URSS.ru Магазин научной книги
Id: 287825
599 р.

Логический синтез каскадных сxем Изд. 2

2021. 414 с.
  • Онлайн-книга
Модели электронных матричных схем • Методы комбинаторного поиска • Теория элементарных матричных схем • Минимизация ДНФ булевой функции • Синтез программируемых логических матриц • Многоярусные комбинационные сети • Реализация автоматов с памятью.

Аннотация

Настоящая книга посвящена важным проблемам современной вычислительной техники. Излагаются вопросы логического проектирования каскадных схем (в частности, программируемых логических матриц) — широкого класса дискретных устройств, порожденного технологией больших интегральных схем. Описываются эффективные методы решения разнообразных задач анализа и синтеза этих устройств. В их основе лежат матричное представление структуры устройств и векторно-матричная... (Подробнее)


Оглавление
top
ОГЛАВЛЕНИЕ3
Предисловие к первому изданию7
Глава 1. Модели электронных матричных схем11
1. Электронные матричные схемы11
Вентильные сетки11
Структурные и функциональные булевы матрицы12
Вентильные матричные схемы13
Транзисторные матричные схемы15
Каскадные схемы и программируемые логические матрицы18
2. Булевы функции и их матричные представления21
Булевы функции и их простейшие формы21
Элементарные булевы функции и алгебраические формы24
Дизъюнктивные нормальные формы26
Система булевых функций и ее представление булевыми матрицами28
Интервальные формы систем булевых функций29
3. Матричные операторы31
Уравнения для ß-схем31
Учет неопределенности в информационных матрицах33
Обобщение законов де Моргана35
Уравнения для τ-схем36
Безызбыточность матричных схем39
Упрощенные схемные изображения42
4. Правильные цепочки44
Образование правильных цепочек44
Преобразования де Моргана44
Эквивалентные преобразования правильных цепочек46
Универсальность правильных цепочек50
Глава 2. Методы комбинаторного поиска52
5. Комбинаторный поиск52
Полный перебор52
Дерево поиска53
Методы комбинаторного поиска56
Анализ троичной матрицы на вырожденность59
6. Задачи о покрытии множеств64
Нахождение всех покрытий множества64
Нахождение кратчайшего покрытия67
Демонстрация алгоритма70
7. Поиск минимальных разбиений74
Задача о раскраске графа74
Метод последовательной раскраски75
Пример77
Метод конденсации79
Демонстрация метода82
8. Приближенные методы84
Стратегии поиска оптимального решения84
Поиск приближений89
Разбиение системы функций92
Глава 3. Теория элементарных матричных схем97
9. Исследование уравнений элементарных матричных схем97
Задача моделирования97
Задача анализа98
Задача синтеза104
10. Задачи диагностики107
Сравнение матричных операторов107
Отображение интервалов111
Задача диагностики для ß-схемы113
Пример115
Приближенный метод118
Диагностика неисправностей в т-схемах119
11. Нахождение минимального дизъюнктивного базиса121
Минимальный дизъюнктивный базис для матрицы У и ее кратчайшее минорное покрытие121
Прямой метод нахождения кратчайшего минорного покрытия123
Редуцирование матрицы У126
Комбинирование методов130
Заключительные замечания134
12. Задача о кодировании135
О перекодировании входных булевых векторов135
Нахождение минимального диагностического теста137
Обобщение задачи о минимальном тесте142
Поиск минимальной троичной кодирующей матрицы144
13. Задача о генерировании148
Задача о кратчайшем покрытии булевой матрицы парными минорами148
Точный метод149
Приближенный метод151
Глава 4. Минимизация ДНФ булевой функции155
14. Классические методы минимизации булевых функций155
Реализация монотонных булевых функций155
Задача минимизации ДНФ158
Метод Квайна — МакКласки160
Метод Блека — Порецкого165
15. Сжатие булевой матрицы168
Определяющие элементы и обязательные интервалы168
Допустимые интервалы как элементы кратчайшего покрытия172
Пример175
Ветвящиеся процессы конструирования интервальных покрытий177
16. Методы сканирования булева пространства179
Метод минимального соседства180
Представление булевой функции на гиперкубе и его двумерной развертке184
Визуальный метод минимизации булевых функций189
17. Упрощение троичных матриц191
Устранение избыточности191
Нахождение обязательных строк194
Построение допустимых совокупностей максимальных интервалов197
Пример199
Матрица простых совокупностей202
18. Оптимальная реализация слабо определенных булевых функций206
Частичные и слабо определенные булевы функции206
Нахождение кратчайшей ДНФ. слабо определенной булевой функции207
Метод конкурирующих интервалов211
Пример213
Глава 5. Синтез программируемых логических матриц218
19. Оптимизация ПЛМ по входу218
Непосредственная реализация системы булевых функций218
Классификация аргументов частичных функций220
Минимизация числа аргументов в реализующей системе222
Сокращение числа транзисторов224
Минимизация числа литералов226
Обобщение метода на случай троичных информационных матриц230
20. Минимизация системы булевых функций233
Нахождение кратчайшей ДНФ системы булевых функций233
Пример235
Метод выделения интервальных миноров238
Поиск приближений к оптимальному решению241
21. Синтез ПЛМ с заданной выходной матрицей247
Постановка задачи247
Синтез «от входа»248
Синтез «от выхода»251
Метод конструирования пересекающихся интервалов255
22. Диагностирование ПЛМ259
Содержательные постановки задач259
К диагностике неисправностей в первом ярусе ПЛМ262
Проверка ПЛМ, реализующей одну ДНФ264
Проверка реализации системы ДНФ269
Об универсальном проверяющем тесте274
Глава 6. Многоярусные комбинационные сети279
23. Моделирование и анализ279
Модели многоярусных схем279
Исследование правильных цепочек282
Анализ оператора Вv285
Анализ оператора Tv289
Методы аппроксимации отображений292
24. Декомпозиционные методы синтеза в базисе элементарных матричных схем293
Метод стандартной декомпозиции293
Параллельная декомпозиция «редких» матриц296
Комбинированная декомпозиция300
Метод матричной факторизации303
25. Синтез одноярусных сетей из ПЛМ310
Методы стандартной декомпозиции310
Сокращение числа ПЛМ314
Декомпозиция ПЛМ с короткими термами318
Реализация системы слабо определенных булевых функций319
26. Синтез многоярусных сетей из ПЛМ329
Декомпозиция ПЛМ, реализующей булевы функции поэлементно330
Декомпозиция ПЛМ, реализующей булевы функции на ортогональных интервалах334
Метод тождественных отображений в пространстве промежуточных переменных341
Корректировка метода350
Итерационные методы декомпозиции353
Глава 7. Реализация автоматов с памятью358
27. Элементы теории последовательностных схем358
Схемы комбинационные и последовательностные358
Дискретные устройства и автоматы359
Представления автоматов363
Отношение реализации366
28. Секвенциальные автоматы368
Системы секвенций368
Отношения между секвенциальными автоматами372
Реализация секвенциальных автоматов на ПЛМ376
Оптимизирующие преобразования380
29. Устойчивость поведения автоматов385
Состязания между булевыми переменными385
Метод соседнего кодирования388
Критерий отсутствия опасных состязаний при прямых переходах390
Нахождение минимальной кодирующей матрицы393
Критерий устойчивости для секвенциальных автоматов396
30. Реализация состояний и переходов на ПЛМ398
Реализация внутренних состояний398
Реализация микропрограммных автоматов404
Кодирование состояний микропрограммного автомата408
Предметный указатель411

Об авторе
top
photoЗакревский Аркадий Дмитриевич
Известный ученый, специалист в области технической кибернетики и информатики. Член-корреспондент Национальной академии наук Беларуси с 1972 г., доктор технических наук (1967), профессор (1969). Окончил Томский государственный университет (1956). С 1959 по 1971 гг. работал в этом университете; был заведующим кафедрой математической логики и программирования. В 1971–1994 гг. заведующий лабораторией логического проектирования. С 1994 г. главный научный сотрудник Института технической кибернетики Национальной академии наук Беларуси, одновременно профессор Белорусского государственного университета информатики и радиоэлектроники. Последнее место работы: Объединенный институт проблем информатики НАН Беларуси (главный научный сотрудник).

Автор работ по теории автоматов, системному программированию, логико-комбинаторным методам в технике и информатике. Предложил язык программирования логических задач ЛЯПАС, на базе которого была создана серия систем автоматизированного проектирования дискретных устройств. Разработал серию практически эффективных алгоритмов минимизации булевых функций и систем, решения больших систем логических уравнений и переопределенных систем линейных логических уравнений с приложениями в логическом синтезе и защите информации. Автор более 400 научных работ, в том числе 11 монографий.