсутствием возможности программирования их функций со стороны пользователя. Таким образом, возникает потребность в создании приборов, обладающих качествами МИИС, но в портативном исполнении. Препятствием на пути к созданию таких устройств является отсутствие эффективных структурных и архитектурных решений для реализации как аналоговой части прибора, так и всей системы в целом.

Архитектура классических МИИС представляет собой набор отдельных блоков с системой коммутации и цифровым управляющим и обрабатывающим устройством. Данный подход неприменим при разработке портативных или «носимых» приборов из-за ограничений по габаритам, массе и потребляемой мощности. Кроме того, из-за узкой специализации входящих в МИИС блоков, для обеспечения её многофункциональности приходится увеличивать их номенклатуру.

Одним из основных ограничивающих факторов при разработке таких приборов является сложность их реализации. Для того, чтобы понизить сложность прибора, ряд авторов [28] рекомендует принцип многократного (рекурсивного) использования дорогостоящей аппаратуры.

Таким образом, основной задачей в области синтеза многофункциональных аналого-цифровых систем (АЦС) является разработка путей преодоления ограничений, обусловленных имеющимися аппаратными ресурсами, возможностями существующей элементной базы и допустимой величиной аппаратных затрат.

Анализ существующих наработок в области построения аналого-цифровых микросхем показывает, что кристаллов, пригодных для создания систем с многократным использованием аналоговой части для решения различных классов задач, чрезвычайно мало, причем все существующие разработки построены либо на основе модификации классических структур систем сбора и вывода данных, либо эмпирических представлений их авторов о структурах таких систем.

Целью работы является разработка методов анализа и синтеза многофункциональных аналого-цифровых программируемых "систем на кристалле" (МПАЦ СНК), типовых архитектур их построения, а также разработка методов их последующей оптимизации по критериям функциональности и стоимости. Путь к достижению этой цели связан с решением следующих проблем:

- разработки методов оптимизации состава электронных компонентов в конфигурируемых многофункциональных блоках, а также методов выбора эффективных подсистем коммутации конфигурируемых блоков в МПАЦ СНК;

- определения максимально-широкого класса задач, решаемых МПАЦ СНК, для получения списка всех возможных операций, необходимого для его последующей оптимизации, с целью определения близкого к оптимальному состава (по указанным выше критериям) аппаратно реализуемых многофункциональными блоками базовых операций;

- разработки критериев пригодных для оценки эффективности систем работающих с гетерогенными наборами сигналов;

- разработки методов и соответствующих алгоритмов синтеза внутри-блочной структуры, а также синтез на их основе схемотехнических решений для МПАЦ СНК которые по числу реализуемых функций, количеству используемых аналоговых ключей, гибкости и уровню про-граммируемости превосходят существующие аналоги.

Методы исследований, использованные в диссертации, включают в себя методы комбинаторики, теории вероятности, математической логики, теории вычислений, общей теории систем, объектно-ориентированного программирования, теории графов, формальной технологии, элементов теории свойств и функциональностей объектов, реляционную алгебру.

Научная новизна работы определяется дальнейшим развитием методов и средств анализа и синтеза многофункциональных программируемых систем на кристалле.

Научную новизну раскрывают следующие результаты.

1) Предложены методы и соответствующие алгоритмы оптимизации состава компонентов в конфигурируемых блоках многофункциональных программируемых аналого-цифровых систем на кристалле (по критериям многофункциональности и аппаратным затратам) и оптимизации их коммутационной подсистемы, которые, в отличие от ранее существующих методик, относятся к числу полуавтоматических, т е. не требуют участия человека на каждом шаге синтеза

2) Получена многокритериальная классификация существующих электронных систем, использующая следующие критерии' принцип организации вычислительного процесса (аналоговой и цифровой частей), варианты аналоговой схемотехники, способы коммутации блоков, способы программирования (аналоговой и цифровой частей), источники команд на изменение конфигурации (аналоговой и цифровой частей), классы решаемых задач. На основе анализа, с использованием предложенной классификации, получены данные по коэффициентам использования различных операций и связей между их функциональными блоками, на основе чего выделен набор операций для конфигурируемых аналоговых и цифровых блоков (включая интерфейсные), обеспечивающий максимальную многофункциональность проектируемой системы на кристалле.

3) Впервые предложен интегральный критерий оценки степени эффективности (по критериям многофункциональности и аппаратным затратам) многофункциональных программируемых аналого-цифровых систем на кристалле, что позволяет проводить количественную оценку и сравнение эффективности различных аналого-цифровых систем и возможных вариантов их реализации.

4) Синтезированы схемотехнические решения для конфигурируемых аналоговых и цифровых блоков, а также вариант архитектуры многофункциональной программируемой аналого-цифровой системы на кристалле, которые по числу реализуемых функций, количеству используемых аналоговых ключей, гибкости и уровню программируемое™ превосходит существующие аналоги

Практическая значимость результатов: постановка задачи соответствует актуальным потребностям электронной промышленности в области разработки МПАЦ СНК. Практическая значимость результатов обусловлена тем, что.

- Разработаны практические методы анализа и синтеза структур конфигурируемых аналоговых и цифровых блоков, пригодные в своей совокупности для использования в составе САПР для проектирования МПАЦ СНК.

- Разработаны критерии, пригодные для предварительной (субъективной) и более точной (объективной) оценки эффективности анализируемых и синтезируемых систем.

- Разработаны практические алгоритмы минимизации номенклатуры различных типов ФБ и их элементов, а также сокращения процедуры поиска квазиоптимального распределения операций по блокам.

- Предложены алгоритмы синтеза внутри-блочной структуры на основе матриц частичной коммутации и анализа эффективности рассматриваемых вариантов реализации операций в блоке. Алгоритмы базируются на дереве минимального покрытия, получаемом при помощи модифицированного алгоритма Краскаля.

- Предложен алгоритм синтеза шинной архитектуры МПАЦ СНК, использующий информацию о числе и характере связей объектов с друг другом. В ходе реализации алгоритма выполняется сортировка списка соединяемых объектов по возрастанию числа их связей и на итоговую схему в первую очередь наносятся ключи, имеющие наибольшее число связей.

Практическая ценность работы определяется использованием предложенных методов в качестве основы для проектирования МПАЦ СНК, что позволяет создавать программируемые приборы самого различного назначения. Использование этих методов и схемотехнических решений, полученных в ходе выполнения работы, а также разработанной структуры МПАЦ СНК и базовых схем блоков позволяет выполнить реализацию ядра таких систем в виде большой интегральной схемы (БИС), выполненной при помощи технологий комплементарных структур металл-окисел-полупроводник (КМОП) и биполярных КМОП (БиКМОП). Возможна разработка САПР, основанной на предложенных в работе алгоритмах и методах анализа и синтеза МПАЦ СНК. Предложенные алгоритмы относятся к классу «полуавтоматических» алгоритмов и поэтому позволяют сократить время и повысить качество анализа и синтеза многофункциональных аналого-цифровых систем на кристалле.

Реализация результатов. Разработанные теоретические, системо- и схемотехнические решения внедрены на ООО «Телефонные и радио системы» и использовались при разработке лаборатории с дистанционным доступом для выполнения реальных лабораторных работ, принятой в опытную эксплуатацию на кафедре вычислительной техники СамГТУ.

Апробация работы проводилась на заседаниях кафедры вычислительной техники СамГТУ и следующих конференциях: на 3-й международной конференции молодых ученых и студентов «Актуальные проблемы современной науки» г. Самара, 2002 г. [34], межвузовской научно-практической конференции «Компьютерные технологии в науке и образовании» г. Самара, 2002 г. [35], 5-й международной конференции молодых ученых и студентов «Актуальные проблемы современной науки» г. Самара, 2004 г. [70], всероссийской межвузовской научно-практической конференции «Компьютерные технологии в науке, практике и образовании», г. Самара, 2004 г. [36], международной научно-технической конференции «Информационные, измерительные и управляющие системы (ИИУС-2005)», г. Самара, 2005 г. [33].

Публикации. Материалы диссертационных исследований опубликованы в 3 статьях в периодических научных журналах [32, 37, 69], 5-ти публикациях в виде тезисов докладов [34, 35,70,36,33].

Структура и объем работы.

Диссертационная работа состоит из введения, трех глав, заключения, списка сокращений, указателя сокращений и списка литературы. Список литературы включает в себя 169 наименований, из них 94 на иностранных языках. Основная часть работы изложена на 214 страницах.

Основные результаты выполненных исследований заключаются в следующем.

1) Предложен ряд методов оптимизации состава компонентов в конфигурируемых блоках МПАЦ СНК, а также коммутационной подсистемы.

2) На основе формального анализа'получены многокритериальные классификации аналоговых систем и цифровых интерфейсов. Получены данные по коэффициентам использования различных операций и связей между их функциональными блоками. Выведен набор операций для аналоговых и цифровых блоков, обеспечивающий максимальную многофункциональность проектируемой МПАЦ СНК.

3) Предложены критерии оценки эффективности МПАЦ СНК. Один из них основан на подсчете среднего арифметического от суммы параметров, присущих анализируемым системам по различным критериям, входящим в предложенную схему классификации. Данный критерий является субъективным и поэтому может использоваться только для предварительного анализа систем. Второй критерий представляет собой отношение количества возможных функциональных взаимозависимостей между различными операциями, к числу ключей, использованных для реализации данных зависимостей в виде соединений блоков.

4) Синтезированы схемотехнические решения для конфигурируемых аналоговых и цифровых блоков, а также вариант архитектуры МПАЦ СНК, которые по числу реализуемых функций, количеству используемых аналоговых ключей, гибкости и уровню программируемое™ превосходит существующие аналоги.

В практическом плане результаты диссертационной работы могут использоваться для решения следующих задач:

1) Для реализации САПР^ предназначенной для проектирования МПАЦ СНК, на основе совокупности предложенных в работе практических методов анализа и синтеза структур конфигурируемых аналоговых и цифровых блоков.

2) Для оценки эффективности различных проектов МПАЦ СНК, на основе предложенных критериев субъективного (предназначенного для предварительной оценки) и объективного (предназначенного для более точной оценки).

3) Для минимизации номенклатуры различных типов ФБ и их элементов, на основе предложенных в работе практических алгоритмов, в том числе, предназначенных для сокращения поиска квазиоптимального распределения операций по блокам.

4) Для синтеза и анализа эффективности внутриблочной структуры многофункциональных блоков МПАЦ СНК, на основе предложенных в работе алгоритмов базирующихся на дереве минимального покрытия, получаемом при помощи модифицированного алгоритма Краскаля.

5) Для синтеза шинной архитектуры МПАЦ СНК с применением информации о числе и характере связей объектов друг с другом.

6) Предложенные в работе структурные схемы блоков непрерывного преобразования (содержит 17 ключей и выполняет 20 операций), на переключаемых конденсаторах (содержит 15 ключей и выполняет 18 операций), цифрового (реализует 30 операций) в совокупности с предложенным вариантом организации схемы управления блоками позволяет разрабатывать МПАЦ СНК превосходящие по своей эффективности существующие аналоги.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Диссертационная работа посвящена проблеме синтеза многофункциональных систем, в частности, программируемых аналого-цифровых систем на «кристалле» (МПАЦ СНК). Основной целью работы была разработка методов анализа и синтеза многофункциональных программируемых систем на «кристалле».

1. Адельсон-Вельский Г.М., Кузнецов О.П. Дискретная математика для инженера.-2-е изд.-М.: Энергоатомиздат, 1988.-480с.

2. Аллен Ф., Санчес-Синенсио Э. Электронные схемы с переключаемыми конденсаторами: Пер. С англ. М.: Радио и связь, 1989.- 576 е., ил.

3. Анохин В., Ланнэ A., MATLAB для DSP. Применение многоскоростных фильтров в задачах узкополосной фильтрации, CHIPINFO №2,2001.

4. Бабаян P.P., Микроэлектронные устройства для обработки непрерывной информации / P.P. Бабаян; Ин-т проблем управления им. В.А. Трапезникова. М.Ж Наука, 2003.-207 с.

5. Баранов С.И. Синтез микропрограммных автоматов. Л.: Энергия, 1979.

6. Бармин А. Последовательные интерфейсы устройств отображения. СТА, №1,2000.

7. Безверхний И. Современные микросхемы УМЗЧ класса D фирмы MPS. Современная электроника, октябрь, 2004.

8. Белкин М.К., Кравченко Г.И., Скоробутов Ю.Г., Стрюков Б.А., Сверхрегенараторы/Под ред. Белкина M.K. М.: Радио и связь, 1983. - 248 е., ил.

9. Бусленко Н.П. Моделирование сложных систем. М.: Наука, 1978. - 400с. (2-е изд., перераб.)

10. Васильев Ф. П. Методы решения экстремальных задач. М.: Наука. Главная редакция физико-математической литературы, 1981.- 400 с

11. Владимирский Б.М., Горстко А.Б., Ерусалимский Я.М. Математика. Общий курс.-СПб.: Издательство «Лань», 2002. -960 с.

12. Глушков В.М. Введение в кибернетику. Киев: Изд-во АН УССР, 1964.-324с.

13. Глушков В.М. Синтез цифровых автоматов. М.: Государственное издательство физико-математической литературы, 1962. 456 с.

14. Голуб В. Квадратурные модуляторы и демодуляторы в системах радиосвязи. Электроника: Наука, Техника, Бизнес, №3,2003.

15. Голуб В. Цифровая обработка сигналов. Сигма-дельта АЦП. Электроника: Наука, Техника, Бизнес, №4,2001.

16. Голуб. В. Система ФАПЧ и ее применения. ЧипИнфо, №4,2000.

17. Гун С., Уайтхаус X., Кайлат Т. Сверхбольшие интегральные схемы и современная обработка сигналов: Пер. с англ. М.: Радио и связь, 1989.- 472 е., ил.

18. Елимов С. Генераторы прямоугольных импульсов на микросхемах КМОП. Москва: Радио 1,2000.-е. 44-45.

19. Завадский В. А. Компьютерная электроника. К.: Век, 1996.- 368 е., ил.

20. Интегральные микросхемы: Микросхемы для аналого-цифрового преобразования и средств мультимедиа. Выпуск 1 М. ДОДЭКА, 1996 г., 384 е., ил.

21. Келехсаев Г. Б., Нелинейные преобразователи и их применение: Справочник. М.: Солон, 1999.- 304 е., ил.

22. Кнышев Д.А., Кузелин М.О., ПЛИС фирмы "ХШпх": описание структуры основных семейств. М.: Издательский дом "Додэка-ХХГ, 2001.

23. Корнеев В.В., Кисилев А.В., Современные микропроцессоры. 3-е изд., перераб. и доп. - СПб.: БХВ-Петербург, 2003. - 448 е.: ил.

24. Крылов С.М. Дискретно-аналоговые процессоры сопряжения аналоговых и цифровых систем. Дисс. канд. техн.наук. Куйбышев: КПтИ, 1984.

25. Крылов С.М. Модели универсальных дискретно-аналоговых машин на основе машины Тьюринга.// Электронное моделирование, № 3,1982, сс.6-10.

26. Крылов С.М. Программируемый аналоговый интерфейс для микроЭВМ. // Электронная промышленность, 1981, №7-8, с.126-130.

27. Крылов С.М. Теория и методы разработки многофункциональных программируемых технологических систем на основе формально-технологического анализа. Диссертация на соискание ученой степени доктора техн. наук. СамГТУ. Самара, 2005,

28. Крылов С.М. Универсальные дискретно-аналоговые микропроцессоры преобразования формы информации. В кн.: Проблемы создания преобразователей формы информации: Тез. Докл. V Всесоюзн. симпозиума Киев: Наукова думка, 1984, сс.67-69.

29. Крылов С.М. Формальная технология в философии, технике, биоэволюции и социологии. Самара: СамГТУ, 1997.-180с.

30. Крылов С.М., Синтез универсальных программируемых информационно-измерительных приборов и систем. В сборнике "Известия высших учебных заведений", серия "Приборостроение", 2003, № 12, сс.8-11.

31. Крылов С.М., Хлопотов И.А. Многофункциональный цифровой блок для систем на кристалле. Вестник Самарского государственного технического университета, серия технические науки, Вып. 33, Самара: СамГТУ, 2005., сс 179-184.

32. Крылов С.М., Хлопотов И.А. Многофункциональный цифровой блок для систем на кристалле. Материалы международной научно-технической конференции «Информационные, измерительные и управляющие системы (ИИУС-2005), Самара, 2005 г., сс 149-153.

33. Крылова A.C., Крылов С.М., Лисицын A.C., Теленков В.Ю., Хлопотов И.А. Экспериментальный лабораторный стенд с удаленным доступом. Вестник СамГТУ, серия «технические науки», Вып.№40, Самарский госуд. техн. ун-т. 2006, сс.191-194.

34. Кузьмин С.З. Цифровая обработка радиолокационной информации. — М.: Сов. радио, 1974. —432 с.

35. Лазарев В.Г., Пийль Е.И. Синтез управляющих автоматов М.: Энергоатомиздат, 1989.

36. Ланге О. Целое и развитие в свете кибернетики. В сб. Исследования по обшей теории систем. -М.: Прогресс, 1969, сс.181-251.

37. Лихарев В.А. Цифровые методы и устройства в радиолокации. — М.: Сов. радио, 1973.

38. Лось В.А. Электронные вычислительные машины-модели с программным управлением. // Автоматика и телемеханика, 1959, №4, сс.25-46.

39. Мальцев А.И. Алгоритмы и рекурсивные функции. М.: Наука, 1965.392с.

40. Мальцев П. П., Гарбузов Н. И., Шарапов А. П., Кнышев Д. А. Программируемые логические ИМС на КМОП-структурах и их применение. М.: Энергоатомиздат, 1998.- 160 е., ил.

41. Марков С. Цифровые сигнальные процессоры. Книга 1. М.: фирма МИКРОАРТ, 1996. 144 е., ил.

42. Марпл-мл. С. JL, Цифровой спектральный анализ и его приложения. Москва: Мир,1990.

43. Мартин А. Комбинаторная теория. Пер.с англ. М.: Мир, 1982.-556с.

44. Мишин Г.Т. Естественно научные основания аналоговой микроэлектроники. М.: МИЭМ, 2003.

45. Нигматуллин Р. Г. Сложность булевых функций. М.: Наука. Гл. ред. физ.-мат. лит.,1991.- 240 с.55, ил.

46. Пейтон А. Д., Волш В. Аналоговая электроника на операционных усилителях. М.: БИНОМ, 1994.-352 е., ил.

47. Поляков В.Т. Радиолюбителям о технике прямого преобразования. М.: Патриот, 1990.-264 е., ил.

48. Программирование аналого-цифровых вычислительных систем: Справочник/Виттенберг И. М., Левин М. Г., Шор И. Я.; Под ред. Виттенберга И. М. -М.: Радио и связь, 1989.- 288 е., ил.

49. Программный датчик частоты GP62. Описание и инструкция по обслуживанию. PracTronic, 1986.

50. Прорыв в анализе формы сигналов по оптимальной цене, wavepro осциллографы, издательство ЗАО «ПРИСТ», 2004.

51. Рабиннер Л., Голд Б. Теория и применение цифровой обработки сигналов. — М.: Мир, 1978. —848 с.

52. Расширяя ваши возможности по анализу сигналов, осциллографы WaveMaster с технологией X-Tream, издательство ЗАО «ПРИСТ», 2004.

53. Рейнгард Дистель. Теория графов. Пер. с англ. Новосибирск: Издательство Института Математики, 2002,336с.

54. Садовский В.Н. Основания общей теории систем. М.: Наука, 1874.-280с.

55. Соклоф С. Аналоговые интегральные схемы: Пер. с англ. М.: Мир, 1988.- 583 с , ил.

56. Справочная книга радиолюбителя-конструктора: В 2-х книгах. Кн. 2/ Варламов Р.Г., Замятин В.Я., Капчинский Л.М. и др.; Под ред. Чистякова Н.И. 2-е изд., исправ И доп.-М.: Радио и связь, 1993.-336 л.: ил - (Массовая радио-библиотека; Вып. 1196).

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

58. Стешенко В.Б. ПЛИС фирмы ALTERA: проектирование устройств обработки сигналов. М.Додэка, 2000. - 128 с.

59. Стрижов В. В. Генераторы прямоугольных импульсов на микросхемах КМОП. Москва: Схемотехника 3,2000. с. 25-26.

60. Транспьютеры. Архитектура и программное обеспечение. Под ред. Г.Харпа. Пер с англ. М.: Радио и связь, 1993.

61. Трахтенброт Б.А., Барздинь Я.М. Конечные автоматы (поведение и синтез). М.: Наука, 1970.-400 с.

62. Ульман Д. Вычислительные аспекты СБИС: Пер. с англ./Под ред. Пархоменко П. П. М.: Радио и связь, 1990.- 480 е., ил.

63. Ферри Д., Эйкерс Л., Гринич Э. Электроника ультрабольших интегральных схем: Пер. с англ. М.: Мир, 1991.- 327 е., ил.

64. Характеристики и особенности применения драйверов MOSFET и IGBT. Компоненты и технологии №10,2000.

65. Хлопотов И.А. Оптимизация состава компонентов в системах с сильной взаимозависимостью между ними. Вестник Самарского государственного технического университета, серия технические науки, №20,2004.

66. Хоровиц П., Хилл У. Искусство схемотехники: Пер. С англ. 5-е изд., перераб.- М.: Мир, 1998.- 704 е., ил.

67. Шахнович И. Отечественный процессор цифровой обработки сигналов NM6403 -чудо свершилось, Электроника: Наука, Техника, Бизнес, №2,1999.

68. Шеннон К. "Математическая теория дифференциального анализатора" В кн.: Шеннон К. Работы по теории информации и кибернетике. Пер.с англ. М.: Иностранная литература, 1963, сс.709-728

69. Шеннон К. "Объем памяти телефонного коммутатора" В кн.: Шеннон К. Работы по теории информации и кибернетике. Пер.с англ. М.: Иностранная литература, 1963.829 е., ил.

70. A. Stoica, D. Keymeulen, R. Zebulum, A. Thakoor, T. Daud, G. Klimeck, Y. Jin, R. Tawel, V. Duong. «Evolution of analog circuits on Field Programmable Transistor Arrays». Jet Propulsion Laboratory California Institute of Technology Pasadena, 2001.

71. A. Stoica, Xin Guo, Ricardo S. Zebulum, M. I. Ferguson, Didier Keymeulen. «Evolution-enabled reconfigurable computing using field-programmable analog devices». Jet Propulsion Laboratory California Institute of Technology Pasadena, 2003.

72. AD1990/AD1992/AD1994/AD1996, Class-D Audio Power Amplifier. Analog Devices, Inc. 2005.

73. Agilent 34401A Multimeter Uncompromising Performance for Benchtop and System Testing/Product Overview. Agilent Technologies, 2001.

74. Agilent 53131A/132A/181A Counters. High-performance, low-cost counters simplify and speed systems and bench frequency measurements/Product Overview. Agilent Technologies, 2001.

75. Amorese Greg. LCR/Impedance Measurement Basics, Hewlett-Packard Company, 1997.

76. AN10E40 Data Manual. Anadigm Inc., 2000.

77. AN120E04/AN220E04. Field Programmable Analog Arrays User Manual. Anadigm, Inc., 2003.

78. Baier Stephan. High Speed Signal Processing. Burr-Brown, 1996.

79. BK Precision Model 2650 3.3GHz Spectrum Analyzer. Instruction Manual. B&K Precision Corp., 2003.

80. Chang Naehyuck. Theory of Oscilloscope. Introduction to CAD. Seoul National University Dept. of Computer Engineering, 1999.

81. Class D amplifiers: great sound, slim systems! State-of-D-art in digital amplifier performance. Koninklijke Philips Electronics N.V., 2002.

82. Dabney Ted. Integrating Converter Analog Processor TC500A. Microchip Technology, Inc., 2002.

83. Dabney Ted. TC7136/TC9400 Digital Readout Frequency Meter. Microchip Technology, Inc., 2001.

84. Description of SDT5000 Электронный ресурс.

85. Digital Signal Processing. CDH Williams University of Exeter, 1999.

86. Dirk Becker, Amplitude Modulation using DSP methods, University of east London, 1999.

87. DSP Microcomputers ADSP-2184.Analog Devices, Inc., 1999.

88. DSP Microcomputers ADSP-2 lmsp58/59. Analog Devices, Inc., 1995.

89. DSP96002. 32-BIT DIGITAL SIGNAL PROCESSOR USER'S MANUAL, Motorola Inc., 1995.

90. E. L. Gerber. Sine wave generator. Drexel University, 2004.

91. ECHONET specification Version 1.0, ECHONET forum, Feburary, 2000.

92. EIA-600 CEBus Standard Specification, EIA, 1992.

93. Electrically programmable analog device (EPAD™) applications, Advanced Linear Devices, Inc., 1998.

94. Eric Fogleman, Ian Galton, Henrik Jensen. An area efficient differential input ADC with digital common mode rejection. University of California, San Diego, 1999.

95. FIPSOC User's manual. SIDSA, 1999.

96. Fluke 164.2.7 GHz MultiFunction Counter/Technical Data. Fluke Corporation, 1999.

97. Fluke 192/196/199 Scope Meter. Users Manual. Fluke Corporation, 2000.

98. Fluke 867B/863 Graphical Multimeter. User Manual. Fluke Corporation, 1998.

99. Flynn M., Some computer organizations and their effectiveness. IEEE Transactions on Computers, pp. 948-960, Sep., 1972.

100. Flynn M., Some computer organizations and their effectiveness. IEEE Transactions on Computers, pp. 948-960, Sep., 1972.

101. Frequency Response Analyser DFA 2000. MEODAT GmbH, 2001.

102. Frequency synthesis with the NE564. Philips Semiconductors, 1996.

103. Fundamentals of the Electronic Counters. Application Note 200 Electronic Counter Series. Agilent Technologies, 1997.

104. Gary Law. Buses and the DeltaV System. Fisher-Rosemount Systems, Inc. 2002.

105. GFC-8270H. Intelligent Counter/Product Overview. Good Will Instrument Co., Ltd., 2000.

106. Home System specification Version 1.3 Reference, EHS, March, 1997.

107. Hongyu Chen, Bo Yao, Feng Zhou, and Chung-Kuan Cheng. Physical Planning Of On-Chip Interconnect Architec-tures. Department of Computer Science and Engineering University of Califor-nia, La Jolla, CA92093-0114.2002 IEEE.

108. HP 34401A Multimeter Uncompromising Performance for Benchtop and System Testing/Product Overview. Hewlett-Packard Company, 2001.

109. ICL7106, ICL7107, ICL7106S, ICL7107S. 31/2 Digit, LCD/LED Display, A/D Converters. Harris Corporation, 1997.

110. IEC 61158: Digital data communication for measurement and control Fieldbus for use in industrial control systems, IS, ШС 2001.

111. INTERBUS Guide for Developers. INTERBUS Systems Group, 1999.122. ispPAC20 In-system programmable Analog Circuit. Lattice Semiconductor Corp., 2000.

112. IST-1999-11316 RFieldbus, D2.1.1 Physical Layer Specification - Part 2, Protocol & Operational Characteristic Definition.

113. Jaime Ramirez-Angulo. MITE Circuits: The Continuous-time Counterpart to Switched-capacitor Circuits. The Klipsch School of Electrical and Computer Engineering, New Mexico State. University, 2002.

114. Jay Alexander. Digitizing Oscilloscope Basics Agilent Technologies, 2003.

115. John G. Elias and David P. M. Northmore. Switched-Capacitor Neuromorphs with Wide-Range Variable Dynamics, University of Delaware Newark, 2001.

116. Kenneth. A. Brandt. The basics of fieldbus. Rosemount Inc. 1998.

117. Kevin 0*Neil. DS3903. Triple 128-Position Nonvolatile Digital Potentiome-ter. Datasheet. Maxim Integrated Products, 2002.

118. Konikowska B. Formalization of the Notion of an Analog Computer Described by a Linear Differential Equation with Constant Coefficients. / Bull.Acad.Polon.Sci., Ser.Math. Asfcronom.Phys., 1972, N 12. p.1015-1020.

119. Laudwald Elke, Readman Mark. Frequency response analysis. Control systems principles.co.uk, 2004.

120. Lonmark 1.0, Lonwork, Feburary, 2000.

121. LonTalk Protocol Specification Version 3.0. ECHELON corporation, 1994.

122. Lundh Michael, Eborn Jonas, Johansson Rolf, Petersson Mikael. Frequency Response Analysis, Department of Automatic Control, Lund Institute of Technology, 1999.

123. M385. Universal Timer Counter M-module/User Manual Version 2.3, AcQuisition Technology bv, 2004.

124. MAX1497/MAX1499. 3.5- and 4.5-Digit, Single-Chip ADCs with LED Drivers and fiC Interface. Maxim Integrated Products, 2004.

125. MAX9703/MAX9704 10W Stereo/15W Mono, Filterless, Spread-Spectrum, Class D Amplifiers. Maxim Integrated Products, 2006.

126. MC68181. Advance Information ROAMING FLEX™ chip signal processor. Motorola Inc., 1996.

127. Mixed ASIC and FPGA technology enable 95% reduction in volume size of instrument. Beran Instruments Ltd. Hatchmoor Industrial Estate Torrington Devon EX39 7HP, 2000.

128. Model 2650 3.3GHz Spectrum Analyzer. Instruction Manual, B&K Precision Corp., 2003.

129. Model 7200. Frequency response analyzer. AMEL Instruments, 2003.

130. Model M-2666K, digital multimeter kit, Elenco Electronics Inc., 2004.

131. MSP430xl5x, MSP430xl6x Mixed signal microcontroller. Texas Instruments Inc., 2002.

132. Murphy Jerry. Oscilloscope Voltage Measurement, in book by Webster John G. Measurement, Instrumentation, and Sensors Handbook CRCnetBASE. CRC Press LLC, 1999.

133. Nunzio Randazzo, Domenico Lo Presti and Luigi Caponetto. Charge amplifier and analog memory for silicon drift. Detectors in alice University of Catania and INFN Sez. Catania Corso Italia, 1999.

134. Performance in CMOS Linear IC's Precision Analog Products ALD500RAU/ALD500RA/ALD500R. Press Release Advanced Linear Devices, Inc., Sept. 15,1999.

135. Perry L Heedley, Switched Capacitor. Concepts & Circuits. Sacramento California state university, 2003.

136. Philip J. Koopman, Jr. Stack Computers: the new wave. Ellis Horwood, 1989.

137. PIC14000, 28-Pin Programmable Mixed Signal Controller. Microchip Technology Inc., 1996.

138. PM 5410 family of TV Signal Generators. Multi-standard for the world's needs. Fluke Corporation, 1999.

139. PROFIBUS DP, Process Field Bus, Decentralized Periphery (DP), DIN 19245, part 1, 2, 3 and 4, Karlsruhe 1994.

140. PSoC™ Mixed Signal Array final Data Sheet for Silicon Revision A. Cypress MicroSystems, 2003.

141. Ron Mancini, Richard Palmer. Sine-Wave Oscillator. Texas Instruments Incorporated, 2001.

142. Sameer Wadhwa and Andreas Dandalis. Efficient Self-Reconfigurable Implementations Using On-Chip Memory. University of Southern California, 10th International Conference on Field Programmable Logic and Applications, August 2000.

143. Schmidt M., Kordas N., Manoli Y., Spiegel E. Ultrasonic Signal Processing Chip For Intraluminal Catheter Based Systems. Fraunhofer Institute of Microelectronic Circuits and Systems. Finkenstr. 61,47057 Duisburg, Germany, 1996.

144. Sedladek, M., Haasz, V.: Electrical Measurements and Instrumentation. Vydavatelstvi £VUT,Praha 1995.

145. Smart Battery System Specifications. System Management Bus Specification. Revision 1.1,1998.

146. Szyper Michal. Inductance Measurement, in book by Webster John G. Measurement, Instrumentation, and Sensors Handbook CRCnetBASE. CRC Press LLC, 1999.

147. The X10 Specification, X-10 (USA) Inc. 1990.

148. TMS320C80 фирмы Texas Instruments,

149. Tom Kugelstadt. Switched-Capacitor ADC Analog. Input Calculations. Application Report, 1998.

150. Totally Re-Configurable Analog Circuit TRAC. Zetex pic., 1999.

151. True digital audio amplifier TAS5001 digital audio PWM processor. Texas In-struments Incorporated, 2001.

152. Turing A.M. On computable numbers with an application to the Entscheidungsproblem, Proc. London Maths. Soc., ser. 2,1936,42, pp230-265

153. Understanding Integrating ADCs. Application Note 1041, Maxim Integrated Products, 2002.

154. Universal Serial Bus Specification. Revision 2.0,2000.

155. VERSA MIX: Mixed-signal, fully integrated microcontroller with DSP, Datasheet Rev 2.12. Goal Semiconductor, 2004.

156. Yokogawa TM. Arbitrary waveform generator & function generators. Yokogawa, 2000.

157. Zhiyuan Li, {Catherine Compton, Scott Hauck. Configuration Caching Management Techniques for Reconfigurable Computing.