Устройство для моделирования электронных схем

АХн Для этого в устройство введены дополнительно блок анализа и п каналов, каждый из которых содержит блок изменения поминальных значений параметра, блок задания вероятности увеличения параметра, блок памяти, дополнительный реверсивный счетчик и блок ограничений, выход которого соединен с первыми входами блока изменения номинальных значений параметра и блока задания вероятности увеличения параметра, выход которого подключен ко второму входу блока изменения номинальных значений параметра, выход которого через блок памяти, соответствующего канала соединен со вторым входом блока задания вероятности увеличения параметра и с одним входом дополнительного реверсивного счетчика, другие входы которого подключены к соответствующим выходам блока памяти и блока управления, выход дополнительного реверсивного счетчика соединен со вторым входом наборного поля соответствующего канала, выход каждого из которых подключен ко входу блока ограничений соответствующего канала и к одному из входов блока анализа, выход которого соединен с третьими входами блоков задания вероятности увеличения параметра и со входом блока управления, выход которого подключен к четвертым входам блоков задания вероятности увеличения параметра и к третьему входу блока изменения номинальных значений параметра, четвертые входы которых подключены к выходу дешифратора.На чертеже представлена блок-схема устройства для моделирования электронных схем,Устройство содержит датчик равномерно распределенных случайных чисел 1, дешифратор 2, блоки начальных значений параметра З - 3, блоки текущих значений параметра 4 - 4, элемент 5 ИЛИ, элемент 6 И, генератор импульсов 7, элемент обратнои связи 8, блокуправления 9, коммутатор 10, счетчики 11, - 11 памяти, блоки 12 - 12 сравнения, счетчики воспроизведения 13 - 13 , генератор тактовых импульсов 14, блоки задания вероятности увеличения параметра 15 в , блоки изменения поминальных значений параметра 16 в , блоки памяти 17 в 1, реверсивные счетчики 18 в , дополнительные реверсивные счетчики 19 в , наборные поля 20 в , блоки ограничений 21, - 21, блок анализа 22.На каждом из наборных полей 20, - 20 устанавливаются элементы с номинальными (стандартными) значениями параметра, а затем для каждого из номинальных значений набирается упорядоченный ряд, отражающий разброс параметра из-за технологии производства и износа комплектующих элементов электронной схемы.На каждом из блоков ограничений 21, - 21 производится установка допустимых пределов изменения номинальных значений 5 10 15 20 25 зо 35 49 45 50 55 60 65 параметра. В блоках З,Знабираются соответствующие законы распределения начальных значений параметров, а в блоках 4 - 4 законы распределения скоростей изменения параметров элементов схемы. В блоке 22 производится соединение выходов наборных полей 20 - 20 в соответствии с заданной структурой электронной схемы. По команде с блока управления 9 каждый пз блоков задания вероятности увеличения параметра 15 - 15.устанавливается в состояние, при котором вероятность увеличения параметра равна 0,5. Следующие команды с блока 9 управления последовательно переключают реверсивные счетчики 18 - 18 и 19 - 19 в состояния, при которых на соответствующих наборных полях 20, - 20 по данным ориентировочного расчета схемы (или случайно) устанавливаются начальные номинальные значения параметров элементов, Подаются на исследуемую схему необходимые входные сигналы и питание. После запоминания выходного параметра У схемы в блоке анализа 22 питание отключается и начинается поиск таких номинальных значений параметров (х,", хЦ, , х") элементов при которых выполняется условие работоспособности схемы: Поиск осуществляется в соответствии с модифицированным алгоритмом случайного поиска на гиперкубе с покоординатным самообучением, который в случае минимизации выходного параметра имеет вид:- ДХ", при У 3., )О(а ф а ф, апри ЬКч (0,где М - номер прямого случайного шага; М 3 м=Ум- Им- приращение выходного параметра за (У - 1) шаг;ЛХ" - приращение вектора параметров элементов за У шаг;а, - величина изменения -го параметра элемента на Ж-ом шаге поиска (=1, 2 и);1 - случайный знак изменения с-го параметра на Л"-ом шаге поиска.Самообучение, т. е. изменение вероятности увеличения (знак ; - положителен) -го параметра элемента в зависимости от результата шага, происходит в соответствии с формулой:а= а- - о з 1 р (ЬХ,У - ЬУ,),где в, - параметр памяти;б - параметр скорости обучения,По команде с блока управления 9 сигнал, полученный после преобразования многоразрядного числа датчика 1 дешифратором2, поступает на соответствующие вхо ы блоков 16, - 16,. По следующей команд с блока управления 9 сипал с выхода блока 16, переключит ревсрсивный счетчик 191, в результате чего на наборном поле 20 произойдет изменение (увеличение или уменьшение с вероятностью, равной 0,5) номинального значения параметра Х," и одновременно в блоке памяти 17 запоминается знак изменения этого параметра. Затем с блока 9 снова подастся команда, по которой случайный сигнал с выхода дешифратора 2 поступает на входы блоков 16, - 16, а по следующей команде сигнал с выхода блока 162 переключает реверсивный счетчик 192 в состояние, при котором на наборном поле 202 с вероятностью, равной 0,5, происходит увеличение либо уменьшение параметра Х" . При этом знак изменения этого параметра запоминается в блоке памяти 17. Аналогичным образом изменяются номинальные значения остальных (н - 2) параметров схемы и запоминаются знаки их изменений в соответствующих блоках 17 з - 17. После этого на схему подается питание и производится анализ результата случайного прямого шага (случайных изменений параметров) в блоке анализа 22. Если произошло уменьшение (при минимизации) выходного параметра схемы по сравнению с первоначальным (ЛУ(0), то шаг признается удачным и в блоке анализа 22 запоминается новое значение выходного параметра. Питание отключается. После этого с блока управления 9 на входы блоков 15, - 15 подается команда, по которой каждый из них на основании информации с соответствующих блоков 171 - 17 и блока анализа 22 увеличивает вероятность изменения параметра в направлении предыдущего удачного шага в соответствии с выражением (2). Делается новый случайный шаг. Если же ЛУ)0, то шаг признается неудачным. Питание схемы отключается. С блока 9 подается команда на входы реверсивных счетчиков 191 - 19, в результате чего на основании информации с блоков памяти 17, - 17 на соответствующих наборных полях 20 - 20 устанавливаются первоначальные номинальные значения параметров Хц, Х," Х, т. е. производится обратный шаг. После этого делается новый случайный шаг.После этого делается новый случайныи шаг. В случае достижения 1-ным параметром (=1, 2,л) нижней (верхней) границы допустимого диапазона изменения номинальных значений, с выхода блока 21; дается запрет на уменьшение (увеличение) параметра в блоке 16; и на изменение вероятности увеличения параметра в блок 15;, В результате ряда удачных шагов определяются такие параметры элементов, для которых выходной параметр схемы находится 5 10 15 20 5 ) 30 35 40 45 50 55 б 0 б 5 в трсбусН 1 х нр;делах. После этого провод;1 тся ддс н,10.носи сх,.:ы для и;1 идН 1;ой КО",бндц 11 Омипд 11 ных зндИи нара-тров элссн;ОВ, то-ссь рсвсрсиьные счетч 1 кн 19; 9 д ф 1 кс 1 ру 10 тся В положе ниях, соответствующих этой ко. оинацин. По кох:дида., с блока 9 коммутатор 10 переводится в первое 1 Оложснис, дати 1 к 1 формирует случа 1 Иос число, рсверснвиыс с 1 етчики .18, - 18 устдидвлнвд Отея В исОдное состо;Инс, ПО с,сду 10 щсй ко.ддс сл- чайньш сигнал с д.шнфрдтора 2 поступает на вход блока 31, с выходя которого случаинос число через элемент 11 ЛИ 5 поступает на один нз вхсдов элссита И 6 н дает разреш:нне нд прокакдеиие регулируемых импульсов с генератора 1.миульсов 7 на вход элемента 8 и вход рсьсрспвного счетчика 18. При совпадении в блоке 31 сигнала, соответству 1 ощего сформированной вероятности, и сигнала с выхода элемента 8 э;1 емент И б зап рдется, 1 сВс 1 спВный счстчик 18 фикс 11 руеОя В состояпи, Н 1 и кОтО- ром на 11 аборном поле 20, устанавливается значение параметра Х, в соответствии с сформи 1 ОВЯИИОЙ В, роятностью. налоги 1- ным образом устанавливаются остальные (г - 1) параметров элементов схемы. Затем на схему подается питание и измеряется ВВ 1 ходн 01 Ия 1 дмет 1 У, соотВетству 10 щий начальному моменту времени (1=0). После установки начальных значений параметров производится моделирование процесса износа элементов сх:;ь. По команде с блока управлегн 1 я 9 дастся запрет на прохождение сИналов с дсшифрдтордна блоки 3 - Зи одновременно поступает разрешение на прохождение этих снп 1 алов иа блоки 4 - 4,-,. По следующим командам с блока 9 фордИруется число в датчике 1, коммутатор 10 переводится в первое положение, затем случайный сигнал с выхода дешифратора 2 прсобрдзуется с помощью блока 4 элементов 5 и б, генератора 7, элемента 8 в число, соответствующее сформированной вероятности. Преобразование выполняется также, кдк и для момента времени 1 = О. Полученное число заносится в счетчик 11,.Аналогичным образом происходит запоминание случайных чисел в остальных счетчиках 112 - 11 Затем по команде с блока 9 производится запуск генератора 14, который выдаст импульсы фиксированнои частоты па входы счетчиков 13, - 13. При достикении в каждом 1-ом счетчике воспроизведения (1= 1, 2и) равенства с числом соответствующего счетчика памяти с выхода 1-го блока сравнения выдается импульс на сброс в исходное состояние 1-го счетчика воспроизведения и одновременно па вход 1-го реверсивного счетчика (18;) для изменения 1-го параметра на соответствующем наборном поле. После этого происходит новое сравнение чисел счетчн640303 ков 11; и 13;, выдача с выхода блока 12, импульса па вход рсьерсивного счетчика 18; и сброс счетчика 13 и так далее. Скорость изменения Е-го параметра зависит от значения случайного числа 1-го счетчика памяти, 5 При одновременном изменении параметров элементов схемы производится из.дерепие выходного параметра /,-ые моменты времени (/=1, 2 К), Соединив точки измерений, получим одну реализацию изменения 10 выходного параметра схемы во времени. Затем по командам с блока 9 снова производится сброс счетчиков 181 вв исходное состояние, отработка начальных значений параметров элементов и моделирование 15 процесса износа. В результате получим вторую реализацию изменения выходного параметра во вреа:ени. Получив определенное число реализаций, производим оценку надежности электронной схемы, Если схема 20 не удовлетворяет заданным требованиям по надежности, то производится поиск другой комбинации номинальных значений параметров элементог. для других начальных значений этих параметров, а затем снова 25 проводится анализ надежности, Если же схема удовлетворяет заданным требованиям по надежности, то полученная комбинация номинальных значений параметров элементов считается оптимальной. 30Таким образом, благодаря введению новых блоков и связсп между ними, расширились функциопальныс возможности устройства. Составитель И, ДубининаРедактор Ю. Челюканов Техред А. КамышниковаКорректоры: Л. Корогод и Л. Брахнина Заказ Тирани 223/8799НПО Государственнопо делам изобрете3035, Москва, Ж, Р Изд.7 Подписи комитета СССР ий и открытий ушская наб., д. 4/5ипография, пр. Сапунова, 2 Формула изобретения Устройство для моделирования электронных схем по авт. св,518775, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, позволяющих одновременно производить оптимизацию параметров элементов низкочастотных электронных схем и анализ их надежности, в устройство введены дополнительно блок анализа и и каналов, каждый из которых содержит блок изменения номинальных значений параметра, блок задания вероятности увеличения параметра, блок памяти, дополнительный р евер сивный счетчик и блок ограничений, выход которого соединен с первыми входами блока изменения номинальных значений параметра, и блока задания вероятности увеличения параметра, выход которого подклочен ко второму входу блока изменения номинальных значений параметра, выход которого через блок памяти соответствующего канала соединен со вторым входом блока задания вероятности увеличения параметра и с одним входом дополнительного реверсивного счетчика, другие входы которого подключены к соответствующим выходам блока памяти и блока управления, выход дополнительного реверсивного счетчика соединен со вторым входом наборного поля соответствующего канала, выход каждого из которых подключен ко входу блока ограничений соответствующего канала и к одному из входов блока анализа, выход которого соединен с третьими входами блоков задания вероятности увеличения параметра и со входом блока управления, выход которого подключен к четвертым входам блоков задания вероятности увеличения параметра и к третьему входу блока изменения поминальных значений параметра, четвертые входы которых подключены к выходу дешифратора.