Ларченко Б. Д. Моделі та методи проектування апаратних біт-потокових online-обчислювачів елементарних математичних функцій

Дисертація спрямована на розробку моделей та методів автоматизованого проектування апаратних біт-потокових online-обчислювачів елементарних математичних функцій на платформі ПЛІС з використанням мов опису апаратури. Апаратні біт-потокові оnline-обчислювачі елементарних математичних функцій знаходять широке застосування в системах управління реального часу і мають ряд переваг, а саме, істотне спрощення їх технічної реалізації завдяки даним, представленим бітовими потоками, здійснення послідовної обробки потоків в темпі надходження одиничних біт і високою завадостійкістю. В роботі удосконалено математичні моделі біт-потокових online-обчислювачів лінійних, степеневих, дробово-раціональних функцій та функцій добування кореня методом формування приростів висхідних ступінчастих функцій з мінімізацією похибки обчислень. Удосконалено математичні моделі online-обчислювачів ірраціональних функцій, що представлені декомпозицією отриманих математичних моделей обчислювачів елементарних функцій. Отримали подальший розвиток методи побудови архітектурних моделей біт-потокових online-обчислювачів шляхом використання базових конвеєрних структур, що дозволило застосувати єдиний підхід до їх автоматизованого синтезу з використанням мов опису апаратури. Вперше запропоновано автоматні моделі online-обчислювачів, графові моделі яких дозволили забезпечити чіткість та несуперечливість алгоритмів реалізації функцій. Розроблено HDL-моделі обчислювачів у формі автоматного шаблону, що моделюються і синтезуються засобами САПР цифрових пристроїв на платформі ПЛІС. Розроблено апаратну реалізацію біт-потокового online-обчислювача степеневих функцій, що виконана на основі побудови автоматної моделі мовою опису апаратури VHDL. Працездатність апаратної моделі підтверджено перевіркою результатів за допомогою верифікації поведінкової моделі, автоматизованим синтезом та імплементацією в ПЛІС Xilinx. Удосконалена модель online-обчислювача дозволила мінімізувати апаратні витрати, що підтверджено оцінками по Квайну синтезованих моделей.