Б. Задачи использования преобразований Уолша и Хаара при разработке и исследовании устройств логического действия.
Новые задачи разработки и исследования устройств логического действия возникают при создании современных микроэлектронных вычислительных систем и систем управления и связи. Большие и сверхбольшие интегральные схемы (БИС, СБИС) содержат десятки и сотни тысяч элементов, выполняющих логические функции. Традиционные методы разработки и исследования устройств логического действия (см., например, [15]) становятся малоэффективными, если приходится иметь дело с устройствами такого вида. Хотя при использовании этих методов могут быть получены точные результаты, однако обычно необходим перебор всех возможных решений. При большом числе входных переменных величин, большом количестве выполняемых функций, общем усложнении системы логического действия полный перебор становится практически невозможным даже при применении высокопроизводительных быстродействующих ЭВМ.
Традиционные методы анализа и синтеза тем более не могут использоваться в случаях, когда системы управления или связи должны иметь иерестраивамую структуру и когда они должны быть адаптивными, перестраиваясь соответствующим образом при изменении внешних
условий. Такие системы управления и связи должны работать с минимальными задержками по времени, а часто бывает необходима вообще их работа в натуральном масштабе времени, т.е. одновременно с протеканием рабочего процесса объекта управления или одновременно с поступлением данных на вход линии связи. Решения, получаемые традиционными методами для устройств, построенных на логических элементах определенного типа, обычно оказываются недостаточно удовлетворительными, если изменяется элементарная база. Одними из главных вопросов теории современных микроэлектронных устройств и систем управления и связи являются вопросы оперативного автоматического обнаружения и устранения возникающих при их работе ошибок. Упоминавшиеся традиционные методы исследования для этого тоже не могут использоваться эффективным образом.
В связи со всем, что было сказано выше, внимание специалистов привлечено сейчас к основанным на применении преобразований Уолша и Хаара спектральным методам изучения сложных устройств логического действия. Хотя спектральные методы являются приближенными и используются только для оценки обобщенных характеристик логических функций, они легко реализуются с помощью ЭВМ для систем любой степени сложности. Применяя спектральные методы синтеза, оказывается возможным рациональным образом подойти к решению задачи построения БИС и СБИС, выполняющих логические функции. Спектральные методы анализа и синтеза чаше всего позволяют получать решения, равно пригодные при использовании различных базовых наборов логических элементов. Применение этих методов позволяет по-новому подойти к созданию самонастраивающихся и адаптивных микроэлектронных систем управления и связи. Наконец, спектральные методы разработки логических схем открывают пути к созданию новых классов устройств управления и связи, обладающих эффективными средствами самоконтроля и самокоррекции.
При разработке и исследовании устройств логического действия с применением преобразований Уолша и Хаара решаются следующие задачи: определяются спектры логических функций, спектральные представления используются для анализа и синтеза схем реализации логических функций.
