Структурное проектирование

В процессе синтеза схем электронных средств (ЭС) разработчик чаще всего занимается структурным проектированием, когда алгоритм работы ЭС сформулирован неформально, например, объяснением на обычном языке. Этот алгоритм разработчик представляет в виде последовательности некоторых общепринятых операторов: логическое сложение и умножение, сравнение, счет, шифрация и дешифрация кодов, коммутация каналов передачи данных, хранение информации и т.п.

Таким образом, структурное проектирование – это разработка схемы ЭС виде последовательности общепринятых операторов, реализуемых цифровыми функциональными узлами (ЦФУ).

Так как операторы общеприняты, они хорошо знакомы разработчику и его коллегам, поэтому разработка ЭС может носить коллективный характер, позволяет рассмотреть несколько вариантов структуры и выбрать наиболее подходящий.

С развитием массового производства интегральных микросхем (ИС), реализующих широкое число операторов, может создаться впечатление, что для аппаратной реализации любого алгоритма достаточно построить его структурную схему, а затем заменить операторы существующими ЦФУ. При этом типичной является ошибка – не представлять, что за схема находится внутри корпуса ИС. Однако выбор схемы зависит от требований к данному ЦФУ, поэтому игнорирование сведений о схеме внутри корпуса ИС приводит к увеличению сроков наладки и доводки схем ЭС.

Аналогичные проблемы возникают при использовании микропроцессорной техники. Мнение о том, что микропроцессоры и микроконтроллеры нужно только программировать, также приводит к увеличению сроков запуска микропроцессорных систем.

Знание тонкостей функционирования схем ЦФУ необходимо при поиске неисправностей в схемах ЭС, когда нужно определить, имеется ли неисправность в данном ЦФУ или же на его вход поступает комбинация сигналов, на которые схема этого ЦФУ не рассчитана.

Особенно хорошие знания работы схем ЦФУ необходимы при разработке тестов диагностирования с целью контроля или проверки работоспособности схем ЭС, разработке самопроверяемых схем.