Введение к работе
Актуальность проблемы і
Увеличений скорости работы алеизктнсй базы существенно «эменило временные пропорции на всех конструктивних уровнях ' между затратами на передачу сигналов и их непосредственную ло- , гпческую обработку в активных элементах, что привело к пере- . распределению задачи временной верификации меаду функционально-логический и конструкторский эгалаии прсеотироганна, ебли-' женим этих этапов и возникновению целого ряда новых задач.
Без ссестороннего развития средств многоуровневого сквозного анализа временного поселения высокоскоростная логических устройств невозможно ни аффективное проектирование, ли даль-neftsee безотказное функционирование высокопроизводительны:* вычислительных комплексов, создание которых имеет ааяное народ-.. но-хозяйственкое значение как для реализации текущих задач в различных областях, так и рр.л дальнейшего развития общества.
В работе делается попытка осмыслить и систематизировать'.... зтм проблемы на основе опыта конкретной разработки. Проблемы проектирования линий ссдзіі при работе устройств на частотах быееэ 50 цГц имєіуг как бы три составляющих: порвал связана с;; ограниченностью скорости распространения сигналов, вторая - с . отражением сигн&яоп от неоднородности ft, а третья - с физической реализацией связей, учитывающей как поране'дрз состав-".- лающе, так и ограниченность трассировочного пространства. *
Т.е. в традиционные методы конструкторского, проектирования, работающие в ' осносном да геометрические критериям связности, ;
планарности, равномерности, іікнимяльности длин и Т.д., несбхо-. днмо органически вписать нремс-шше критерии работы схем. .
Цель райзты и задачи исследования
Цель к работ является разработка методологии временной''-.-! Еерификадии' логических устройств, выполненных на нескольких конструктивных уровнях, и выработка методов управления логи*-ческим и конструкторским проектированием на сскссе критериев,,.; ..полученных ь результате временного анализа. В работе ставятся И решаются проблемы комплексной формализации процессов прогно* .- , рирования временного поведения слокных высокоскоростных лори- '
- є -
ческих устройств на различных этапах их создания, где комплексность формализации понимается и как решение связанных между собой прикладных задач, и как создание САПР, способной эффективно решать эти задачи.
Основными аадачами исследования явились:
изучение методов и критериев проектирования супер ЭВМ и влияния их на задачи и структуру САПР;
разработка принципов построения САПР, позволяющей успешно достичь поставленные цели;
систематизация задач временной верификации и выработка соответствующих классификаций, моделей данных и структур программных средств;
разработка принципов многоуровневой организации временной верификации;
выбор методик расчета временных параметров ИС и разработка принципов схемотехнического анализа структур логических схем с целью формализации процессов расчета;
разработка и анализ различных способов первичной обработки и отображения информации о временных характеристиках устройств;
выработка эффективных критериев для основных задач конструкторского проектирования и разработка способов их вычисления ;
выбор моделей линий связи для расчета их временных характеристик и разраборка методов обобщения полученных в результате моделирования данных для их использования в САПР.
Методы исследования . , Для решения поставленных задач использовался аппарат теории моделирования логических схем, конечных автоматов и длинных линий, а также привлекались элементы теории множеств, теории графов и математической статистики. Положительное влияние на успешное решение ряда задач оказал и накопленный опыт в области технической диагностики.
Научная новизна проведенных исследований заключается в
следующем. * . .
1. Разработаны принципы многоуровневой временной верификации
v ;","/.' "' , ;'''' ' _ ^-.. T"3--" '""'".'''
4V.,„, высокоскоростных логических устройств и " структура САПР,
"";.'." обеспечивающая решение этой задачи. -. ," '-.. 2. Предложены игтада <1»рмашзованн6го расчета задвркьк сиг-[.-.-,..' налов для различных форм представления объектов прс>лш:рова-
-. ния, включая вентильное представление о:еш, " З, Получена полная классификация способов зап;с;-> л хранения !; информации в триггерных структурах, позволяющая алгоритм.ізиро-, Еать процесс вычисление временных соотношений.
4. Произведен анализ влияния логической, временной и функциональной избыточности схем на адекватность реаультатев «р-ыен-ьой перификации. " '
б. Разработаны алгоритмы управления конструкторски» проекти
рованием на основе критериев, полученным vra рр^м-кного анализа
..;.'''; устройств. -
; 6. Лредлокыны принципы организации схемотехнического.контро-' ля логических устройств. ;'';;; ?., Предложана методика анализа временного поседения сигналов в реальных линиях связи.
На зашиту выносятся указанные в л. 1-? научит ;е ггаульта-
. ''. ты-; Теоретическая значимость
".'"'' Теоретические результаты, полученные Б pJQoTe, могут слу-
. жить основой для разработки систем автоматизации преектпрсва-
. шія писокспроиаводидельных логических устройств л Оіхздвн;-.д от-
'.; дельных прикладных пакетов, предназначению; для проведения
'ч,-. ыногоуропневой верифик-ацпн, активно участь-ую^-п г. щ о;'..эссе
''' ; проектирования. Получение результаты да&т вогшс^оеть, кроме
.того, формализовать ряд задач, связанных с прсгкгир^лчнием
;" тестового обеспечения, схемотехническим контролем, логической
верификацией.
Практическая ценность . ' Разработанные принципы и алгоритмы пегшоїшл пгл.одить ,„ц качественное многоуровневое проектирование сломи;:: логических -" устройств, обеспечивая их максимальное быстрсдсйот;.!^, оба-"V*. ' ладсироаанноо5ь функционирования бо времени, тсакігі уі.:с!зень '"' защищенности от искажений сигналов в лини.їх смаи. Предложенные методы активного воздействия результатов apew-ліного анаті-за на процедуры проектирования сокращают цикл проектирования,
обеспечивая быструю сходимость процесса.
Реализация результатов работы
Все изложенные в работе принципы и методики реализованы при создании коллективом специалистов САПР, обеспечивающая проектирование ИС, блоков и устройств супер ЭВМ "Электроника ССБИС". Данная САПР фукнционирует в ОС Диспак на ЭВМ БЭСМ6, СВС, ЗльбрусК-Б. Большинство задач, решаемых с ее помощью, относятся к проектированию блоков и устройств (конструкторское проектирование, временная верификация, выпуск документации и т.д.). Кроме этого в рамках системы были созданы программные средства для проектирования элементной базы, как непосредстве-но связанные с рассматриваемой задачей (временная верификация, схемотехнический контроль), так и имевшие самостоятельное приложение (расчеты мовдостных и тепловых режимов, тестовое обеспечение производственного контроля, логическая верификация) .
Материалы работы легли в основу учебного курса "САПР высокопроизводительных вычислительных комплексов", который читается автором на базовой кафедре 2:33 МИРЭиА с.1989 года. На базе рассматриваемой САПР разработан комплекс курсовых работ*, производились практические занятия и производственное обучение студентов, выполнялись дипломные работы.
* *
Апробация работы
Основные положения и результаты работы были представлены
на: -
VII Всесоюзном совещании-семинаре "Автоматизация проектирования современных ЭВМ" (г. Симферополь, 1979г.);
f Всесоюзном совещании-семинаре "Автоматизация, интеллектуализация и роботизация производства" (г. Семфирополь, 1985г.);
Всесоюзной конференции "Теоретические и прикладные вопросы разработки и эксплуатации САПР РЭА и БИС" (г. Львов, 1985г.);
XII Всесоюзной школе-семинаре по технической диагностике (г. Винница, 1986г.);
VI Всесоюзном совещании по технической диагностике (г.
Ростов-на-Дону, 1987г.); ....
I Всесоюзной конференции "Проблемы создания супер ЭВМ"
- 6 -(Г. Минск , 1987г.);
XIII Всесоюзной школе-семинаре по технической диагностике (г. Ереван, 19В7г.);
I Мзвдународной научно-практической конференции "САПР СВТ'Є9"Сг. Ленинград, 1989г.);
Всесоюзной конференции "Теория и практика построения интеллектуальных интегрированных САПР РЭА и БИС" (г. Звенигород, 1989г.);
Структура и объем работы
