6.3. Моделі та методи структурного синтезу в асп просторових уфп

Завданням цього підрозділу є побудова таких УФП, у яких за рахунок застосування АСП під час синтезу забезпечується однотипне виконання дешифратора та схеми керування, структурна однорідність виконання їхніх субблоків, підвищується технологічність у процесі мікроелектронної реалізації, а також швикодійність через паралельний однотактний алгоритм роботи дешифратора, комутатора і блока керування. Відповідно, наведені переваги дають можливість вирішити ще й завдання дослідження впливу збільшення значності на структурну побудову УФП при її суттєвому зростанні від 3 до 16.

На теперішній час створено просторові структури передачі даних, що базуються на мережах багатоступінчастих з’єднань мультиплексорів-демультиплексорів [108]. Опис даної концепції спирається на абстрактну модель (див. рис. 1.6) об’ємно-просторового комутатора. Ця ідея наштовхує нас на аналогію структури багатовходового просторового УФП із бітонічним сортувальником Бетчера, в основі якого лежить суперпозиція двох монотонних k-значних функцій. Тобто, якщо створювати складні інтелектуальні системи передавання даних чи використовувати k-значну логічну систему для створення УФП, то інтуїтивно приходимо до просторових структурних побудов на базі мультиплексорів, демультиплексорів, дешифраторів і комутаторів матричного типу зі застосуванням відповідного бінарного подання k-значних сигналів.

Розгляд такого підходу доцільно розпочати з найпростішого варіанта одновходового УФП із k = 3. Як показано в [49, 50], у позиційних системах числення найекономічнішою є тризначна система. Під економічністю системи числення розуміють число можливих зображень чисел для заданої довжини розрядної сітки. Це один із найважливіших показників для обчислювальних та інтелектуальних систем, оскільки він визначає ефективність k-значних структур стосовно апаратних затрат, коли вони залежать від k.

Структурні схеми універсальних тризначного та десятизначного УФП потенційного типу [86, 87] (рис. 6.6, рис. 6.7) містять АЦП 1, дешифратор (ДШ) 2, комутатор (КМ) 3 і блок керування (БК) 4, синтезовані з використанням АСП та ЦАП 5.

Рис. 6.6. Структурна схема тризначного потенційного УБФП (АСП-структура)

Універсальний десятизначний УФП потенційного типу [86] структурно містить АЦП 1, ДШ 2, КМ 3, БК 4 та ЦАП 5 (рис. 6.7) аналогічні за структурно-логічним рішенням, як і в тризначного за винятком нарощення числа паралельних каскадів і просторових полюсів до десяти та кількості опорних рівнів формування вихідних десятирівневих сигналів. Принципи дії УФП (АСП-структура) детально викладені в роботах [86, 87].

Уведення в УФП комутатора 3, а також блока 4 керування, які утворюють структуру паралельного типу з просторовим k-значним кодуванням, здійсненим за рахунок збуджених станів у вигляді двійкових просторових полюсів, а також використання методів теорії інтелекту для опису алгоритмів роботи і структури побудови, коли k-значні числа та перетворення над ними описуються з допомогою АСП, що збігаються з формулами алгебри логіки, але зберігають властивості k-значного алфавіту, паралелізм і однорідність структури та дозволяють гранично просто описати всі необхідні аналітичні відношення вхідних і вихідних змінних.

Рис. 6.7. Структурна схема десятизначного універсального функціонального перетворювача (АСП-структура)

Усе це дозволило реалізувати структуру УФП значно меншої складності, ніж при використанні традиційних розв’язків, які отримуються з використанням алгебри логіки та традиційних двійкових методів побудови в базисах диз’юнктивних і кон’юнктивних нормальних форм, забезпечити однотипність і однорідність внутрішньої структури, суттєво зменшити апаратурні затрати на створення перетворювача, спростити шинну комутацію, а також підвищити швидкодію за рахунок мінімальної затримки в усіх ланках перетворювача.