Устройство для моделирования процессов изменения параметров электронных схем

ЯИк г,к Союз Советских Социалистических РеспубликОп ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(45) Дата опубликования описания 28,11,78Государственный комитет Совета Министров СССР оо делам иэааретений и открытий(72) Авторы изобретени Г. А. Велигурский, А. И. Гуринович, М. Ш. Фелери А, В, Алисейко нститут проблем надежности и долговечности машин АН БССР 71) Заявител 4) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ ПРОЦЕССОВ ИЗМЕНЕН ПАРАМЕТРОВ ЭЛЕКТРО)-НЫХ СХЕМ гто исел, им- рмаль- ричем 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, солержашее генератор, блок управления элементы И, ИЛИ.Недостатком известного устройства являются низкие функциональные возможности. Наиболее близким по сушности 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 соединены 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 параметровблоков задания текущих значений параметров. третьи входы которых соединены с выходом коммутатора и вторы ми входами реверсивных счетчиков, третьи входы которых соединены с выходом блока управления. вторыми входами счетчиков памяти, четвертымп входами блоков задания начальных значений параметров и олоков задания текугцих значений параметров, вхолом коммутатора н входом датчика равномерно распределенных случайных чисел, выходы реверсивных счетчиков соединены с входами соответствующих наборных полей, выход коммутатора соединен с третьими входами счетчиков памяти.Недостатком известного устройства является недостаточная точность моделирова ния,Целгио изобретения является повышение точности молелирования.Гоставленная цель достигается тем в устройство ввелень; блоки памяти ч блоки памяти коэффициентов, блоки умножения, накапливаюшие сумматоры, регистры, сумматоры, генераторы тактовы пульсов переменной частоты. датчик но но распрелеленных случайных чисел, п3выход блока управления через 1:.п-цк 1 ирмально 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 с выходом коммутатора, выходы блоков памяти коэффициентов и блоков памяти чисел соединены со входами соответствующих блоков умножения, выходы которых и выходы счетчиков памяти соединены с входами соответствующих накапливающих сумматоров, выхо,1 ы 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 реверсцвных счетчиков, выход блока управления соединен с управляющими входами блоков умножения, накаплива 1 ощцх сумматоров, регистров, сумматоров.Блок-схема устройства представлена на чертеже,Устройство содержит датчик 1 равномерно распределенных случайных чиссл, дешифратор 2, блоки 3 - Ззадания начальных значений параметров (они формируют законы распределения начальных значений параметров элементв), блоки 41 - 4 задания текуп;их значений параметров (они формируют законы распределения средних значений скоростей изменения параметров элементов), элемент 5 ИЛИ, элемент 6 обратной связи, коммутатор 7, блок 8 управления, генератор 9, элемент 10 И, счетчики 111 11. памяти, блоки 121 - 12 памяти коэффициентов, блоки 131 - 13 памяти чисел, датчик 14 нормально распределенных случайных чисел, блоки 151 - 15. умножения, накапливающие сумматоры 161 - 16, регистры 17, - 17., сумматоры 181 - -18, генераторы 191 - 19тактовых импульсов переменной частоты, реверсивные счетчики 201 - 20., наборные поля 211 - 21 п.Устройство работает следую 111 им Образом.Перед началом моделирования в блоках 31- - 3. и 41 - 4 устанавливаются соответствук)щие законы распределения, В блоки 121 - 12. заносятся по гп заданных коэффициентов. Устанавливается рабочая частота каждого из генераторов 191 - 19., На наборных полях 211 - 21 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 31. Для получения заданного значения случайной величины преобразованное случайное число с выхода блока 31 поступает(5 20 25 3035 40 45 50 55 через элемент 5 на элемент 10 ц даст.роз(спенис ца прохождение регулярны цмцульсов с генератора 9 на элемент 6 обратной связи ;1 1 а с:1 етчик 201. При совпадении в блоке 3 сигнала, соответствующего сформированной вероятности, и сигнала, посту ;1 ающего с элемента 6, снимается разс)спецце на прохождение импульсов через элемент 10 И и прекращается поступление им. пульсов на счетчик 201. Таким образом в счетцик 201 заносится число, соответствующее вероятности, сформированной блоком Зн В соответствии с этим числом в исследуемую электронную схему подкл 1 очается один эле. мент из упорядоценной совокупности элемс- гов, установленных на наборном поле 2Затем с блока 8 подается команд 11 а перевод коммутатора 7 во второе положение и ца формирование в датчике 1 нового слуцайного 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 коммутатср 7 псрекспочается в следующие положении .и в исследуемую электронную схему аналогичным образом подключак)тся оставшиеся п - 2 элемента. Значения параметров комплектующих элементов исследуемой схемы и се выходных параметров будут при э)ом соответствовать начальному момсцтх времени ( = О.Д,1 я 1 О,1 елцрова 1 ия 1 ропесса цзс 1 сц 11 я параметров комплектукппцх элемецпоь по команде из блока 8 снимается разрешение на прохождение сигналов на блоки 31 - 3, рсверсивные счетчики 201 - 20, одновременно дается разрешение на прохождение сигналов на блоки 4; - 4, блоки 31 - 13. и счетчики 11 - 11. Командой из блока 8 коммутатор 7 переводится в первое положение.Формируются случайные числа в датчиках 1 и 14. Случайное число с датчцка 1 преобразуется с помощью блока 4, элемента 5, элемента 10, генератора 9 и элемсцта 6 в число, соответствующее вероятности, ср 1)рмированной блоком 41. Это число заносится в счетчик 111. Преобразование выполняется так же, как это описано выше для случая формирования числа, заносимого в счетчик 20,. Случайные числа с датчика 14 заносятся непосредственно в блок 13,. Заносится последовательно гп чисел, для чего блок 8 выдает последовательно гп команд на выработку этих чисел в датчике 14 ц на сдвиг чисел в блоке 131. Затем по 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 111 и блок 13 Точно также заносятся случайные числа в остальные и - 2 счетчики 111 - 11 ц блоки 131 13, Ззтсм 13 ОлОкя 8 БылаО),я КОмнлы на у)Иожение чисел Олновременнй ВО Всех 0310. кдх 1010 с накоплением резуг)ьтатов ь соответствующих накапливающих сумматорах 16 16 Результат накопления стхм 51- руегся с числом на счетчиках 11, - 11;. 11 о следуюцей команде из блока 8 накопленные суммы из всех и накапливающих сумматоров61 - -16 л переносятся в соответствующие регистры 171 -17 и.По команде блока 8 на сумматоры 18 - 18) поступают импульсы от соответствующих генераторов 19 - 19 и с соответствующих регистров 17 - 17., При каждом переполнении на выходе сумматора 18. появляется импульс. Таким образом, частота импульсов на выходе каждого сумматора 18; - 18 пропорциональна числу, занесенному в соот"етствующий регистр 17 - 17. Каждый из четчиков 20 - -20 пересчитывает импульсы, оступающие на его вход от соответствую:.)их сумматоров 18 - -18. В соответствии ". числами в счетчиках 201 - 20. в исследуемую схему подключаются элементь 1, установленные на наоорных полях 211 - 21. Скорости г 1 олключения элементов при этом прямо пропорциональны числам В соответствующих регистрах 17 - 17;.Для получения значений выходных параметров исследуемой электронной схемы в заланные моменты времени блок 8 через задан,ый интервал времени подает запрет на про,Ождение импульсов от генераторов 19 - 19; чя сумматоры 18 - 18). При этом прекраща:.-ся выдача всех команд из блока 8. Переключенис элементов, установленных на наборных полях 21, также прекращается. Ия исследуемую электроннук) схему подается питание и измеряются ее выходные параметры. Г 1 осле этого по команде оператора проводится повторный цикл моделирования и т.д. Таким образом, измеояя 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 моделирования 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 производственного разброса выходных параметров исслелуемой,"ГОьт 1)О 1 ИО схемь 1. )1 Олели 1)ОВание пр 01 ес- СОБ И 3., СНЕи 51 П а Г)51 )1 ЕТ РОВ КО)1 ПЛЕКТ 1 К)Ш И Х э, 1 емс ИТОБ нс Гроизволитс 51, .1 н)ГОкр 2 тное п)Вт 01)ение цикгОВ моле,1 ирОВани 51 ИОЗВ 01 яет получить множество случайных значений выходных параметров исследуемой схемы. По мнОжеству знзениЙ Выходных параметроВ, найденных таким образом, могут Оыть рассчитаны всроятностнье характеристики на;л 1:ного производственного разброса этих парахс) ров.1 ОЪ строистВО Отличастся От прОтотипя с- ;пественны) повышением достоверности результатов, получаемых Гри моделировании процессов изменения выхолньх параметров 15 электронных схем, за счет возможности молелирова 1 ия немонотонных процессов изменения параметра комиссктуОпНх элемен- тОВ. Оси)Вны.1 И 513 П 111 нием становки яВ ляется исслслоьяше параметрической надежности 11)осктирехых э;1 ектронных схем и, с этой точки зре 1 шя, указанное преимуп)сство позволяет значительно точнее оп)0.101 ят и прогнозировать показа Гели на.с )к н ст и Кро)с того, реализация прямо пропор.циональной зависимости скорости переключения элементов от числа, соответствующего этой скорости, позволяет упростить этап пол Отовитсльной работы к моделированию,фо 1).1 у.1 а изобретениябыстр)1 ств 1) лля моле,шрования процессов изменения параметров электронных схем, содержацее лятцик равномерно распреде.ленных слуайных чисел, выход КОторого через леш 5 фратор соелинен с первыми входа )и олоков залания начальных значений параметров и блоков задания текущих значений параметров, выходы которых через элемент И 111 соединены с входом элемента И, генератор, вь)хол которого через элемент И 40соединен с первыми входами счетчиков памяти, реверсивных счетчиков и входом элемента обратной связи, выход которого соединен со Вторыми входами блоков задания начальных значений параметров и блоков задания текущих значений параметров, третьи вхолы которых соединены с выходом коммутатора и вторыми входами реверсивных счетчиков, третьи Входы которых соединены с выхолом блока управления, вторыми вхолами счетчиков памяти, четвертыми входами блоков задания начальных значе В ний параметров и блоков задания текущихзначений параметров, входом коммутатора и входом датчика равномерно распределенных слуца 1 Иых чисел, выходы реверсивных счетчиков соединены с входами соответству ющих набор 1 ых полей, выход коммутаторасоединен с третьими входами счетчиков памяти, отл 1 пющееся тем, что, с целью повы684283 Составитель Л. Ллиссекред С.,гГт ггн 1 аяираж 784 р А. Саломон63,47 Корректор С. 11 сама Полиисное еда ктаказ 6ГГНИ ИИ Г осударствеии ио делам3035, Москва,Филиал Г 111 П Патеста Министров СССо; крыл ийн аб., д. 4/5уа 11 роектная, 4 го комитета Соизобретений иЖ.35 Ра шскант, г, 1 жород шения точности моделирования, в него введены блоки памяти чисел, блоки памяти коэффициентов, блоки умножения, накапливаюгцие 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,выходы блоков памяти коэффициентов и блоков памяти чисел соединены со входами соответствуюших 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.1 О 11 сточники информации, принятые во внимание при экспертизе:. Авторское свидетельство СССР Хд 428386, кл. Ст 06 Г 15/20, 1971.2. Авторское свидетельство СССР М 518775, кл. б 06 1 т 15120, 1974.