Методы логического моделирования

Существует несколько отличающихся методов:

1)решаемыми задачами;

2)исходными данными;

3)трудоёмкостью моделирования.

Методы классифицируются:

1. по признаку учёта задержек элементов в схеме, если задержки не учитываются, то метод синхронный, если учитывается, то асинхронный;

2. по виду модели сигнала (2-х значное моделирование, 3-х, 5-ти значное моделирование);

3. по последовательности решаемых логических уравнений.

1. Метод сквозной (проход последовательностью с входа на выход, не пропуская ни одного уравнения);

2. Событийное моделирование (решаются лишь те уравнения, для которых изменялись значения аргументов, если входные сигналы не изменены – уравнения не решаются).

Первый метод моделирования:

Синхронное логическое моделирование является:

• синхронным;

• двухзначным;

• сквозным.

Оно не учитывает:

• задержки;

• неопределённые состояния;

• состояние перехода из 0 в 1.

Решаемые задачи: проверка правильности логического функционирования схемы без учёта задержки. Если правильно, то провести моделирование с учётом задержки

,

i – количество логических элементов;

- период синхроимпульса.

2 фрагмент: если отрицательный ответ, то нужно исправить схему, синхронное моделирование имеет два варианта реализации:

1 вариант: в схеме отсутствует обратная связь;

2 вариант: с наличием обратной связи.

Пример: провести моделирование в схеме.

1 шаг: производим ранжирование сигналов в схеме для обеспечения причинно-следственных связей, при решении логических уравнений. Это нужно, чтобы определить последовательность решения логических уравнений.

х

&

1

х8

&

х2

х5

1

х7

х3

&

х6

х

r = 0

r = 1

r = 2

r = 3

4

В данном случае все сигналы разбиваются на ранги (0, 1, 2, 3)

r = 0 – включает входные сигналы (х1, х2, х3, х4);

r = 1 – ; ; ;

r = 2 – ; ;

r = 3 – .

На основе логических уравнений составим таблицу истинности:

х1	х2	х2	х4	х5	х6	х7	х8
1	0	0	1	0	0	0	0
1	0	1	1	0	1	1	1

Сравниваем результаты моделирования с необходимыми логическими преобразования устройства.

Результаты ↔ ТЗ (техническое задание)

1. Если результаты сравнения соответствуют ТЗ, то анализируем влияние задержки в устройстве: - устройство работоспособно, - не удовлетворяет условию. Вывод: устройство правильно функционирует.

2. Результаты моделирования ТЗ не совпадают. Редактируем схему, затем повторно проводим синхронный анализ.

Особые случаи синхронного моделирования схемы, содержащей обратную связь (Ильин):

х

&

х4

r = 3

r = 2

1

х6

1

1

х7

х 2

&

х5

х

r = 0

3

х4

r = 1

Блок задержки в исходной схеме отсутствует; вводится дополнительно при реализации алгоритма расчёта.

Алгоритм расчёта:

1. временно разрываем обратную связь до момента появления в ней сигнала с выхода. Функционально это достигается введением блока задержки;

2. считаем, что на вход элемента с обратной связью поступает заданный нами сигнал (либо 0, либо 1). Аналог начальных условий при расчёте переходных процессов в цепи;

3. ранжируем сигналы, при этом цепи обратной связи присваиваем нулевой ранг;

4. записываем в соответствии с рангами состояния сигналов и логические уравнения.

r = 0: х4, х1, х3, х6;

r = 1: ; ;

r = 2: ;

r = 3: .

5. задаём входные сигналы и рассчитываем промежуточные значения и выходные величины

|вход |выход

х1	х2	Х3	х4	х5	х6	х7	х8
1	1	0	0	1	0	0	1
0	1	1	0	0	1	1	0

“+” синхронного моделирования:

а) наименьшая трудоёмкость расчёта (не используются исходные данные);

б) не требуется знания времени задержки.

“-” синхронного моделирования:

а) решается лишь одна задача.

Данный метод исторически – наиболее ранний.