Красічков Олексій Олександрович. Методи синтезу керуючих автоматів на конфігурованих логічних блоках

Краткое описание

Красічков Олексій Олександрович. Методи синтезу керуючих автоматів на конфігурованих логічних блоках: дис... канд. техн. наук: 05.13.13 / Донецький національний технічний ун-т. - Донецьк, 2004

Красiчков О.О. Методи синтезу керуючих автоматів на конфігурованих логічних блоках. Рукопис.
Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.13.13 обчислювальні машини, системи та мережі. Донецький національний технічний університет, Донецьк, 2004.
На основі теоретичних і експериментальних досліджень в роботі запропоновано нові структури і методи синтезу автоматів Мілі на лічильнику з розділенням кодів станів. Запропоновано використання лінійних послідовностей станів чотирьох видів, ефективне застосування котрих приводить до мінімізації логічної схеми автомата. Розроблено алгоритм вибору оптимальної структури автомата по заданої граф-схемі алгоритму.
Запропоновано метод приведення декомпозиції булевих функцій шляхом представлення вихідної функції у виді сукупності двох свідомо реалізованих на КЛБ підфункцій.
Запропоновано метод розширення функціональної декомпозиції, в основі якого лежить штучне збільшення числа аргументів вихідної булевої функції з подальшою її мінімізацією.
Отримано експериментальні залежності числа кроків запропонованих методів декомпозиції і числа КЛБ від числа аргументів реалізованих функцій. Для отриманих структур виконано аналітичні оцінки витрат логічних схем автоматів. Дослідження проводилися з застосуванням імовірнісного підходу на окремих класах ГСА.

В дисертаційній роботі дано рішення актуальної наукової задачі, важливої для промисловості засобів цифрової автоматики і обчислювальної техніки, що полягає в розробці нових структур і методів синтезу логічних схем пристроїв керування, орієнтованих на реалізацію в базисі ПЛІС FPGA, і методів оцінки їх ефективності. У процесі досліджень вирішені наступні задачі:

Виконано аналіз: відомих структур автоматів на лічильниках і їх особливостей; сучасного елементного базису, використованого при синтезі цифрових пристроїв; відомих методів реалізації систем булевих функцій у базисі FPGA.
Розроблено структури і методи синтезу автоматів Мілі на лічильнику з розділом кодів станів, запропоновано алгоритм вибору оптимальної структури автомата.
Розроблено метод приведення для декомпозиції булевих функцій, орієнтований на швидку реалізацію БФ з довільним числом аргументів.
Розроблено метод розширення для декомпозиції булевих функцій, орієнтований на мінімізацію числа КЛБ при реалізації БФ з довільним числом аргументів.
Отримано аналітичні залежності числа КЛБ від числа аргументів реалізованих БФ.
Отримано аналітичні залежності: параметрів логічних схем запропонованих структур автоматів при синтезі їх розробленими методами, у залежності від числа рядків ПСТ; зниження витрат у схемах автоматів, у залежності від співвідношення розрядностей лічильника і регістра.