Логическое проектирование

Если алгоритм работы ЭС задан формально с помощью операций алгебры логики (функций алгебры логики - ФАЛ), в виде таблиц истинности или иным формальным образом, используется логическое проектирование.

Таким образом, логическое проектирование – это разработка схемы ЭС путем использования формальных процедур алгебры логики.

Логическое проектирование необходимо при разработке схем ЭС с использованием программируемых логических матриц, программируемой матричной логики, базовых матричных кристаллов или программируемых логических ИС (ПЛИС). Это обусловлено необходимостью раскрытия каждого реализуемого оператора до уровня простейших логических операций. Логический синтез необходим и при разработке новых ЦФУ.

Однако необходимо иметь ввиду, что формальные процедуры, как и любой универсальный инструмент, хороши в среднем, но не всегда эффективны в каждом конкретном случае. Для конкретного применения обычно возможно предложить что-то существенно лучшее. Исторически не все существующие ЦФУ синтезировались формально, а были когда-то изобретены. Поэтому для результативной разработки схем ЭС разработчику требуется три вида знаний:

- наиболее удачных реализаций схем-изобретений, которые не всегда синтезированы формально;

- наиболее результативных неформальных инженерных приемов работы с логическими схемами, предотвращающих ошибки в работе схем и сбои;

- правил формальных преобразований алгебры логики.

Именно наличие первых двух видов знаний отличает, по мнению И.С. Потемкина [6] и других специалистов в области синтеза схем, профессионализм от дилетантства.

В процессе проектирования схем ЭС в общем случае необходимо выполнить ряд действий, которые относятся к задачам анализа и синтеза.

Анализ предполагает наличие готовой схемы на логических элементах заданного базиса, выдаваемой заказчиком совместно с требуемыми электрическими и другими параметрами в виде технического задания.

При анализе определяются электрические и другие параметры имеющейся схемы, их соответствие требованиям технического задания (требования к электропитанию, потребляемой мощности, быстродействию, помехоустойчивости и т.д.), а также работоспособность схемы при заданных в техническом задании рабочем диапазоне температур, напряжении питания и т.д. Кроме того, необходимо оценить аппаратные затраты, проанализировать возможность их уменьшения.

Синтез схемы (узла схемы) предусматривает построение его структурной схемы, то есть определение состава необходимых логических элементов (базиса) и соединений между ними.