Аксенова И.К., Мельников А.А. Основы конструирования радиоэлектронных приборов (1986), страница 29

Сущность этого направления заключается в использовании единичного магнитного домена в качестве элементарного носителя информации. К устройствам этого направления относятся устройства на цилиндрических магнитных доменах (ЦМД). ЦМД обычно формируются в моиокристаллических пластинах магнитного материала малой толщины, С использованием ЦМД разработаны ЗУ и логические устройства, регистры, счетчики импульсов и другие устройства. В отличие от известных ЗУ на магнитных барабанах, дисках или лентах ЗУ на ЦМД имеют значительно меньшие габариты и массу, меньшее потребление энергии, более высокие надежность работы и быстродействие. Кроме того, ЗУ на ЦМД выполняются методами уже развитой интегральной технологии.

Важным свойством их является сочетание высокого быстродействия с возможностью хранения больших объемов информации. На ЦМД можно решать широкий круг логических задач. На базе построения конкретных схем с ЦМД могут быть реализованы логические функции И, ИЛИ, НЕ и их комбинации. Основное преимущество — кристалл на ЦМД является законченной вычислительной средой, на поверхности которой можно размещать схемы, реализующие самые различные комбинации логических, переключающих функций н функций памяти. Оейристорная электронщса — одно нз наиболее перспективных направлений функциональной микроэлектроники, основанное на использовании нейристоров, которые являются твердотельными аналогами нервного волокна.

Нейристоры — многофункциональные высоконадежные элементы, выполняющие любые логические операции и осуществляющие хранение информации. В основу создания нейристора был положен его биологический аналог — нейрон. В биологических системах все устройства приема, обработки и хранения информации, обладающие очень высокой надежностью при высокой сложности строятся на основе единого универсального устройства — нейрона.

Поэтому разработка нейристоров является важнейшим направлением в построении слож- ных больших систем н создании искусственного интеллекта. В настоящее время предложено большое число различных вариантов нейристоров." механических, магнитоэлектрических, термоэлектрических, квантовых, на осио« ве сверхпроводящих материалов, на транзисторных схемах, на туниельных диодах, на полупроводниковых приборах с Э-образной характеристикой.

По мнению иссле. дователей, наиболее перспективным является полураспределенный нейристор, представляющий собой реализованные в единой полупроводниковой яластиие, связанные между собой объемной связью полупроводниковые эле-. менты с обратной связью. Большие преимущества нейристоров могут быть реализованы в сложных вычислительных устройствах, к ко-' торым электроника подходит только в настоящее время.

Сложные иейристорные устройства сейчас в основном находятся на стадии разработки н лабораторных исследований. Дальнейшее развитие нейристорной электроники связано с проблемами, комплексное решение которых приведет к разработке таких схемотехнических методов, которые смогут превзойти все предложенные до сих пор методы создания искусственного интеллекта.

ГЛАВА З ИСПОЛЬЗОВАНИЕ МАШИННОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ ПРИ КОНСТРУИРОВАНИИ ИЗДЕЛИЙ РЭА $8.1. Общие вопросы автоматизация проектирования РЭА Усложнение радиоэлектронной аппаратуры, выполненной на микроэлектронной элементной базе, потребовало от разработчиков РЭА использования новых методов проектирования. Это связано, во-первых, с тем, что требовалось сокращение сроков проектирования аппаратуры, что было вызвано ие только зависимостью научнотехнического прогресса от развития средств радиоэлек-. троники и вычислительной техники, но и бурным развитием мнкроэлектроннки, которое стало сближать сроки морального старения элементной базы со сроками проек тирования аппаратуры; во-вторых, необходимо было повысить производительность труда разработчика и конст руктора, так как уровень сложности РЭА стал прибли, 154 жаться к границе, за которой эффективность труда человека-проектировщика начинает падать.

Современная сложная РЭА разрабатывается, как правило, на основе целого комплекса новых технических решений. Чтобы создавать такую аппаратуру, необходимо синтезировать и анализировать множество вариантов возможных решений, что невозможно осуществить человеку-разработчику. На конечных этапах разработки человеку-конструктору приходится выполнить большой объ-' ем нетворческой работы, связанной с решением конкретных технических задач и выпуском конструкторской документации.

При разработке РЭА возникла необходимость использования средств вычислительной техники, и начиная с 60-х годов стали широко применяться вычислительные машины высокой производительности. Если в начальной фазе своего использования ЭВМ применялись главным образом для сложных расчетов, то усложнение аппаратуры, широкая номенклатура используемых схем потребовали решения на ЭВМ новых задач схемотехнического и конструкторского проектирования, которые уже не могли выполняться старыми методами. Оказалось, что технические требования к РЭА уже не могут быть обеспечены без интенсивного использования ЭВМ в процессе проектирования и изготовления новых изделий, Таким образом, возникла новая инженерная наука — проектирование РЭА с помощью ЭВМ, которая получила название «Машинное проектирование».

В общем случае прн проектировании сложного радиотехнического устройства можно выделить три основных этапа машинного проектирования: системное, функциональное, техническое. На этапе сипемного проектирования в соответствии с техническим заданием разрабатывается структурная схема устройства. Затем схема разбивается на функционально законченные узлы, определяются основные характеристики этих узлов, разрабатываются технические задания на их проектирование. На этом же этапе выбирают систему используемых элементов и конструкций, определяют информационный обмен между блоками. Этап системного проектирования пока ие является автоматизированным, так как на этом этапе слишком 'велика доля творческого труда инженера.

Поэтому здесь максимально используются творческие возможности разработчика,. а электронная вычислительная машина выбирает оптимальный вариант решения из тех решений, которые принимает разработчик. Следовательно, этап системного проектирования пока является неформалнзованным процессом, когда отсутствует регламентированный технологический процесс проектирования с формализованными математическими процедурами. На этапе 4ункционального проектирования разрабатывается принципиальная схема аппаратуры с определеннем ее параметров н структуры.

Производится выбор элементной базы для реализации РЭА, расчет и оптимизация режимов работы аппаратуры, разрабатываются схемы соединений. Этот этап может быть формализован и сведен к моделированию и анализу схем. На этапе функционального проектирования широко используются логические и вычислительные возможности ЭВМ.

Этап технического проектирования можно разделять на конструкторское я технологическое проектирование. Основной задачей конструкторского проектирования является определение оптимального пространственного расположения элементов всех структурных уровней конструкции, соедцненнй ях между собой н подготовка соответствующей конструкторской документации. Послеэтого можно перейти к технологическому проектированию, цель которого состоит в автоматизированной выдаче технологических документов, необходимых для автоматизированного изготовления аппаратуры и ее контроля.

Таким образом, с помощью машинного проектирования можно полностью реализовать этапы функционального я технического проектирования, т. е. полный цикл разработки РЭА пока не автоматизирован. Развитие машинного проектирования пошло по пути автоматизации наиболее трудоемких этапов проектирования. Самым трудоемким оказался этап технического проектирования, поэтому оно оказалось наиболее развитым по сравнению с другнмн этапамн машинного проектирования. удельный вес задач технического проектирования в общем цикле разработки РЭА постоянно возрастает, так как резко падает возможность унификации узлов в связи с переходом на микроэлектронную элементную базу, когда в едином технологическом процессе изготавливают микросхемы с высокой степенью интеграция. Кроме того, усложняются коммутационные схемы в одном узле, а для изготовления ях н фотошаблонов требуются большие массивы информации.

Необходимость автоматизации важна еще и потому, что появляется возможность оперативного внесении изменений, так как ав- томатнзнрованная система позволяет анализировать н сопоставлять результаты проектирования для быстрого принятия необходимых решений. Создание автоматизированных систем технического (конструкторско-технологического) проектирования позволяет перейти к комплексной автоматизации конструирования и изготовления узлов н блоков РЭА.