ГЛАВА СЕДЬМАЯ. ДИНАМИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ В СХЕМАХ

7-1. ОСНОВНЫЕ ОПРЕДЕЛЕНИЯ

В предшествующих главах мы рассматривали весьма идеализированные схемы. Все задержки срабатывали абсолютно точно, все импульсы имели идеально прямоугольную форму, все изменения сигналов в логических элементах происходили без искажений. К сожалению, на практике эти предположения оказываются справедливыми далеко не всегда. Поэтому в этой главе мы рассмотрим влияние на работу схемы во времени тех переходных процессов, которые возникают в результате разброса параметров физических задержек, имеющихся в схеме (в частности, в самих физических элементах, реализующих те или иные логические функции).

Реальные физические задержки осуществляют сдвиг сигнала в момент времени не на фиксированную величину Т, а на некоторую величину, распределенную с некоторой плотностью вероятности на отрезке Этот отрезок можно назвать зоной разброса задержки или зоной флуктуации. Основной задачей синтеза с учетом разброса задержек, имеющихся в схеме, является выяснение влияния этого разброса на функционирование будущей схемы. О том, что это влияние может быть весьма существенным,

говорит результат, полученный О. П. Кузнецовым. Им было показано, что если в логической сети имеются несоизмеримые между собой задержки, то функционирование такой сети может оказаться неэквивалентным никакому конечному автомату. Правда, предположение, о несоизмеримости задержек не имеет никакого практического значения (на практике все задержки, конечно, рациональны, а значит, соизмеримы), но сам по себе этот факт говорит о том, что при большом разбросе задержек функционирование схемы может сколь угодно сильно отличаться от предполагаемого.

На величину задержки оказывает влияние несколько параметров: температура окружающей среды, крутизна фронтов сигналов, характер фронта сигнала и т. Следуя В. Н. Рогинскому, на работах которого основан § 7-2, будем называть задержку линейной, если ее величина не зависит от параметров самого сигнала. В дальнейшем нами будут рассматриваться только такие задержки.

Кроме того, будем предполагать, что все задержки, имеющиеся в схеме, распределены по входам логических элементов, а сами элементы идеальны, т. е. не вносят никакого дополнительного запаздывания сигналов. Такое предположение не сужает класса исследуемых схем. В дальнейшем через мы будем обозначать задержку, имеющуюся на входе элемента схемы. Будем считать, что известно некоторое число А такое, что с учетом разброса все задержки имеющиеся в схеме, не превосходят . В этом случае будем говорить, что схема является анализируемой. Рассмотрим одну и ту же логическую сеть и будем варьировать задержки по величине, не выходя из класса анализируемых схем при заданном значении . В этом случае мы получим целый класс физических схем, отличающихся друг от друга своим функционированием. Для определения функционирования конкретной схемы необходимо производить специальный анализ. Задача анализа поведения схемы в переходные моменты практически возникает тогда, когда либо сигналы имеют длительность, соизмеримую с длительностью переходного процесса, либо схема работает по асинхронному принципу и не тактируется по считыванию и подаче входных сигналов от внешнего генератора. В следующем параграфе мы изложим методику такого анализа.