Systemy do projektowania parametrów urządzeń elektronicznych. Systemy projektowania wspomaganego komputerowo (CAD) res. wprowadzanie zmian na podstawie wyników testów
Test na ten temat:
Etapy projektowania układów elektronicznych
Rozwiązanie projektowe to pośredni opis projektowanego obiektu, uzyskany na tym lub innym poziomie hierarchicznym, w wyniku wykonania procedury (na odpowiednim poziomie).
Procedura projektowa jest integralną częścią procesu projektowania. Przykładami procedur projektowych są synteza schematu funkcjonalnego projektowanego urządzenia, modelowanie, weryfikacja, trasowanie połączeń wzajemnych na płytce drukowanej itp.
Projektowanie elektrowni podzielone jest na etapy. Etap to określona sekwencja procedur projektowych. Ogólna kolejność etapów projektowania jest następująca:
sporządzanie specyfikacji technicznych;
wkład do projektu;
projekt architektury;
projekt funkcjonalny i logiczny;
projekt obwodu;
projekt topologiczny;
produkcja prototypu;
określenie charakterystyki urządzenia.
Opracowywanie specyfikacji technicznych. Określane są wymagania dla projektowanego produktu, jego charakterystyki i tworzone są specyfikacje techniczne dla projektu.
Dane wejściowe projektu. Każdy etap projektowania ma swoje własne środki wejściowe, co więcej, wiele systemów narzędzi zapewnia więcej niż jeden sposób opisu projektu.
Wysokopoziomowe edytory graficzne i tekstowe opisów projektów nowoczesnych systemów projektowania są skuteczne. Takie edytory dają programiście możliwość narysowania schematu blokowego dużego systemu, przypisania modeli do poszczególnych bloków i połączenia ich poprzez magistrale i tory transmisji sygnału. Redaktorzy zazwyczaj automatycznie łączą tekstowe opisy bloków i połączeń z odpowiednimi obrazami graficznymi, zapewniając w ten sposób kompleksowe modelowanie systemu. Dzięki temu inżynierowie systemów nie zmieniają swojego zwykłego stylu pracy: mogą nadal myśleć, szkicując schemat swojego projektu jak na kartce papieru, a jednocześnie wprowadzane i gromadzone będą dokładne informacje o systemie.
Równania logiczne lub schematy obwodów są często bardzo dobrze używane do opisu podstawowej logiki interfejsu.
Tablice prawdy są przydatne do opisywania dekoderów lub innych prostych bloków logicznych.
Języki opisu sprzętu zawierające konstrukcje typu maszyna stanu są zwykle znacznie skuteczniejsze w reprezentowaniu bardziej złożonych logicznych bloków funkcjonalnych, takich jak bloki sterujące.
Projekt architektury. Reprezentuje konstrukcję urządzenia elektronicznego do poziomu transmisji sygnału do procesora i pamięci, pamięci i jednostki sterującej. Na tym etapie określa się skład urządzenia jako całości, określa się jego główne elementy sprzętowe i programowe.
Te. zaprojektowanie całego systemu z reprezentacją wysokiego poziomu w celu sprawdzenia poprawności rozwiązań architektonicznych odbywa się zwykle w przypadkach, gdy powstaje całkowicie nowy system i należy dokładnie przemyśleć wszystkie kwestie architektoniczne.
W wielu przypadkach kompletny projekt systemu wymaga uwzględnienia w projekcie komponentów i efektów nieelektrycznych, które mają zostać przetestowane w jednym pakiecie symulacyjnym.
Elementami tego poziomu są: procesor, pamięć, kontrolery, magistrale. Przy konstruowaniu modeli i symulowaniu systemu wykorzystuje się metody teorii grafów, teorii mnogości, teorii procesów Markowa, teorii kolejek, a także logiczne i matematyczne środki opisu funkcjonowania systemu.
W praktyce przewiduje się zbudowanie sparametryzowanej architektury systemu i dobranie optymalnych parametrów jego konfiguracji. W związku z tym należy sparametryzować odpowiednie modele. Parametry konfiguracyjne modelu architektonicznego określają, które funkcje zostaną zaimplementowane sprzętowo, a które programowo. Niektóre opcje konfiguracji sprzętu obejmują:
liczba, pojemność i pojemność magistrali systemowych;
czas dostępu do pamięci;
rozmiar pamięci podręcznej;
liczba procesorów, portów, bloków rejestrów;
pojemność buforów transmisji danych.
A parametry konfiguracji oprogramowania obejmują na przykład:
parametry harmonogramu;
priorytet zadań;
interwał „usuwania śmieci”;
maksymalny dozwolony interwał procesora dla programu;
parametry podsystemu zarządzania pamięcią (rozmiar strony, rozmiar segmentu, a także rozmieszczenie plików pomiędzy sektorami dysku;
Parametry konfiguracyjne przesyłania danych:
wartość interwału limitu czasu;
rozmiar fragmentu;
parametry protokołu do wykrywania i korygowania błędów.
Ryż. 1 - Kolejność procedur projektowych na etapie projektowania architektonicznego
W interaktywnym projektowaniu na poziomie systemu specyfikacje funkcjonalne na poziomie systemu są najpierw wprowadzane w formie diagramów przepływu danych, a następnie wybierane są typy komponentów w celu implementacji różnych funkcji (rysunek 1). Głównym zadaniem jest tutaj opracowanie architektury systemu, która będzie spełniać określone wymagania funkcjonalne, szybkościowe i kosztowe. Błędy na poziomie architektury są znacznie bardziej kosztowne niż decyzje podejmowane podczas fizycznego procesu wdrożenia.
Modele architektoniczne są ważne i odzwierciedlają logikę zachowania systemu oraz jego cechy czasowe, co pozwala na identyfikację problemów funkcjonalnych. Mają cztery ważne cechy:
dokładnie odzwierciedlają funkcjonalność komponentów sprzętu i oprogramowania, wykorzystując abstrakcje danych wysokiego poziomu w postaci strumieni danych;
modele architektoniczne abstrakcyjnie reprezentują technologię realizacji w postaci parametrów czasowych. Konkretna technologia wykonania jest określona przez konkretne wartości tych parametrów;
modele architektoniczne zawierają obwody, które umożliwiają wielu blokom funkcjonalnym współdzielenie (współdzielenie) komponentów;
modele te muszą być parametryzowalne, typowalne i wielokrotnego użytku;
Modelowanie na poziomie systemu pozwala programiście ocenić alternatywne projekty systemów pod kątem relacji pomiędzy ich funkcjonalnością, wydajnością i kosztem.
Odgórny system narzędzi do projektowania (ASIC Navigator, Compass Design Automation) dla układów ASIC i systemów.
Próba uwolnienia inżynierów od projektowania na poziomie zaworów.
Asystent logiki (asystent logiki);
Asystent projektanta;
ASIC Synthesizez (syntezator ASIC);
Jest to ujednolicone środowisko projektowania i analiz. Umożliwia utworzenie specyfikacji ASIC poprzez wprowadzenie graficznych i tekstowych opisów projektów. Użytkownicy mogą opisywać swoje projekty przy użyciu większości metod wprowadzania danych wysokiego poziomu, w tym schematów blokowych, formuł boolowskich, diagramów stanów, instrukcji w językach VHDL i Verilog i nie tylko. Oprogramowanie systemowe będzie obsługiwać te metody wprowadzania danych jako podstawę całego późniejszego procesu projektowania systemu ASIC.
Ogólną architekturę projektowanego układu ASIC można przedstawić w postaci połączonych ze sobą bloków funkcjonalnych bez uwzględnienia ich fizycznego podziału. Bloki te można następnie opisać w sposób, który najlepiej odpowiada specyficznym cechom każdej funkcji. Na przykład użytkownik może opisać logikę sterowania za pomocą diagramów stanów, arytmetyczne bloki funkcyjne za pomocą diagramów ścieżek danych, a funkcje algorytmiczne za pomocą VHDL. Ostateczny opis może stanowić kombinację tekstu i grafiki i służy jako podstawa do analizy i wdrożenia układu ASIC.
Podsystem Logic Assistant konwertuje otrzymaną specyfikację na behawioralny kod VHDL. Kod ten można przetwarzać przy użyciu systemu modelowania VHDL opracowanego przez stronę trzecią. Modyfikowanie specyfikacji na poziomie behawioralnym umożliwia wprowadzanie zmian i debugowanie już na początkowych etapach projektowania.
Asystent projektanta
Po zweryfikowaniu specyfikacji można ją wyświetlić na urządzeniu ASIC. Najpierw jednak użytkownik musi zdecydować, jak najlepiej wdrożyć tak zaawansowany projekt. Opis projektu można odwzorować na jedną lub więcej tablic bramek lub układów scalonych opartych na standardowych elementach.
Dising Assistant pomaga użytkownikom ocenić różne opcje w celu osiągnięcia optymalnego wdrożenia. DA na polecenie użytkownika określa szacunkową wielkość chipa, możliwe sposoby pakowania, pobór mocy i szacunkową liczbę bramek logicznych dla każdej opcji dekompozycji i dla każdego typu ASIC.
Użytkownik może następnie interaktywnie przeprowadzić analizę typu „co by było, gdyby”, zbadać alternatywne rozwiązania techniczne z różnymi podziałami projektowymi lub rozmieścić i przenieść standardowe elementy układu bramek. W ten sposób użytkownik może znaleźć optymalne podejście spełniające wymagania specyfikacji.
Syntezator ASIC
Po wybraniu konkretnej opcji projektu, jej opis behawioralny należy przekształcić w reprezentację na poziomie bramki logicznej. Procedura ta jest bardzo pracochłonna.
Na poziomie bramki jako elementy strukturalne można wybrać: bramki logiczne, wyzwalacze oraz tablice prawdy i równania logiczne jako środki opisu. W przypadku wykorzystania poziomu rejestrów elementami strukturalnymi będą: rejestry, sumatory, liczniki, multipleksery, a środkami opisu będą tablice prawdy, języki mikrooperacji, tablice przejść.
Na poziomie funkcjonalno-logicznym rozpowszechniły się tak zwane logiczne modele symulacyjne lub po prostu modele symulacyjne (IM). IM odzwierciedlają jedynie zewnętrzną logikę i cechy czasowe funkcjonowania projektowanego urządzenia. Zazwyczaj w MI wewnętrzne operacje i wewnętrzna struktura nie powinny być podobne do tych istniejących w prawdziwym urządzeniu. Jednak symulowane operacje i tymczasowe cechy funkcjonowania, obserwowane z zewnątrz, w komunikatorze internetowym, muszą być adekwatne do tych, które istnieją w rzeczywistym urządzeniu.
Projektowanie zautomatyzowane nazywa się projektowaniem wykonywanym przez osobę współpracującą z komputerem. Stopień automatyzacji może być różny i szacowany jest na podstawie udziału prac projektowych wykonywanych na komputerze bez interwencji człowieka. Gdy =0, projektowanie nazywa się niezautomatyzowanym, gdy =1 – automatycznym.
System projektowania wspomaganego komputerowo to system organizacyjno-techniczny składający się z zestawu narzędzi do automatyzacji projektowania, który współdziała z działami organizacji projektowej i realizuje projektowanie wspomagane komputerowo.
Rozwój narzędzi automatyzacji do projektowania złożonych układów elektronicznych realizuje następujące cele:
skrócenie czasu i kosztów opracowania i wdrożenia produktu;
zmniejszenie liczby błędów projektowych;
zapewnienie możliwości zmiany rozwiązań konstrukcyjnych oraz skrócenie czasu potrzebnego na kontrolę i testowanie wyrobów.
Problemy rozwiązywane na różnych etapach projektowania można ogólnie podzielić na trzy grupy: syntezę i analizę. Zadaniem analizy jest zbadanie zachowania i właściwości systemu dla danych cech środowiska zewnętrznego, jego elementów składowych oraz struktury systemu (lub jego modelu). Według ogólnej teorii systemów synteza to proces generowania funkcji i struktur, które są niezbędne i wystarczające do uzyskania określonych wyników. Identyfikując funkcje realizowane przez system, definiują pewien system, o którym wiadomo tylko, co będzie robił.
W związku z tym etap syntezy funkcji nazywany jest syntezą abstrakcyjną. Istnieją również etapy syntezy strukturalnej i parametrycznej. W syntezie strukturalnej określa się strukturę obiektu - zbiór jego elementów składowych oraz sposoby ich wzajemnego powiązania (w obrębie obiektu i ze środowiskiem zewnętrznym). Synteza parametryczna polega na wyznaczeniu wartości liczbowych parametrów elementów w zadanych warunkach konstrukcyjnych i eksploatacyjnych (tzn. konieczne jest znalezienie punktu lub obszaru w przestrzeni parametrów wewnętrznych, w którym spełnione są określone warunki).
Rozwój CAD jest poważnym problemem naukowym i technicznym. Pomimo dużych kosztów pracy (50-200 wykwalifikowanych specjalistów) utworzenie zintegrowanego ARPA w różnych dziedzinach technologii jest koniecznością spowodowaną rosnącą złożonością projektowanych obiektów. Biorąc pod uwagę powyższe można sformułować podstawowe wymagania jakie muszą spełniać systemy CAD:
1. Posiadać uniwersalną strukturę realizującą zasady dekompozycji i hierarchii (podejście blokowo-hierarchiczne). Ponadto systemy projektowe na różnych poziomach hierarchii muszą być spójne informacyjnie. Spójność informacji oznacza, że w przypadku procedur projektowania sekwencyjnego wynik jednej z nich może stanowić wejście do innej bez konieczności jakiejkolwiek transformacji.
2. Mieć wysoki stopień integracji. Stopień integracji powinien być taki, aby zapewnić realizację całej ścieżki projektowej: od przedstawienia pomysłu aż do realizacji projektu. Ważną rolę w zapewnieniu integracji narzędzi projektowych odgrywają tzw. frameworki, systemy CAD, które zapewniają zarówno integrację różnych narzędzi i danych projektowych, jak i realizację funkcji zarządczych przy wykorzystaniu jednego interfejsu użytkownika.
3. Projektuj w czasie rzeczywistym. Skrócenie czasu potrzebnego na interakcję CAD z użytkownikiem zapewnia dostępność operacyjnych środków technicznych do interakcji między programistą a systemem, efektywność procedur projektowych itp.
4. Struktura CAD musi być otwarta, tj. mają właściwość wygodnej rozbudowy podsystemów podczas ich ulepszania.
5. Mieć środki do kontrolowania informacji wejściowych i wyjściowych.
6. Posiadać możliwość automatycznego wprowadzania zmian w projekcie.
2. Struktura kompleksu sprzętu i oprogramowania CAD
Cały sprzęt i oprogramowanie tworzące podstawowe oprogramowanie CAD można sklasyfikować według funkcji, jakie pełni:
oprogramowanie (MS);
wsparcie językowe (LS);
oprogramowanie (oprogramowanie);
wsparcie techniczne (TO);
wsparcie informacyjne (IS);
wsparcie organizacyjne (OO);
ML obejmuje: teorię, metody, modele matematyczne, algorytmy stosowane w projektowaniu komputerowym.
LO jest reprezentowane przez zestaw języków używanych w projektowaniu wspomaganym komputerowo. Główną częścią LO są języki komunikacji między człowiekiem a komputerem.
Oprogramowanie to zestaw programów maszynowych i odpowiadającej im dokumentacji. Dzieli się na ogólnosystemowe i stosowane. Komponentami oprogramowania obejmującego cały system są na przykład systemy operacyjne, kompilatory itp. Te narzędzia programowe mają na celu organizację funkcjonowania środków technicznych, tj. do planowania i zarządzania procesem obliczeniowym.
Oprogramowanie aplikacyjne tworzone jest na potrzeby CAD. Zwykle przedstawiany jest w formie pakietów oprogramowania aplikacyjnego (APP), z których każdy służy konkretnemu etapowi procesu projektowania.
Komponenty TO to zestaw wzajemnie powiązanych i oddziałujących na siebie środków technicznych (na przykład komputery, środki przesyłania, wprowadzania, wyświetlania i dokumentowania danych) przeznaczonych do projektowania wspomaganego komputerowo.
AI integruje dane niezbędne do projektowania wspomaganego komputerowo. Można je przedstawić w formie określonych dokumentów na różnych nośnikach zawierających informacje referencyjne o parametrach obiektu projektowego, wynikach pośrednich itp.
Główną częścią CAD IO jest bank danych (DDB), będący zestawem narzędzi do scentralizowanego gromadzenia i zbiorczego wykorzystania danych w CAD. BND składa się z bazy danych (DB) i systemu zarządzania bazami danych (DBMS). DB – same dane, znajdujące się w pamięci komputera i uporządkowane zgodnie z zasadami przyjętymi w niniejszym BND. DBMS to zestaw narzędzi programowych zapewniających funkcjonowanie BND. Za pomocą systemu DBMS dane są rejestrowane w BND, pobierane zgodnie z żądaniami użytkownika i programów użytkowych itp.
Proces projektowania wspomaganego komputerowo to sekwencyjna interakcja dużej liczby modułów oprogramowania. Interakcja modułów przejawia się głównie w połączeniach sterujących (uporządkowane przejścia od wykonania jednego modułu oprogramowania do wykonania drugiego) i informacyjnych (wykorzystanie tych samych danych w różnych modułach) (patrz rys. 1 i 2).
Przy projektowaniu złożonych systemów istotny jest problem koordynacji informacyjnej różnych modułów oprogramowania. Istnieją trzy główne sposoby wdrażania linków informacyjnych:
poprzez przeniesienie parametrów z programu wywołującego do programu wywoływanego;
poprzez obszary wspólne (strefy wymiany) współpracujących modułów;
poprzez bank danych.
Realizacja połączeń informacyjnych poprzez przesyłanie parametrów oznacza, że przesyłane są albo parametry, albo ich adresy. Stosuje się go, gdy objętość przesyłanych danych jest stosunkowo niewielka, a ich struktura jest prosta.
Realizując połączenia informacyjne poprzez strefę wymiany, każdy moduł musi przesyłać dane do strefy wymiany, prezentując je w formie akceptowalnej z punktu widzenia wymagań któregokolwiek z pozostałych modułów. Ponieważ wymagania dotyczące struktury danych każdego modułu odbiorcy danych mogą być różne, sposób komunikacji poprzez strefy wymiany jest stosunkowo łatwy do wdrożenia jedynie przy małej i stabilnej liczbie połączeń informacyjnych. Wykorzystywane są w modułach programu w ramach określonego oprogramowania.
Jeżeli te same moduły mogą być objęte różnymi procedurami projektowymi i współdziałać z wieloma modułami, wówczas wskazane jest ujednolicenie sposobów wymiany informacji. Ujednolicenie to odbywa się przy wykorzystaniu koncepcji BND. Główną cechą informacji przechowywanych w BND jest jej struktura. Główne zalety interakcji informacyjnej BND są następujące:
Zniesione zostają ograniczenia liczby wspieranych procedur projektowych;
Możliwy jest rozwój i modyfikacja systemu oprogramowania;
Istnieje możliwość modyfikacji i unowocześnienia technicznych środków przechowywania danych bez zmiany PPP;
Zapewniona jest integralność danych.
Jednak realizacja połączeń informacyjnych poprzez bazę danych ma także swoje wady, związane głównie ze znacznym czasem spędzonym na wyszukiwaniu danych w bazie danych.
Ryż. 1. Wykres przedstawiający powiązania zarządcze.
Ryż. 2. Wykres przedstawiający powiązania informacyjne.
Ryż. 3. Realizacja połączeń informacyjnych poprzez SZBD.
3 . Skład elektronicznych systemów CAD
Współczesny CAD to złożony kompleks oprogramowania i sprzętu, określany w literaturze naukowo-technicznej jako „stacja robocza” (PC).
Ryż. 3. Struktura stanowiska projektowania układów elektronicznych.
Ryż. 4. Struktura oprogramowania CAD.
4 . Hierarchiczne poziomy reprezentacji urządzeń elektronicznych
Główną metodą projektowania z wykorzystaniem CAD jest metoda blokowo-hierarchiczna lub metoda rozkładu złożonego obiektu na podsystemy (bloki, węzły, komponenty). W tym przypadku opis złożonego systemu dzieli się na poziomy hierarchiczne (poziomy abstrakcji) zgodnie ze stopniem szczegółowości, w jakim odzwierciedlone są właściwości systemu. Na każdym poziomie prezentacji projektu istnieje własna koncepcja systemu, podsystemu, elementu systemu, prawa funkcjonowania elementów systemu jako całości i wpływów zewnętrznych.
To właśnie te koncepcje określają jeden lub drugi poziom hierarchii reprezentacji urządzeń. Podsystem to część systemu, będąca zbiorem niektórych jego elementów, zidentyfikowanych według określonej cechy funkcjonalnej i podporządkowana w swoim celu funkcjonowania jednemu celowi funkcjonowania całego systemu. Przez element systemu rozumie się jego część, która pełni określoną(-e) funkcję(-e) i nie podlega rozkładowi na danym poziomie rozważań. Niepodzielność elementu jest pojęciem, a nie fizyczną właściwością tego elementu. Stosując koncepcję elementu projektant zastrzega sobie możliwość przejścia na kolejny poziom w oparciu o część lub poprzez połączenie kilku elementów w jeden.
Na wyższym poziomie hierarchicznym cały złożony obiekt rozpatrywany jest jako zbiór oddziałujących na siebie podsystemów. Na kolejnym poziomie hierarchii podsystemy są rozpatrywane oddzielnie jako systemy składające się z określonych komponentów (elementów) i mają bardziej szczegółowy opis. Ten poziom hierarchiczny jest poziomem podsystemów. Liczba poziomów hierarchii jest zawsze ograniczona. Poziomy charakteryzują się tym, że zbiór typów elementów, z których można złożyć podsystem projektowy, jest ograniczony. Taki zbiór nazywany jest podstawą poziomu.
Metoda dekompozycji stwarza poważne problemy przy tworzeniu systemów CAD:
określenie poziomów hierarchii i ich podstaw;
rozwój oprogramowania;
mapowanie z jednej bazy na drugą itp.
Metoda hierarchicznej reprezentacji projektowanego obiektu, stosowana przez twórców układów i systemów elektronicznych, może opierać się na dwóch metodach reprezentacji (opisu) elementów: strukturalnej i behawioralnej.
Metoda strukturalna polega na opisaniu elementu systemu jako zbioru powiązanych ze sobą elementów niższego poziomu, określając w ten sposób podstawę tego poziomu. Strukturalna postać hierarchii projektu implikuje proces dekompozycji lub partycjonowania projektu w taki sposób, że na dowolnym poziomie wybranym do modelowania budowany jest model systemu jako zbiór powiązanych ze sobą elementów zdefiniowanych dla tego poziomu. Tutaj od razu pojawia się pytanie: w jaki sposób wyznacza się te elementy? Najczęściej powstają one z elementów kolejnego, niższego poziomu. Zatem, jak pokazano na rys. 5, projekt można przedstawić w postaci drzewa, z różnymi poziomami hierarchii abstrakcji odpowiadającymi własnym poziomom tego drzewa. Na poziomie liścia drzewa określa się zachowanie elementów projektu najniższego poziomu. Metoda behawioralna polega na opisaniu elementu systemu na podstawie zależności wejście/wyjście przy użyciu określonej procedury. Co więcej, opis ten wyznaczany jest jakąś własną procedurą i nie jest opisywany za pomocą innych elementów. Dlatego do opisu elementów drzewa projektu na poziomie liścia używany jest model behawioralny. Ponieważ model behawioralny projektu może istnieć na dowolnym poziomie, różne części projektu mogą mieć opisy zachowań na różnych poziomach.
Ryż. 5. Projekt przedstawiony w formie drzewa pełnego (a) i niekompletnego (b).
Na ryc. Rysunek 5(a) przedstawia „kompletne” drzewo projektu, w którym wszystkie opisy zachowań są tworzone na tym samym poziomie. Rysunek 5 (b) przedstawia projekt przedstawiony w formie częściowego drzewa, w którym opisy zachowań należą do różnych poziomów. Taka sytuacja wynika z tego, że często pożądane jest, aby programista zbudował i przeanalizował relacje pomiędzy komponentami systemu przed ukończeniem projektu. Zatem nie jest konieczne posiadanie specyfikacji wszystkich komponentów systemu, na przykład na poziomie bramki logicznej, aby móc kontrolować projekt jako całość pod kątem braku błędów. Sterowanie takie odbywa się przy wykorzystaniu modelowania wielopoziomowego, czyli modelowania, w którym opisy behawioralne modeli składowych odnoszą się do różnych poziomów hierarchii. Ważną dodatkową zaletą tego podejścia jest to, że poprawia efektywność modelowania.
Z punktu widzenia twórcy sprzętu istnieje sześć głównych poziomów hierarchii, pokazanych na ryc. 6.
Ryż. 6. Poziomy hierarchii prezentacji systemów elektronicznych.
Są to: system, mikroukład (lub układ scalony), rejestr, bramka, obwód i poziomy topologiczne. Z rysunku wynika, że hierarchia poziomów prezentacji ma kształt ściętej piramidy. Rozszerzanie się piramidy w dół odzwierciedla wzrost stopnia szczegółowości, tj. ilość elementów, które należy wziąć pod uwagę opisując projektowane urządzenie na tym poziomie.
W tabeli 1 przedstawia charakterystykę poziomów – wskazano elementy strukturalne i reprezentację behawioralną dla każdego poziomu.
Tabela 1. Hierarchia modeli
| Poziom | Elementy konstrukcyjne | Formalny aparat reprezentacji behawioralnej |
| System | Centralne procesory, przełączniki, kanały, magistrale, urządzenia pamięci masowej itp. | Analiza systemu, teoria gier, teoria kolejek itp. |
| Mikroukład | Mikroprocesory, RAM, ROM, UART itp. | Zależności wejścia-wyjścia, GSA |
| Rejestr | Rejestry, jednostki ALU, liczniki, multipleksery, dekodery | Teoria automatów cyfrowych, tablice prawdy, GSA |
| Zawór | Bramki logiczne, przerzutniki | Algebra logiki, układy równań logicznych |
| Okrążenie | Tranzystory, diody, rezystory, kondensatory | Teoria obwodów elektrycznych, układy równań liniowych, nieliniowych, różniczkowych |
| Krzemowy | Obiekty geometryczne | NIE |
Na najniższym poziomie krzemowe kształty geometryczne są używane jako podstawowe prymitywy, które reprezentują obszary dyfuzji, polikrzemu i metalizacji na powierzchni matrycy krzemowej. Połączenie tych form zdaje się imitować proces powstawania kryształu z punktu widzenia wywoływacza. Tutaj reprezentacja ma charakter czysto strukturalny (nie behawioralny).
Na kolejnym wyższym poziomie, poziomie obwodu, reprezentacja projektu tworzona jest przy użyciu wzajemnych połączeń tradycyjnych elementów obwodu aktywnego i pasywnego: rezystorów, kondensatorów oraz tranzystorów bipolarnych i MOSFET. Połączenie tych elementów służy do modelowania zachowania obwodu elektrycznego, wyrażonego za pomocą zależności pomiędzy napięciami i prądami.Do opisu zachowania na tym poziomie można zastosować równania różniczkowe.
Trzeci poziom, poziom bramki logicznej, tradycyjnie odgrywa główną rolę w projektowaniu obwodów i systemów cyfrowych. Wykorzystuje podstawowe elementy takie jak bramki logiczne AND, OR i NOT oraz różnego rodzaju przerzutniki. Połączenie tych prymitywów umożliwia przetwarzanie kombinacyjnych i sekwencyjnych obwodów logicznych. Formalnym aparatem opisu zachowań na tym poziomie jest algebra Boole'a.
Nad poziomem bramki w hierarchii znajduje się poziom rejestru. Tutaj podstawowymi elementami są komponenty, takie jak rejestry, liczniki, multipleksery i jednostki arytmetyczno-logiczne (ALU). Behawioralna reprezentacja projektu na poziomie rejestru jest możliwa przy użyciu tablic prawdy, tablic stanów i języków przenoszenia rejestrów.
Nad poziomem rejestru znajduje się poziom chipa (lub układu scalonego). Na poziomie chipa komponenty, takie jak mikroprocesory, główne urządzenia pamięci, porty szeregowe i równoległe oraz kontrolery przerwań, działają jak elementy. Chociaż granice mikroukładów są jednocześnie granicami modeli elementów, możliwe są również inne sytuacje. Zatem zestaw mikroukładów, które razem tworzą jedno urządzenie funkcjonalne, można przedstawić jako jeden element. Ilustrującym przykładem jest tutaj modelowanie procesora bitowo-modularnego. Możliwa jest również alternatywna opcja - gdy elementy reprezentują oddzielne sekcje jednego mikroukładu, na przykład na etapie analizy specyfikacji technicznych i rozkładu. Główną cechą jest to, że element jest reprezentowany przez duży blok logiki, gdzie dla długich i często zbieżnych ścieżek przetwarzania danych konieczne jest przedstawienie zależności wyjść od wejść. Podobnie jak w przypadku elementów niższych poziomów, elementy poziomu mikroukładu nie są budowane hierarchicznie z prostszych prymitywów, ale reprezentują pojedyncze obiekty modelowe. Zatem jeśli zachodzi potrzeba zamodelowania portu szeregowego I/O (uniwersalny transceiver asynchroniczny, UART), odpowiedniego modelu nie buduje się poprzez połączenie prostszych modeli funkcjonalnych bloków takich jak rejestry i liczniki, tutaj sam UART staje się modelem bazowym. Tego typu modele są ważne dla producentów OEM, którzy kupują chipy od innych producentów, ale nie znają ich wewnętrznej struktury na poziomie bramki logicznej, ponieważ jest to zwykle zastrzeżona tajemnica. Opis behawioralny modelu poziomu mikroukładu opiera się na relacji wejście-wyjście każdego konkretnego algorytmu układu scalonego realizowanego przez dany układ scalony. Najwyższy poziom to poziom systemowy. Elementami tego poziomu są procesor, pamięć i przełącznik (szyna) itp. Opis zachowania na tym poziomie obejmuje takie podstawowe dane i cechy, jak np. prędkość procesora w milionach instrukcji na sekundę (megoflops) czy przepustowość ścieżki przetwarzania danych (bit/s). Ze stołu 1 i powyżej można zauważyć, że cechy strukturalne lub behawioralne sąsiadujących ze sobą poziomów w pewnym stopniu pokrywają się. Na przykład zarówno na poziomie rejestru, jak i na poziomie mikroukładu można zastosować reprezentację za pomocą GSA. Jednak reprezentacja strukturalna dla obu poziomów jest zupełnie inna, dlatego też są one rozdzielone. Poziomy mikroukładów i systemów mają zasadniczo te same elementy, ale różnią się całkowicie charakterystyką zachowania. Zatem modele behawioralne na poziomie układu scalonego umożliwiają obliczenie szczegółowych indywidualnych odpowiedzi w postaci wartości całkowitych i bitowych. Natomiast behawioralna reprezentacja poziomu systemu ma poważne ograniczenie - służy przede wszystkim do modelowania wydajności systemu lub wyznaczania parametrów stochastycznych systemu. W praktyce widok projektu na poziomie systemu jest używany przede wszystkim do oceny porównawczej różnych architektur. Ogólnie rzecz biorąc, jeśli wymagania, behawioralne lub strukturalne, są różne, należy stosować modele różnych poziomów.
Ostatnim pojęciem związanym z hierarchiczną reprezentacją projektu jest tzw. okno projektu.
Termin ten odnosi się do grupy poziomów drzewa projektu, z którymi pracuje każdy konkretny programista. Zatem okno projektu do projektowania VLSI obejmuje poziomy krzemu, obwodu, bramki, rejestru i chipa. Z drugiej strony projektanta komputerów zazwyczaj interesuje okno zakrywające poziomy bramy, rejestru, chipa i systemu. To właśnie koncepcja okna projektu jest podstawą projektowania wielopoziomowego. W miarę wzrostu złożoności VLSI uwzględnienie warstwy bramki w oknie projektowym stanie się niepraktyczne, ponieważ w jednym chipie można umieścić setki tysięcy bramek logicznych. Poziom rejestru, choć z pewnością mniej skomplikowany niż poziom bramki, może również zawierać opcjonalne szczegóły dla osób zainteresowanych wyłącznie sygnałami we/wy VLSI.
Zatem z punktu widzenia projektanta maszyny sam VLSI stanie się elementem projektu.
Ryż. 7. Przykład realizacji poziomów prezentacji systemu wieloprocesorowego.
Adnotacja: Wykład przedstawia podstawowe definicje, cel i zasady systemów projektowania wspomaganego komputerowo (CAD). Podano istotę i schemat działania CAD. Pokazano miejsce CAD RES wśród innych systemów zautomatyzowanych. Uwzględniono strukturę i typy CAD. Głównym celem wykładu jest ukazanie istoty procesu projektowania OZE, podstawowych zasad projektowania. Szczególną uwagę zwraca się na systematyczne podejście do projektowania konstrukcji i technologii wytwarzania OZE
4.1. Definicja, cel, cel
Z definicji CAD to system organizacyjno-techniczny składający się z zestawu narzędzi do automatyzacji projektowania oraz zespołu specjalistów wydziałowych organizacja projektowa, wykonując zautomatyzowane projektowanie obiektu będącego efektem działania organizacja projektowa [ , ].
Z tej definicji wynika, że CAD nie jest środkiem automatyzacji, ale systemem działania człowieka w projektowaniu obiektów. Dlatego automatyzacja projektowania jako dyscyplina naukowo-techniczna różni się od zwykłego wykorzystania komputerów w procesach projektowych tym, że zajmuje się zagadnieniami budowy systemów, a nie zbiorem pojedynczych zadań. Dyscyplina ta ma charakter metodologiczny, ponieważ podsumowuje cechy wspólne dla różnych konkretnych zastosowań.
Idealny schemat funkcjonowania CAD pokazano na ryc. 4.1.
Ryż. 4.1.
Schemat ten jest idealny w sensie pełnej zgodności z recepturą zgodnie z obowiązującymi normami i niezgodności z rzeczywistymi systemami, w których nie wszystkie prace projektowe prowadzone są przy użyciu narzędzi automatyzacji i nie wszyscy projektanci korzystają z tych narzędzi.
Projektanci, jak sugeruje definicja, odwołują się do CAD. To stwierdzenie jest całkiem uzasadnione, ponieważ CAD jest systemem projektowania wspomaganym komputerowo, a nie automatycznym. Oznacza to, że niektóre operacje projektowe mogą i zawsze będą wykonywane przez człowieka. Co więcej, w bardziej zaawansowanych systemach część pracy wykonywanej przez człowieka będzie mniejsza, ale treść tych prac będzie bardziej twórcza, a rola człowieka w większości przypadków będzie bardziej odpowiedzialna.
Z definicji CAD wynika, że celem jego działania jest projektowanie. Jak już wspomniano, projektowanie to proces przetwarzania informacji, prowadzący ostatecznie do uzyskania pełnego zrozumienia projektowanego obiektu i metod jego wytwarzania.
W praktyce projektowania ręcznego pełny opis projektowanego obiektu i metod jego wytwarzania zawiera projekt produktu i dokumentację techniczną. Dla warunku projektowania wspomaganego komputerowo nie została jeszcze zalegalizowana nazwa finalnego produktu projektowego zawierająca dane o przedmiocie i technologii jego wykonania. W praktyce nadal nazywa się to „projektem”.
Projektowanie jest jednym z najbardziej złożonych rodzajów pracy intelektualnej człowieka. Co więcej, proces projektowania skomplikowanych obiektów wykracza poza możliwości jednej osoby i prowadzony jest przez kreatywny zespół. To z kolei sprawia, że proces projektowania jest jeszcze bardziej złożony i trudny do sformalizowania. Aby zautomatyzować taki proces, trzeba jasno wiedzieć, na czym właściwie polega i jak realizują go programiści. Doświadczenie pokazuje, że badanie procesów projektowych i ich formalizacja powierzano specjalistom z wielkim trudem, dlatego automatyzacja projektowania była przeprowadzana wszędzie etapami, stopniowo obejmując wszystkie nowe operacji projektowych. W związku z tym stopniowo tworzono nowe systemy i ulepszano stare. Im więcej części dzieli się system, tym trudniej jest poprawnie sformułować dane początkowe dla każdej części, ale łatwiej jest przeprowadzić optymalizację.
Projektuj obiekt automatyzacji są dzieła, ludzkie działania, które wykonuje podczas procesu projektowania. A to, co projektują, nazywa się obiekt projektowy.
Człowiek może zaprojektować dom, samochód, proces technologiczny, produkt przemysłowy. CAD jest przeznaczony do projektowania tych samych obiektów. W tym przypadku produkty CAD (CAD I) i Proces CAD(CADTP).
Stąd, obiekty projektowe nie są projektować obiekty automatyki. W praktyce produkcyjnej zaprojektuj obiekt automatyzacji to cały zestaw działań projektantów opracowujących produkt lub proces technologiczny lub jedno i drugie oraz dokumentowanie wyników prac w formie dokumentacji projektowej, technologicznej i operacyjnej.
Dzieląc cały proces projektowania na etapy i operacje, można je opisać za pomocą określonych metod matematycznych i zdefiniować narzędzia umożliwiające ich automatyzację. Następnie należy rozważyć wybrane operacji projektowych I narzędzia automatyzacji w złożony sposób i znaleźć sposoby na połączenie ich w jeden system spełniający założone cele.
Przy projektowaniu złożonego obiektu różne operacji projektowych powtarzają się wiele razy. Wynika to z faktu, że projektowanie jest procesem naturalnie rozwijającym się. Rozpoczyna się od opracowania ogólnej koncepcji projektowanego obiektu, na jej podstawie - projekt wstępny. Poniżej przybliżone rozwiązania (szacunkowe): projekt wstępny są określane na wszystkich kolejnych etapach projektowania. Ogólnie rzecz biorąc, taki proces można przedstawić w postaci spirali. Na dolnym zwoju spirali znajduje się koncepcja projektowanego obiektu, na górze ostateczne dane na temat projektowanego obiektu. Na każdym zwoju spirali, z punktu widzenia technologii przetwarzania informacji, wykonywane są identyczne operacje, tyle że w coraz większej objętości. Dlatego instrumentalnie narzędzia automatyzacji powtarzające się operacje mogą być takie same.
Bardzo trudno jest praktycznie w pełni rozwiązać problem sformalizowania całego procesu projektowania, jednak jeżeli chociaż część operacji projektowych zostanie zautomatyzowana, będzie to nadal uzasadnione, gdyż pozwoli na dalszy rozwój tworzonego systemu CAD w oparciu o bardziej zaawansowane rozwiązania techniczne i przy mniejszych nakładach zasobów.
Ogólnie rzecz biorąc, dla wszystkich etapów projektowania produktu i technologii jego wytwarzania można wyróżnić następujące główne typy typowych operacji przetwarzania informacji:
- wyszukiwanie i selekcja z różnych źródeł niezbędnych informacji;
- analiza wybranych informacji;
- wykonywanie obliczeń;
- podejmowanie decyzji projektowych;
- rejestracja rozwiązań projektowych w formie dogodnej do dalszego wykorzystania (na kolejnych etapach projektowania, podczas wytwarzania lub eksploatacji produktu).
Automatyzacja wymienionych operacji przetwarzania informacji i procesów zarządzania wykorzystaniem informacji na wszystkich etapach projektowania istota funkcjonowania współczesnych systemów CAD.
Jakie są główne cechy systemów projektowania wspomaganego komputerowo i jakie są ich zasadnicze różnice w porównaniu z metodami automatyzacji „opartymi na zadaniach”?
Pierwszą charakterystyczną cechą jest zdolność wyczerpujący rozwiązanie ogólnego problemu projektowego, ustalenie ścisłego powiązania poszczególnych zadań, czyli możliwości intensywnej wymiany informacji i interakcji nie tylko poszczególnych procedur, ale także etapów projektowania. Na przykład w odniesieniu do technicznego (projektowego) etapu projektowania, CAD RES umożliwia rozwiązywanie problemów układu, rozmieszczenia i trasowania w ścisłym powiązaniu, które muszą być osadzone w sprzęcie i oprogramowaniu systemu.
W odniesieniu do systemów wyższego poziomu można mówić o ustanowieniu ścisłego powiązania informacyjnego pomiędzy obwodami a technicznymi etapami projektowania. Systemy takie umożliwiają tworzenie środków radioelektronicznych bardziej efektywnych z punktu widzenia zespołu wymagań funkcjonalnych, konstrukcyjnych i technologicznych.
Druga różnica pomiędzy CAD RES polega na tym tryb interaktywny konstrukcja, w której realizowany jest proces ciągły dialog„człowiek-maszyna”. Bez względu na to, jak złożone i wyrafinowane są formalne metody projektowania, bez względu na to, jak wielka jest moc narzędzi obliczeniowych, nie da się stworzyć złożonego sprzętu bez twórczego udziału człowieka. Z założenia systemy automatyzacji projektowania nie powinny zastępować projektanta, ale stanowić potężne narzędzie jego twórczej działalności.
Trzecią cechą CAD RES jest możliwość modelowanie symulacyjne systemów radioelektronicznych w warunkach pracy zbliżonych do rzeczywistych. Modelowanie symulacyjne pozwala przewidzieć reakcję projektowanego obiektu na różnorodne zakłócenia, pozwala projektantowi „zobaczyć” owoce swojej pracy w działaniu bez prototypowania. Wartość tej funkcji CAD polega na tym, że w większości przypadków sformułowanie systemu jest niezwykle trudne kryterium wydajności OZE. Efektywność wiąże się z dużą liczbą wymagań o różnym charakterze i zależy od dużej liczby parametrów OZE oraz czynników zewnętrznych. Dlatego w złożonych problemach projektowych prawie niemożliwe jest sformalizowanie procedury poszukiwania optymalnego rozwiązania według kryterium kompleksowej efektywności. Modelowanie symulacyjne pozwala przetestować różne warianty rozwiązań i wybrać najlepsze, i to szybko, biorąc pod uwagę najróżniejsze czynniki i zakłócenia.
Czwartą cechą jest znaczne skomplikowanie oprogramowania i wsparcia informacyjnego projektowania. Mówimy nie tylko o wzroście ilościowym, wolumetrycznym, ale także o złożoności ideologicznej, która wiąże się z koniecznością stworzenia języków komunikacji pomiędzy projektantem a komputerem, rozbudowanymi bankami danych, programami wymiany informacji pomiędzy elementami składowymi systemów i programów do projektowania. W wyniku projektowania powstają nowe, bardziej zaawansowane OZE, różniące się od swoich analogów i prototypów wyższą wydajnością dzięki zastosowaniu nowych zjawisk fizycznych i zasad działania, bardziej zaawansowaną bazą i konstrukcją elementów, udoskonalonymi konstrukcjami i postępującymi procesami technologicznymi.
4.2. Zasady tworzenia systemów i technologii komputerowego wspomagania projektowania
Tworząc systemy CAD kierujemy się następującymi systemowymi zasadami:
- Zasada włączenie polega na tym, że wymagania dotyczące tworzenia, działania i rozwoju CAD są określane od strony bardziej złożonego systemu, którego podsystemem jest CAD. Takim złożonym systemem może być na przykład złożony system ASNI – CAD – zautomatyzowany system sterowania przedsiębiorstwa, CAD branży itp.
- Zasada jedność systemowa zapewnia zapewnienie integralności systemu CAD poprzez komunikację pomiędzy jego podsystemami oraz funkcjonowanie podsystemu sterującego CAD.
- Zasada złożoność wymaga spójności w projektowaniu poszczególnych elementów i całego obiektu jako całości na wszystkich etapach projektowania.
- Zasada jedność informacyjna z góry określa spójność informacji poszczególnych podsystemów i komponentów CAD. Oznacza to, że środki dostarczania komponentów CAD muszą wykorzystywać jednolite terminy, symbole, konwencje, języki programowania zorientowane na problem i metody prezentacji informacji, które zwykle są ustalane w odpowiednich dokumentach regulacyjnych. Zasada jedności informacji przewiduje w szczególności umieszczanie w bankach danych wszystkich plików wykorzystywanych wielokrotnie przy projektowaniu różnych obiektów. Dzięki jedności informacji wyniki rozwiązania jednego problemu w programie CAD bez konieczności przestawiania lub przetwarzania powstałych tablic danych można wykorzystać jako informację wyjściową do innych zadań projektowych.
- Zasada zgodność jest to, że języki, kody, informacje i parametry techniczne połączeń strukturalnych pomiędzy podsystemami i komponentami CAD muszą być skoordynowane, aby zapewnić wspólne funkcjonowanie wszystkich podsystemów i zachować otwarta struktura Ogólnie CAD. Zatem wprowadzenie jakiegokolwiek nowego sprzętu lub oprogramowania do CAD nie powinno prowadzić do jakichkolwiek zmian w już używanych narzędziach.
- Zasada niezmienność stanowi, że podsystemy i komponenty CAD powinny być możliwie uniwersalne lub standardowe, tj. niezmienne w stosunku do projektowanych obiektów i specyfiki branży. Nie jest to oczywiście możliwe w przypadku wszystkich komponentów CAD. Jednak wiele komponentów, takich jak programy optymalizacyjne, przetwarzanie danych i inne, można wykonać tak samo dla różnych obiektów technicznych.
W wyniku projektowania powstają nowe, bardziej zaawansowane OZE, różniące się od swoich analogów i prototypów wyższą wydajnością dzięki zastosowaniu nowych zjawisk i zasad fizycznych.
Rozwiązanie projektowe to pośredni opis projektowanego obiektu, uzyskany na tym lub innym poziomie hierarchicznym, w wyniku wykonania procedury (na odpowiednim poziomie).
Procedura projektowa jest integralną częścią procesu projektowania. Przykładami procedur projektowych są synteza schematu funkcjonalnego projektowanego urządzenia, modelowanie, weryfikacja, trasowanie połączeń wzajemnych na płytce drukowanej itp.
Projektowanie elektrowni podzielone jest na etapy. Etap to określona sekwencja procedur projektowych. Ogólna kolejność etapów projektowania jest następująca:
sporządzanie specyfikacji technicznych;
wkład do projektu;
projekt architektury;
projekt funkcjonalny i logiczny;
projekt obwodu;
projekt topologiczny;
produkcja prototypu;
określenie charakterystyki urządzenia.
Opracowywanie specyfikacji technicznych. Określane są wymagania dla projektowanego produktu, jego charakterystyki i tworzone są specyfikacje techniczne dla projektu.
Dane wejściowe projektu. Każdy etap projektowania ma swoje własne środki wejściowe, co więcej, wiele systemów narzędzi zapewnia więcej niż jeden sposób opisu projektu.
Wysokopoziomowe edytory graficzne i tekstowe opisów projektów nowoczesnych systemów projektowania są skuteczne. Takie edytory dają programiście możliwość narysowania schematu blokowego dużego systemu, przypisania modeli do poszczególnych bloków i połączenia ich poprzez magistrale i tory transmisji sygnału. Redaktorzy zazwyczaj automatycznie łączą tekstowe opisy bloków i połączeń z odpowiednimi obrazami graficznymi, zapewniając w ten sposób kompleksowe modelowanie systemu. Dzięki temu inżynierowie systemów nie zmieniają swojego zwykłego stylu pracy: mogą nadal myśleć, szkicując schemat swojego projektu jak na kartce papieru, a jednocześnie wprowadzane i gromadzone będą dokładne informacje o systemie.
Równania logiczne lub schematy obwodów są często bardzo dobrze używane do opisu podstawowej logiki interfejsu.
Tablice prawdy są przydatne do opisywania dekoderów lub innych prostych bloków logicznych.
Języki opisu sprzętu zawierające konstrukcje typu maszyna stanu są zwykle znacznie skuteczniejsze w reprezentowaniu bardziej złożonych logicznych bloków funkcjonalnych, takich jak bloki sterujące.
Projekt architektury. Reprezentuje konstrukcję urządzenia elektronicznego do poziomu transmisji sygnału do procesora i pamięci, pamięci i jednostki sterującej. Na tym etapie określa się skład urządzenia jako całości, określa się jego główne elementy sprzętowe i programowe.
Te. zaprojektowanie całego systemu z reprezentacją wysokiego poziomu w celu sprawdzenia poprawności rozwiązań architektonicznych odbywa się zwykle w przypadkach, gdy powstaje całkowicie nowy system i należy dokładnie przemyśleć wszystkie kwestie architektoniczne.
W wielu przypadkach kompletny projekt systemu wymaga uwzględnienia w projekcie komponentów i efektów nieelektrycznych, które mają zostać przetestowane w jednym pakiecie symulacyjnym.
Elementami tego poziomu są: procesor, pamięć, kontrolery, magistrale. Przy konstruowaniu modeli i symulowaniu systemu wykorzystuje się metody teorii grafów, teorii mnogości, teorii procesów Markowa, teorii kolejek, a także logiczne i matematyczne środki opisu funkcjonowania systemu.
W praktyce przewiduje się zbudowanie sparametryzowanej architektury systemu i dobranie optymalnych parametrów jego konfiguracji. W związku z tym należy sparametryzować odpowiednie modele. Parametry konfiguracyjne modelu architektonicznego określają, które funkcje zostaną zaimplementowane sprzętowo, a które programowo. Niektóre opcje konfiguracji sprzętu obejmują:
liczba, pojemność i pojemność magistrali systemowych;
czas dostępu do pamięci;
rozmiar pamięci podręcznej;
liczba procesorów, portów, bloków rejestrów;
pojemność buforów transmisji danych.
A parametry konfiguracji oprogramowania obejmują na przykład:
parametry harmonogramu;
priorytet zadań;
interwał „usuwania śmieci”;
maksymalny dozwolony interwał procesora dla programu;
parametry podsystemu zarządzania pamięcią (rozmiar strony, rozmiar segmentu, a także rozmieszczenie plików pomiędzy sektorami dysku;
Parametry konfiguracyjne przesyłania danych:
wartość interwału limitu czasu;
rozmiar fragmentu;
parametry protokołu do wykrywania i korygowania błędów.
Ryż. 1
W interaktywnym projektowaniu na poziomie systemu specyfikacje funkcjonalne na poziomie systemu są najpierw wprowadzane w formie diagramów przepływu danych, a następnie wybierane są typy komponentów w celu implementacji różnych funkcji (rysunek 1). Głównym zadaniem jest tutaj opracowanie architektury systemu, która będzie spełniać określone wymagania funkcjonalne, szybkościowe i kosztowe. Błędy na poziomie architektury są znacznie bardziej kosztowne niż decyzje podejmowane podczas fizycznego procesu wdrożenia.
Modele architektoniczne są ważne i odzwierciedlają logikę zachowania systemu oraz jego cechy czasowe, co pozwala na identyfikację problemów funkcjonalnych. Mają cztery ważne cechy:
dokładnie odzwierciedlają funkcjonalność komponentów sprzętu i oprogramowania, wykorzystując abstrakcje danych wysokiego poziomu w postaci strumieni danych;
modele architektoniczne abstrakcyjnie reprezentują technologię realizacji w postaci parametrów czasowych. Konkretna technologia wykonania jest określona przez konkretne wartości tych parametrów;
modele architektoniczne zawierają obwody, które umożliwiają wielu blokom funkcjonalnym współdzielenie (współdzielenie) komponentów;
modele te muszą być parametryzowalne, typowalne i wielokrotnego użytku;
Modelowanie na poziomie systemu pozwala programiście ocenić alternatywne projekty systemów pod kątem relacji pomiędzy ich funkcjonalnością, wydajnością i kosztem.
Odgórny system narzędzi do projektowania (ASIC Navigator, Compass Design Automation) dla układów ASIC i systemów.
Próba uwolnienia inżynierów od projektowania na poziomie zaworów.
Asystent logiki (asystent logiki);
Asystent projektanta;
ASIC Synthesizez (syntezator ASIC);
Test na ten temat:
Etapy projektowania układów elektronicznych
Rozwiązanie projektowe to pośredni opis projektowanego obiektu, uzyskany na tym lub innym poziomie hierarchicznym, w wyniku wykonania procedury (na odpowiednim poziomie).
Procedura projektowa jest integralną częścią procesu projektowania. Przykładami procedur projektowych są synteza schematu funkcjonalnego projektowanego urządzenia, modelowanie, weryfikacja, trasowanie połączeń wzajemnych na płytce drukowanej itp.
Projektowanie elektrowni podzielone jest na etapy. Etap to określona sekwencja procedur projektowych. Ogólna kolejność etapów projektowania jest następująca:
·rysowanie specyfikacji technicznych;
·wkład do projektu;
·projekt architektury;
·funkcjonalny i logiczny projekt;
· projekt obwodu;
projekt topologiczny;
·produkcja prototypu;
· określenie charakterystyki urządzenia.
Opracowywanie specyfikacji technicznych. Określane są wymagania dla projektowanego produktu, jego charakterystyki i tworzone są specyfikacje techniczne dla projektu.
Dane wejściowe projektu. Każdy etap projektowania ma swoje własne środki wejściowe, co więcej, wiele systemów narzędzi zapewnia więcej niż jeden sposób opisu projektu.
Wysokopoziomowe edytory graficzne i tekstowe opisów projektów nowoczesnych systemów projektowania są skuteczne. Takie edytory dają programiście możliwość narysowania schematu blokowego dużego systemu, przypisania modeli do poszczególnych bloków i połączenia ich poprzez magistrale i tory transmisji sygnału. Redaktorzy zazwyczaj automatycznie łączą tekstowe opisy bloków i połączeń z odpowiednimi obrazami graficznymi, zapewniając w ten sposób kompleksowe modelowanie systemu. Dzięki temu inżynierowie systemów nie zmieniają swojego zwykłego stylu pracy: mogą nadal myśleć, szkicując schemat swojego projektu jak na kartce papieru, a jednocześnie wprowadzane i gromadzone będą dokładne informacje o systemie.
Równania logiczne lub schematy obwodów są często bardzo dobrze używane do opisu podstawowej logiki interfejsu.
Tablice prawdy są przydatne do opisywania dekoderów lub innych prostych bloków logicznych.
Języki opisu sprzętu zawierające konstrukcje typu maszyna stanu są zwykle znacznie skuteczniejsze w reprezentowaniu bardziej złożonych logicznych bloków funkcjonalnych, takich jak bloki sterujące.
Projekt architektury. Reprezentuje konstrukcję urządzenia elektronicznego do poziomu transmisji sygnału do procesora i pamięci, pamięci i jednostki sterującej. Na tym etapie określa się skład urządzenia jako całości, określa się jego główne elementy sprzętowe i programowe.
Te. zaprojektowanie całego systemu z reprezentacją wysokiego poziomu w celu sprawdzenia poprawności rozwiązań architektonicznych odbywa się zwykle w przypadkach, gdy powstaje całkowicie nowy system i należy dokładnie przemyśleć wszystkie kwestie architektoniczne.
W wielu przypadkach kompletny projekt systemu wymaga uwzględnienia w projekcie komponentów i efektów nieelektrycznych, które mają zostać przetestowane w jednym pakiecie symulacyjnym.
Elementami tego poziomu są: procesor, pamięć, kontrolery, magistrale. Przy konstruowaniu modeli i symulowaniu systemu wykorzystuje się metody teorii grafów, teorii mnogości, teorii procesów Markowa, teorii kolejek, a także logiczne i matematyczne środki opisu funkcjonowania systemu.
W praktyce przewiduje się zbudowanie sparametryzowanej architektury systemu i dobranie optymalnych parametrów jego konfiguracji. W związku z tym należy sparametryzować odpowiednie modele. Parametry konfiguracyjne modelu architektonicznego określają, które funkcje zostaną zaimplementowane sprzętowo, a które programowo. Niektóre opcje konfiguracji sprzętu obejmują:
·liczba, pojemność bitowa i pojemność magistrali systemowych;
czas dostępu do pamięci;
rozmiar pamięci podręcznej;
liczba procesorów, portów, bloków rejestrów;
·pojemność buforów transmisji danych.
A parametry konfiguracji oprogramowania obejmują na przykład:
parametry harmonogramu;
priorytet zadań;
· Przerwa „usuwania śmieci”;
·maksymalny dozwolony interwał procesora dla programu;
·parametry podsystemu zarządzania pamięcią (wielkość strony, wielkość segmentu, a także rozmieszczenie plików pomiędzy sektorami dysku;
Parametry konfiguracyjne przesyłania danych:
·wartość interwału limitu czasu;
rozmiar fragmentu;
·Parametry protokołu do wykrywania i korygowania błędów.
Ryż. 1 - Kolejność procedur projektowych na etapie projektowania architektonicznego
W interaktywnym projektowaniu na poziomie systemu specyfikacje funkcjonalne na poziomie systemu są najpierw wprowadzane w formie diagramów przepływu danych, a następnie wybierane są typy komponentów w celu implementacji różnych funkcji (rysunek 1). Głównym zadaniem jest tutaj opracowanie architektury systemu, która będzie spełniać określone wymagania funkcjonalne, szybkościowe i kosztowe. Błędy na poziomie architektury są znacznie bardziej kosztowne niż decyzje podejmowane podczas fizycznego procesu wdrożenia.
Modele architektoniczne są ważne i odzwierciedlają logikę zachowania systemu oraz jego cechy czasowe, co pozwala na identyfikację problemów funkcjonalnych. Mają cztery ważne cechy:
Dokładnie odzwierciedlają funkcjonalność komponentów sprzętu i oprogramowania, korzystając z abstrakcji danych wysokiego poziomu w postaci strumieni danych.
·Modele architektoniczne abstrakcyjnie przedstawiają technologię realizacji w postaci parametrów czasowych. Konkretna technologia wykonania jest określona przez konkretne wartości tych parametrów;
·modele architektoniczne zawierają obwody, które umożliwiają wielu blokom funkcjonalnym współdzielenie komponentów;
· modele te muszą umożliwiać parametryzację, wpisywanie i ponowne wykorzystanie;
Modelowanie na poziomie systemu pozwala programiście ocenić alternatywne projekty systemów pod kątem relacji pomiędzy ich funkcjonalnością, wydajnością i kosztem.
Odgórny system narzędzi do projektowania (ASIC Navigator, Compass Design Automation) dla układów ASIC i systemów.
Próba uwolnienia inżynierów od projektowania na poziomie zaworów.
Asystent logiki (asystent logiki);
·Asystent Projektanta;
·ASIC Synthesizez (syntezator ASIC);
·Asystent Testowy;
Jest to ujednolicone środowisko projektowania i analiz. Umożliwia utworzenie specyfikacji ASIC poprzez wprowadzenie graficznych i tekstowych opisów projektów. Użytkownicy mogą opisywać swoje projekty przy użyciu większości metod wprowadzania danych wysokiego poziomu, w tym schematów blokowych, formuł boolowskich, diagramów stanów, instrukcji w językach VHDL i Verilog i nie tylko. Oprogramowanie systemowe będzie obsługiwać te metody wprowadzania danych jako podstawę całego późniejszego procesu projektowania systemu ASIC.
Ogólną architekturę projektowanego układu ASIC można przedstawić w postaci połączonych ze sobą bloków funkcjonalnych bez uwzględnienia ich fizycznego podziału. Bloki te można następnie opisać w sposób, który najlepiej odpowiada specyficznym cechom każdej funkcji. Na przykład użytkownik może opisać logikę sterowania za pomocą diagramów stanów, arytmetyczne bloki funkcyjne za pomocą diagramów ścieżek danych, a funkcje algorytmiczne za pomocą VHDL. Ostateczny opis może stanowić kombinację tekstu i grafiki i służy jako podstawa do analizy i wdrożenia układu ASIC.
Podsystem Logic Assistant konwertuje otrzymaną specyfikację na behawioralny kod VHDL. Kod ten można przetwarzać przy użyciu systemu modelowania VHDL opracowanego przez stronę trzecią. Modyfikowanie specyfikacji na poziomie behawioralnym umożliwia wprowadzanie zmian i debugowanie już na początkowych etapach projektowania.
Asystent projektanta
Po zweryfikowaniu specyfikacji można ją wyświetlić na urządzeniu ASIC. Najpierw jednak użytkownik musi zdecydować, jak najlepiej wdrożyć tak zaawansowany projekt. Opis projektu można odwzorować na jedną lub więcej tablic bramek lub układów scalonych opartych na standardowych elementach.
Dising Assistant pomaga użytkownikom ocenić różne opcje w celu osiągnięcia optymalnego wdrożenia. DA na polecenie użytkownika określa szacunkową wielkość chipa, możliwe sposoby pakowania, pobór mocy i szacunkową liczbę bramek logicznych dla każdej opcji dekompozycji i dla każdego typu ASIC.
Użytkownik może następnie interaktywnie przeprowadzić analizę typu „co by było, gdyby”, zbadać alternatywne rozwiązania techniczne z różnymi podziałami projektowymi lub rozmieścić i przenieść standardowe elementy układu bramek. W ten sposób użytkownik może znaleźć optymalne podejście spełniające wymagania specyfikacji.
Syntezator ASIC
Po wybraniu konkretnej opcji projektu, jej opis behawioralny należy przekształcić w reprezentację na poziomie bramki logicznej. Procedura ta jest bardzo pracochłonna.
Na poziomie bramki jako elementy strukturalne można wybrać: bramki logiczne, wyzwalacze oraz tablice prawdy i równania logiczne jako środki opisu. W przypadku wykorzystania poziomu rejestrów elementami strukturalnymi będą: rejestry, sumatory, liczniki, multipleksery, a środkami opisu będą tablice prawdy, języki mikrooperacji, tablice przejść.
Na poziomie funkcjonalno-logicznym rozpowszechniły się tak zwane logiczne modele symulacyjne lub po prostu modele symulacyjne (IM). IM odzwierciedlają jedynie zewnętrzną logikę i cechy czasowe funkcjonowania projektowanego urządzenia. Zazwyczaj w MI wewnętrzne operacje i wewnętrzna struktura nie powinny być podobne do tych istniejących w prawdziwym urządzeniu. Jednak symulowane operacje i tymczasowe cechy funkcjonowania, obserwowane z zewnątrz, w komunikatorze internetowym, muszą być adekwatne do tych, które istnieją w rzeczywistym urządzeniu.
Modele tego etapu służą do sprawdzenia poprawności realizacji określonych algorytmów funkcjonowania obwodu funkcjonalnego lub logicznego, a także schematów czasowych urządzenia, bez określonej implementacji sprzętowej i z uwzględnieniem cech podstawy elementu.
Odbywa się to za pomocą metod modelowania logicznego. Modelowanie logiczne oznacza symulowanie na komputerze działania obwodu funkcjonalnego w sensie przenoszenia informacji przedstawionych w postaci wartości logicznych „0” i „1” z wejścia obwodu na jego wyjście. Sprawdzenie funkcjonowania obwodu logicznego obejmuje zarówno sprawdzenie funkcji logicznych realizowanych przez obwód, jak i sprawdzenie zależności czasowych (obecność ścieżek krytycznych, ryzyko awarii i wyścigu sygnału). Główne zadania rozwiązywane za pomocą modeli na tym poziomie to weryfikacja schematów funkcjonalnych i obwodów, analiza testów diagnostycznych.
Projektowanie obwodów to proces opracowywania podstawowych obwodów elektrycznych i specyfikacji zgodnie z wymaganiami specyfikacji technicznych. Projektowane urządzenia mogą być: analogowe (generatory, wzmacniacze, filtry, modulatory itp.), cyfrowe (różne układy logiczne), mieszane (analogowo-cyfrowe).
Na etapie projektowania obwodu urządzenia elektroniczne są reprezentowane na poziomie obwodu. Elementami tego poziomu są elementy aktywne i pasywne: rezystor, kondensator, cewka indukcyjna, tranzystory, diody itp. Typowy fragment obwodu (bramka, wyzwalacz itp.) może być również wykorzystany jako element na poziomie obwodu. Układ elektroniczny projektowanego produktu to połączenie idealnych podzespołów, które dość dokładnie oddaje strukturę i skład pierwiastkowy projektowanego produktu. Zakłada się, że idealne elementy obwodu dają się opisać matematycznie przy zadanych parametrach i charakterystykach. Model matematyczny elementu obwodu elektronicznego to ODE w odniesieniu do zmiennych: prądu i napięcia. Model matematyczny urządzenia jest reprezentowany przez zbiór równań algebraicznych lub różniczkowych, które wyrażają zależności między prądami i napięciami w różnych elementach obwodu. Modele matematyczne typowych fragmentów obwodów nazywane są makromodelami.
Etap projektowania obwodu obejmuje następujące procedury projektowe:
synteza strukturalna - budowa obwodu zastępczego projektowanego urządzenia
·obliczenie charakterystyk statycznych polega na wyznaczeniu prądów i napięć w dowolnym węźle obwodu; analiza charakterystyk prądowo-napięciowych i badanie wpływu na nie parametrów podzespołów.
·obliczenie charakterystyk dynamicznych polega na wyznaczeniu parametrów wyjściowych układu w zależności od zmian parametrów wewnętrznych i zewnętrznych (analiza jednowariantowa) oraz ocenie czułości i stopnia rozproszenia w stosunku do wartości nominalnych parametrów wyjściowych w zależności od parametrów wejściowych i zewnętrznych układu elektronicznego (analiza wieloczynnikowa).
· optymalizacja parametryczna, która wyznacza takie wartości parametrów wewnętrznych układu elektronicznego, które optymalizują parametry wyjściowe.
Istnieją projekty od góry do dołu (od góry do dołu) i od dołu do góry (od dołu do góry). W projektowaniu odgórnym kroki wykorzystujące wyższe poziomy reprezentacji urządzenia są wykonywane przed krokami wykorzystującymi niższe poziomy hierarchiczne. W przypadku projektowania oddolnego kolejność jest odwrotna.
Patrząc na drzewo projektu, można wskazać dwie koncepcje projektowe: od dołu do góry (od dołu do góry) i od góry do dołu (od góry do dołu). Tutaj słowo „góra” odnosi się do korzenia drzewa, a słowo „dół” odnosi się do liści. W przypadku projektowania odgórnego praca może rozpocząć się już wtedy, gdy programista zna już tylko funkcje korzenia - i on (lub ona) najpierw dzieli korzeń na pewien zestaw prymitywów niższego poziomu.
Następnie programista kontynuuje pracę z poziomem podstawowym i rozkłada prymitywy tego poziomu. Proces ten trwa aż dotrze do węzłów-liście projektu. Aby scharakteryzować projekt odgórny, należy zauważyć, że podział na każdym poziomie jest zoptymalizowany według jednego lub drugiego obiektywnego kryterium. Tutaj podział nie jest ograniczony ramami „tego, co już istnieje”.
Termin „projektowanie oddolne” jest nieco mylący, ponieważ proces projektowania nadal rozpoczyna się od zdefiniowania korzenia drzewa, ale w tym przypadku partycjonowanie odbywa się na podstawie istniejących już komponentów i może być użyte jako elementy pierwotne ; innymi słowy, podczas partycjonowania programista musi założyć, które komponenty będą reprezentowane w węzłach liści. Te bardzo „niższe” części zostaną zaprojektowane w pierwszej kolejności. Projektowanie odgórne wydaje się być najodpowiedniejszym podejściem, jednak jego słabością jest to, że powstałe komponenty nie są „standardowe”, co zwiększa koszt projektu. Dlatego najbardziej racjonalne wydaje się połączenie metod projektowania oddolnego i odgórnego.
Przewiduje się, że zdecydowana większość elektroników i inżynierów informatyków będzie stosować metodologię odgórną. Staną się w istocie inżynierami systemowymi, a znaczną część swojego czasu spędzą na projektowaniu produktu na poziomie behawioralnym.
Obecnie projektowanie systemów elektronicznych opiera się na metodologii oddolnej, a pierwszym krokiem w procesie projektowania jest zwykle wprowadzenie opisu obwodu na poziomie strukturalnym (oczywiście na poziomie układu scalonego i komponentów dyskretnych). Po określeniu struktury wprowadza się opis zachowania tego systemu w jednym lub innym języku w celu opisania tego sprzętu i przeprowadza się modulację. W tym przypadku część elektroniczna projektu wykonywana jest ręcznie, czyli bez użycia narzędzi projektowych.
Rosnąca złożoność projektowanych systemów powoduje, że programiści praktycznie tracą możliwość intuicyjnej analizy projektu, czyli oceny jakości i cech specyfikacji projektu systemu. A modelowanie na poziomie systemu z wykorzystaniem modeli architektonicznych (jako pierwszy etap procesu projektowania odgórnego) daje taką możliwość.
W przypadku projektowania od góry do dołu, opisane powyżej dwa etapy projektowania od dołu do góry są wykonywane w odwrotnej kolejności. Projektowanie odgórne koncentruje się na behawioralnej reprezentacji projektowanego systemu, a nie na jego fizycznej lub strukturalnej reprezentacji. Oczywiście efektem końcowym projektowania odgórnego jest również strukturalna lub schematyczna reprezentacja projektu.
Chodzi o to, że projektowanie odgórne wymaga modeli architektury systemu, a projektowanie oddolne wymaga modeli strukturalnych.
Korzyści (dla wszystkich systemów CAD):
1) Metodologia projektowania odgórnego służy jako warunek wstępny projektowania równoległego: skoordynowanego rozwoju podsystemów sprzętu i oprogramowania.
2) Wprowadzenie metody projektowania odgórnego ułatwiają narzędzia syntezy logicznej. Narzędzia te umożliwiają transformację formuł logicznych w fizycznie możliwe do wdrożenia opisy na poziomie bramki logicznej.
A tym samym:
fizyczna implementacja jest uproszczona
efektywne wykorzystanie czasu projektowego
·szablony technologiczne są efektywnie wykorzystywane
Jednakże w przypadku złożonych projektów o skali kilkuset tysięcy bramek logicznych pożądana jest możliwość osiągnięcia globalnej optymalizacji poprzez modelowanie i analizę na poziomie systemu.
3) Metodologia projektowania odgórnego polega na tym, że specyfikacja projektu tworzona jest automatycznie na podstawie wstępnych wymagań funkcjonalnych. To wymagania funkcjonalne są początkowym elementem projektowania złożonych systemów. Dzięki temu takie podejście zmniejsza prawdopodobieństwo niesprawności systemu. W wielu przypadkach awaria zaprojektowanego systemu jest spowodowana niedopasowaniem wymagań funkcjonalnych do specyfikacji projektowych.
4) Kolejną potencjalną zaletą projektowania odgórnego jest to, że pozwala na opracowanie skutecznych testów do weryfikacji i walidacji projektu, a także wektorów testowych do monitorowania wytwarzanych produktów.
5) Wyniki modelowania na poziomie systemowym mogą stanowić podstawę do ilościowej oceny projektu już na początkowych etapach projektowania. Na późniejszych etapach wymagana jest symulacja na poziomie bramki logicznej w celu weryfikacji i walidacji projektu. Jednorodne środowisko projektowe pozwoli na porównanie wyników symulacji uzyskanych na pierwszym i kolejnych etapach projektowania.
Podobne streszczenia:
Dane wyjściowe, ogólna struktura i główne etapy projektowania technicznego systemu wizyjnego. Rozważenie funkcji i ich implementacja w oparciu o jednoukładowy mikroprocesor KR1810. Rozwój sprzętu i obliczanie czasu działania programu.
Charakterystyka pakietów aplikacji CAD. Badanie cech eksploatacyjnych systemów SCADA, które mogą znacząco przyspieszyć proces tworzenia oprogramowania na najwyższym poziomie. Analiza zestawu narzędzi do tworzenia aplikacji do gromadzenia i sterowania danymi Genie.
Badanie właściwości technicznych i składu podstawy elementów współczesnego komputera. Rozwój dystrybutora zegarów. Synteza możliwości realizacji węzłów na poziomie diagramów funkcjonalnych z wykorzystaniem formalnych i heurystycznych technik projektowania.
Analiza możliwości realizacji układów kombinacyjnych dla różnych typów programowalnych układów scalonych (FPGA). Możliwości pakietów oprogramowania Decomposer i WebPACK ISE. Opis sumatora w języku VHDL, jego synteza przy użyciu pakietu Decomposer.
Typowy schemat procesu projektowania wspomaganego komputerowo elektronicznych systemów dystrybucyjnych. Klasyfikacja problemów projektowych rozwiązywanych w procesie projektowania OZE. Struktura CAD, wsparcie matematyczne, wsparcie językowe. Języki dialogu, ich odmiany i typy.
Projektowanie nowoczesnych środków elektronicznych i charakterystyka istniejących metod ich projektowania. Państwowe standardy sporządzania dokumentacji projektowej, jej ewidencjonowania i przechowywania w biurze dokumentacji technicznej. Rodzaje nośników danych.
Metody i etapy projektowania sprzętu elektronicznego. Rola języka programowania w systemach projektowania wspomaganego komputerowo. Krótki opis komputerów stosowanych w rozwiązywaniu problemów automatyzacji projektowania sprzętu elektronicznego.
Projekt urządzenia realizującego funkcję ośmiobitowego synchronicznego odwracalnego rejestru przesuwnego oraz synchronicznego układu odwracalnego skalowania. Projektowanie i obliczanie urządzenia wyzwalającego. Synteza struktury projektowanego urządzenia.
Nauka podstawowych zasad konstruowania baz danych - nazwanego zbioru danych odzwierciedlających stan obiektów i ich relacje w rozpatrywanym obszarze tematycznym. System zarządzania bazą danych. Koncepcje ich budowy i etapy projektowania.
Narzędzia programowe do projektowania urządzeń radiotechnicznych. Podstawowe możliwości techniczne programu Microsoft Word. Charakterystyka porównawcza programów do obliczeń matematycznych. Programy do modelowania procesów w obwodach radioelektronicznych.
Zasady projektowania zespołu środków technicznych zautomatyzowanych systemów sterowania. Wymagania dla urządzeń specjalistycznych i koszty ich realizacji. Urządzenia do graficznego kodowania informacji. Plotery i tablice wyników.
Istota metodologii projektowania obwodów przerzutników, etapy syntezy abstrakcyjnej i strukturalnej. Tabela charakterystyczna funkcji wzbudzenia przerzutnika RS, konstrukcja PCB. System P-CAD i warunkowe oznaczenie graficzne elementów.
Rozwój komunikacji komputerowej. Wymagania dotyczące informacji gospodarczych. Cechy procesów informacyjnych w przedsiębiorstwach. Problemy wprowadzenia technologii informatycznych w sferę humanitarną. Metodologia badania informacji przedsiębiorstwa.
Metody algorytmiczne są szeroko stosowane do pomiaru i obliczania parametrów modeli matematycznych elementów radiowych w systemach komputerowego wspomagania projektowania obwodów elektronicznych. Do ich projektowania wykorzystywane są komputery elektroniczne.
Optymalizacja zarządzania w różnych obszarach działalności człowieka. Klasyfikacja zautomatyzowanych systemów zarządzania informacją. Metody projektowania i etapy rozwoju. Schemat blokowy, pojemność pamięci, wyjścia informacyjne i urządzenia wyświetlające.