Функціонально-орієнтовані процесори для бортових систем керування та опрацювання інформації - Автореферат

ДЕРЖАВНИЙ УНІВЕРСИТЕТ “ЛЬВІВСЬКА ПОЛІТЕХНІКА”Захист відбудеться “31” жовтня 2000 р. о 16 год. на засіданні спеціалізованої вченої ради К 35.052.014 у Державному університеті ”Львівська політехніка” в ауд.226 головного корпусу (79646, Львів-13, вул. Запропонована процедура обміну між процесорами, що базується на використанні методу аналізу стану шини адреси та організація процесу діагностики шляхом перевірки виконання комплексного алгоритму роботи процесора в режимі реального часу. Вдосконалено алгоритми виконання базових операцій: піднесення до степеня, сортування чисел, обчислення модуля комплексного числа, на основі яких розроблені нові структури апаратних вузлів розширення функцій. This Thesis is devoted to the cause of the elaboration of the principles of design and algorithms of work for functionally-oriented processors (FOP) designated for on-board control and data processing systems, and to the synthesis on the FOP basis of structures of functionally-oriented processors, hardware for broadening functions (HBF) which increases the number of functions, intelligence exchange and diagnosis units with a high capacity, regular structures and a possibility of adaptation to new tasks. The Thesis substantiates the necessity of the creation of basic processors and processor centers, organizing interfaces; it provides the principles, based on the analysis of the state of the address bus (ASAB) and the structure of the outer monitoring equipment (ME) which is laid upon the structures of generators of functions, for the mentioned creation of basic processors and processor centers.Жорсткі умови експлуатації, робота в режимі реального часу (РРЧ), складність обчислювальних алгоритмів, необхідність забезпечення взаємовиключних вимог, таких, як висока надійність, продуктивність, багатоканальність надходження вхідних потоків інформації та обмеження щодо габаритів, ваги, споживаної потужності обладнання ускладнюють проблему створення високоефективних надійних бортових систем керування та опрацювання інформації (СКОІ). З іншого боку, вимоги до продуктивності обчислювальних засобів і швидкості розвязання задач зумовлюють необхідність роботи елементів на високій частоті, що загострює проблему внутрішньокристальних та міжкристальних зєднань, відведення тепла від елементів та контролездатності систем і процесорів. Метою роботи є розроблення базових структур і компонентів функціонально-орієнтованих процесорів бортових систем керування та опрацювання інформації, вдосконалення алгоритмів роботи та синтез структур, апаратних розширювачів функцій, вузлів інформаційного обміну та діагностики, що характеризуються високою продуктивністю та можливістю адаптації до нових задач. В дисертаційній роботі використовувались: теоретичні основи проектування обчислювальних систем та ЕОМ - для визначення методики синтезу, синтезу ФОП, ПЯ, пристроїв інформаційного обміну та діагностики; елементи теорії графів - для розроблення алгоритмів обчислення і структур розширювачів функцій, організації процедури обміну; методи цифрового опрацювання сигналів - для розроблення алгоритмів роботи розширювачів функцій та пристроїв діагностики; методи моделювання цифрових вузлів - для розроблення функціональних вузлів на програмованих логічних інтегральних схемах (ПЛІС); елементи теорії точності - для визначення точності обчислення при використанні наближених формул; методи контролю і діагностики - для розроблення способу діагностики процесорів керування та опрацювання інформації. розроблено нові структури розширювачів функцій - вузлів керування, обміну, сортування, пристроїв множення і ділення комплексних чисел, перетворення координат, виявлення та генерування сигналів, обчислення суми парних добутків, тригонометричних функцій, модуля комплексного числа, що відрізняються від відомих більшою продуктивністю та розширеними функціональними можливостями і базуються на використанні вдосконалених автором алгоритмів обчислення і функціонування;У першому розділі визначено характерні особливості основних типів задач, алгоритми і типи базових операцій, що використовуються для їх розвязання в задачах СКОІ. Проаналізовано структури і характеристики ФОП на основі програмованих і спеціалізованих процесорів, структури процесорних ядер, визначено основні недоліки їх застосування в бортових комплексах та сформульовані принципи покращання характеристик. Показано, що ефективність роботи ФОП в РРЧ залежить від організації обміну між вузлами і від можливостей засобів діагностики і контролю. Позначивши Т1(n), T2(n) - відповідно час розвязання задачі на одному і системою з n процесорів, визначимо прискорення ap(n) часу розвязання задачі як ap(n)=Т1(n)/T2(n)= =t(n)/(tp(n) тобм(n) тд) де тд - час, що необхідний для попередньої підготовки даних для організації паралельного обчислення, тобм(n)-час обміну між процесорами; tp(n), t(n)/p, tp(n) - час роботи одного процесора при розпаралелюванні задачі; р - кількість процесорів.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ