Устройство для определения оптимальных параметров электронных схем Советский патент 1977 года по МПК G01R31/28 G06F11/25 G06N1/00 

1

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть иснользовано для определения оитимальных значений параметров радиоэлектронных схем при их разработке и проектировании.

Известно устройство для определения оптимальных параметров элементов электронных схем 1, содержаш,ее модель схемы, блок измерения, блок проверки ограничений экстремума и последовательно включенные блоки анализа, выбора экстремального направления и организации движения, при этом блок анализа соединен также с блоком унравления через блок нроверки ограничений и с блоком проверки экстремума, который подключен к блоку управления.

Известно также устройство для определения параметрической надежности радиоэлектронных узлов 2. Это устройство содержит блоки управления, перебора реализаций, физических моделей, тест-сигналов, контроля, наборное поле, генератор тактовых импульсов, анализатор реализаций, логические элементы, накопители.

Указанные устройства не позволяют оценивать влияние различных параметров схемы, описываемой линейным уравнением.

Наиболее близким по технической сущности к данному изобретению является устройство, содержащее блок памяти и блок измерений

3. Кроме того, в его состав входят блоки коммутации, вычитания, деления, индикации.

Недостаток такого устройства состоит в том, что оно-позволяет оценивать влияние только различных параметров схемы, описываемой линейным уравнением, и не позволяет по полученному уравнению отыскивать оитимальные компоненты проектируемой схемы.

Целью изобретения является повыи:ение эффективности работы при проектировании электронных схем.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство введены блок регистрации и последовательно соединенные блоки вычисления коэффициентов, вычисления градиента, выбора шага, вычисления значения функции, сравнения, сопряжения, хранения матриц, моделирования схемы, причем выход блока хранения

матриц цодключен к первому входу блока вычисления коэффициентов, вход соединен со входом устройства, выход блока выбора шага соединен со входом блока сопряжения, выход которого соединен со входом блока моделирования схемы, выход которого через блок измерений подключен ко второму входу блока вычисления коэффициентов, выход блока вычисления значения функции подключен ко входам блока регистрации и блока памяти, выход которого соединен со входом блока сравнения, выход блока сравнения подключен ко входу блока выбора шага.

Устройство позволяет обеспечить отыскание оптимальных значений элементов проектируемых электронных схем, что является основной задачей проектирования. Кроме того, применение уравнения регрессии в квадратичной (или неполной квадратичной) форме значительно облегчает математическую обработку при расчете электронных схем, в то время как в большинстве случаев математическая модель схемы строится при помощи системы дифференциальных уравнений.

На чертеже показана схема предлагаемого устройства.

Оно включает в себя блок 1 хранения матриц, блок 2 моделирования схемы, блок 3 измерений, блок 4 вычисления коэффициентов, блок 5 вычисления градиента, блок 6 выбора шага, блок 7 вычисления значения функции, блок 8 памяти, блок 9 сравнения, блок 10 регистрации, блок И сопряжения, вход 12 устройства.

Устройство работает следующим образом.

По входу 12 в блок 1 хранения матриц поступает информация о составлении очередной строки матрицы планирования, которая выдается в блок 2. В результате этого процесса в блоке 2 происходит автоматическая сборка физической модели проектируемой схемы, параметры элементов которой соответственно задаются матрицей планирования эксперимента. Выходной сигнал поступает в блок 3 измерений, где происходит измерение заданной выходной величины и результат подается в блок 4 для вычисления коэффициентов уравнения регрессии. На другой вход блока 4 подается информация из блока 1 о соответствующей строке матрицы планирования. Носле вычисления коэффициентов уравнения регрессии и передачи информации об этом в блок 5 в последнем происходит вычисление зиачения градиента. На основе полученной информации в блоке 6 выбора шага определяется величина шага перемещения по градиенту. Значение вычисленного шага передается в блок 7 вычисления значения функции и в блок 11 сопряжения. В блоке 7 происходит вычисление функции в точке, полученной в результате движения по градиенту с определенным шагом, и вычисленное значение подается в блок 8 памяти, в блок 10 регистрации и в блок 9 сравнения. В блоке 9 происходит сравнение значений ранее вычисленного с вновь полученным. Результат сравнения поступает в блок 11 сопряжения и в блок 6 выбора шага. Процесс

оптимизации по полученному уравнению регрессии продолжается до тех пор, пока полученные на каждом шаге значения функции становятся больше (или меньше) предшествующего значения в зависимости от характера поставленной задачи.

В зависимости от результата сравнения значений функции н значения шага перемещения блок И сопряжения передает информацию

о задании новых значений для элементов, составляюших схему, в блок 1 и в блок 2 моделирования схемы.

В том случае, когда значение, полученное на последующем шаге больше (или меньше)

предшествующих, вновь вычисляются коэффициенты уравнения регрессии для новых значений переменных.

Таким образом, обеспечивается возможность контроля адекватности математической модели схемы в нроцессе оптимизации.

Формула изобретения

Устройство для определения оптимальных

параметров электронных схем, содерл ащее блок памяти и блок измерений, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности работы при проектировании электронных схем, в него введены блок регистрации и последовательно соединенные блоки вычисления коэффициентов, вычисления градиента, выбора шага, вычисления значения функции, сравнения, сопряжения, хранения матриц, моделирования схемы, причем выход блока хранения матриц подключен к первому входу блока вычисления коэффициентов, вход соединен со входом устройства, выход блока выбора шага соединен со входом блока сопряж:ения, выход которого соединен со входом блока моделировання схемы, выход которого через блок измерений подключен ко второму входу блока вычисления коэффициентов, выход блока вычисления значения функции подключен ко входам блока регистрации и блока памяти,

выход которого соединен со входом блока сравнения, выход блока сравнения подключен ко входу блока выбора шага.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1.Авторское свидетельство СССР №276523, М. Кл.2 G 06 F 11/00, G 01 R 31/28, 1968 .

2.Авторское свидетельство СССР 2 389510, М. Кл.2 G06F 15/46, 1971.

3. Авторское свидетельство СССР № 36232U, М. Кл.2 О 06 F 7/48, 1971 (прототип).