63189 (695236), страница 2

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 2)

Таблица 2

Название теорем о спектрах	Математическая формулировка теорем	Примеры технического использования
Теорема о спектре производной сигнала		Дифференцирование сигналов
Теорема о спектре интегрирования сигнала		Интегрирование сигналов
Теорема о смещении сигнала по шкале времени		Задержка сигналов
Теорема о сумме спектров		Смещение и фильтрация сигналов
Теорема о спектре произведения (свёртка функций)		Умножение на весовую функцию
Теорема подобия спектров		Временное сжатие сигналов

Каждая микросхема, решающая ту или иную функциональную задачу, состоит из ряда элементарных функциональных преобразователей (ЭФП). Сложность каждого преобразователя зависит от сложности синтезируемой микросхемы, её конкретных свойств и квалификации проектировщика. Конечным продуктов функционального синтеза все чаще становится мелкомасштабная часть микросхемы.

Все ЭФП можно условно разбить на две категории: электрические ЭФП, с помощью которых в процессе функционального синтеза ИС можно моделировать преобразования электрических сигналов, и так называемые специальные ЭФП, отражающие функциональные механизмы преобразования неэлектрических величин в электрические сигналы и дополняющие связь ИС с аппаратурой и внешней средой. Специальные ЭФП можно разбить на четыре класса: механические (ЭФП перемещения, ускорения, веса, объема и т. п.), физические (ЭФП магнитные, оптические, тепловые и т. п.), химические (ЭФП концентрации и т. п.) и биологические (ЭФП биопотенциальные, фоторецепторные, метаболические).

Электрические ЭФП можно разделить на четыре класса: аналоговые (АЭФП), импульсные (ИЭФП), смешанные (СЭФП) и логические (ЛЭФП). Первые два класса в свою очередь разбиваются на подклассы: ЭФП генерирования сигналов, ЭФП усиления и трансформации сигналов и ЭФП формирования сигналов. Последний обширный подкласс ЭФП удобно подразделить еще на две группы: ЭФП индивидуального формирования сигнала (ограничение, умножение и деление частоты, дифференцирование и интегрирование, задержка во времени т. п.) и ЭФП группового формирования сигналов (модуляция и детектирование, смешение и фильтрация, различение сигналов и т. п.). Смешанные ЭФП подразделяются на два подкласса: ЭФП видеосигналов и ЭФП радиосигналов. Логические ЭФП подразделяются на ЛЭФП с запоминанием (управляемые и неуправляемые) и ЛЭФП без запоминания (статические и динамические).

Каждый ЭФП характеризуется своим символом и определяющими его параметрами^*. В качестве символа ЭФП мы выбрали прямоугольник со значком или буквами в середине (отражающими назначение преобразования или форму выходного сигнала) и внешними стрелками, характеризующими число входов и выходов. Параметры ЭФП удобно проставлять по внешнему периметру символа. Число параметров зависит от типа ЭФП и точности преобразования, задаваемой Проектировщиком (мы проставим только наиболее характерные из них). В табл. 3 приводится далеко не полный перечень преобразований, используемых в аналоговых, импульсных, смешанных и логических ЭФП [1.4].

Таблица 3

Принципиальная схема		Тип преобразования
Аналоговые ЭФП
		Генерирование синусоидального сигнала: — частота автоколебаний; — нестабильность частоты; — амплитуда выходного напряжения
		Усиление: — амплитуда входного напряжения (тока); — коэффициент усиления по напряжению (току), — полоса пропускания
		Двустороннее ограничение напряжения (тока): и — соответственно верхний и нижний пороги ограничения; — коэффициент изменения величины сигнала после ограничения
		Умножение частоты: — амплитуда входного сигнала; — частота входного сигнала; — коэффициент умножения частоты; — коэффициент изменения амплитуды (мощности) сигнала
Принципиальная схема	Тип преобразования
	Деление частоты: — амплитуда входного сигнала; — частота входного сигнала; — коэффициент деления частоты
	Фильтрация: — верхняя частота среза; — нижняя частота среза; — коэффициент прямоугольности на уровне ; — коэффициент передачи
	Смешение: — амплитуда первого входного сигнала; — амплитуда второго входного сигнала; и — частоты первого и второго сигналов; — коэффициент пропорциональности между входными сигналами
	Амплитудная модуляция: — амплитуда несущего сигнала; — амплитуда модулирующего сигнала; — коэффициент, характеризующий глубину модуляции; — частота несущего сигнала; — частота модулирующего сигнала
Импульсные ЭФП
	Генерирование прямоугольных импульсов: — длительность импульса; — величина импульсного напряжения (тока); — частота повторения импульсов; — длительность переднего фронта импульса
	Генерирование линейно изменяющего (пилообразного) сигнала: — время прямого (обратного) хода сигнала; — максимальная величина сигнала; и — коэффициенты нестабильности амплитуды и скорости нарастания сигнала; — коэффициент нелинейности прямого хода сигнала
	Дифференцирование прямоугольного импульса: — напряжение (ток) входного импульса; — длительность выходных импульсов (на уровне 0.5); — коэффициент передачи
	Интегрирование прямоугольного импульса: — напряжение (ток) входного импульса; — длительность выходного импульса (на уровне 0.5)
	Разделение импульсов по амплитуде: — напряжение (ток) выделяемых импульсов; — допустимый разброс селекции
	Разделение импульсов по длительности: — длительность выделяемых импульсов; — допустимый разброс
Смешанные ЭФП
	Различение амплитуды ( ): — диапазон изменения величины аналогового сигнала; — допустимый разброс чувствительности амплитудного различения
	Амплитудное детектирование радиоимпульсов: — амплитуда несущего сигнала; — частота несущего сигнала; — длительность радиоимпульсов; — величина выходного сигнала после детектирования
Логические ЭФП
	Сложение сигналов (дизъюнкция). Символически записывается или (сигнал на выходе существует, если на входы подан хотя бы один сигнал)
	Умножение сигналов (конъюнкция). Символически записывается (сигнал на выходе существует, если на все входы поданы сигналы)
	Отрицание сигнала (инверсия). Символически записывается ;

Число типов аналоговых, импульсных и смешанных ЭФП весьма велико. В отличие от указанных типов ЭФП полная система переключательных ЛЭФП (функции с двумя состояниями) разработана еще Дж. Булем в прошлом веке. Таких ЛЭПФ всего 16. Помимо приведенных и табл. 3, существуют еще ЛЭФП эквивалентности или равнозначности , импликации в , Шеффера , Вебба , сложения по модулю 2 и другие. Принцип действия перечисленных ЛЭФП показан в табл. 4.

Таблица 4

		Разновидности ЛЭФП
		ЛЭФП эквивалентности	ЛЭФП импликации	ЛЭФП Шеффера	ЛЭФП Вебба	ЛЭФП сложения по модулю 2
0 0 1 1	0 1 0 1	1 0 0 1	1 1 0 1	1 1 1 0	1 0 0 0	0 1 1 0

Практически наиболее часто используют ЛЭФП сложения (ИЛИ), умножения (И) и отрицания (НЕ).

Основной задачей функционального синтеза ИС является построение ее мелкомасштабной схемы, обладающей высокой степенью однородности. Под мелкомасштабной функциональной схемой (моделью) ИС будем понимать документ, определяющий число ЭФП, комплекс которых полностью отражает характер и последовательность происходящих в ИС функциональных преобразований сигналов, их типы и взаимосвязь между ними. Процесс синтеза функциональной схемы, в основном; сводится к ее последовательной детализации с помощью разукрупнения функциональных элементов вплоть до ЭФП. Первый этап указанного синтеза, предусматривающий разделение общего алгоритма функционирования ИС на ряд частных и менее сложных алгоритмов, осуществляется посредством специальной отработки технического задания.

Частные алгоритмы решения основных и вспомогательных задач взбираются по степени их важности. Первая, основная задача реализуется в виде определенного участка синтезируемой схемы, она становится как бы центром (ядром) ее «кристаллизации». Этот участок последовательно наращивается по мере реализации основных, а затем и вспомогательных задач алгоритма. Полученная таким образом схема может быть относительно крупномасштабной. Поэтому ее детализируют последовательным понижением уровня сложности функциональных элементов, т. е. с помощью «расщепления» их на простые. В результате общее число элементов интегральной микросхемы увеличивается.

Характеристики

Список файлов реферата