Способ определения параметров линий связи цифровых схем Советский патент 1990 года по МПК G06F17/50 

Изобретение относится к области вычислительной техники и может быть использовано для проверки правильности Аункционирования проектируемых логических схем различных объектов цифровой вычислительной техники и автоматики в процессе их разработки.

Цель изобретения - повьшение точности за счет учета помех.

Сущность способа сводится к замене линий связи моделируемой схемы линиями моделирования связи большей длины, при этом частоту сигналов синхронизации масштабно уменьшают в соответствии с зависимостью;

СЛ

со

QD

00

Од

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для проектирования и отладки высокочастотных цифровых схем. Цель изобретения - повышение точности за счет учета помех. Способ заключается в замене линий связи моделируемой схемы на линии связи большей длины. При этом частота сигналов синхронизации в моделирующей схеме масштабно уменьшается в соответствии с выявленной зависимостью. Далее инициируют работу моделирующей схемы и измеряют в ней амплитуды перекрестных помех и помех рассогласования для линий моделирования связи. Вычисляют значения амплитуд перекрестных помех и помех рассогласования в моделируемой схеме путем умножения измеренных величин на коэффициенты подобия. На основании полученных значений осуществляют выбор параметров (длины, топологи и т.п.) линии связи.

, . 1 . (1)

. TO + бтСДТф + ЗТ„.„ + ЛТ.„, ) + 2(t )

Пр

-лр

где Т,

ЛТ И

ЛТ

П.П

-длительность периода импульса синхронизации в моделируемой - реальной схеме;

-увеличение длительности фронта и перекрестных

.„, ) + 2(t )

Пр

-лр

помех в моделирующей схеме по сравнению с моделируемой ;

m - количество импульсов внутри одного периода синхронизации;. 4Тпр - увеличение длительности

помех из-за рассогласования передатчика с линией моделирования связи;

л

A/W

на рабочих час может быть достигнута выполнением достаточного условия подобия. Так как достаточным условием подобия двух объектов явля- 5 ется равенство любьгх двух соответствующих критериев подобия, составленных из их основных параметров, а при идентичности свойств логических элементов в реальром объекте и масштабной.мо- время распространения сигнала по линиям связи в моделируемой и моделирующей схемах.

Измерение параметров функционирования в моделирующей схеме позволяет 0 дели основными параметрами цифровой получить дина шческую картину ее ра- быстродействующей РЭА являются ампли- боты, близкую к реальной.

Известно, что правильность динамического функционирования цифровых устройств зависит от соотношения амплитуд Помех и полезных сигналов, а также длительности помех и фаз син- хрониза1щи. При идентичности логических элементов модели и реальной схемы

туды, а также длительности помех и фаз синхронизации, то при условии

Л1.р Я1-м ; Л2.Р /1г.«; .,.. Т § Ф( ,

обеспечится идентичность динамического поведения масштабной модели и реал ьного объекта. Так как увеличение длины линий связи ведет к увели:- чению амплитуд и длительностей помех в них, то дня выполнения достаточных условий подобия необходимо увеличить длительность фаз синхронизации, т.е. уменьшить частоту моделирования.

ЭТИ параметры являются основными для цифровых быстродействующих схем. Можно составить критерии подобия (отношения) из основных параметров цифровой быст1 одействующей РЭА ( ТГ;) , выразив их через отношения: падения напряжения полезного сигнала (Uj.) к а вшитуде помехи из-за рассогласования (Ид, ) для выбранной линии связи ( амплитуды полезного сигнала

20

25

обеспечится идентичность динамического поведения масштабной модели и реал ьного объекта. Так как увеличение длины линий связи ведет к увели:- чению амплитуд и длительностей помех в них, то дня выполнения достаточных условий подобия необходимо увеличить длительность фаз синхронизации, т.е. уменьшить частоту моделирования.

Моделирование осуществляют следующим образом.

R-случае необходимости заменяют

(и,) к амплитуде перекрестной помехи 30 - реальной схемы элементами (iJn.rt) для выбранных линий связи моделирования, реализующими те же (;i; разности длительности фазы функции (например, более дешевыми синхронизации ( ) и максималь.ного микросхемами), затем линии связи времени.задержки распространения по- реальной схемы заменяют линиями моле зных сигналов через логические 35 делирования связей произвольной боль- элементы схемы (Tjje), синхронизиру- „ - линии связи ограни- емой выбранной фазой синхронизации ; ( ф;) ,, к суммарной длительности перекрестной помехи (од.п) и помехи из-за рассогласования (Спр) Б выбранной ли- до иии связи (

чена размером до 3 м, так как для- используемых интегральных схем (например, серий К155,. К555.,К531 и т.д.) она ограничена предельной емкостью нагрузки.

4Uc , Unf

i .

ITp.n

(2)

V -

:,

-пр

Идентичность динамики поведения масштабной модели цифровой схемы на пониженных частотах и реальной схемы

IpR

op

Lob

t cCKiK)

f П -IpRoMlgl. ;

Ti(KiK,)2

pVl t.

K ( CcftB Z,p )lp

Of

15998764

на рабочих час может быть достигнута выполнением достаточного условия подобия. Так как достаточным условием подобия двух объектов явля- 5 ется равенство любьгх двух соответствующих критериев подобия, составленных из их основных параметров, а при идентичности свойств логических элементов в реальром объекте и масштабной.мот 0 дели основными параметрами цифровой быстродействующей РЭА являются ампли-

дели основными параметрами цифровой быстродействующей РЭА являются ампл

туды, а также длительности помех и фаз синхронизации, то при условии

Л1.р Я1-м ; Л2.Р /1г.«; .,.. Т § Ф( ,

обеспечится идентичность динамического поведения масштабной модели и реал ьного объекта. Так как увеличение длины линий связи ведет к увели:- чению амплитуд и длительностей помех в них, то дня выполнения достаточных условий подобия необходимо увеличить длительность фаз синхронизации, т.е. уменьшить частоту моделирования.

Моделирование осуществляют следующим образом.

- реальной схемы элементами моделирования, реализующими те же функции (например, более дешевыми микросхемами), затем линии связи реальной схемы заменяют линиями моделирования связей произвольной боль- „ - линии связи ограни-

чена размером до 3 м, так как для- используемых интегральных схем (например, серий К155,. К555.,К531 и т.д.) она ограничена предельной емкостью нагрузки.

Проверяют выполнение достаточных условий подобия масщтабной модели и реального объекта по криткриям: (Гд, :

3Значения критериев подобия для модели (К) и реальной схемы () можно вычислить для тех лнний связи, которые оказывают влияние на правиль- ность функционирования .схемы. Расчеты ведут по следующим формулам:

1,8-1рПC .ex tA

OM m 1

0

СВМ Olf.

) n-lp

Из.р

1599876 Ф, - Т 396

V 8-lpC.p.t,,..C,, .2.

If

Ф,-м-Ф

С э. м

1р,

1

- - лл

длина выбранной линии - связи в реальной схеме и модели;

ffp Ож

св.р сер

т -1м .

1р

ом of

01л

т СБМ

СВ/Л

15

-OL

- погонные сопротивления, индуктив- 20 мости, емкости проводников, а также взаимная индуктивность и емкость линий 25 связи в реальной схеме и модели соответственно; „ перепад логических уровней; ЗО - выходной ток передатчика линии при О на выходе;

R

Вх

m Z

0)

40

45

входное сопротивление приемника и число приемников в выбранной линии связи;

-волновые сопротивления линии связи в реальной схеме и модели соответственно,

а также коэффициенты отражения от приемников и передатчика в выбранной линии связи;

-длительность фрон-jQ та сигнала передатчика в режиме холостого хода.

После того, как модель собрана, лементы памяти цифровой схемы устаавливают в исходное состояние (в О ли в 1) и на информационные входы одели подают исходные данные (тетовые сигналы), используя, например.

35

t,

55

генератор слов комплекса Электронл- ка НЦ-803, а на входы синхронизации модели - сигналы синхронизации с частотой f: (см, формулу (1),

Частоту синхронизации модели f, уровни и длительности помех определяют из максимального значения отношения длины линии связи в модели к длине соответствующей линии связи в реальном объекте (п), а также по соотношениям электрических параметров линий связи, приемников и передатчиков по следующим зависимрстям,

КоэфЛигщенты подобия рассчитываются по общей (юрмуле

-.

г« где Pjp - i-й параметр реального

объекта; Р. - i-й параметр масштабной

I М

модели.

Коэффиплент подобия по амплитуде перекрестных помех (о ) вычисляется по формуле

(-Ce,p.Z,) у/ C,-m.R,,-t; ( 7 - С,,„-2о.) n.C,,,

о/л

где Кр, Севр- максимальная взаимоиндуктивность между проводниками и емкостью связей в реальной схеме и модели, определяются из графиков;

0 Of

7-0. Т.,

- определяют по типу проводников.

Коэффициент подобия по длительности фронта сигнала (q ) определяется из формулы

с, )

ft,n

q,

Коэффициент подобия по длительности перекрестных помех (о . ) вычисляют по формуле

iRw

( J-Q:±i.

i-- , I

ем 1, j

Rftj

ТП

где Rj, ROP - погонные сопротивления постоянному току проводников в реальной схеме и модели,

Коэф циент подобия по амплитуде помех из-за рассогласования линий связи передатчиков и приемников определяется по формуле

а . )

- К t On Uc -ь п -1 р + RoM-Ie)

где.К.р;

10

15

Коэффициент подобия по длительности помех из-за рассогласования определяется по формуле

{Т.

Of Сор

R.p- 1,

олп

Сет

Затем определяется для выбранных линий связи длительность фронта (t, сигнала в масштабной модели:

фя

.

к к - коэффициенты отра- а также длительность перекрестной пр- жения от нагрузки пе-Ю мехи ( f г,.п) в масштабной модели:

„.(

где 1„, 1 - безразмерная величина, характеризующая длину активной и пассивной линий связи:

п 1СМД

и длительность помехи из-за рассогласования линии связи в масштабной модели:

п.р

2п. 1р {Т.

Затем вычисляем

f т7Т бтТ4Тф+ dTn.r,+ ) + 2(t

2Tt.«

t/lM

t«r

1 M - ом

1 p t cp

где tfl и top - погонные задержки

в линиях связи моде- ли и реальной схемы. С помощью логического анализатора проверяют соответствие результатов функционирования модели ожидаемым Если результаты функционирования модели не соответствуют ожидаемым, отрабатьгоают схему, заменяя те или иные функциональные элементы модели, добиваясь соответствия результатов

редатчика для реальной схемы и масштабной модели. -.

в

Коэффициент подобия по длительности помех из-за рассогласования определяется по формуле

10

{Т.

Of Сор

R.p- 1,

олп

Сет

Затем определяется для выбранных линий связи длительность фронта (t, сигнала в масштабной модели:

фя

.

С.

0

- Пф);

4Т„.„

-Опо « (1 -

пр

п.п.м

1

Пр/Л

П.П

);

и. I .

(1 - q-n ). п. р

Длительность периода синхронизации для реального объекта вычисляется из вьфажения

Т, 4,

На основании полученных данных вычисляют частоту f по формуле (1)

2(t

2Tt.« - tftp)

функ11;ионирования модели ожидаемым. При совпадении их измеряют амплитуду и длительность помех в модели. Измерив амплитуды перекрестных помех и помехи из-за рассогласования в масштабной модели (Ир, Ппо«). по коэффициентам подобия (оj) можно рассчитать амплитуду помех в реальном объекте:

п.пр 1л..

амплитуды перекрестных помех и помех

из-за рассогласования в реальном объекте ,

и длительность помех в реальной аппаратуре :

п.пр П п.п -п-пм; прр «пр .прм .

На основании полученных значений определяют выполнение условия импульсной помехоустойчивости,

.сли это условие не выполняется, то следует уменычить длину связей в масштабной модели и провести повторные замеры амплитуд и длительностей помех. Продолжать этот процесс до тех пор, пока не обеспечится импульсная помехоустойчивость схемы,

Формула изобретения

Способ определения параметров линий, связи цифровых схем, при котором линии связи заменяют линиями моделирования связей, отличающий- с я тем, что, с целью повьшгения точности за счет учета помех, линии моделирования связей выполняют увели- ченной длины по сравненик) с линиями связи, а частоту f сигналов синхро ГЯ

низации масштабно уменычают в зависимости от соотношений параметров линий связи и линий моделирования свя- зи и выбирают в соответствии с выражением:

10

/ 1/1Т„ + 6in(dT +ЛТ„„+4Т р)

0

5 0

2(t

где Т,

ЛМ

ян fr

га

Tf и ЛТ

an

ЛТ

ПР

др)3,

длительность периода импульса синхронизации в моделируемой схеме; количество импульсов внутри одного периода синхронизации;

увеличение длительности фронта и длительности перекрестных помех в моделирующей схеме по сравнению с моделируемой схемой соответственно; увеличение длительности помех из-за рассогласования передатчиков с линией моделирования связи;

-лр

tд - время распространения

сигнала по линиям связи в моделируемой и моделирующей схемах,

инициируют работу моделирующей схемы, измеряют амплитуды перекрестных помех и помех рассогласования для линий моделирования связи, вычисляют значения амплитуд перекрестных помех и помех рассогласования в моделируемой схеме путем умножения измеренных величин на коэфЛициенты подобия и на основании полученных значений осуществляют выбор параметров линий связи.