Введение к работе
Актуальность проблемы ;
Увеличен'::? скорости работы алемактнсй базь; существенно изменило временные пропорции на всех конструктивних уровнях между затратами на передачу сигналов и их непосредственную логическую обработку в активных елементах, что привело к перераспределению задачи временно!! верификации между функционально-логический и конструкторский атапаци проектирования, ебли-' жению этих зтапсБ и возникновению целого ряда нспих задач.
Без ссестороннего разсития средств многсурсгненсго сквозного анализа временного поведение высскосксросткнч логических устройстз невоеможно ни е^Фактивисе проектирование, ни дальнейшее безотказное функционирование высокопроизводительних вычислительных комплексов, создание которых имеет иясягое народ-. но-хсзяйственное значение как для реализации текущих задач в различных областях, так и для дальнейшего развитіи об'вестса.
В работе делается попытка осмыслить и систематизировать ати проблемы на основе опыта конкретной разработки. Проблемы проектирования линий связи при работе устройств на частотах выс-е 00 ьГц икеют как бы три составляющих: первая связана с ограниченностью скорости распространения сигналов, вторая - с отражением сигналов от неоднородности и, а третья - с физической реализацией связей, учитывающей как перпне дса состаа-Ллюїзіе, так и ограниченность трассировочного пространства. Т.е. в традиционные ыстсды конструкторского, проектирования, работающие & осносноы по геометрические критериям ссяакости, планарности, рзеноиерноотн, минимальности длин и т.д., необходимо органически вписать временные критерии работы схем. ,
Цел работы и ьадачи исслег.ооаннл
Целью работ.; яыиется разработка методологии временной оернфикации' логических устройств, выполненный на нескольких конструктивных уровнях, и сиработка методов управления логит ческш и конструкторским проектированием на ссносе критериев.,/, полученных в результате временного анализа. В работе ставятся И решаются проблеиц комплексной формализации процессов прогно* аирования временного поседения сложных 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 аффективно решать эти задачи.
Основными задачами 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; ' v
выработка эффективных критериев для основных задач іюнструкторского 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.
Мэтоды исследования . г Для решения поставленных аадач 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
*
f'.'-:;. ";.' ' v ' ' :V.; ^..---3--- -- ' ;
:.,„. высокоскоростных логических устройств и структура САПР,
".'.'. обеспечивающая реойние этой-задачи. ....-.-
2. Предложены катоды формализованного расчета задержек сиг-
-.. налов для различных форм представления обгектоз прст-кінрова-
- имя, включая сс-нтилы-.се представление о:еыы,
3. Получена полная классификация способов записи л хранения
информации б триггерных структурах, позволяющая апгоритм.-.зиро-
. єать процесс вычисления, временных соотношении.
4. Произведен анализ влияния логической, времени--. > и ;ункци-
оиалыюй избиточности схем на ац-кпат{юс?ь результата; иремен
ной верификации. ' '
Б. Разработаны алгоритмы управления конструкторски проектированием на оснсеє критериев, полученных из временного анализа
.' ' УСТРОЙСТВ.
'. 6. Предложены принципы организации схемотехнического контроля логических устройств. ';:' ?., Предложена методика анализа временного псг.-едигня сигналов в реальных линиях связи.
На защиту выносятся указанные в п. 1-7 научиш результаТеоретическая значимость
Теоретические результаты, полученные п г.іЛ&ік, \:.z: j? слу-. жить основой для разработки систем автоматизации пг.оекті;р.сда-
ШСЯ ПиССКОПрСИЗВОДИГеЛЬНЫХ ЛОГИЧесКИХ УСТРОЙСТВ Л ^ОЗД<їІ:.;Д 07-
дельных прикладных пакетов, предназначеннш; для njxv едокия.
'"'. многоуровневой верификации, активно участь-ую^ьй в щ:j;sscce
' ;проектирования. Полученные результаты дают всзмс«>.ость, кроме
. :'гого, формализовать ряд задач, ееязанных с прогішірсг-чкием
" тестового обеспечения, схемотехническим контролем, логической
ЕерИфИіШЦНйЙ.
Практическая ценность
' Разработанные принципы и алгоритмы исиьои.гйі проїздить
,;.s качественное многоуровневое проектирование слодац;; логических
- " устройств, обеспечивая их максимальное быотрод^йелт.и*.-, оба-
.'.' 'ладсироаышосзь функционирования бо ерем?ни. сисскігі у;:спень
'"' заношенности от искаяиний сигналов в линиях ев лай. Предло»?н-
цые методы активного воздействия результатов временного онали-
за на процедуры проектирования сокращают цикл проектирования,
_ 4 -
обеспечивая быструю сходимость процесса.
Реализация результатов работы
Все изложенные в работе принципы и методики реализованы при создании коллективом специалистов САПР, обеспечивающей проектирование ИС, блоков и устройств супер ЭВМ "Электроника ССБИС". Данная САПР фукнционирует в ОС Диспак на ЭВМ БЭСМ5, СВС, ЭльбрусК-В. 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 имеющие самостоятельное приложение (расчеты мошностных 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 238 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.);
' 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 сюдания супер ЭВМ"
- Б -(Г. Минск , 1987г'.);
XIII Всесоюзной школе-семинаре по технической диагностике (р. Ереван, 1987г.);
I Международной научно-практической конференции "САПР СВТ'89"(г. Ленинград, 1989г.);
Всесоюзной конференции "Теория и практика построения интеллектуальных интегрированных САПР РЭА и БИС" (г. Звенигород, 1989р.);.
Структура и объем работы
