1895

Логическое и временное моделирование схем. Методы параллельного и событийного моделирования. Понятие риска, классификация и методы его обнаружения

Доклад

Коммуникация, связь, радиоэлектроника и цифровые приборы

Моделирование КС заключается в том, что по функциональной схеме и входному набору (заданным значениям сигналов на всех входных полюсах схемы) вычисляются значения сигналов на выходах всех элементов схемы (внутренних и выходных).

Русский

2013-01-06

21.62 KB

19 чел.

Логическое и временное моделирование схем. Методы параллельного и событийного моделирования. Понятие риска, классификация и методы его обнаружения.

Моделирование КС заключается в том, что по функциональной схеме и входному набору (заданным значениям сигналов на всех входных полюсах схемы) вычисляются значения сигналов на выходах всех элементов схемы (внутренних и выходных). При моделировании работы каждого элемента учитываются не только реализуемая им функция, но и временные характеристики, возможность неисправной работы. Т.е. моделирование сводится к имитации последовательности работы элементов в соответствии с их связями в схеме при поступлении входного набора (последовательности входных наборов). Для проведения моделирования должны быть заданы функциональная схема, модели элементов с учётом функциональных и временных параметров и последовательность входных наборов (тест).

Моделирование КС применяется при проверке правильности функционировании схемы (соответствии её работы требуемому в задании), при выявлении наличия рисков, при исследовании влияния неисправностей на работу схемы, при построении тестов.

Наглядно процесс моделирования представляется на временной диаграмме. По оси х откладываются значения (0 или 1) входных переменных xi , внутренних и выходных элементов в соответствии с временем изменения входных сигналов и задержками распространения сигналов в КС с учётом задержек элементов.

Методы моделирования. Процесс моделирования можно выполнять, учитывая различные параметры сигналов, элементов схемы и т.д.. В зависимости от этого разрабатываются различные методы моделирования:

  1.  Параллельное и событийное моделирование. Параллельное – в каждом микротакте вычисляются все значения элементов схемы. Метод событийного моделирования основан на следующем: изменение значения выходного сигнала элемента вызывается изменением входных сигналов, таким образом, необходимо моделировать только те элементы, для которых произошло изменение значения хотя бы одного входного сигнала. Такие элементы называются активными.
  2.  Логическое моделирование выполняется при следующих ограничениях: значения сигналов могут быть только 0 или 1, причём изменяются эти значения мгновенно.
  3.  Временное моделирование. Разные элементы имеют разные задержки. Более того, в различных режимах работы задержки формирования сигнала – различны, так переходы 1 -> 0 и 0 -> 1 обычно занимают разное время. Задержки одного типа элемента для различных физических элементов – различны и, более того, они изменяются во времени. Поэтому временное моделирование можно разделить на:
  4.  Задержки всех элементов одинаковы;
  5.  Задержки элементов разных типов различны, но не зависят от входных наборов;
  6.  Задержки зависят от входных наборов, но являются константами;
  7.  Задержки задаются как некоторые вероятностные функции.

Определение состязаний и рисков

Вследствие задержек сигналов в элементах КС происходит их неодновременное изменение на различных элементах схемы, измененные сигналы с внутренних элементов схемы поступают на входы элементов следующего яруса, причём изменения сигналов распространяются по различным связям, по разным путям в КС с неодинаковыми задержками. Разновремённость смены значений сигналов, распространение этих изменений от входов КС к выходам по разным путям с различными задержками называется состязаниями сигналов. Состязания могут приводить к некоторым непредусмотренным логикой работы схемы явлениям. В КС могут возникать на выходах внутренних и выходных элементов кратковременные не предусмотренные логикой работы схемы изменения сигналов – риски. Риск возникает во время переходного процесса при изменении входного набора. После формирования установившегося режима все явления, связанные с риском, заканчиваются.

Классификация рисков

Состязания сигналов в КС возникают при изменении входного набора, переходе от входного набора N1 к N2. Переход может быть статическим, если f(N1) = f(N2), т.е. логикой работы схемы не предусматривается изменение выходного сигнала y, или динамическим если f(N1) = . В обоих случаях могут возникнуть состязания а значит и риски.

Динамические риски

Статические риски

F(N2) =0

F(N1) =1

F(N2) =1

F(N1) =1

F(N1) = 0

F(N2) = 0

F(N1) = 0

F(N2) = 1

Риск называется статическим, если он возникает на переходе при предусмотренном логикой работы не изменном выходном сигнале. Риск называется динамическим, если он возникает, сопровождая предусмотренное логикой работы изменение выходного сигнала схемы (в этом случае сигнал трижды изменяется). При формировании перехода изменяются один или несколько входных сигналов, т.е. может быть рассмотрен интервал перехода. Риск называется функциональным, если значения функции хотя бы на одном пути движения от начального к конечному набору интервала перехода либо двукратно изменяется на статическом переходе, либо трехкратно – на динамическом. Риск называется логическим, если значения функции на всех наборах интервала статического перехода одинаковы, или для динамического перехода на всех путях движения от начального к конечному набору функция меняется однократно. Итак, риск функциональный, если его можно предсказать, анализируя интервал перехода, иначе – риск логический. Очевидно, что на соседнем переходе (при изменении значения только одной переменной) функциональных рисков быть не может.

Метод обнаружения риска

Анализ рисков на переходе N1->N2 осуществляется на основе следующего алгоритма: проводится логическое моделирование КС на наборах N1 и N2, если сигнал на выходе КС не изменяется, то переход статический, иначе динамический.

Для статического перехода проводится троичное моделирование на наборе N1/N2, если на выходе КС формируется сигнал х то есть возможность статического риска и тогда проводится логическое моделирование КС на всех внутренних наборах интервала перехода N1/N2. Если таких наборов нет или на всех внутренних наборах значение сигнала такое же, как на наборах N1 и N2, то статический риск – логический, если на внутренних наборах значение сигнала на выходе КС отличается от его значения на наборах N1 и N2, то статический риск – функциональный.

Если переход динамический и внутренних наборов интервала перехода N1/N2 нет, то риска тоже нет. Если же есть внутренние наборы (наборы N1 и N2 отличаются значениями более чем одной переменной), то вычисляются значения выходных сигналов КС на всех внутренних элементах интервала N1/N2 и строятся варианты разбиения интервала перехода на динамический переход и подинтервал статического перехода или на подинтервал статического перехода и динамический переход. На всех выделенных под интервалах статического перехода производится анализ статического риска (его выявление и классификация на логический и функциональный).


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

22339. Массивы переменные как однородные статические структуры данных. Строки символов. Инициализация переменных и массивов. Управляющие конструкции языка Си: синтаксис и семантика 47 KB
  Так например для представления строки содержащей 40 символов в программе необходимо иметь описание вида char string[41]; т. Имя функции и назначение: strcat добавление строки string2 в конец строки string1 Формат и описание аргументов: char strcatstring1 string2 char string1; Указатель на строкуприемник char string2; Указатель на строкуисточник Возвращаемое значение равно адресу начала стороки string1 т. Имя функции и назначение: strchr поиск первого вхождения символа sym в строку string...
22340. Преобразователи частоты (ПЧ) 264 KB
  Преобразователи частоты ПЧ Преобразователи частоты предназначены для переноса спектра радиосигнала из одной области радиочастотного диапазона в другую. Рисунок Перенос спектра сигнала преобразователем частоты Обобщенная структурная схема ПЧ приведена на рисунке 2. ПЧ состоит из нелинейного элемента НЭ смесителя фильтра промежуточной частоты ФПЧ и гетеродина Г. Рисунок 2 Структурная схема преобразователя частоты Смеситель можно представить шестиполюсником на который подаются напряжения преобразуемого сигнала uC и гетеродина...
22341. Детекторы радиосигналов 676.5 KB
  Амплитудные детекторы Амплитудный детектор устройство на выходе которого создается напряжение в соответствии с законом модуляции амплитуды входного гармонического сигнала. Если на входе АД действует напряжение ивх модулированное по амплитуде колебанием с частотой F то график изменения этого напряжения во времени и его спектр имеют вид показанный на рисунке 2а. Напряжение на выходе детектора ЕД рисунок 2б должно меняться в соответствии с законом изменения огибающей Uвх входного напряжения ивх. Таким образом напряжение на выходе АД...
22342. Прием цифровых сигналов при наличии шумов 191 KB
  Модуляция несущей происходит в передатчике и параметры модулированного сигнала полностью определяются выбранным методом модуляции и возможностями элементной базы. Ситуация усложняется еще тем что все параметры среды распространения сигнала определяются только статистически и в значительной степени приближенно. Функциональные схемы приемника цифровых сигналов Для высокочастотного сигнала типовой приемник имеет функциональную схему супергетеродина т.
22343. Синхронизация гетеродина приемника с несущей частотой 112.5 KB
  Вовторых применение оптимального фильтра максимизирующего отношение сигнал шум принятого сигнала также требует снятие отсчетов в строго определенные моменты времени. Эта необходимость возникает в том случае когда в приемнике используется когерентное детектирование ВЧ сигнала. Следовательно несущая и тактовая частоты должны быть восстановлены непосредственно в приемнике из принятого сигнала или получены от того же самого передатчика в виде опорного пилотсигнала. Параметры принятого сигнала Передаваемый и принимаемый сигналы...
22344. КРАТКАЯ ИСТОРИЯ ВОЗНИКНОВЕНИЯ РАДИО. ОСНОВНЫЕ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ СИГНАЛА В РАДИОПРИЕМНОМ ТРАКТЕ 71.5 KB
  ОСНОВНЫЕ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ СИГНАЛА В РАДИОПРИЕМНОМ ТРАКТЕ Краткая история возникновения радио Свою историю радио начинает с экспериментов Герца по проверке уравнений Максвелла. Поэтому в радиоприемном тракте необходимо решать задачи: выделения полезного сигнала из смеси его с помехами; выделения модулирующей функции; выделения передаваемой информации из модулирующей функции и ее преобразование к удобному для дальнейшего использования виду. Решение перечисленных задач в радиоприемном тракте осуществляется с помощью следующих функций:...
22345. Основные архитектуры РПТ. Шумовые характеристики, динамический диапазон 431.5 KB
  Как и в квадратурном смесителе здесь используется пара идентичных смесителей на которые помимо РЧ сигнала подается сигнал с гетеродина в квадратуре. Сигналы в I и Q каналах содержат полную информацию об огибающей входного сигнала и могут быть обработаны в соответствующим образом построенном демодуляторе. В приемнике прямого преобразования наличие рассогласования в цепях смесителя и ФНЧ не ведет к ухудшению селективности а лишь к некоторому искажению полезного сигнала что зачастую не имеет никакого значения при приеме цифровых данных....
22346. Входные каскады РПТ. Высокочастотные фильтры, УРЧ 247.5 KB
  С точки зрения минимизации вносимых приемником шумов следовало бы в качестве первого каскада использовать малошумящий усилитель МШУ имеющий максимальный коэффициент усиления и минимальный коэффициент шума. Современные МШУ имеют коэффициент шума до 0. В диапазоне частот 450 мГц МШУ имеет коэффициент шума 2. Суммарный коэффициент шума в последовательном включении МШУ фильтр рассчитывается по 1.