Создание модели и моделирование элементов дискретного устройства
Курсовой проект - Компьютеры, программирование
Другие курсовые по предмету Компьютеры, программирование
В описании схемы для каждого элемента указывается только его тип, но не описывается функционирование. Это предполагает наличие в памяти ЭВМ специальной библиотеки, в которой для каждого типа элемента приведены сведения, необходимые при моделировании. При разработке структуры библиотеки элементов должно быть обеспечено удобство работы с ней (включение, исключение, замена элементов).
Элементы ЦУ обладают огромным разнообразием реализуемых функций. Для эффективной реализации моделирования таких элементов невозможно создать одну универсальную модель, поэтому используется несколько моделей представления функции.
Директивы моделирования служат для управления процессом моделирования, позволяя задавать алгоритм моделирования, начальные условия, форматы данных, параметры моделирования и т.д. Развитый язык директив значительно увеличивает ценность системы моделирования как инструмента разработчика аппаратуры. Например, директивы используется:
для задания начального состояния схемы;
для задания максимального числа итераций (тактов);
для введения нестандартных неисправностей;
для сравнения результатов моделирования с ожидаемыми результатами и выдачи сообщений о возможных расхождениях. [3]
2.2 Моделирование элементов
Задача моделирования заключается в следующем - по значениям на входах логических элементов определить значения на выходах и задержку переключения элементов. Есть несколько способов моделирования:
А) Использование моделей на основе функций инструментального языка программирования. В этом случае параметры процедуры - входные и выходные значения. Для этого на каждый тип элемента нужно писать свою функцию, что существенно увеличивает размер кода (использование библиотек и т.п).
Б) Использование моделей на основе таблиц. При таком способе функции элементов задаются в табличной форме. В этом случае можно использовать одну функцию для моделирования элементов. Однако описание элементов со сложными функциями значительно увеличивает размерность таблиц, к тому же поиск по большой таблице занимает много времени.
В) Использование моделей на основе спецификации. Этот способ похож на первый, но в нем одна функция выполняет моделирование группы однотипных элементов. Параметры, различные для разных элементов, описаны в специальном блоке данных, называемом спецификация.
В данной курсовой работе будет использована модель на основе спецификации.
Модель на основе спецификаций включает универсальную программу для некоторого множества однотипных элементов и спецификацию - набор данных, в котором указываются особенности моделируемого элемента. Преимущества такой модели в том, что создается одна процедура на группу элементов, что позволяет добавлять новые элементов без спецификации. [5]
2.3 Создание модели элемента ДУ
Модель элемента дискретного устройства предназначена для использования в процессе моделирования ДУ и содержит информацию о функционировании элемента.
Модель элемента ДУ должна содержать информацию о функции элемента, о временных характеристиках функционирования элемента.
Модель элемента дискретного устройства на основе спецификаций представляет собой универсальную процедуру, выполняющую моделирование некоторого множества однотипных элементов, отличающихся количеством входов, выходов, а также временными задержками.
К модели элемента дискретного устройства предъявляются такие требования:
. Обеспечение заданной адекватности моделирования;
. Минимальный объем памяти для представления модели;
. Максимальное быстродействие обработки модели.
Для создания модели элемента необходимо указать его название, количество входных контактов, временные задержки переключения.
2.4 Описание работы логических элементов
Таблица 1. Обозначение элементов
)Элемент И (AND) реализует конъюнкцию (логическое умножение) двух или более логических значений.
Единица на выходе схемы И будет тогда и только тогда, когда на всех входах будут единицы. Когда хотя бы на одном входе будет нуль, на выходе также будет нуль.Связь между выходом z этой схемы и входами х и у описывается соотношением z = х ^ у (читается как х и у). Операция конъюнкции на функциональных схемах обозначается знаком & (читается как амперсэнд), являющимся сокращенной записью английского слова and.
)Элемент И_НЕ (NAND)
Ноль на выходе схемы И-НЕ будет тогда и только тогда, когда на всех входах будут единицы. Когда хотя бы на одном входе будет нуль, на выходе будет единица.
)Элемент ИЛИ (OR)
Схема ИЛИ реализует дизъюнкцию (логическое сложение) двух или более логических значений.
Когда хотя бы на одном входе схемы ИЛИ будет единица, на ее выходе также будет единица. Знак 1 на схеме - от устаревшего обозначения дизъюнкции как >=! (т.е. значение дизъюнкции равно единице, если сумма значений операндов больше или равна 1). Связь между выходом z этой схемы и входами х и у описывается соотношением z = х или у.
)Элемент ИЛИ-НЕ (NOR)
Когда хотя бы на одном входе схемы ИЛИ-НЕ будет единица, на ее выходе будет ноль. Если ну входе все нули, то выходе будет единица.
)Элемент НЕ (NOТ)
Схема НЕ (инвертор) реализует операцию отрицания.
Связь между входом х этой сх