автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.05, диссертация на тему:Синтез быстродействующих устройств логического управления на основе программируемых БИС с матричной структурой

Министерство образования Республики Беларусь МИНСКИЙ РАДИОТЕХНИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ

На правах: рукописи

Булатова Ирина Равильегна

УДК 681.325.5

СИНТЕЗ БЫСТРОДЕЙСТВУИЩХ: УСТРОЙСТВ ЛОГИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ НА ОСНОВЕ 'ПРОГРАММИРУЕМЫХ БИС С МАТРИЧНОЙ СТРУКТУРОЙ

05.13.05 — Элемента я устройства вычислительной техники и систем управления

АВТОРЕФЕРАТ диссертации яа соискание ученой степени кандидата технически* наук

Минск — 1992

Работа выполнена на кафедре электронных вичислительш ыаишн Минского радиотехнического института

Научный руководитель

- доктор технических наук, профессор СКЛЯРОВ В.А.

Официальные оппсшенти

член-коррэслондэнт АН РБ, доктор технических наук, профессор ЗАКРЕВСКИЙ А.Д.

кандидат технических наук, с.н.с. КОЗЮМИНСКИЙ В.Д.

Вадущэа предприятие

Минское производственное объединение вычислительной техники.

Защита диссертации состоится " 3 н декабря 1993 г. в Ю часов на заседании специализированного Совета К 056.05.01 в Минском радиотехническом институте по адресу: 220027, г.Минск, ул. П.Бровки, 6.

О диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Минскоп радиотехнического института.

Автореферат разослан " 5 " 1392 г-

Учений секретарь специализированного Совета К 056.05.01, кандидат технических наук, доцент . , Пашкевич А.11.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Современное состояние вычислительной шшси характеризуется высокими показателями в области совер-гствования интегралъшх микросхем и цифровых устройств, по-роешшх на их основе. Большое внимание уделяется решению таких цач, как повышение быстродействия, микроминиатюризация, расши-тв функциональных возможностей вычислительной и управляющей тара туры. Эффективное решение этих задач за приемлемое время юзможно без создания новых методов проектирования и соответ-зующих программных средств. Среди многообразия проблем, возникши в области вычислительной техники, важное место занимают хачи проектирования устройств логического управления (УЛУ) на временной элементной базе. Эти устройства находят широкое при-¡еше в составе универсальных и специализированных ЭВМ, систем ммпленной автоматики, разнообразного периферийного оборудова-I для ЭВМ и.т.п.

Проблемой проектирования УЛУ занимались многие известные яме, усилиями которых разработано большое число высокоэ$фзк-шых методов и соответствующих систем проектироващщ. Однако сообразно УЛУ и широта их примене1шя требуют постоянного шршенствования стандартных подходов. -Каждая проблемная засть определяет свои критерии оценки соответствующих уст-1ств, формуЛ1фует свои задачи и требует нахождения новых ггипалышх методов их решения.

Диссертационная работа посвящена развитию и совершенст-¡анию методов декомпозиционного синтеза УЛУ, поведение которых 1ается на. языке граф-схем алгоритмов (ГСА). Главное внимание !лено повышению быстродействия и расширению функциональных можностей таких устройств за счет снижения ряда ограничений, гсущих известным методам. При этом обеспечивается применение ' в новых областях и улучшение их базовых характеристик. Ска-ягсе определяет актуальность теш исследований и необходимость юшя сформулированных задач.

Актуальность тематики диссертационной работы подтверждается , что она■выполнялась в соответствии с целевой научно-техни-кой комплексной программой Минвуза СССР "Микропроцессоры и ро-ОЕМ" (приказ Минвуза СССР Л 455 ог 18.06.86) и программой

"Автоматизация" Государственного плана экономического и социал] ного развития БССР (постановление СМ БССР Л 179 от 13.Об.86).

Цель работа. Совершенствование, разработка и исследоваш методов декомпозиционного синтеза быстродействующих устройот логического управления на основе программируемых БИС с матри1 ной структурой и их внедрение в практику инженерного проект рования.

Для достижения указанной цели решались следующие основш задачи:

разработка и исследование структурной модели бистродейст вуодих устройств логического управления — структурного автомач со специальными механизмами.синхронизации памяти. Оценка зффе! тивности предложенной модели и обоснование ее преимуществ;

разработка методов синхронизации памяти структурного автс мата и оценка возмоашости их применения в рамках известш методик проектирования УЛУ;

разработка совокупности методов декомпозиционного синте: быстродействующих устройств логического управления на осно! программируемых схем с матричной структурой с ориентацией I предложенную.структурную модель. К числу этих методов относятс!

- синтез автомата, с абстрактным внутренним состоянием;

- синтез схемы синхронизации памяти;

- кодирование внутренних состояний автомата;

- синтез схемы устройства-логического управления; разработка программных- средств, позволяющих оценить э$фе1

тивность и область применения методов синтеза устройств логичес кого управления в рамках предложенной структурной модели;

внедрение разработанных методов в практику инженерного прс ектирования устройств логического управления.

Методы проектирования. При решении поставленных задач ис пользовались метода теории конечных автоматов, теории графо! теории множеств, теории булевых функций и программирования.

Новые научные результаты. На основании анализа известш методов проектирования УЛУ и. их структурных реализаций, оцеш их достоинств и недостатков предложена новая структурная мoдeJ быстродействующих УЛУ — структурный автомат со специальными м« ханизмами синхронизации памяти. Доказано, что в этом с луч г обеспечивается повышение быстродействия синхронных УЛУ и устрг няюрся ограничения в формировании выходных сигналов, присущ*

юстним методам. Раз работам метода синхроЮ!зации памяти, ¡спечивающие .перехода между состояниями автомата в синхронном юинхронном режимах. Показано, что предложешше метода сишро-¡ации можно легко применять в рамках большинства известных (ходов к проектированию УЛУ. Разработаны новие метода синтеза :тродсйствующих УЛУ на основе программируемых схем с матричной >уктурой, к числу которых относятся: синтоз автомата с ¡трактным внутрешшм состоянием, синтез схемы синхронизации (яти, кодирование внутрешшх состояний автомата, синтез схемы г. Все эти методы являются результатом развития и совер-ютвования известных методов в рамках предложенной в диссерта-I структурной модели. Разработаны программные средства, кото! позволили экспериментально подтвердить эффективность предло-шых методов.

Практическая ценность. Разработа1шые метода и алгоритмы 'ут быть использованы при проектировании УЛУ. Отдельные из них 1Лизованы программно. Соответствующие программные средства 'ут применяться для решения задач проектирования УЛУ на IBM-!местимых персональных ЭВМ.

Реализация научно-технических результатов работы. Разработке методы и алгоритмы внедрены в практику инженерного >ектирова1гая УЛУ в Минском НПО "Агат" и в Конструкторском бюро того электронного машиностроения, oirn также внедрены в !бшй процесс Минского радиотехнического института.

Апробация работы. Основные результаты диссертационной рабо-докладывались и обсуждались на: X Всесоюзном симпозиуме "Ло-гоское управление с использованием ЭВМ" (Устинов, 1987 г.), IV : союзном совещании по робототехническим системам (Киев, 1987 S научно-технической конференции "Перспективы развития и >блемы эффективного использования ЭВМ общего назначения и юональных ЭВМ" (Минск, 1987 г.), Всесоюзной школе-семинаре юработка и внедрение в народаое .хозяйство ЕС ЭВМ" (Москва, ¡7 г.), I Всесоюзной конференции "Проблемы создания супер-ЭЕМ, герсистем и эффективность их применения" (Минск, 1987), I Меж-|ародной конференции "Обучение САПР в инженерных вузах" (Тби-!И, 1987), VIII Всесоюзной научно-технической конференции "Из-штельные информационные системы" (Ташкент, 1987). конференции inrtecKoe ироектировяше систем управлс1шяв (Севастополь, 1987 семинаре "Интегрированные системы автоматизированного

проектирования РЭА и технологических процессов" (Москва, 1987) XI Всесоюзном симпозиуме "Логическое управление с использова нием ЭВМ" (Орджоникидзе, 1988), . I Всесоюзной школе-семинар "Разработка и внедрение.в народное хозяйство персональных ЭВМ (Минск, 1988), XXX Всесоюзной школе-семинаре им. М.А. Гаврилов "Развитие теории дискретных систем и проблемы логическог проектирования СБИС" (Кишинев, 1988), школе-семинаре "Разработк и внедрение в народное хозяйство ЕС ЭВМ" (Киев, 1989),' Всесо юзной научно-технической конференции "Современные проблем фазоизмерительной техники и ее применение" (Красноярск, 1989) Всесоюзном совещании-семинаре молодых ученых и специалисто "Разработка и оптимизация САПР и TAÍI изделий ЭТ и микро-ЭВМ (Воронеж, 1989), XII Всесоюзном симпозиуме "Логическое управле ние с использованием ЭВМ" (Симферополь, 1989).

Публикации. По материалам диссертации' опубликована 21 пе чатная работа, в том числ$ 4 статьи, 15 тезйсов докладов, 2 от чета о НИР. При программной реализации алгоритмов синтеза УЛ использованы некоторые подходы, рассмотренные в книгах:

Скляров В.А., Булатова И.Р. Знакомьтесь: Паскаль! — Минск Вышэйшая школа, 1988, 271 с. .

Юлин В.А., Булатова И.Р. Приглашение к СИ. ;— Минск, Вышэй шая школа,'1990, 224 с. •

Структура и объем работы. Диссертация изложена на 218 стра ницах машинописного текста, содержит 60, рисунков, 21 таблицу состоит из введения, пяти'глав, заключения и приложения. Библио графия включает 112 наименований.

С0ДЕИШМЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы, сформулирован цель и определены задачи работы, приведены основные положения выносимые на защиту.

В первой глава дается обзор различных структурных моделе устройств логического управления, анализируются извбстные метод декомпозиционного синтеза УЛУ на основе программируемых БИС матричной структурой', проводится сравнительный анализ существу кщих систем автоматизированного проектирования УЛУ, формулируют ся задачи исследования.

Один из традиционных подходов к проектированию схем УЛУ

ютоит в том, .что память устройства реализуется отдельно, а за-

1Ча построения управляющего автомата (УА) сводится к синтезу

>мбинационной схемы, формирующей функции возбуждения элементов

|мяти и выходов автомата. Такой подход для задач большой

13мерности трудоемок и приводит к получению многоуровневых схем

1Гического преобразователя. Число уровней ■ элементов в такой

:еме чаще всего неизвестно заранее и увеличивается с ростом ее

южности. В работах Баранова С.И., Синева В.Н. декомпозиция

мбинационной схемы сводится к нахождению некоторых покрытий на

южестве заданных элементов/Исходные данные для решения задачи

композиции представляются в виде структурной таблицы перехо-

>в, т.е.. предполагается, что автомат ухе синтезирован, причем

з учета параметров используемых элементов. Это в ряде случаев

исладывает ограничения на. класс решаемых задач. Например,

ноуровневая схема в соответствии с данными методами может быть

■отроена только при условии, что ранг элементарной конъюнкции •

I любом переходе не превышает числа свободных входов ШШ.

Очевидно, что для повышения качества схемного решения, и

сширония класса решаемых задач необходимо учитывать особен-

сти используемого элементного базиса уже при синтезе УА по ГСА

далее при кодировании внутренних состояний автомата и построе-

и его структурной таблицы. В работах Склярова В.А. предложен

дход к проектированию, который характеризуется тем, что начи-

я с самых ранних этапов синтез УЛУ 'выполняется с учетом

третных параметров базисных элементов, и решение задач каждо-

этапа направлено на оптимизацию конечного результата. Под

тимизацией здесь понимается сокращение числа элементов (в

рвую очередь программируемых)-в схеме. В связи с этим данные

тоды синтеза характеризуются высокой эффективностью и имеют

рокую область применения. Кроме того для алгоритмов любой

ожности данный подход гарантирует построение одноуровневой

емы УЛУ, которая характеризуется высоким быстродействием, » ■.

остотой и регулярностью структуры.

Метод синтеза одноуровневой схемы. УЛУ по граф-схеме алго-тма(ГСА), в соответствии с данным подходом предполагает:

1.) разметку исходной ГСА по таким алгоритмам, которые обес-чивают.'в. будущем простое разделение таблицы переходов на под-блицы с заданными параметрами;

2) построение по размеченной ГСА легко декомпозируем таблицы переходов, представленной в виде минимального чис компонентных подгаблиц, реализуемых в будущем на отдельных ШШ

3) кодирование внутренних состояний УА, позволяющее осл бить зависимость функций возбуждения элементов памяти от входа переменных и тем самым обеспечить их эффективную реализацию НИМ;

4) распределение выходных переменных и функций возбужден между различными подтаблицами с учетом результатов кодирован таким образом, чтобы минимизировать число подтаблиц, равн числу ШШ в схеме УА.

Основным недостатком рассмотренного подхода к проект рованию УЛУ является введение в процессе синтеза дополнительн внутренних состояний управляющего автомата. Это приводит снижению быстродействия УЛУ, а также к нарушению формы выхода сигналов, что в некоторых случаях является недопустимым условиям эксплуатации УЛУ.

В диссертационной работе предлагается способ устранен указанных недостатков. Молено организовать быстрые переключен через дополнительные состояния так, чтобы они не влияли работу УЛУ. Это позволит повысить быстродействие за сч устранения лишних тактов пребывания устройства в дополнительн Состояниях, а также расширить область применения УЛУ для так объектов управления, которые требуют сохранения потенциально уровня выходных сигналов в нескольких последовательных тактах.

Во второй главе предложена структурная модель управляйте автомата со специальной схемой синхронизации памяти (рис.1). Д

УА на рис.1 А = (а^.....Эц} — множество его внутренн

состояний X = {х1.....хь> и У = £у1,...,у1д) — множества входа

и выходных переменных, е {0,1,-}, уп € £0,1,-). Предполоки что логический преобразователь (ЛП) имеет одноуровнев структуру, а память построена на основе регистра из Б-триггер с динамическим входом и их перключение осуществляется по фрон тактового импульса. Тогда Б1,...,СН — функции возбужден элементов памяти, 11,...— переменные обратной связи, выходе ЛП такой схемы формируется дополнительный сигнал так образом, что

Рис. I

I

■a,

i I

a*

•

—-

-¿be—-

L 1

t i

L

1—r

Рис.. 2

0, если УА находится в основном состоянии;

1, если УА находится в дополнительном состоянии.

Сигнал на выходе С^ используется для управления схема быстрого переключения памяти (СБ1Ш) при переходе автомата в лк бое дополнительное состояние Находясь в а4, автомат не вира батывает никаких выходных сигналов, поэтому можно осуществит быстрый переход в новое состояние до прихода следующего тактово го сигнала (рис.2,а) с генератора импульсов. В случае, есл = 1, схема быстрого переключения памяти формирует крагковре мешшй импульс (рис.2,б) во время следования основного импульс синхронизации, и память переключается в новое состояние не чере такт, как это имеет место в синхронных УА, а немедленно, результате, введение дополнительных состояний не сказывается н быстродействии автомата. Если между основными состояниями ат а0 несколько дополнительных, то осуществляется несколько быстры переходов (рис.2,в). При этом УА работает в синхронно асинхронном режиме: он является синхронным по отношению к основ ним состояниям и асинхронным — по отношению к дополнительным.

В главе рассматриваются вопросы синтеза устройст синхронизации памяти. Предлагаются различные решения для постро ения схемы быстрого переключения памяти. Синтез устройств синхронизации сводится к, определению длительности импульса дл срабатывания элементов памяти и к установке гарантированного времени, позволяющего отличить сигнал С^ от ложного импульса возникшего за счет риска сбоя. Кроме того, необходмо определит ограничение на число последовательно выполняемых переходов чере: дополнительные состояния. Это ограничение вводится воизбежаши нарушений фушционировашя УЛУ и оценивается для каждого конк ратного устройства управления исходя из частоты переключения выбранной элементной базы и длительности выполнения само] продолжительной микрооперации.

Возможность возникновения риска сбоя на выходе можа устранить аппаратным способом ли0о использованием специалыюп кодирования внутренних состояний' УА. Правила такого кодирована основаны на следующем утверждении.

Утверждение. Риск сбоя отсутствует на выходе Cg, если коды ех дополнительных состояний K(ad1),... .^(а^) попарно ортого-лыш кодам всех основных состояний, а такке всем промеку-чным кодам, которые могут образоваться на любых переходах в томате.

Предложенный подход к синхронизации памяти УА распрост-няется на другие структурные реализации УЛУ: УА со стековой мятью, УА с мультиплексированием входных переменных, УА со окным блоком памяти, квазипараллельный УА и др.

Смягчение ограничений на число вводимых дополнительных стояний автомата позволило изменить известные методы синтеза У .с целью повышения их эффективности и упрощения решения которых логико-комбинаторных, задач.

Третья глава посвящена разработке методов построения легко композируемой таблицы переходов управляющего автомата. На дан-ч этапе синтеза выполняется распределение входных переменных кду ILM и строится таблица переходов, заведомо декомпозируемая Зудущем на подтаблицы с требуемыми ограничениями. Это достигала введением на ГСА дополнительных меток. При,решении задачи :пределения.входных леременнных изменяются критерии оптимиза-1. Теперь становится не главным минимизировать число вводимых толнителышх состояний. Если такая оптимизация и нужна, то чько для того, чтобы не увеличить число элементов памяти томата. Вследствие этого можно упростить алгоритмы решения «порах логико-комОшатордах задач. На первый план выдвигаются иерии минимизации числа строк в компонентных' подтаблицах звходов и удовлетворения ограничения на число 1 последо-'ельно выполняемых переходов-через дополнительные состояния.

Для распределения входных переменных УА между ПЛМ (бходимо разбить множество X входных переменных на минимальное

;ло Т поданожеств X,.....Х^ таких, что tU,Xt = X и |Xt| $ n-R,

i n — число входов ПЛМ, R — число элементов памяти УА. По 1 строится взвешенный граф Г* связности логических условий, «винам графа Г* соответствуют логические условия х,,... ,xL. ! вершины и соединяются ребром, если логические условия и х^ в ГСА связаны, а вес ребра определяет число таких i39ft. Для построения легко деномпозируемой таблицы переходов Мура решаатся следующая задача.

Задача. Необходимо разрезать граф Г* на минимальное число ' подграфов и при атом:

1) удовлетворить ограничения, предъявляемые к каждому t-м: подграфу — |Х | s п - Н, Bt ^ q, где Bt — число путе! переходов в ГСА, идущих через условные вершины с переменными и: множества Xt, q — число промежуточных иш Г1ЛМ;

2) удовлетворить ограничение на число 1 последовательнс выполняемых переходов через дополнительные состяния;

3) минимизировать число строк в компонентных подтаблицаз переходов (Bt rain).

Для решения поставленной задачи предложены последовательны! и параллельный алгоритмы. Проведенные исследования показали, чтс параллельный алгоритм с точки зрения числа вводимых дополнительных состоянй дает худшие результаты по сравнению с последовательным. Однако с учетом использования предложенной схем! синхронизации такоо ухудшение не влияет на параметр! проектируемых УЛУ и параллельный алгоритм можно применять дл$ сокращения времени решения задачи.

При синтезе УА Мили- выполняется распределение входных i выходных переменных между IUIM схемы. Для этого строит« взвешенный граф Г^, который показывает, как связаны между coOoí логические условия, а также логические условия с микрооперациями. Задача сводится к разрезанию графа Г^ на минимальное числс подграфов, для которых наряду с перечисленными выше вводите? дополнительное ограничение -|Yt| < m - R, где Yt — подмножестве множества У выходных переменных, значения которых вырабатываются под действием входных переменных из Xt, и — число выходов ШШ. Для решения этой задачи предложены последовательный и параллельный алгоритмы.

Для удовлетворения ограничения на число 1 последовательно выполняемых переходов через дополнительные состояния в ГСА выделяются критические фрагменты из идущих друг за другом неотмеченных условных вершин, число которых превышает 1. Для каждого такого фрамента ГСА строится граф связности логических условий и выполняется проверка того, чтобы при формировании компонентных подграфов в графах отношения связности для каждого критического фрагмента не было разорвано более 1 ребер. Для этого в подграфы в первую очередь включаются вершины, принадлежащие критическим фрагментам.

Минимизация числа промежуточных шин в комлононтшх подтаблицах основана на выделении в ГСА подобных фрагментов. Подобными названы фрагменты ГСА, которые содержат пути переходов, определяемые одинаковыми конъюнкциями входных переменных. При специальном кодировании исходных состояний подобных фрагментов все такие переходы могут, быть реализованы на одной промежуточной шине ШШ.' Минимизация числа используемых промежуточных шин обеспечивает простоту внесения изменений в построенную схему.

Этап распределения входных переменных заканчивается

построением подтаблиц переходов .....IV", между которыми

распределены входные переменные, выходные переменные (для автомата Мили) и для каждой из которых выполняются ограничения на число строк, число входных и выходных переменных.

В четвертой главе рассматриваются алгоритмы кодирования внутренних состояний управляющего автомата.

При решении задачи кодирования внутренних состояний оптимизируются различные критерии. Главным из них является минимизация числа вжэдов элементов схемы, на которых вырабатываются значения функций возбуждения. На освобожденные выходы ПЛМ можно распределять новые микрооперации и за счет этого уменьшать число элементов р схеме.

Алгоритм, предполагающий ослабление зависимости функций возбуждения элементов памяти от входных переменных, был предложен в работах Склярова В. А. Основная идея такого кодирования заключается в следующем. Для каждой подтаблицы

переходов и = ''.Г) на множестве Н разрядов кодов состояний формируется двухблочное разбиение = таким образом,

чтобы н]и___ин^" = Н. Разряда блока можно сделать одинаковыми

для всех состояний множества А(ат), в которые возможен переход за один такт работы автомата. Соответствующие функции возбуждения не.зависят от входных переменных и могут быть сформированы на выходах любой ШШ. К блоку Н* предъявляется требование, чтобы он содержал минимальное число разрядов, но достаточное для распознавания состояний любого множества-А(ат) в 1;-й подтаблице переходов. Решение этой задачи осуществляется путем размещения состояний УА в клетках специальной таблицы кодирования ц.

В диссертационной работе предлагается модификация данного алгоритма, основанная на введении дополнительных состояний автомага. Это позволяет, во-первых, повысить качество решения в соответствии с основным критерием оптимизации. Посредством, введения дополнительных состоят® можно разделять множества А(ат) в г-й подтаблице на множества гораздо меньшей мощности. В результате, чем меньше будет мощность соответствующих множеств, тем меньшее число выходов ШШ^. будет задействовано для выработки значений функций возбуждения.

Во-вторых, введение дополнительных состояний позволяет упростить решение задачи кодирования, которая является одной из наиболее сложных в процессе структурного синтеза УА. Если на некоторой итерации выполнения алгоритма становится невозможным размещение в таблице кодирования ц элементов очередного множества А(ат) необходимо выполнить перераспределение элементов между блоками Н] и Н*, что приводит к. перестройке таблицы кодирования. Однако, введете дополнительных состояний позволяет размещать в таблице кодирования ц любые множества состояний без изменения самой таблицы. Это повышает эффективность алгоритма кодирования в смысле минимизации времени его выполнения при удовлетворении требуемого качества.

Кроме ослабления зависимости функций возбувдения от входных переменных, в процессе кодирования могут решаться дополнительные задачи: минимизация сложности реализации функции С^, управляющей схемой быстрого переключения памяти; устранение возможности возникновения риска сбоя на выходе с^; кодирование, обеспечивающее минимизацию числа строк в компонентных подгаблицах и др.

В пятой главе описывается подсистема проектирования устройств логического управления на основе программируемых ВИС с матричной структурой, рассматривается ее доработка с учетом введения дополнительной схемы синхронизации памяти, приводятся результаты экспериментального исследования разработанных программных средств.

Рассматриваемая подсистема проектирования позволяет решать на ПЭВМ задачу синтеза одноуровневой базовой схемы УЛУ на 11ЛМ и ПЗУ по ГСА со следующими значениями параметров:

- число вершин ГСА — не более 1000;

- число логических условий — не более 1000;

- число микроопераций — не Солее 1000;

В программное обеспечение подсистемы после всех этапов, допускающих появление новых состояний УА, вводится программа анализа дополнительных состояний. Данная программа проверяет выполнение требований ограничения на число последовательно выполняемых переходов через дополнительные состояния и выбирает те состояния, через которые будут организованы быстрые перехода. Определение последовательностей дополнительных состояний по таблице переходов представляет собой рекурсивный процесс, для программирования которого использованы рекурсивные алгоритмы. Это позволило сделать программу наглядной, компактной и хорошо читаемой. Методы решения подобных задач описаны в книгах, ссылки на которые приведены на с.6 в разделе "Публикации".

Подключение программы анализа дополнительных состояний дает возможность простого распространения предложенного подхода повышения быстродействия управляющих устройств на программы, реализующие любые методы синтеза УЛУ в рамках рассматриваемой подсистемы. Кроме того, данную программу можно использовать для оценки эффективности предложенных решений при анализе конкретного алгоритма логического управления.

Экспериментальные исследования проводились с целью оценки повышения быстродействия УЛУ при использовании предложенного подхода к синхронизации памяти. Повышение быстродействия определялось по сравнению с одноуровневой базовой схемой.

Результаты экспериментальных исследований позволили определить класс алгоритмов, для которых предложенный подход дает наибольший эффект. Наиболее эффективным является применение результатов диссертационной работы к алгоритмам с большим числом многонаправленных переходов, с сильной степенью связности графа логических условий.

В приложешш приведены акты о внедрении результатов диссертационной работы.

ОСНОВНЫЕ.РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

1. На основании анализа известных методов проектирования устройств логического управления и их структурных реализаций предложена новая структурная модель быстродействующих УЛУ -структурный автомат со специальными механизмами синхронизации

памяти. Доказано,, что в этом случаэ обеспечивается повышение быстродействия синхронных устройств логического управления и устраняются ограничения формирования выходных сигналов, присущие известным методам., .

2. Разработаны методы синхронизации памяти, обеспечивающие переходы между состояниями автомата в синхромюм и асинхронном режимах. Показано, что предложенные, метода синхронизации можно легко применять в рамках большинства известных подходов к проектированию устройств логического управления.

3. Разработаны новые ■ метода синтеза быстродействующих устройств логического управления на основе программируемых схем с матричной структурой с ориентацией на предложенную структурную модель

4. Разработаны программные средства, позволяющие оценить Бффоктивность к область применения методов синтеза устройств логического управления в рамках предложенной структурной модели. Показано, что применение результатов диссертационной работы позволяет повысить быстродействие и расширить область применения Ш;

5. с помощью предложенных методов, внедренных в практику инженерного проектирования, разработаны устройства логического управления, используемые на двух промшилешшх предприятиях.

Основные результаты диссертации опубликованы в следующих работах:

(. Булатова И.Р. Методы и средства проектирования устройств логического управления на персональных ЭВМ. — В сб.: Автоматика и вычислительная техника, Минск, 1989, вып. 18, с.90-93.

2. Булатова И.Р. Пакет прикладных программ для проектирования устройств логического управлешы на персональной ЭВМ ЕС 1840.05. — В сб.-.Тезисы докладов 1 Всесоюзной школы-семинара "Разработка и внедрение в народное хозяйство персональных ЭВМ", часть II, Минск, 1988, с. 137-138.

3. Булатова И.Р. Пакет прикладных программ для проектирования устройств логического управления на персональных ЭВМ. — в сб.¡Тезисы докладов XI Всесоюзного симпозиума "Логическое управление с использованием ЭВМ", Орджоникидзе, 1988, с. 194-196.

4. Булатова И.Р. Метод синтеза быстродействующих устройств логического управления. В с0.:Тезисы докладов XII Всесоюзного симпозиума "Логическое управление с использованием ЭВМ", Симферополь, 1989, С. 85-87.

5. Скляров В.А., Луцик Ю.А., Булатова И.Р. Совместное кодирование внутренних состояний управляющего автомата. — В сб.:Автоматика и вычислительная техника, Минск, 1988, вып. 17, с. 92-96.

6. Метод синтеза одноуровневых схем устройств логического управления на IUM и ПЗУ / Булатова И.Р., Друзина М.П., Галков-ский A.B., Скурыдин И.Д., Соловьев В.В. — Изв. АН БССР, сер. физико-технических наук, Минск, 1989, деп. в ВИНИТИ 7.12.89, * 7446-Ш9, 27 с.

7. Скляров В.А., Булатова И.Р., Ковальчук A.M., Луцик Ю.А., Склярова O.A., Соловьев В.В. Комплекс средств автоматиза- ции проектирования устройств логического управления на основе программируемых ВМС с матричной структурой. — УСиМ, 1989, Я 4, с. 88-92.

8. Барас II.3., Булатова И.Р., Новиков C.B., Скляров В.А., Соловьев В.В. Учебно-исседовательская САПР цифровых устройств из матричных БИС. — В сб.: Тезисы докладов I Международной конференции "Обучение САПР в инженерных вузах", 1987, Тбилиси, типо-ргафия ГПИ, с. 17-18.

9. Скляров В.А., Соловьев В.В., Ковальчук A.M., Луцик Ю.А., Синявский А.П., Булатова И. Р. Метода и средства автоматизированного проектирования дискретных устройств на основе программируемых £МС с матричной . структурой. — В сб.:Тезисн докладов X Всесоюзного симпозиума "Логическое управление с использованием ЭВМ", Устинов, 1987, с. 135-138.

10. Скляров В.А., Булатова И.Р. Построение маршрутов автоматизированного проектирования дискретных устройств на основе проблемно-ориентированных программных блоков. — В сб.¡Тезисы докладов Всесоюзной школы-семинара "Разработка и внедрение в народное хозяйство ЕС ЭВМ", Москва, 1987, часть I, с. 13-16.

11. Скляров В.А., Булатова И.Р. Проектирование устройств логического управления для измерительных информационных систем. — В сб.¡Тезисы докладов VIII Всесоюзной научно-технической конференции "Измерительные информационные системы", Ташкент, 1987, часть 1, с. 65.

12. Скляров В.А., Булатова И.Р., Луцик Ю.А. Концепции, метода и средства структурно-логического проектирования функциональных компонентов супер-ЭВМ. — В сб.:Тезисы докладов I Всесоюзной конференции. "Проблемы создания супер-ЭВМ, суперсистем и эффективность их применения", Минск, 1987, часть 1, с. 77-79.

13. Скляров В.А., Булатова И.Р., Луцик D.A. Технология проектирования, модулей логического управления ГАП. — В сб. Тезисы докладов IV Всесоюзного совещания по робототехкическим системам, Киев, ИК АН УССР, 1987, часть II, с. 133-134.

14. Скляров В.А., Булатова И.Р., Луцик D.A. Концепции метода и средства проектирования дискретных устройств на основе программируемых схем с матричной структурой., — В сб.¡Тезисы докладов XXX Всесоюзной школы-семинара им. М.А. Гаврилова "Развитие теории дискретных систем и проблемы логического проектирования СБИС", Кишинев, 1988, с. 35-38.

15. Скляров В.А., Булатова K.P., Луцик Ю.А. Метода и средства функционально-логического проектировашш суперВИС на персональных ЭВМ. — В сб.:Тезисы.докладов XI Всесоюзного симпозиума "Логическое управление с использованием ЭВМ", Орджоншид- . це, 1988, с. 81-85.

16. Булатова И.Р., Друзина М.П.., Галковский A.B., Соловьегв В.В. Автоматизированное проектирование устройств логического управления из программируемых матричных БИС.— В сб.:Тезисы докладов Всесоюзного совещания-семинара молодых ученых и специалистов "Разработка и оптимизация САПР и ГАП изделий ЭТ и микро-ЭВМ", Воронен, ВПК, 1989, с. 95-97.

17. Скляров В,А., Булатова И.Р. Микропроцессорные системы с распре деленным управлением. .— В сб.:Тезисы докладов Всесоюзной НТК "Современные проблемы фазоизмерителыюй техники и ее применение", Красноярск, Полиграфобъединение "Сибирь", 1989, с. 232.

18. Скляров В.А., Булатова И.Р. Методы и средства структурного проектирования устройств логического управления на персональных ЭВМ. — В сб.:Гезисы докладов школы-семинара "Разработка и внедрение в народное хозяйство ЕС'ЭВМ (ЕС ЭВМ-89)", Киев, 198Э, с. 89-90.

19. Скляров В.А., Булатова И.Р. Пакеты прикладных программ для проектирования дискретных устройств на. персональных ЭВМ. — В сб. :Тезисы. докладов НТК "Перспективы развития и проблеш эффективного использования' ЭВМ общего назначения и персональных

ЗВМ", минск, 1987, с- 161-162.

20. Алгоритмы и программы для автоматизации проектирования управлявших автоматов из программируемых БУЮ с матричной структурой. — Отчет по НИР,•№ гос. регистрации 01830027065, инв. А 02860039994, 1985, 86 с.

21. Разработать САПР систем логического управления технологическими установками для бытовой радиоаппаратуры. Отчет по НИР, * гос. регистрации 01860008691, 1986, 78 с.