Устройство для моделирования процессов изменения параметров электронных схем

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

О П И С А Н И Е I»!634283

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (á1) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 16.04.76 (21) 2348583/18-24 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет

Я (51) М, Кл, С1 06 Р 15/20

Государственный комитет

Совета Министров СССР оо делам иэаоретений и открытий (43) Опубликовано 25.11.78.Бюллетень № 43 (53) УДК 681.3 (088.8) (45) Дата опубликования описания З.11 .78 (72) Авторы изобретения

Г. А. Велигурский, А. И. Гуринович, М. Ш. Фелер и А. В. Алисейко (71) Заявитель

Институт проблем надежности и долговечности машин АН БССР (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ ПРОЦЕССОВ ИЗМЕНЕНИЯ

ПАРАМЕТРОВ ЭЛЕКТРОННЫХ СХЕМ

Изобретение относится к области вычислительной техники и может быть использовано при исследовании и оценке надежности низкочастотных электронных схем на стадии их проектирования, опытной отработки и крупносерийного производства.

Известно устройство для моделирования (! ); содержашее генератор, блок управления элементы И, ИЛИ.

Недостатком известного устройства являются низкие функциональные возможности.

Наиболее близким по сущности техническим решением задачи является устройство для моделирования (2), содержашее датчик равномерно распределенных случайных чисел, выход которого через дешифратор соединен с первыми входами блоков задания начальных значений параметров и блоков задания текущих значений параметров, выходы которых через элемент ИЛИ -оединены с входом элемента И, генератор, выход которого через элемент И соединен с первыми входами счетчиков памяти, реверсивных счетчиков и входом элемента обратной связи, выход которого соединен со вторыми входами блоков задания начальных значений параметров блоков задания текущих значений параметров. третьи входы которых соединены с выходом коммутатора и вторы. ми входами реверсивных счетчиков, третьи входы IloTopb!x соединены с выходом блока управления. вторыми входами счетчиков памяти, четвертыми вход, ми блоков задания начальны: значений параметров и ();loKQB задания текугцих значений параметров, Входом коммутатора и входом датчика равномер но распределенны. случайных чисел, выходы реверсивных счетчиков соединены с Входами соответствующих наборных полей, Bblход коммутатора соединен с третьими входами счет иков памятн.

Недостатком известного устройства является недостаточная точность моделироваl5 ния.

Целгио изобретения является повышение точности моделирования.

Г!оставленная цель достигается тем, что в устройство введень; блоки памяти чисел, блоки памяти коэффициентов. блоки умножения, накапливаюшие сумматоры, регистры, сумматоры, генераторы тактовых импульсов переменной частоты. датчик нормально распределенных случайных чисел, причем () 3-1 2) 83

3 выход блока управления через,.:-1 г-|ик |и)рмально распределенных случайных чисел соединен с первыми входами блоков памяти чисел, вторые входы которых соединены с выходом блока управления H s!

Блок-схема устройства представлена на чертеже.

Устройство содержит датчик равномерно распределенных случайных чиссл, дешифратор 2, блоки 3 — -З„задания начальных значений параметров (они формируют законы распределения начальных значений параметров элемент<)в), блоки 41 — 4„задания текуц;их значе)и|й параметров (они формируют законы распределения средних значений скоростей изменения параметров элементов), элемент 5 ИЛИ, элемент 6 обратной -вязи, коммутатор 7, блок 8 управления, генератор 9, элемент 10 И, счетчики l li — -11. памяти, блоки 12i — 12„памяти коэффициентов, блоки 13i — 13 памяти чисел, датчик 14 нормально распределенных случайных чисел, блоки 151 — 15. умножения, накапливающие сумматоры 16i — 16n. регистры 17, — 17., сумia IopbI 18i — -!8, генераторы 19i — 19 тактовых импульсов переменной частоты, реверсивные счетчики 20i — 20, наборные поля 211 — 21..

Устройство работает следующим образом.

Перед началом моделирования в блоках

3i - — 3. и 4i — 4 устанавливаются соответствук) щие законы распределения. В блоки

12i — 12. заносятся по m заданных коэффициентов. Устанавливается рабочая частота каждого из генераторов 19i — 19.. На наборных полях 21! — 21n устанавливаются упорядоченные рядь< элементов. Командой из блока 8 устройство приводится в исходное положение.

По команде из блока 8 коммутатор 7 устанавливается в первое положение, а в датчике 1 формируется случайное число, которое через дешифратор 2 поступает на вход блока 3i. Для получения заданного значения случайной величины преобразованное случайное число с выхода блока 3i поступает

5 (0

З0

З5 0

50 ч:рез элемент 5 на элем HT 10 ii д»< 1 л)<)з().— пенис и» ир<)хождение регулярных импульсов с геиср»тора 9 на элемент 6 обратной связи:I I|» c:|етчик 201. При совпадении в блоке 3i сигнала, соответствующего сформированной вероятности, и сигнала, посту;1»ющего с элемента 6, снимается разрешение на прохождение импульсов через элемент !О И и прекращается поступление импульсов на счетчик 20i . Таким образом в счетчик 20i заносится число, соответствующее вероятности, сформированной блоком 3„

В соответствии с этим числом в исследуемую электронную схему подкл|очается один элемент из упорядоченной совокупности элемс.— гов, установленных на наборном иоле 2!

Затем с блока 8 подается команд» 11» перевод коммутатора 7 во второе положение и иа формирование в датчике 1 нового случайного числа. Описанным выше образом в исследуемую схему подключается один из элементов, установленных на наборном поле 21, в соответствии с вероятностью, сформированной в блоке 3 . Затем коммутатор 7 исрексиочается в следующие положения .и в исследуемую электронную схему аналогичнымм образом подклю <3 K) TcR оставшиеся и — -2 элемента. Значения параметров комплектующих элементов исследуемой схемы и ее выходных параметров будут ири эгом соответствовать начальному момеитх времени (t = О!.

Д.|я )10дЕЛ И()ОВа)1ия

11< — 11 . Командой из блока 8 коммутатор 7 переводится в первое положение.

Формируются случайные числа в датчиках 1 и 14. Случайное число с датчика 1 преобразуется с помощью блока 4i, э !ei!ei!та 5, элемента 10, генератора 9 и элемсита 6 в число, соответствующее вероятности, с<рормированной блоком 41. Это число заносится в счетчик l li. Преобразование выполняется так же, как это описано выше для случая формирования числа, заносимого в счетчик

20,. Случайные числа с датчика !4 заносятся непосредственно s блок 13;. Заносится последовательно m чисел, для чего блок 8 выдает последовательно m команд на выработку этих чисел в датчике 14 и на сдвиг чисел в блоке 13i. Затем Но команде из блока 8 коммутатор 7 переводится во второе положение, а в датчиках 1 и 14 формируются новые случайные числа, которые аналогичным образом заносятся в счетчик 1! и блок

13:. Точно также заносятся случайные числа в остальные п — 2 счетчики 11i — 11) и блоки

13i -- 13).

3 атс l: из ОлОК«1 8 Bbl:13!0) . и КОм «1нды н3 умHoжс ни" : ч!1се.1 Одновp(.менHO ВО и«. х О, IОK3x < сч --- 10«< с накОпле)!Иехl резу, !ьтатов ь соотвстствующHx накапливгюшnx сумматорах 16i 16.. Результат накопления с)ммируегся с числом Н3 счетчиках 11; — 11;. 11о следующей Ko)13kiëc из блока 8 накопленHые суммы из всех и накапливающих сумматоров !6 --16л переносятся в соответствующие регистры 171 -17,.

По команде блока 8 на сумматоры 18i—

18) поступают импульсы от соответствующих генераторов 19i — -19 и с соответствующих регистров 17i — 17.. При каждом переполнении на выходе сумматора 18. появляется импульс. Таким образом, частота импульсов на выходе каждого сумматора 18; — 18„про..1орциональна числу, занесенному в соотетствующий регистр 171 — 17п. Каждый из четчиков 20i — -20 пересчитывает импульсы, оступаю цие на его вход от соответствую::<их сумматоров 181 — -18 . В соответствии

" числами в счетчиках 201 — 20. в исследуемую схему подключаются элементы, установленные на наоорных полях 21; — 21.. Скорости подключения элементов при этом пряvo пропорциональны числам в соответствующих регистрах 17! — 17:.

Для получения значений выходных параметров исследуемой электронной схемы в заданные моменты времени блок 8 через задан;ый интервал времени подает запрет на про. ждение импульсов от генераторов 19i — 19; ча сумматоры 18 — 181). При этом прекраща:-ся выдача всех команд из блока 8. Переключенис элементов, установленных на наборных полях 21, также прекращается. Иа исследуемую электроннуK) схему подdется питание и измеряются ее выходные параметры.

После этого по команде оператора проводится повторный цикл моделирования и т.д. Таким образом, измеряя выходные параметры исследуемой электронной схемы через заранее заданные интервалы времени, можно получить ряд значений каждого из выходных параметров, соответствующих определенным моментам времени.

Путем соединения отрезками прямых точек, соответствующих значениям выходного параметра в соседние моменты времени, может быть получена кусочно-линейная реализация процесса изменения этого параметра во времени. При многократном повторении описанного цикла моделирова ния может быть получено множество реализаций случайного процесса изменения выходных параметров исследуемой электронной схемы, найдены необходимые вероятностные характеристики и показатели надежности.

Если необходимо определить лишь характеристики начального производственногo разброса выходных параметров исследуемой

Г, .) (KT P0i! «10 <1 CXCМ i.1. )i<) (ЕЧИРОВ3 ИИ(. 1) РО

Сон ИЗ.,!< ii« iill>l 113Р«i)1(. TP<)В КОМI! 1(KTXК)ш liX

«), I(.мс1!тов н(Г!ро изводится ..)1 НОГОкратное

Ii0BTopeHHe цик, IОВ моделирования HOBBO.IHeT получить множество случайных значений выходных параметров исследуемой схемы. По миО;кеству зна«!ениЙ Выходных Н3раметрОВ, наи 1енны х таким образом, могут быть рассчитаны всроятностнь<е характеристики на I Iлшгого производственного разброса этих

Il 3 Р3.«l(TPÎB.

10 ,r СТРОИСТВО ОТ.1ИЧВСТСЯ OT HPOTOTII id. С «:!(еств(иным повышением достоверности результатов. получаемых г!ри моделировании ирои ccoB измен Hi!ÿ выходнь«х параметров электронных с: ем. за счет возможности моделирования немонотонных процессов измеlie in I H i! k (ч«1. ст ров к«) м и, 1(K! x !0!II nx э чемен0«-.1!OB Ihl)l H«IЗН;1«!(Ни(.XI « C I BHOBKH HB ляется исследование параметрической над(жности:11)осктllpx емых э;Iектронных схем и, с этой точки зре:шя, указанное преимуиьсство позволяет значительно точнее oli1)с.<с)ят1 и прогнозировать показа гели 113ДС kf< i! OC T I!.

Кроме того. реализация прямо пропорциональной зависимости скорости переключения элементов от числа, соответствующесо этой скорости, позволяет упростить этап по ц отовитсльной работы к моделированию.

Фор)1 ула <<зооретения зо

Устро!!ство для моде.шрования процессов изменения параметров электронных схем, содер)ка!цее (3T«H» равномерно распределенных слу i31inbix чисел, выход которого чер(з дешифратор соединен с первыми входаз5 xiii о)OKÎB задания начальных значений параметров и блоков задания текущих значений параметров, выходы KQTopblx через элемент ИЛ11 соединены с входом элемента И, генератор, выход которого через элемент И

«!О соединен с первыми входами счетчиков памяти, ревеpcHBHblx счетчиков и входом элемента обратной связи. выход которого соединен со Вторыми входами блоков задания начальных значений параметров и блоков задания текущих значений параметров, третьи входы которых соединены с выходом коммутатора и вторыми входами реверсивHblx счетчиков, третьи входы которых соединены с выходом блока управления, вторыми входами счетчиков памяти, четвертыми входами блоков задания начальных значе5() ний параметров и блоков задания текущих значений параметров, входом коммутатора и входом датчика равномерно распределенных случайных чисел. выходы реверсивных счетчиков соединеnbl с входами соответству 5 ю!цих 11300pI!blx полей, выход коммутатора соединеn с третьими входами счетчиков памяти, отл<<ма«ющееся тем, что, с целью иовы684283

Редактор А. Сa:ëîмов

Заказ 6763, 47

llHMI4I II4 государственного комитета Совета Министров CC(.Ð

II0 делам изобретений и о; крьв ии! l 3035, Москва, УК-35, Раугнская наб., д. 4/5

Филиа.i III I «Патент». r. Ужгород, уа Проектная, 4 щения точности моделирования, в него введены блоки памяти чисел, блоки памяти коэффициентов, блоки умножения, накапливающие сумматоры, регистры, сумматоры, генераторы тактовых импульсов переменной частоты, датчик нормально распределенных случайных чисел, причем выход блока управления через датчик нормально распределенных случайных чисел соединен с первыми входами блоков памяти чисел, вторые входы которых соединены с выходом блока управления и входами блоков памяти коэффициентов, третьи входы блоков памяти чисел соединены е.выходом коммутатора,7выходы блоков памяти коэффициентов и блоков памяти чисел соединены со входами соответствующих блоков умножения, выходы которых и выходы счетчиков памяти сосдинены с входами соответствующих накапливающих сумматоров, выходы которых через регистры соединены.со входами соответствующих сумматоров, выходы генераторов тактовых импульсов переменной частоты через соответствующие сумматоры по модулю два соединены с четвертыми входами соответствующих реверсивных счетчиков, выход блока управления соединен с управляющими входами блоков умножения, накапливающих сумматоров, регистров, сумматоров.

1О

Лсточники информации, принятые во внимание при экспертизе:

l. Авторское свидетельство СССР

_#_à 442288338866, кл. G 06 F 15/20, 1971.

2. Авторское свидетельство СССР

ЛЪ 518775, кл. G 06 F 15Г20, 1974.

Составитель Л. Ллнссйко

Гекред С. Луговas> Корректор С. Ilicaiiaр

Тираж 784 Полвисное