Создание модели и моделирование элементов дискретного устройства
Курсовой проект - Компьютеры, программирование
Другие курсовые по предмету Компьютеры, программирование
µки элементов. Входными данными для процедуры служат описания элементов в текстовой форме. Процедура осуществляет создание в оперативной памяти структур данных, представляющих собой модели элементов дискретного устройства.
. Моделирование элементов. Входными данными для процедуры являются идентификатор типа элемента, значения на входах элемента. Выходными данными является значение на выходе элемента.
1.1 Входные данные
Вся информация необходимая для создания модели логического элемента дискретного устройства хранится в текстовом файле, путь к которому задается в интерфейсе.
Текстовый файл, хранящий список типов элементов, представляющий собой библиотеку элементов. Данный файл содержит четыре строки с описанием логических элементов и имеет следующую структуру:название элемента vxodov количество входов vixodov количество выходов zaderjka задержка
Пример:and vxodov 2;3;4 vixodov 1 zaderjka 1
Входными данными для моделирования работы логических элементов является идентификатор элемента, количество входных контактов, а так же подаваемые на входные контакты сигналы полученные от модуля Моделирование ДУ.
1.2Выходные данные
Результатом работы модуля cоздание элемента ДУ является модель логического элемента в ОП. Результатом работы модуля моделирование элемента ДУ является значения сигнала на выходе моделируемого элемента.
2. Описание метода решения задачи
.1 Общие вопросы моделирования
При изготовлении и эксплуатации цифровых устройств требуется иметь средства проверки правильности их функционирования. Одним из таких средств являются проверяющие тесты. При построении и анализе тестов широкое применение находит моделирование на логическом уровне.
Логическое моделирование заключается в построении математической модели исследуемого устройства - системы соотношений, описывающей поведение этого устройства с заданной точностью, и последующем анализе поведения этой модели по ее реакции на входные воздействия.
Существуют различные методы и алгоритмы моделирования. Основными характеристиками моделирования являются адекватность, быстродействие и объем памяти, необходимый при реализации. Под адекватностью понимается степень соответствия результатов моделирования истинному поведению исследуемого ДУ. Адекватность моделирования зависит в основном от принятой модели ДУ, моделей элементов и сигналов, способа учета временных соотношений между сигналами. Как правило, повышение степени адекватности связано со снижением быстродействия и увеличением требуемого объема памяти, поскольку усложнение модели ведет к увеличению объема и времени обработки. Наиболее быстрыми являются алгоритмы двоичного моделирования без учета задержек, где реальный порядок срабатывания элементов не принимается во внимание. Существенно ниже быстродействие алгоритмов двоичного моделирования с учетом номинальных задержек элементов. Во многих случаях необходимо принимать во внимание не только номинальные значения задержек, но и их разброс. Быстродействие таких алгоритмов, как правило, ниже. Поэтому выбор метода моделирования часто является результатом компромисса между различными требованиями и зависит от класса рассматриваемых ДУ, вида решаемой задачи, имеющихся в распоряжении вычислительных ресурсов и т.д.
При моделировании входным, выходным и внутренним переменным приписываются значения, которые называются символами. Совокупность различных символов, используемых при моделировании, называется алфавитом моделирования. Моделью сигналов называется соответствие между реальными сигналами и символами принятого алфавита. Простейшим и наиболее распространенным является двоичный алфавит {0, 1}. Для учета неоднозначности поведения устройства используется троичный алфавит {0, 1, x}, где символ x обозначает неизвестное или неопределенное значение. В некоторых задачах удобно ставить в соответствие символу x также безразличное значение сигнала. Другими словами, если некоторой переменной приписан символ x, сигнал на соответствующем полюсе устройства может быть равен 0, либо 1. При анализе состязаний используется алфавит либо троичный, либо с большим числом символов, позволяющий уточнить характер переходных процессов.
Необходимо отметить, что с ростом значности алфавита быстро увеличивается время моделирования, а также и требуемый объем памяти.
Элементом ДУ называется конструктивно и функционально законченная часть ДУ, не подлежащая дальнейшему расщеплению. Элементы ДУ представляются как структурными, так и функциональными моделями. Простейшие логические элементы (И, ИЛИ, И-НЕ и т.п.) практически всегда представляются функциональными моделями.
Простейшей моделью элемента комбинационного базиса, используемой при двоичном моделировании, является реализуемая им булева функция, заданная с помощью таблицы истинности или любым другим способом. При многозначном моделировании модель элемента задается с помощью многозначной таблицы истинности. В алгоритмах, учитывающих временные соотношения между сигналами, модели элементов могут иметь более сложный вид. Так, модель элемента может содержать сведения о значениях задержки при переключении из 0 в 1 и из 1 в 0 по какому входу (номинальные, минимальные, максимальные значения задержки, возможно, распределение вероятности значения задержки), об импульсной помехоустойчивости элемента и т.п.
Библиотека элементов.