автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.05, диссертация на тему:Синтез вычислительно-преобразовательных цепей с использованием аппарата функций отображения

РГВ 00 САНКТ - ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

1 5 MAR 1993__:_

Ila пропах рукописи

Сшиццн Юрий Иванович

СИНТЕЗ ВЫЧИСЛИТЕЛШ0-ПРЕ0БРА30ВАТЕЛШК ЦЕПЕЙ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ АППАРАТА ФУНКЦИЙ ОТОБРАЖЕНИЯ

Специальность 05.13.05 - Элементы и устройства вычислительной техники и систем управления

. АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Санкт-Петербург - 1993

Работа выполнена в Санкт-Петербургском государственной олактротехшческом университете.

Научный руководитель -

доктор технических наук, профессор Герасимов И.В.

Официальные оппоненты:

доктор технических нвук, профессор Цветков Э.И. кандидат технических наук, в.н.с. Нанойлов В.В.

Ведущая организация - Государственный научно-технический комплекс "Модуль"

Защита диссертации состоится " " СыЪ{1РАЛ— \993 г. в IН час на заседании специализированного совета К 063.36. Санкт-Петербургского государственного электротехнического унив ситета по адресу: 1ЭТ376, Санкт-Петербург, ул.Проф.Попова, 5.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке университет Автореферат разослан " " ¡ЛЛ&^ТЦСи 1993 г.

Учешй секретарь специализированного совета

Юрков Ю.В.

- 1 -

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ДИССЕРТАЦИОННОЙ РАБОТЫ

Актуальность работы. Вазагш направлением совершенствования вычислительной техники является развитие Функциональных преобразователей, которые применяются при обработке информации, управлении, контроле, диагностике, автоматизации научных исследований. Для достижении эффективности применения средств функциональных преобразователей необходимо увеличение их точности, быстродействия, уменьшение затрат на разработку. В создавшихся условиях при разработав измерительных преобразователей необхода новый подход, позволяющий строить унифицированные схемы преобразователей и вести их расчет независимо от характера измеряемой.физической величины. Такой подход расширяет.функциональные возможности измерительных преобразователей, делает их многофункциональными. Измерительный преобразователь, построенный по одной и той ке схеме, способен преобразовать различные по природе физические величины. При этом конструкция первичного преобразователя, воспринимающего воздействие измеряемой физической величины, долита учитывать эти особенности.

Преобразователи, построенные на основе вычислительно-преобразовательных ■ цепей (ВД-цепей), широко применяются при решении различных задач, в частности, в качестве аналоговых вычислительных устройств для воспроизведения элементарных функций и произвольных нелинейных зависимостей. Решение задач функционального преобразования сводится к разработке ВП-цепей. Преобразование информации в ВП-цепях происходит путем обработки сигналов различной форш представления; аналоговых, цифровых и цифро-аналоговых.

Взаимодействие ВП-цецер с внешней средой обеспечивает две разновидности связей; по параметру управляющего Бездействия и по координатам, характеризующим состояние цепи. Параметр управляющего воздействия и координаты в зависимости от реализации ВП-цепей задаются в виде тока, напряжения, частота, кода, длительности импульса ШИМ-сигнала.

Функциональные возмодаос-л! ВП-цепей определяю'!--:! набором типов операционных элементов (ОЭ), из которых они состоят. Наибольшее распространение получил! элементы, характеристики которых имеют линейные или к^-одратичине зависимости.

одно иг, иоправл.чшп лпльнейшго развития теории ВП-цопой

- г -

связано с синтезом цепей с заранее заданными свойствами. Для решения этой задачи необходимо на всех этапах синтеза, начиная с самых первых, учитывать ограничения, накладываемые классо» ВН-цепей, которые требуется синтезировать. Одним из признаков, по которым ВП-цепи делятся на классы, является набор используемых типов ОЭ. Цепям в различных наборах соответствуют разные ограничения. Наличие же некоторого множества наборов выдвигает задачу выбора одного или нескольких из них по заданным критериям, к числу которых относятся точность и чувствительность.

Трудности создания формальных методик структурного синтезг связаны прежде всего с трудностью формализации задач структурного синтеза, которые связаны как с разнородностью ограничений реализуемости, так и с неоднозначностью выбора критериев качества. Кроме того, отсутствие аппарата эквивалентных преобразований I классификации структур приводит к чрезмерному увеличению " множества рассматриваемых структур в случае применения прямых комбинаторных методов синтеза.

Одним из перспективных направлений развития вычислительно* техники является построение ВП-цепей на аналого-цифровых микропроцессорах (АЦМП). Здесь одним из критериев качества проектирования ВП-цепей па АЦМП. является минимальность числа элементов, используемых при построении цепей.

Целью исследований является: - расширение функциональны} возможностей ВП-цепей и повышение качества проектирования на этг пе структурного и параметрического синтеза перестраиваемых функциональных преобразователей.

В соответствии с поставленной целью решаются следующие задачи:

- классификация множества структур ВП-цепей в трехтиповых наборах ОЭ, отличных от базового набора, по виду дробно-рационально! функции и полюсно-нулевой диаграмме и определение условий физической реализуемости;

- разработка методики структурного синтеза ВП-цепей в трехтипо-вом наборе оэ с привлечением функций отображения:

- алгоритмизация процедур поиска оптимальных значений параметре! 03 на основе анализа кривой методической погрешности с учето; условий реализуемости.' . '

Метод; исследований, базируются на теории 'электрических це-

пей , теории графов , теории аппроксимации , теории чувствительности, теории синтеза ВП-цепей , структурного программирования, структурного синтеза , синтеза и анализа средств функционального преобразования, а также накопленные к настоящему'времени опыт и результаты в области проектирования средств функционального преобразования.

Научная новизна работы заключается в :

1. решении задач синтеза, сводящихся к переходу в базовый трехтиповой набор ОЭ с использованием функций отображения;

2. исследовании механизма коррекции полюсно-нулевых диаграмм, приводимых к определенному (реализуемому) виду на этапе аппроксимации;

3. создании методики перехода из одного трехтипового набора ОЭ в другой набор с использованием аппарата функций отображения.

Практическая ценность:

1. Разработана инженерная методика проектирования вычислительных преобразователей с учетом ограничений на тип используемых ОЭ. Полученные результаты по синтезу ВП-цепей позволяют строить ВП-цепи, обладающие повышенной точностью и низкой чувствительностью. В результате повышается параметрическая надежность и снижается стоимость вычислительных преобразователей на основе таких ВП-цепей при сохранении их высокой точности- Предложенный способ оптимизации параметров ОЭ и написанные на основе разработанных в работе алгоритмов программы, позволяют повысить качество проектирования вычислительных преобразователей.

2. Возможность построения ВП-цепей в трехтиповых наборах, отличных от базового набора, что позволяет существенно расширить класс воспроизводимых функций.

3. Предложена методика параметрической оптимизации, позволяющая упростить процесс настройки ВП-цепей.

4. Создан пакет программ, позволяющий проводить генерацию ДРА при разных степенях полиномов числителя и знаменателя, вести поиск оптимальной ЖФ для таблично-заданной функции, а также проводить автоматизированный перевод ДР£ и зе полюсно-иулэвую диаграмму (1ВД) в ДР5 и ИНД других наборов ОЭ.

Достоверность разработанных методов, алгоритмов, программ и структур подтверждается внедрением методик расчета, анализа, модельного и экспериментального исследований ВП-цепей, о чем сви-

детельствует соответствующий акт.

Внедрение результатов работ. Результаты диссертационной работы внедрены во ВНИИЭП, где они использованы для расчета входящих в состав измерительных преобразователей линеаризаторов гра-дуир^очных характеристик термопар и терморезисторов. Общий аффект от внедрения составляет 10000 рублей. Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на:

- межотраслевом научно-техническом семинаре " Разработка архитектуры и программного обеспечения вычислительных систем обработки информации в реальном времени, исдальзуюцшс микромощную базу" (Усть-Нарва, Эстонская ССР, 1991);

- межреспубликанской конференции "Методы и средства управления технологическими процессами" (Саранск,-1991);

- 46-й областной научно-технической конференции "Проблемы развития радиотехники, электроники и связи" (Санкт-Петербург, 1991);

- 47-й областной научно-технической конференции "Актуальные проблемы развития радиотехники, электроники и связи" (Санкт-Петербург, 1992).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 4 тезиса докладов и I статья.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы, включающего 106 наименований, и 4 приложений. Основная часть работы изложена на 133 страницах машинописного текста. Работа содержит 23 рисунка и 17 таблиц.

КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Вводный раздел обосноЁЫвает актуальность исследований в области синтеза ВП-цепей с учетом ограничений. В нем рассматривается формальное описание предмета исследований, представлен краткий анализ результатов исследований, полученных в теории синтеза ВП-цепей.

Первый раздел посвящен классификации, аналитическому обзору функциональных преобразователей, показана роль аппарата функций отображения в решении задач проектирования ВП-цепей. Показана па-> тантная ситуация в области создания и развития функциональных преобразователей.

Рассмотрим классификацию функциональных устройств по признаку перестраиваемости:

- аппаратно-перестраиваемые устройства:

- перестраиваемые в системе команд;

- устройства с аппаратной и программной перестройкой.

Первый класс включает в себя устройства, у которых изменение реализуемой характеристики вызывает изменение номиналов элементов или изменение структуры устройства. Ко второму классу относят устройства, у которых изменение функциональной характеристики связано лишь с изменением программы. Третий класс состоит из функциональных устройств, у которых можно выделить группу функциональных характеристик, где переходы между группами осуществляются с помощью изменения структуры устройства.

Используемые при разработке функциональных преобразователей модели исследуемых цепей и измерительных устройств можно представить в виде двух групп. Первая груша представляет моделируемый объект в виде одного элемента без описания его внутренней структуры. Она описывает связи мевду внешними, доступными для наблюдения, переменными. Вторая груша моделей описывает связи между внешними и внутренними переменными, списанные вида моделей в зависимости от вида переменных в свою очередь делят на топологические и структурные.

Проектирование функциональных блоков (ФБ) на основе функциональных модулей (ФМ) можно разбить на два этапа:

1. Выбор и описание элементного базиса, определение вида структурной схемы соединейия ФМ, выбранных за базовые. Выбор базовых ФМ осуществляется по признакам: ФМ должен обеспечивать преобразование одного вида с преобразованием, осуществляемым синтезируемым ФБ; ФМ должны описываться простой математической моделью в заданном диапазоне параметров внешней среды.

2. Определения функциональной связи мевду математическими моделями ФБ и ФМ такого вида, чтобы в дальнейшем существовала возможность реализовать ее путем соединения Ш по определенной структурной схеме; исследование влияния структурной схемы соединения ФМ на точностные характеристики ФБ (анализ); исследование методов построения структурной схемы соединения ФМ, реализующей заданное преобразование с требуемой точностью (синтез).

Рассматривая фукциопалыше преобразователи на основе мик-

- б -

ропроцессоров, можно отметить, что в этом случае задача обработки информации должна быть разделена на программную и аппаратную части. До возникновения микропроцессорной техники подобные вопросы решались только при построении гибридных вычислительных систем, уединяющих ЭВМ с аналоговой техникой. Несмотря на опыт развития гибридных вычислительных устройств при решении вопросов разделения задачи на программную и аппаратную части не было выработано методик.

Представителями дискретно-аналоговых функциональных преобразователей являются ВП-цепи, которые формируют результат функционального преобразования в уравновешенном состоянии. ВП-цепь характеризуется функциональной моделью, которая служит для формализации условий синтеза цепи с учетом взаимодействия с внешней средой. Использование различных наборов операционных элементов создает определенные трудности при параметрическом синтезе, ■так как операторы ВП-цепей в различных наборах формируются поразноыу. Следовательно, для каждого набора необходимы свои алгоритмы расчета параметров ОЭ. Этот недостаток устраняется цри использовании функций отображения. Свойства отображения дают возможность преобразовать ВП-цепь с набором ОЭ, отличным от базового в базовый набор ОЭ и по отработанной методике провести параметрический синтез. В настоящее время решены вопросы построения ВП-цепей с ' использованием двухтиповых наборов и трехтиповым базовым набором типа (0,(30,ОУ) (ОУ - операционный усилитель).

Анализ патентной информации проводился для следувдих классов изобретений: НОЗ К 13/20, НОЗ К 13/02, в Об 1 15/31, & 06 1 15/34. Классы НОЗ К 13 представляют собой преобразователи формы представления информации. Классы в Об 1 15 в первую очередь включают устройства для воспроизведения функций, причем в подклассе 34 собраны устройства с обработкой время импульсных сигналов. Выбор классов мки подтверждается также имеющимися в них авторскими свидетельствами по- рассматриваемой тематике.

Второй раздел посвящен методике проектирования ВП-цепей в трехтиповых наборах ОЭ, отличных от базового набора. Показана коррекция нолюсно-нулевой диаграммы (ПНД) на этапе дробно-рацио-вальыой аппраксимации. Показана классификация полосно-нулевых диаграмм и дрсбно-рышональшх функций для наборов ОЭ (Св.са.ОУ),

{О.сё.ОУ}, {G,R6,oy), {G,R6,0y>. Доказано существование решения задач синтеза ВП-цепей с функциями преобразования, удовлетворяющими сформулированным в главе ограничениям реализуемости. Приведенное доказательство конструктивно, т.е. дает способ построения ВП-цепи одного типа по заданной цепи другого (базового) типа. •Основные процедуры построения ВП-цепей представляют собой:

- аппроксимация градуировочной характеристики:

- выбор вида аппроксимации;

- генерация структур ЕП-пепей;

- классификация структур;

- расчет значений параметров моделируемой ВИ-цени;

- оптимизация параметров 03 с учетом коэффициентов чувствительности;

- введение ограничений в виде допусков на выбранные из ряда номинальных значений сопротивлений параметры резисторов;

- моделирование разработанной ВП-цепи.

Этапам проектирования соответствуют свои модели ВП-цепей:

- аппроксимационная модель ВП-цепи представляет собой некоторую функция p(f*,f)=lnf p(f,f), реализуемую в качестве оператора ВП-цепи;

- структурная модель ВП-цепи - неориентированный граф с помеченными внешними вершинами, где каждому ребру соответствует 03, а каждой вершине - узел ВП-цепи.

Структурную модель ВП-цепи можно представить в виде четверки 5 = < Нт, ыв. 9, А >, где йт - помеченная У-стрУктура цепи;

ыв - значение распределения численных значений параметров 03; 6 - переменная, характеризующая воздействие на управляемый параметр ВП-цепи;

А - детерминантная функция переменной в ( А=А(6) ).

Структурные модели бывают двух типов - приведенные и непри-веденные. Отличие приведенной структурной модели от неправеден-ной в том, что первая имеет не более одного ребра между двумя любыми вершинами (любая пара вершин соединяется не более чем одним ребром).

-»

- параметрическая модель ВП-цепи - оператор преобразования Р(1,в)

входной вещоотвенной переменной 8, эввисящой от вектора

Х=<1,.*2.....1П>. где 6еС0,

С0с ^с и компоненты к связаны с коэффициентами аппрок-симационной модели системой компонентных уравнений. Компоненты

вемрра г соответствуют параметрам ОЭ цроектируемой ВП-цепи.

Конечная цель проведения всех этапов проектирования состоит в создании вычислительного устройства в заданном наборе операционных элементов, получении заданных, рабочих характеристик устройства.

Оператор преобразования ВП-цепи представляется двухкомпо-нентным вектором Г4<0> = < Р(0). Мб) > , где 0 - переменная, характеризую®,ая воздействие на управляемый параметр ВП-цепи;

Р(в) представляется отношением степенных полиномов Р(Йр,В) и (3(5^,8) переменной в параметрического воздействия. "

Р(4„.в) Р(0) . --Е- ;

0(5ч,в)

Л.(в) - компонент оператора преобразования является логическим условием, принимающим одно из.двух значений: 1 (условие выполнено) и О (условие не выполнено).

Для получения аппроксимационной модели ВП-цепи с заданной структурой и в заданном наборе ОЭ, необходимо проводить ДРА с учетом ограничений.

Существуют следующие ограничения аппроксимационной модели ВП-цепи в базовом наборе ОЭ:

- порядки полиномов числителя и знаменателя;

- спектры степеней полиномов сплошные, за исключением свободного члена в числителе, который может быть равен 0;

Рассмотрим логическую схему формирования ограничений при дробно-рациональной аппроксимации. Необходимо отметить, что , на ограничения влияют не только число узлов и число ОЭ, но и способы соединения отдельных СЮ между собой. Следбвательно, для алгоритмизации формирования ограничений требуется или алгоритмизировать процесс определения типа структуры или вводить аналогичную информацию во входные данные при дробно-рациональной аппроксимации. ,■ • .

Начальным блоком формирования ограничений является ввод исходных данных. Далее формируются ограничения и составляется система неравенств. При наличии ограничений-равенств - проводится перерасчет системы, представляющий собой выражение некоторых из коэффициентов a>t связанный равенствами через другие Дальнейший этап - решение системы неравенств и проверка на наличие решения. При h¿совместимости системы изменяются вводимые ограничения и расчет повторяется. Если точность определения достигнута (проверка точности определения), то Выводятся полученные результаты. Если получен отрицательный результат - составляется новая система неравенств.

Примером коррекции полюсно-нулевой диаграммы за счет введения ограничений служит ДРФ термопары типа ТХА ХА(К):

R = -5*10~в+0.8721 *8-1.5599*8г+1 .0478*63 3/2 0.8688-1.5088*8+8г

Полюсно-нулевая диаграмма полученной ДРХ с методической погрешностью 0=0.073% показана lía рис.1,а. По виду полюсногнулевой диаграммы видно, что такая ДРФ не реализуема 'ни од&им из наборов ОЭ. Вводение ограничений в виде неравенства

ао = 0;

остальн. коэфф. = Const; позволило получить ДРФ вида

R = -0.7256*8-0.6783*824-0.8624*83 .

3/2 i -О.7084-0.8324*Э+82

с погрешностью 6=0.133%. Полюсно-нулевая диаграмма принимает вид, проиллюстрированный на рис.1.6.

О ^ +Í 1

■©-;—1 * —r-t-^Q-*-

РИС.1.

Построение ВП-цепей в наборах, отличных от трехтипового базового набора ОЭ, основывается на следующей методике:

1. Определение коэффициентов аппроксимации и вида полюс-, но-нулевой диаграммы;

2. По виду полюсно-нулевой диаграммы проводится выбор типа трехтипового набора ОЭ, отличного от базового набора;

3. Полученный оператор с помощью функций отображения преобразуется в оператор ВП-цепи в базовом наборе ОЭ (определяются коэффициенты при соответствующих степенях).

4. Проводится выбор вида структуры ВП-цепи;

5. Определяются значения параметров ОЭ ВП-цепи в базовом трехтиповом наборе.

6. Обратный переход из базового набора ОЭ в исходный набор.

7. Моделирование разработанной структуры ВП-цепи и контроль методической погрешности.

Примера перехода из различных трехтиповых наборов ОЭ в базовый набор показаны в табл.1., табл.2.

Табл.1.

п/ 'П Набор {с;се;оу} пнд Набор {С;&В;оу}- пнд

1 + а0-а,9 \ ^ V . + 0о П У У

аг-о3В+цвг 1 ид А > и л л ^

2 ч- ао-а>0 X 1 +1 + <а0 +сцХ +1Х

X 1 и (— ■>-X

Табл.2.

У Лп Набор {С0:&В;оу> пнд Набор Ы^вжУ щщ

1 о о + 9 м у 1 V 1 Оо + " +1

А • ил*" -гт©"

2 1- а0-а,& у а " и 1 Г\ II + Оо+О/Х' л«...

л л 1 и » сн-1'ЛХ Р

- 11 -

Следовательно можно сказать, что введены в рассмотрение при формализации решения задач аппроксимации, структурного и параметрического синтеза трехтиповне наборы операционных элементов:

(66,08,ОУ}, {С,(2в,0У), {О.ГШ.ОУ) и {0,1Ш,ОУ}. Для вышеперечисленных наборов снимаются ограничения на расположение одиночного нуля или полюса, находящегося на вещественной оси справа от точки +1

(включая точку +1). Также для наборов {(7,116',0У) и {О.ШЗ.ОУ) снимаются ограничения на расположение нулей или полюсов (определенный вид дга), находящихся в диапазоне.от 0 до +1.

Функции отображения позволили упростить решение задач структурного и параметрического синтеза цепи в нетиповом наборе за счет сведения этой задачи к решению задачи параметрического синтеза в базовом трехтиповом наборе ОЭ.

В третьем разделе рассматриваются вопросы учета ограничений на этапе параметрического синтеза. Предлагается новый способ оптимизации параметров ВП-цепей с параллельно-последовательными структурами.

Результатом параметрического синтеза является получение значений параметров цепи, удовлетворяющих условиям исходной схемной функции. Решением данной задачи служит вектор параметров.представляющий собой действительные значения параметров ОЭ, при использовании которых, ВП-цепь удовлетворяет заданным характеристикам.

Предлагаемая методика параметрической оптимизации основывается на использовании результатов расчета ког^-бициентов чувствительности и представляет собой несколько этапов:

- составление и решение системы кошонентных ураг'^ний;

- расчет методической погрешности и коэффициентов чувствитйльнос-тей;

- ранжирование ОЭ по Ееличине значений коэффициентов чувствитель-ностей (выявляется ОЭ с наибольшим значением коэффициента чувствительности);

- по полученным расчетным значениям ОЭ из ряда номинальных значений сопротивлений резисторов выбирается параметр, наиболее близкий к расчетному значению модели ВП-цепи (данный 03 имеет на текущий момент наибольшую относительную чувствительность, полученную после ранкирования ОЭ):

- проводится перерасчет методической погрешности, коэффициентов чувствительностей (если методическая погрешность сильно ухудшилась, то выбирается другой параметр и расчет повторяется) до обработки последнего (с минимальной чувствительностью) операционного элемента;

- выбор допусков на выбранные параметры ОЭ (значения параметров реальных элементов схем носят случайный характер из-за влияния дестабилизирующих факторов и поэтому на практике важной задачей является задача определения допусков ,ва параметры элементов по заданному в технических условиях допуску на выходную характеристику).

Под коэффициентом чувствительности понимается отношение относительного изменения изменения ибыг к относительному изменению параметра:

8Г

ли,

виг

'I

д и,

вых

А С

I

и,

вых

в С

и,

быт

Взяв частные производные, получим коэффициенты чувствительностей.

Красч ~

в).

г).

Рис.2. Деформация кривой методической погрешности.

На рис.2, показана деформация кривой методической погрешности при изменении значений резисторов ВП-цепи, где Ярасч- кривая методической погрешности с расчетными значениями 03; •

кРивая методической погрешности при выборе из ряда номинальных значений сопротивлений резисторов параметра 03 с текущей максимальной чувствительностью;

кЦст~ кРивая методической погрешности при выборе из ряда 1-го резистора.

Четвертый раздел предлагает методику построения ВП-цепей с использованием АЦМП.

В работе сформулированы основные задачи дробно-рациональной аппроксимации, воспроизводимых функций на АЦМП. К ним относятся: задача безусловной дробно-рациональной аппроксимации, когда подлежащая воспроизведению функция аппроксимируется дробно-рациональной без каких либо ограничений со стороны АЦМП; задача ДРА с ограничениями формируется с учетом инструментальных и функциональных возможностей АЦМП, включающих, в первую очередь, ограничений со стороны разрядности кодовых эквивалентов аналоговых сигналов, принятого способа знако-разрядного кодирования процедуры выполнения арифметических операций.

Проектирования функциональных преобразователей на основе АЦМП с фиксированной системой команд и неизменяемой архитектурой включает следующие основные этапы:

- аппроксимацию воспроизводимой нелинейной зависимости в классе рациональных функций с учетом ограничений реализуемости со стороны архитектуры АШП;

- знакоразрядное кодирование коэффициентов аппроксимации исходя из минимизации времени выполнения программы в условиях ограничения по точности функционального преобразования;

- разработку алгоритма вычислительно-преобразовательного процесса;

- программную реализацию алгоритма;

- отладку программ на кроссовых средствах;

- оценку точностных и временных характеристик прс:рашы функционального преобразования;

- запись программы во внутреннюю память АШП;

- комплексную отладку АЦМП совместно с сопутствующими ему в

- 14 -

системе аппаратными средствами.

К числу основных задач рационального применения АЦМП относится задача сбалансированного распараллеливания ВП-цроцесса, включающее подзадачу совмещения процедур Аналого-цифрового преобразования и формирования программным способом коэффициентов функций преобразования. Подзадачу рационального выполнения основных арифметических процедур, учитывающих особенности кодового представления коэффициентов функционального преобразования, а так же возможность наращивания порядка ДРФ. Совмещение вычисления компонентов ДРФ, включая формирование итогового результата и оператора цифро-аналогового преобразования.

Рассматривая критерий оценки качества программной реализации ВП-процесса, необходимо отметить:

1. Степень сложности реализации в заданной среде:

- объем программной памяти;

- объем памяти данных;

- время обработки программы;

- простота отладки;

- модульность программы.

2. Степень удовлетворения программной реализации исходным требованиям по:

- эксплуатационной погрешности функционального преобразования;

- числу одновременно воспроизводимых нелинейных зависимостей;

- возможности гибкой перестройки АВДП на требуемую функцию преобразования;

- форме представления входных и выходных результатов;

- динамике реализации в условиях заданных входных воздействий;

- сложности структур исходных данных и коэффициентов функционального преобразования;

- простоте сопровождения программного обеспечения АЦМП.

Предложена методика поиска рационального решения-задачи ДРА, базирующееся на последовательном введении ограничений реализуемости при итеративной процедуре поиска результата аппроксимации с учетом возможностей знако-разрядного кодирования.

В пталожешш содержится алгоритмическое обеспечение процедур проектирования ВП-цепей и сетей АЦМП, доказательства теорем, результаты экспериментальных исследования, а также документы, ■ подтворздающие внедрение результатов робот.

- 15 -

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ДИССЕРТАЦИОННОЙ РАБОТЫ

1. Основные положения синтеза ВП-цепей в различных трехтиповых наборах ОЭ, отражающие в себе определение алпрокснмационных ограничений, аппарат функций отображения, параметрический сиптез, условия физической реализуемости ВП-цепей в трехтиповых наборах, отличных от базового.

2. Методика проектирования ВП-цепей в трехтиповых наборах ОЭ.

3. Классификация вариантов расположения нулей и полюсов воспроизводимых дробно-рациональных функций по признаку реализуемости различными наборами ОЭ.

4. Алгоритм оптимизации параметров ОЭ, позволяющий сузить область определения вектора параметров до стандартного ряда номиналов и упростить методику настройки преобразователей.

5. Рекомендации по выбору ограничений для коррекции полюсно-ну-левых диаграмм на этапе проведения дробно-рациональной аппроксимации.

6. Инженерная методика интерпретации в базисе АЩП поведения ВП-цепей на необратимых операционных элементах. ■

'ПУБИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

' 1. Герасимов.И.В., Синицын Ю.И., Филиппов Е.в. структурный метод линеаризации датчиков в измерительных системах. / Разработка архитектуры и программного обеспечения вычислительных систем обработки информации в реальном времени, использующих микромощную базу: Тез. докл. межотраслевого научно-технического семинара. -Усть-Нарва, Эстонская ССР, 1991.

2. Синицын Ю.И. Структурная линеаризация датчиков . ? Актуальные проблемы развития радиотехники, электроники и связи : Тез. докл. 47-й областной конф. - Санкт-Петербург, 1992.

3. Синицын Ю.И. Оптимизация параметров в рамках структурной модели. / СПбГЭТУ - С-Петербург, 1992. - 10 с. Деп. в ВИНИТИ. -N 3134 - В92 от 29.10.92.

■А. Синицын Ю.И., Филиппов Е.В. Организация нелинейных каналов контроля температуры в'технологических; процессах. / Метода и средства управления технологическими процессами: Тез! докл. межреспубликанской конф. - Саранск,- 1991.

-16 -

ь. С;гшщин Ю.И., ошшшов Е.В. Структурный сштеа и рвала ващш штроилокгчюшшж шчЕслнтельт-првобразователышх уог ройстс . / Пробдош рааштия радиотехники, олшктроишси и связи Таи. докл. 46-й областное кон$. - Сашга-Пайербург, 1991.

Подл, к печ. 22.СЙ.93 йорыат £0»84 1/16.

Офсетная начать. Шч. л. 1,0; уч.-изд.л. 1,0. Твраг 1П0 вк З&к.У 29 Бесплатно

Ротапринт спбгэту 197376, Санкт-Патербург, ул. Проф. Попова, 5.