Структурный синтез автоматов управления системами обработки информации реального времени

• Автор: Мухопад, Александр Юрьевич
• Шифр специальности: 05.13.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Иркутск
• Количество страниц: 198 с. : ил.

Содержание

Перечень условных обозначений.

Введение

Глава 1. Методы анализа и синтеза информационноуправляющих

систем реального времени.

1.1. Анализ и синтез микроэлектронных информационно

управляющих систем.

1.2. Микропрограммное управление.

1.3. Методы повышения надежности дискретных устройств

1.4. Реализация автоматов управления на программируемых

логических интегральных схемах.

Выводы по главе 1
Глава 2. Управление техническими системами реального времени.
2.1. Анализ структурной организации автоматов управления.
2.2. Анализ и синтез быстродействующих автоматов.
2.3. Методика синтеза сложных автоматов
2.4.Структурная организация микропрограммных автоматов
с выбором логического условия
2.5. Моделирование сложных автоматов на микроконтроллерах
2.5.1. Методы моделирования автоматов
2.5.2. Моделирование сложных автоматов.
Выводы по главе 2
Глава 3. Контроль и диагностика автоматов управления в
системах реального времени.
3.1. Контроль автоматов на основе кодов с фиксированным
числом единиц
3.2. Метод динамического контроля автоматов
3.3. Контроль автоматов при многократных ошибках
3.4. Метод резервирования комбинационной схемы
автомата с самоконтролем
Выводы по главе 3.
Глава 4. Устройства управления в технологических и
технических системах реального времени
4.1. Алгоритмы сложения чисел с плавающей запятой.
4.2. Адаптивный цифровой фильтр.
4.3. Автомат управления спецпроцессором функционального
контроля БИС ПЗУ.
4.4. Система реального времени управления режимом
стабилизации мощности газового лазера
4.5. Управление процессом криптографической защиты информации
4.6. Система управления медицинским прибором.
Выводы но главе 4
Заключение.
Литература


И. Баранов, В. В.Соловьев, В. А.Горбатов и др. Однако БИС, кроме достоинств, имеют и большие недостатки, связанные с чрезвычайной подверженностью радиации, сильным электромагнитным полям и температурным перепадам. Попытки разрешения этих проблем конструктивными методами могут привести к другим трудно разрешимым проблемам (защита толстыми свинцовыми оболочками и др. Ламповая техника создавала меньше проблем, т. Но наличие энергоемкого накала катода и большие габариты привели к необходимости замены. Еще меньше проблем было в ферритовой технике, т. Более того, ферритовая техника не потребляет энергии, когда не подаются импульсы записи или считывания, а они воздействуют при каждом такте только на 1-2 ячейки. При оптимальном конструировании % схем могло состоять из ферритовых матриц, не содержащих полупроводниковых элементов. Такие схемы работоспособны в широчайшем температурном диапазоне и практически не подвержены радиации и электромагнитным помехам. Однако необходимость намоточной (проволочной) трудоемкой технологии привели к необходимости их замены. От этой техники остались на сегодня лишь магнитные пленки, ленты и диски. Многие технологические процессы имеют пожароопасный и взрывоопасный характер (нефтехимия, газопроводы, лакокрасочные цеха, производство горючих и взрывчатых веществ и др. Здесь фактор быстродействия не существенен, однако не допустимы агрегаты, имеющие электропитающие установки любого уровня напряжения. В этом плане наиболее перспективна пневмоавтоматика и струйная техника, «не боящаяся» никаких воздействий. Неисправность (потеря целостности питающей или внутрисхемной проводящей линии) приведет лишь к утечке в атмосферу части воздуха, как носителя информации («пшик») и прекращение функционирования устройства. Развитие пневмоавтоматики и струйной техники для судостроения, летательных аппаратов и технологических процессов, проходящих в экстремальных условиях, сдерживалось применением так называемой планарной технологии размещения элементов и устройств []. Предложенная авторами [,,] объемная технология проектирования СРВ позволяет строить малогабаритные пневмоматрицы и наметить основы нового теоретического подхода к анализу и синтезу пневмонаноструктур. Основой построения МПА является память ограниченного объема и комбинационные схемы. Простейшим автоматом является триггер. Повышению устойчивости и безотказности триггеров, регистров и счетчиков посвящены работы [8,0]. Для автоматов с логическими условиями повышение надежности на выбранной элементной базе в первую очередь связано с оптимизацией за счет минимизации булевых функций и специальных способов кодирования. Вопросам кодирования автоматов, в том числе противогоночного, посвящено большое число работ. Анализ развития этого направления хорошо изложен в работах [5,7,,,,,,8,6,0,6]. Использование в автоматах двух регистров с парафазной связью и синхронизацией импульсами х и т (x(t)&x(t) = 0) снимает проблему противогоночного кодирования синхронных автоматов. Имеются работы, посвященные выбору кодов, обеспечивающих минимальное число логических элементов или обеспечивающих экономию энергозатрат за счет минимизации числа переключений /Hartmanis J. Stearns R. Algebraic Structure Theory of Sequentive Machines// Prentice Hall Inc. N.Y. Ю.Г. Карпов [], используя эвристические приемы на примерах автомата с 2 логическими условиями и 8 состояниями, убеждает в возможности и эффективности поиска кодов минимизирующих затраты. Формальная процедура такого кодирования приведена в [,,,,], а на основе дифференцирования булевых функций и построения кодирующего дерева предложена В. А. Горбатовым []. Вопросы кодирования тесно переплетаются с вопросами минимизации булевых функций и декомпозицией конечных автоматов [7,,,,]. Одна из первых постановок по минимизации конечных автоматов связана с уменьшением числа состояний за счет объединения тех состояний в графе, которым «приписаны» одни и те же микрооперации и переход к которым из разных состояний осуществляется по одному и тому же условию.