«467368 Андреев Дмитрий Васильевич ПРИНЦИПЫ ПОСТРОЕНИЯ УНИВЕРСАЛЬНЫХ ЛОГИЧЕСКИХ МОДУЛЕЙ ДЛЯ ОБРАБОТКИ МНОГОЗНАЧНЫХ И КОНТИНУАЛЬНЫХ ДАННЫХ ...»

467368

Андреев Дмитрий Васильевич

ПРИНЦИПЫ ПОСТРОЕНИЯ

УНИВЕРСАЛЬНЫХ ЛОГИЧЕСКИХ МОДУЛЕЙ

ДЛЯ ОБРАБОТКИ МНОГОЗНАЧНЫХ

И КОНТИНУАЛЬНЫХ ДАННЫХ

Специальность 05.13.05 - Элементы и устройства

вычислительной техники и систем управления

2 2 ИІОЛ 2010

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук Ульяновск-2010 Работа выполнена в Ульяновском государственном техническом уни­ верситете .

Научный консультант: доктор технических наук, профессор Волгин Леонид Иванович Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор Левин Виталий Ильич доктор технических наук, профессор Масленников Валерий Викторович доктор технических наук, доцент Негода Виктор Николаевич Ведущая организация: Институт проблем управления им. В. А. Трапезникова РАН, г. Москва Защита диссертации состоится 6 октября 2010 г. в 15 часов на заседа­ нии диссертационного совета Д212.277.01 в Ульяновском государственном техническом университете по адресу: 432027, г. Ульяновск, ул. Северный Венец, д. 32, главный корпус, аудитория 211 .

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Ульяновского го­ сударственного технического университета .

Автореферат разослан ^ О Аго И Д 2010 г .

Ученый секретарь диссертационного совета, доктор технических наук, профессор Смирнов В. И .

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность исследования. При решении обширного круга задач обработки (преобразования) информации используются логические уст­ ройства, представляющие собой в общем случае («,от)-полюсник, который каждому заданному набору значений п входных сигналов сопоставляет со­ ответствующий набор значений т выходных сигналов. В условиях научнотехнического прогресса структурная организация указанных устройств эволюционирует с постоянным повышением уровня элементной интегра­ ции от индивидуальных (специализированных) структур к универсальным структурам широкого применения. Эффективность такой эволюции нераз­ рывно связана с решением проблемы обеспечения универсальности (функ­ циональной гибкости) логических устройств .

Усилиями многих исследователей создана теория конечных автоматов, служащая основой синтеза произвольного логического устройства (моду­ ля), входные и выходные сигналы которого являются двоичными. Алго­ ритм функционирования и внутренняя структура такого модуля описыва­ ются функциями двузначной логики (ДЛ). Видное место в среде конечных автоматов занимают так называемые перестраиваемые конечные автоматы или универсальные логические модули. Указанные модули за счет допол­ нительных к информационным настроечных входов имеют возможность настройки на реализацию любой из нескольких ДЛ-функций. При этом различают модули, универсальные в классе всех, и модули, универсальные в классе некоторых ДЛ-функций. Последние часто называют многофунк­ циональными логическими модулями .

Логические модули с двоичными входами и выходами широко приме­ няются в системах автоматики, вычислительной техники и управления .

Однако, если состояние объекта управления (контроля) характеризуется и регулируется соответственно пит многозначными либо континуальными переменными, то для управления таким объектом необходим логический («,/и)-полюсник, выполняющий обработку многозначных или континуаль­ ных данных, очевидно, что алгоритм функционирования последнего дол­ жен определяться функциями многозначной либо бесконечнозначной (не­ прерывной) логики .

Теории и схемотехнике многозначных логических (МЛ) модулей по­ священы работы Иваськива Ю.Л., Поспелова Д.А., Ракова М.А., Кухарева Г.А., Шмерко В.П., Зайцевой Е.Н. Джейна А., Болтона Р., Дрехслера Р., Фиттинга М. и др .

Однако, в этих работах отсутствуют научно обоснованные техниче­ ские решения универсальных в классе всех /t-значных и-арных логических функций МЛ-модулей, имеющих наиболее простую структурную органи­ зацию. Важность указанных решений обусловлена значительной сложно­ стью многозначных схем .

С V .

/ Исследования математического аппарата и схемотехники бесконечнозначных логических (БЛ) модулей изложены в работах Мак-Нотона Р., Уилкинсона Г., Гинзбурга С.А., Кендела А., Еремеева И.С., Левина В.И., Золотовой Т.М., Волгина Л.И., Шимбирева П.Н. и др .

Волгин Л.И., занимаясь кроме того и проблемами синтеза универ­ сальных БЛ-модулей, предложил принципы построения аналоговых муль­ типлексоров, универсальных в классе всех и-арных функций бесконечно­ значной логики, принимающих значение одного из своих аргументов .

Сложность этих устройств вызывает необходимость разработки новых принципов их более простой структурной организации и разработки тех­ нических решений новых БЛ-модулей, универсальных в более узких, но весьма важных для практики классах БЛ-функций .

Таким образом, возникает актуальная проблема совершенствования существующих и создания новых средств с высокой концентрацией вос­ производимых операций логической обработки многозначных и контину­ альных данных .

Актуальность диссертационного исследования подтверждается тем, что его тематика соответствует разделу «Технологии обработки, хранения, передачи и защиты информации» утвержденного Президентом РФ 21.05.2006 г. перечня критических технологий Российской Федерации .

Цель и задачи работы. Целью диссертационного исследования явля­ ется создание теоретической и схемотехнической базы синтеза многознач­ ных и бесконечнозначных перестраиваемых автоматов нового класса, со­ держащего мультиплексорные модули с более простой структурной орга­ низацией и многофункциональные модули, вариантные по схемной реали­ зации, функциональным возможностям, способам настройки .

Поставленная цель достигается решением следующих задач:

1. Анализ известной схемотехники мультиплексорных МЛ- и БЛмодулей и разработка новых принципов их более простой структурной ор­ ганизации .

2. Исследование и увеличение функциональных возможностей эле­ ментного базиса бесконечнозначной логики и расширяющей ее предикат­ ной алгебры выбора (ПАВ) .

3. Разработка принципов реализации из настраиваемых элементов, воспроизводящих базовые бинарные операции бесконечнозначной логики и ПАВ, универсальных БЛ-модулей с распределенным кодовым управле­ нием .

4. Исследование возможности использования преобразований вида «входная аналоговая величина -*• цифровой код - выходная аналоговая величина» в схемотехнических решениях универсальных БЛ-модулей .

5. Разработка принципов организации универсальных логических мо­ дулей (УЛМ) с систолической структурой .

6. Исследование возможности построения универсальных БЛ-модулей, оперирующих широтно-импульсными информационными сигналами .

7. Разработка схемотехнических решений однородного и регулярного цифрового элементного базиса многозначной логики для обеспечения эф­ фективной однокристальной реализации структур универсальных МЛмодулей, являющихся селекторами двоичных кодов .

8. Анализ основных компонентов целевых УЛМ - современных мик­ росхем аналоговых компараторов и ключей, их использование в разрабо­ танных схемах универсальных средств логической обработки многознач­ ных и континуальных данных .

Методыисследований. При решении поставленных задач применены математический аппарат двузначной, многозначной и бесконечнозначной логик, предикатной алгебры выбора, методы математического и аппара­ турного моделирования, методы исследования дискретных и непрерывных автоматов .

Проверка эффективности предложений, исследованных в диссертации, проводилась на разработанных математических моделях и на созданных в соответствии с этими моделями образцах универсальных логических мо­ дулей .

Научная новизна. В диссертации решена научная проблема разра­ ботки принципов построения оперирующих многозначными и контину­ альными данными универсальных логических модулей нового класса в со­ ставе усовершенствованных мультиплексорных модулей, отличающихся более простой структурной организацией, и новых многофункциональных модулей, вариантных по схемному исполнению, функциональным воз­ можностям, способам настройки. Решение указанной проблемы имеет важное значение для вычислительной техники, систем управления и дру­ гих смежных областей .

В процессе исследований и разработок получены следующие новые научные результаты, выносимые на защиту:

1. Предложена и теоретически обоснована процедура разложения произвольной функции многозначной логики, отличающаяся от известных чОлее простои схемной реализацией, A U основе предложенной процедуры A разработаны принципы организации мультиплексорного модуля, универ­ сального в классе всех значных п-арных логических функций .

2. Предложена и теоретически обоснована математическая модель од­ нородного мультиплексорного модуля, структура базисных элементов ко­ торого не зависит от значности воспроизводимых функций многозначной логики. Разработан способ минимизации указанной модели при соответст­ вующем ограничении класса воспроизводимых МЛ-функций .

3. Разработаны два метода построения мультиплексорных модулей, универсальных в классе всех «-арных БЛ;Л-функций (, л - символы опе­ раций max, min), основанные на предложенных процедурах разложения произвольной БЛ)Л-функции и при п 3 дающие более простые по сравнению с известными схемные решения. Показано, что при четном п мультиплексорные БЛ-модули могут быть использованы для реализации любой из всех БЛ-функций от 0,5« аргументов .

4. Высказана и реализована идея создания из кодоуправляемых эле­ ментов (потенциальных и импульсных), воспроизводящих бинарные опе­ рации бесконечнозначной логики, однородных логических модулей, уни­ версальных в классе всех и-арных симметричных БЛл-функций. При этом разработаны и теоретически обоснованы принципы структурной организа­ ции таких модулей, а для фиксированного п получены частные схемные решения, имеющие меньшие сложность и глубину .

5. Разработан метод минимизации предикатной формы произвольной БЛ-функции, основанный на объединении одинаковых частей топологиче­ ского образа этой формы и обеспечивающий более простое схемное реше­ ние в базисе кодоуправляемых элементов, воспроизводящих бинарные операции предикатной алгебры выбора, логического модуля, универсаль­ ного в классе изоморфных БЛ-функций, представителем которых является указанная предикатная форма .

6. Предложена алгоритмическая и структурная организация универ­ сального в классе всех и-арных симметричных БЛіЛ-функций аналогоцифрового преобразователя «напряжение-»время-»напряжение», реали­ зующего более экономичный по отношению к известным метод сравнения континуальных переменных .

7. Предложено и теоретически обосновано представление симметрич­ ных БЛЛ-функций в различных рекуррентных формах. На основе послед­ них разработаны и исследованы схемные решения одномерных аналоговых и цифровых систолических вычислителей различного типа, предназначен­ ных для сортировки данных, которые представлены соответственно на­ пряжением и многоразрядным двоичным кодом .

8. Для континуальных данных получена схемная реализация известно­ го алгоритма сортировки с запоминанием, имеющего наименьшую слож­ ность .

9. Предложены и обоснованы принципы построения высокоточных логических модулей, универсальных в классе всех я-арных симметричных БЛ)Л-функций, аргументы которых представлены длительностями син­ хронизированных прямоугольных импульсных сигналов .

10. Разработаны принципы построения однородных и регулярных многоразрядных цифровых компараторов и компараторных устройств, об­ разующих эффективную основу однокристального элементного базиса мо­ дулей, универсальных в классах функций многозначной логики, аргументы и значения которых представлены многоразрядными двоичными перемен­ ными .

Практическая ценность полученных в диссертации результатов обусловлена их конструктивным характером, позволяющим осуществить не­ посредственную аппаратурную реализацию многозначных и бесконечнозначных перестраиваемых автоматов, а также возможностью их примене­ ния для решения практических задач логической обработки многозначных и континуальных данных в различных прикладных областях .

Практическая ценность результатов исследований заключается, в ча­ стности, в том, что

- разработанные базовые принципы организации универсальных ло­ гических модулей позволяют получать аппаратурные реализации этих уст­ ройств для любого заданного количества информационных переменных, а в случае МЛ-модулей и для любой заданной значности указанных пере­ менных;

- результаты исследований, связанных с вариантностью структурной организации универсальных логических модулей, дают возможность вы­ бора наиболее подходящего для решения конкретной практической задачи варианта структуры;

- однородность и регулярность разработанных структур цифрового элементного базиса многозначной логики упрощают и ускоряют процесс описания этих структур в САПР ПЛИС при их однокристальной аппара­ турной реализации;

- аппаратурное воплощение предложенных схемотехнических реше­ ний может быть осуществлено с использованием современных электрон­ ных компонентов .

Реализация результатов. Диссертационная работа выполнялась в рамках гос. бюджетных НИР «Непрерывно-логические и реляторные сети и модели для обработки аналоговых сигналов» (per. № 01990010094), «То­ пологические модели и развитие схемотехники реляторных вычислитель­ ных сетей на основе предикатной алгебры выбора и сопутствующих кон­ тинуальных логико-алгебраических исчислений» (per. № 01200103639), «Логико-математическое моделирование в задачах обработки информации, автоматизации проектирования и производства» (per. № 01200108971) .

п И тіа тт»лаігі*а г*і"»пттагтттгт Т Т І І / І О О П Т І ' іг/тл п а ч \ г n t T * " • • ттгмлтігмттпг^т. /*г\_ * **** гласно договоров № Д121-УП от 06.09.2007 г., № Д135 от 26.09.2007 г. (ис­ полнитель: ГОУ ВПО «Ульяновский государственный технический уни­ верситет», заказчик: ЗАО «ИВЛА-ОПТ» г. Ульяновск) по созданию новых технических решений вторичных преобразователей для систем контроля концентрации метана и угарного газа в атмосфере категорийных помеще­ ний, под руководством автора как научного руководителя и при его непо­ средственном участии в разработках .

Кроме того, результаты диссертации использовались в учебном про­ цессе УлГТУ при проведении курсового и дипломного проектирования .

Апробация работы.

Основные положения и результаты диссертации были представлены и получили положительную оценку на международных конференциях:

«Методы и средства преобразования и обработки аналоговой инфор­ мации» (г. Ульяновск, 1999 г.), «Interactive systems: the problems of humancomputer interaction» (г. Ульяновск, 1999, 2001 г.г.), «Континуальные логи­ ко-алгебраические и нейросетевые методы в науке, технике и экономике»

(г, Ульяновск, 2000 г.), «Надежность и качество» (г. Пенза, 2001, 2002, 2003 г.г.), «Computer science and information technologies» (г. Уфа, 2001 г.), «Континуальные логико-алгебраические исчисления и нейроматематика в науке, технике и экономике» (г. Ульяновск, 2001 г.), «SCM-2001» (между­ народная конференция по мягким вычислениям и измерениям, г. СанктПетербург, 2001 г.), «Проблемы нейрокибернетики» (г. Ростов-на-Дону, 2002 г.), «Новые методологии проектирования изделий микроэлектрони­ ки» (г. Владимир, 2003 г.), «Фундаментальные проблемы радиоэлектрон­ ного приборостроения» (г. Москва, 2003 г.), «Оптические, радиоволновые и тепловые методы и средства контроля качества материалов, промышлен­ ных изделий и окружающей среды» (г. Ульяновск, 2004 г.), «Актуальные проблемы электронного приборостроения» (г. Саратов, 2004 г.);

на всероссийских конференциях:

«Нейроинформатика» (г. Москва, 2000, 2001 г.г.), «Динамика нели­ нейных дискретных электротехнических и электронных систем» (г. Чебок­ сары, 2001 г.), «Современные проблемы создания и эксплуатации радио­ технических систем» (г. Ульяновск, 2001 г.), «Информационные техноло­ гии в электротехнике и электроэнергетике» (г. Чебоксары, 2002 г.), «Акту­ альные проблемы радиоэлектроники» (г. Самара, 2003 г.), «Теоретические и прикладные вопросы современных информационных технологий» (г .

Улан-Удэ, 2003 г.) .

Универсальный логический модуль с импульсной настройкой (патент РФ 2284573) экспонировался на международной выставке изобретений «IENA-2007» (г. Нюрнберг, 2007 г.). Работа удостоена бронзовой медали .

Публикации. Основное содержание диссертации отражено в 104 пуб­ ликациях, в числе которых монография, 8 статей в ведущих научных жур­ налах РФ из перечня, определяемого ВАК, 11 статей в научных сборниках и прочих научных журналах, 55 запатентованных изобретений, а также труды, опубликованные в материалах международных и всероссийских научно-технических конференций .

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, списка литературы из 220 наименований, двух приложе­ ний, содержит 307 страниц машинописного текста, 115 рисунков и 37 таб­ лиц .

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении дана общая характеристика работы. В частности, обос­ нована актуальность, сформулированы цель и задачи исследований, охарактеризованы научная новизна и практическая ценность полученных в диссертации результатов .

В первой главе рассмотрены известные формы представления функ­ ций многозначной логики и соответствующие процедуры разложения, на основе которых могут быть построены мультиплексорные МЛ-модули, универсальные в классе всех -значных и-арных логических функций .

Предложена и теоретически обоснована новая процедура разложения произвольной і-значной логической функции /(хи...,х„):

Axl,~.,x„) = (vQ(Xj)-f(xu...,Xj_l,0,xj+\,...,x„))v (н/1(х;)-/(х,,...,ху_І,1,А-у+і,.-,л:„)).. .

(*-і(^)-/(^,-,л:у-і,^-1,х у + |,...,х„)), (1) где j = \,n; и • - символы ДЛ-дизъюнкции и алгебраического умножения;

i|/0(xA...,V|/.t_,(x Л - нормированные характеристические функции вида Гі при Х;=а *M*/) = -L (2) VctV Jj [0 при Xj*a Для схемной реализации процедуры (1) предложено использовать ба­ зисные элементы, схема которых изображена на рис.1 и содержит обозна­ чаемые далее аналогичным образом дифференциальные компараторы на­ пряжения, сумматоры по модулю 2, замыкающие и размыкающий анало­ говые ключи .

Согласно (1) в базисе элементов (рис.1) разработан принцип струк­ турной организации универсального в классе всех А-значных я-арных ло­ гических функций нового мультиплексорного МЛ-модуля F, аппаратурная сложность, схемная глубина и число настроечных входов которого опредеп ляются соответственно выражениями Ц = 3(k-\)2^kJ'] L, Я, = 3 # и п G, = к" = G. Здесь L = (&k- 3)^kJ'], Я = 2кп +1, G есть сложность, глу

–  –  –

4 = D(z2i) = (Ь„-І v *2(«-l)) Л (an-i V Zl'(,'-1) V 22(,'-l)) .

где D( ) есть оператор двойственного преобразования; z l0 =D(z, 0 ) = 0;

Возможности указанных селекторов объединяет в себе построенная из трехвходовых мажоритарных элементов двухканальная итеративная сеть, которая с помощью специальных настроечных сигналов и без каких-либо структурных изменений воспроизводит любую из операций тах(Л,5), тіп(Л,В) .

Показана применимость преобразования «пространство-время» к разработанным итеративным схемам. На основе идей этого преобразова­ ния предложены схемы итеративных компараторов, развернутых частично по пространственной и частично по временной координатам. Такая комби­ нация в общем случае обеспечивает меньшие по сравнению с полностью пространственной схемой аппаратурные затраты и требует меньшее по сравнению с полностью временной схемой количество импульсов настро­ ечного сигнала .

В разработанном итеративном элементном базисе получены схемо­ технические решения универсальных МЛ-модулей, воспроизводящих пу­ тем настройки функции многозначной логики, аргументами которых яв­ ляются многоразрядные двоичные переменные. В частности, предложен принцип структурной организации систолического процессора, выпол­ няющего преобразование несортированного последовательного либо па­ раллельного набора входных многоразрядных двоичных переменных в их сортированный соответственно параллельный либо последовательный на­ бор. Разработана базовая схема последовательно-параллельного (парал­ лельно-последовательного) систолического процессора, который сортиру­ ет только последовательный (параллельный) набор входных переменных, но имеет более высокое быстродействие (меньшие аппаратурные затраты) .

На основе предложенного принципа организации систолической структуры разработана схемотехника сортировщика многозначных данных, который реализует распознавание дубликатов сортируемых многоразряд­ ных двоичных переменных хи...,хп+ Математическая модель г'-й (і = \,п) ячейки указанного сортировщика определяется выражениями д =max(^ (M)7.,F,. (; _ 1) ); WtJ = вйп(1и_щ,У,и_1)), v ij = W(i-l)j Л У] Л ( ; - 1 ) Л У\ ; Wy = /(;._ 0 Л ух V W ( M ) ;. Л ^ 2, где j = 1, и +1 есть номер такта ее работы; і0 = О; W0y = Xj О;,0 = w0jf = = 0;

[1 при W0_{)J И/(;_,) fl при ^(м)у^/у-1) * [0 при ^ м ) ^ ^., ) ' ^ 2 1° ПРИ ^ - Ш ^ и - і ) ' Доказано, что систолическая сеть таких ячеек выполняет преобразо­ вание несортированного последовательного набора \йХ = xit...,^o(n+i) = = хп+і многоразрядных двоичных переменных в их сортированный параллельный набор F1(„+1) = х^1),...,ф+і) = * ( 2 ),^„ ( „ + І ) = х (,) (* (|)...* ( " +1), |t(1)}U...U{:(n+')}={xl,...,^„+1}). При этом для переменных ^ ( „ + 1 ), Wn(nJrX) формируются соответствующие маркировочные биты,(я+1),и(п+|) е {0,1} так, что если Vi(n+l) (Wn{n+])) - дубликат, то /(я+І) = 1 (\ ф + і ) =1) .

Во второй главе рассмотрены общие положения бесконечнозначной логики и расширяющих ее гибридной логики и предикатной алгебры вы­ бора, как математического аппарата, используемого при синтезе бесконечнозначных автоматов. Исследованы предложенные Л.И. Волгиным мате­ матические модели аналоговых мультиплексоров, универсальных в классе всех «-арных БЛ,л-функЦИЙ («-арных функций бесконечнозначной логики, сохраняющих значение одного из своих аргументов) .

Дан общий анализ элементного базиса бесконечнозначной логики и предикатной алгебры выбора - реляторов, исследованы классы воспроиз­ водимых обычным и кодоуправляемым реляторами логических операций и типовых нелинейных функций (линейно-изломанных, линейно-разрывных, гистерезисных и др.). Показано, что настройка обычного релятора на вос­ произведение двойственной операции или функции осуществляется изме­ нением схемы включения. Аналогичная настройка кодоуправляемого реля­ тора реализуется с помощью цифрового управляющего сигнала и без ка­ ких-либо схемных изменений. Предложены новые технические решения, расширяющие функциональные возможности рассмотренных реляторов. В частности, разработаны принципы построения генератора функций дву­ стороннего ограничения уровней входного аналогового сигнала опорными напряжениями, находящимися в любом отношении строгого порядка, генератора положительных модуль-функций с регулируемой точкой излома, генератора функций регулируемой зоны нечувствительности, формирова­ телей линейно-квадратичных функций и др .

Впервые предложена и теоретически обоснована процедура разложе­ ния произвольной БЛЛ-функции f{x\,...,*„):

f(x],...,xn) = yl(Xj)„f{xl,...,Xj,l,(x0))„,xj+l,...,x„) +...+ + 4„(xj)„f(xx,...,Xj_-[t(x(n))n,X)+\,...,xn), (6) где _|l при xj=(x^)n ^ д Н п Г. : ' :Xj*(x ;) :« ^ (r) |0 при n есть характеристическая функция, равная единице либо нулю, когда пере­ менная Xj — соответственно r-я либо не r-я по величине среди континуаль­ ных переменных, от которых зависит разлагаемая функция ( г = \,п, (х(1))„...(х (и) )„); b(Xj)„ +... + y„(xj)„ =1 .

Исследованы известные и разработаны новые логические элементы, пригодные для схемной реализации разложения (6) по характеристическим функциям у переменных хі,...,х„_х .

На основе предложенной процедуры и указанных схемных элементов разработан требующий меньших аппаратурных затрат принцип новой структурной организации мультиплексорного БЛ-модуля, универсального в классе всех и-арных БЛл-функций .

Предложена и теоретически обоснована еще одна процедура разложе­ ния произвольной и-арной БЛЛ-функции:

f(xl,...,xn) = jl(x2)2f(x],(x0))2,x^...,xn) y2(x2)2f(xb{x(2))2,xv...yx„), + где Уі(*г)2 72(^2)2 -характеристические функции, определяемые согласно (7) .

Здесь коэффициенты разложения по характеристическим функциям переменной х+І (е{і,...,я-2}) определяются выражением /\хк(х '' )2—(х '" )v+1xv+2—хп) =

–  –  –

Рассмотрены базовые технические решения универсальных в классе всех «-арных симметричных БЛл-функций известных аналогового и ана­ лого-цифрового логических модулей, принцип действия которых основан на распознавании текущего варианта упорядочения представленных на­ пряжениями п входных континуальных переменных за счет сравнения по­ следних методом «каждая со всеми». Для реализации этого метода требу­ ется 0,5(и - 1)и дифференциальных компараторов напряжения .

Предложен более экономичный метод сравнения, для реализации ко­ торого достаточно иметь п таких компараторов. Указанный метод преду­ сматривает одновременное сравнение п входных аналоговых сигналов (на­ пряжений) с линейно возрастающим либо убывающим напряжением. Здесь временной порядок срабатывания компараторов однозначно определяет текущий вариант упорядочения входных сигналов .

На основе предложенного метода впервые разработана алгоритмиче­ ская и структурная организация аналого-цифрового преобразователя «напряжение-время-»напряжение», воспроизводящего путем смешанной (аналого-цифровой) настройки любую из всех и-арных симметричных БЛіЛ-функций. Данный преобразователь имеет меньшее относительно аналогичных по функциональным возможностям модулей на кодоуправляемых реляторных элементах количество настроечных входов, но неод­ нородный аппаратурный состав .

Впервые разработаны научно обоснованные технические решения универсальных в классе всех и-арных симметричных БЛл-функций ана­ логовых логических модулей с одномерной систолической структурой, предназначенных для сортировки представленных напряжениями конти­ нуальных переменных .

В рамках указанной разработки получена схема (рис.7а) базового сис­ толического модуля, математическая модель ячейки LCi (i = \,n) которого определяется рекуррентными выражениями _ Щ= И(Ы), А І(Н); ц = W(i_]}J v Vi{H), (10) где j = \,n - номер момента времени t,• (рис.7б); л и v - символы, обозна­ чающие БЛ-коныонкцию (min) и БЛ-дизъюнкцию (max); W0j, Vi0 - вход­ ные аналоговые сигналы (напряжения) .

Доказано, что данный систолический модуль

1) при і0 =хтіп, W0/ =Xj x min выполняет преобразование несорти­ рованного последовательного набора континуальных переменных х{,...,х„ в их сортированный параллельный набор VXn = /^(хи...,х„) = х^,..., (,) кда=/,,..,*„)=* (х"...х("\ И и.. - и И = {*-•••.*«});

2) при і0 =Xj, Wuj =x max x-t выполняет преобразование несортиро­ ванного параллельного набора континуальных переменных *,,...,*„ в сор­ тированный последовательный набор WnX =fm(xu...,x„) = xl-]),..., Wm = = /(л)(х1,...,л;п) = х(") этих переменных;

3) при max(Z|,...,zn)min(jI,...,A,„) одновременно выполняет сорти­ ровку последовательного набора W0] =xl,...,W0n = хп и сортировку парал­ лельного набора ю - z,,..., Vn0 = z„ входных континуальных переменных g\a) <

–  –  –

В четвертой главе рассмотрены особенности представления произ­ вольной БЛ-функции, заданной формулой из h букв, в общем случае обо­ значающих повторяющиеся, неповторяющиеся, инвертированные к неинвертированные аргументы упомянутой функции, в предикатной форме и получения топологического образа (графа) этой формы, который удобно применять для ее схемного воплощения в элементном базисе реляторов .

Разработан метод минимизации указанной предикатной формы, осно­ ванный на объединении одинаковых частей ее графа. Таковыми являются части, образованные из бинарных фрагментов, начинающихся с нижнего яруса графа, и имеющие одинаковую структуру, одноименные входные уз­ лы и одинаковое расположение передач ветвей .

Выделен класс БЛ-функций, представителем которого является про­ извольная функция, заданная формулой из h букв и h - 1 символов опера­ ций max, min и порождающая остальные 2 _1 - 1 функций своего класса с помощью соответствующей замены max,—•min,- либо тіп,-тах,е (і,...,/г -1}). Функции выделенного класса названы изоморфными в силу идентичности структуры их формул, определяемой организацией суперпо­ зиционных подстановок бинарных операций бесконечнозначной логики .

Показано, что представителем класса изоморфных БЛ-функций может быть выбрана предикатная форма любой из них и что двойственное преоб­ разование ее бинарных ПАВ-операций порождает остальные функции рас­ сматриваемого класса .

Разработаны принципы построения новых БЛ-модулей с кодовой на­ стройкой, универсальных в заданном классе изоморфных БЛ-функций .

Показано, что если такие модули строятся из кодоуправляемых элементов, воспроизводящих бинарные операции предикатной алгебры выбора (бес­ конечнозначной логики), то их будет отличать малая (большая) схемная глубина и большие (малые) аппаратурные затраты .

Разработаны принципы организации новых БЛ-модулей с кодовой на­ стройкой, универсальных в заданном классе изоморфных БЛ-функций и занимающих среднее положение по аппаратурным затратам и схемной глубине. В качестве базисного элемента этих УЛМ предложен модуль, воспроизводящий путем кодовой настройки любую из трехбуквенных БЛл-формул и реализованный на трех кодоуправляемых реляторах по графу соответствующей предикатной формы .

В пятой главе дана характеристика некоторых современных микро­ схем аналоговых компараторов и ключей, которые выпускаются ведущими мировыми производителями (фирмами Advanced Linear Devices, Analog Devices, Maxim, Texas Instruments и др.) и могут быть использованы в по­ лученных схемотехнических решениях универсальных логических моду­ лей .

Рассмотрены прецизионные, микромощные, быстродействующие, одинарные, сдвоенные, счетверенные компараторы, компараторы, реали­ зующие режим защелкивания, и др. Приведены схемы включения компа­ раторов, имеющих специальные входы управления гистерезисом. Показано, что такие компараторы обеспечивают более высокую по отношению к компараторам с типовой положительной обратной связью точность срав­ нения входных напряжений .

Рассмотрены микросхемы, содержащие несколько отдельных, не свя­ занных между собой аналоговых ключей (однополюсных переключателей на одно направление) с индивидуальным либо общим управлением, и мик­ росхемы, которые содержат индивидуально (коллективно) управляемые однополюсные переключатели на два направления. Отмечены ИМС анало­ говых ключей с дополнительными функциональными элементами (компа­ раторами, регистром и др.). Получено выражение Z = (y,-A,)!; Jt2 (x 1 ) + G'2-A2)Ix 2 (*i). 06) определяющее воспроизводимую схемным элементом элементного базиса ПАВ операцию с учетом характеристик реальных ключей. В (16) хх,х2 и У\,Уі — представленные напряжениями предикатные и предметные конти­ нуальные переменные; \х (х,) - характеристическая функция вида (8);

. RjiyARp+RJ-yr,:^) Д.-=——•—- погрешность, обусловленная сопротивлеR3RP+R3RH+RPRH нием реальных ключей в замкнутом (R3 0) и разомкнутом (RP да) со­ стоянии и сопротивлением нагрузки Л н .

Описан ряд апробированных принципиальных схем, которые разрабо­ таны на основе рассмотренных ИМС и предложенных принципов струк­ турной организации универсальных БЛ-модулей .

В заключении изложены основные выводы, результаты и рекоменда­ ции, полученные в ходе диссертационных исследований .

В приложении 1 приведена классификация универсальных логиче­ ских модулей, теория и схемотехника которых разработаны в диссертации .

В приложении 2 представлен акт, подтверждающий использование результатов диссертационной работы .

ЗАКЛЮЧЕНИЕ Выполненные в диссертации исследования и разработки основаны на сочетании формализма используемого логико-математического аппарата (двузначной, многозначной и бесконечнозначной логик, предикатной ал­ гебры выбора), прикладные возможности которого обусловлены наличием адекватного элементного базиса, и эвристических методов создания новой техники. Указанное сочетание обеспечило изобретательский уровень и на­ учное обоснование полученных технических решений .

В диссертации решена проблема создания нового класса средств вы­ числительной и кибернетической техники - универсальных БЛ(МЛ)модулей, обеспечивающих структурнонезависимую настройку на воспро­ изведение любой из группы функций бесконечнозначной (многозначной) логики, описывающих соответствующие алгоритмы обработки контину­ альных (многозначных) данных .

Основные итоги проведенных автором теоретических и эксперимен­ тальных диссертационных исследований заключаются в следующем:

1. Предложена и теоретически обоснована новая процедура разложе­ ния многозначных логических функций, на базе которой разработан новый принцип более простой структурной организации мультиплексорных МЛмодулей .

2. Предложена и теоретически обоснована новая форма представления функций многозначной логики, обеспечившая разработку математической модели и принципов построения однородного мультиплексорного МЛмодуля, структура базисных элементов которого не зависит от значности воспроизводимых функций. Такие элементы наиболее подходят для аппа­ ратурного воплощения в однокристальном исполнении. Показано, что в некоторых частных случаях упомянутый здесь МЛ-модуль имеет самые наименьшие среди возможных аппаратурные затраты .

3. Впервые предложены и теоретически обоснованы процедуры раз­ ложения БЛ)Л-функций, позволившие разработать новые принципы более простой структурной организации мультиплексорных БЛ-модулей. Описан режим настройки, при котором мультиплексорные БЛ-модули могут быть использованы для реализации функций бесконечнозначной логики, сохра­ няющих значение одного из своих аргументов или его отрицания .

4. Исследованы типовые и кодоуправляемые базисные элементы бес­ конечнозначной логики и расширяющей ее предикатной алгебры выбора с целью оценки уровня концентрации в этих элементах воспроизводимых операций и функций. Предложены новые технические решения, повы­ шающие указанный уровень .

5. Впервые разработаны научно обоснованные принципы построения из потенциальных и импульсных кодоуправляемых элементов, воспроиз­ водящих базовые бинарные операции бесконечнозначной логики, БЛмодулей, универсальных в классе всех и-арных симметричных БЛЛфункций. Для частных случаев получены схемные решения, имеющие меньшие сложность и глубину .

6. Предложены и исследованы использующие кодоуправляемые эле­ менты элементного базиса ПАВ схемотехнические решения новых БЛмодулей, универсальных в заданном классе изоморфных БЛ-функций, то есть функций с идентичной организацией суперпозиционных подстановок базовых бинарных операций бесконечнозначной логики. Разработан метод улучшения некоторых технических характеристик указанных модулей, в частности, обеспечивающий уменьшение аппаратурного состава либо по­ вышение быстродействия .

7. На основе проведенного исследования возможности применения преобразований вида «входная аналоговая величина -» цифровой код -»

выходная аналоговая величина» в схемотехнических решениях универ­ сальных БЛ-модулей впервые предложена алгоритмическая и структурная организация универсального в классе всех и-арных симметричных БЛЛфункций аналого-цифрового преобразователя «напряжение-»время-напряжение», реализующего более экономичный по отношению к известным метод сравнения континуальных переменных, использующий при и3 меньшее количество компараторов .

8. Впервые разработаны научно обоснованные технические решения универсальных в классе всех и-арных симметричных БЛіЛ-функций ана­ логовых логических модулей с одномерной систолической структурой, которые удобно использовать для сортировки представленных напряжения­ ми континуальных данных. Показано, что полученные решения обеспечи­ вают без каких-либо серьезных ограничений возможность синтеза цифро­ вых систолических сортировщиков многозначных данных, представлен­ ных двоичным кодом. Впервые разработаны принципы организации циф­ рового систолического сортировщика многозначных данных, который реа­ лизует распознавание дубликатов сортируемых переменных, и аналогоцифрового не систолического сортировщика континуальных данных (се­ лектора напряжений), воспроизводящего симметричные БЛ,Л-функции с более высокой точностью .

9. В результате исследования возможности построения универсальных БЛ-модулей, оперирующих широтно-импульсными информационными сигналами, предложены и научно обоснованы технические решения новых средств обработки ШИС - однородных и более сложных неоднородных высокоточных логических модулей, универсальных в классе всех п-арных симметричных БЛіЛ-функций. Сформирована методика расчета допусти­ мой размерности указанных неоднородных модулей, учитывающая харак­ теристики их реальной компонентной базы .

10. На основе теории итеративных сред впервые получены схемотех­ нические решения однородных и регулярных цифровых элементов, вос­ производящих бинарные операции max, min над многозначными перемен­ ными, представленными двоичным кодом. Попутно разработаны отли­ чающиеся итеративным принципом организации новые схемы многораз­ рядных цифровых компараторов. Однородность и регулярность, присущие итеративным структурам, упрощают и ускоряют процесс их однокристаль­ ной аппаратурной реализации .

11. Исследованы основные электронные компоненты целевых УЛМ современные микросхемы аналоговых компараторов и ключей, выпускае­ мые ведущими мировыми производителями и применимые в полученных схемотехнических решениях универсальных логических модулей. Разрабо­ таны и апробированы соответствующие принципиальные электрические схемы .

12. Универсальные БЛ-модули, схемотехника которых изложена в диссертации, могут быть использованы для воспроизведения многознач­ ных функций. Это обстоятельство дает основание расценивать их универ­ сальность как более емкое по сравнению, например, с универсальностью двузначных логических модулей понятие .

13. Разработанные базовые принципы организации структур обеспе­ чивают построение универсальных логических модулей любой заданной размерности. Предложенные для некоторых УЛМ варианты схемной реа­ лизации позволяют в каждом конкретном случае выбрать наиболее подхо­ дящий вариант .

14. Результаты диссертации использовались в ЗАО «ИВЛА-ОПТ» г .

Ульяновск при выполнении НИОКР «Разработка новых методов построе­ ния многоканальных газосигнализаторов», «Разработка универсальной системы газового контроля для вновь возводимого и реконструированного жилья» по государственным контрактам № 4703р/688б от 15.01.2007г., № 6101р/8574 от 31.07.2008г. (заказчик: «Фонд содействия развитию малых форм предприятий в научно-технической сфере» г. Москва). Результаты диссертации представляют интерес для учреждений, занимающихся проек­ тированием средств и систем автоматики, вычислительной техники и управления .

Дальнейшее развитие научных исследований, проведенных в диссер­ тации, может быть связано, в частности, с созданием логических модулей, реализующих путем настройки набор заданных БЛ(МЛ)-функций, которые принадлежат в общем случае разным классам. Кроме того, весьма перспек­ тивной является разработка принципов построения аналого-цифровых преобразователей «напряжение-»время-напряжение», универсальных в классе всех и-арных БЛлЛ-функций .

ОСНОВНЫЕ ПУБЛИКАЦИИ

Монография

1. Андреев, Д.В. Универсальные логические модули для обработки многозначных и континуальных данных / Д.В. Андреев. - Ульяновск : УлГТУ,2010.-234с .

Статьи в определяемых ВАК ведущих научных журналах РФ

2. Андреев, Д.В. Принципы организации реляторной комбинаторной сети с распределенным кодовым управлением / Д.В. Андреев // Информа­ ционные технологии. - 2001. - № 8. - С. 17-20 .

3. Андреев, Д.В. Принципы построения и функциональные возможно­ сти реляторных процессоров с рекуррентной структурой / Д.В. Андреев // Датчики и системы.-2001.-№ 10.-С. 11-15 .

4. Андреев, Д.В. Рекуррентные реляторные процессоры: математиче­ ские модели и схемная реализация / Д.В. Андреев // Приборы и системы .

Управление, контроль, диагностика.-2001.-№ 10. — С. 38—41 .

5. Андреев, Д.В. Реляторные комбинаторные сети со структурнонезависимой настройкой / Д.В. Андреев // Автоматизация и современные технологии. - 2002. - № 3. - С. 29-32 .

6. Андреев, Д.В. Реляторные комбинаторные сети со структурнонезависимой настройкой и их комплексная оценка / Д.В. Андреев // Приборы и системы. Управление, контроль, диагностика. - 2007. - № 1. - С. 18-22 .

' 7. Андреев, Д.В. Систолические процессоры сортировки континуаль­ ных данных / Д.В. Андреев // Приборы и системы. Управление, контроль, диагностика. -2008. - № 9. - С. 31-36 .

8. Андреев, Д.В. Цифровые процессоры с одномерной структурой для сортировки многозначных данных / Д.В. Андреев // Информационные тех­ нологии. - 2008. - № 12. - С. 30-35 .

9. Андреев, Д.В. Цифровые компараторы и многофункциональные компараторные устройства с итеративной структурой / Д.В. Андреев // Ав­ томатизация и современные технологии. - 2009. - № 2. - С. 9-16 .

Статьи в научных сборниках и прочих научных журналах

10. Андреев, Д.В. Реляторные процессоры для адресно-ранговой иден­ тификации аналоговых сигналов / Д.В. Андреев // Радиоэлектронная тех­ ника: сборник научных трудов. - Ульяновск, 1999. - С. 44-47 .

11. Андреев, Д.В. Аналоговые устройства на кодоуправляемых реляторах / Д.В. Андреев // Вестник УлГТУ. - 2000. - № 1. - С. 26-31 .

12. Андреев, Д.В. Развитие элементного базиса предикатной алгебры выбора / Д.В. Андреев // Научно-технический калейдоскоп. - 2000. - № 1 .

- С. 15-20 .

13. Андреев, Д.В. Принципы организации реляторных ранговых фильтров со структурнонезависимой настройкой / Д.В. Андреев // Вестник УлГТУ. - 2001. - № 2. - С. 20-25 .

14. Андреев, Д.В. Аналоговые логические сети на кодоуправляемых реляторах / Д.В. Андреев // Вычислительная техника и новые информаци­ онные технологии: межвузовский научный сборник. - Уфа, 2001. - Вып. 4 .

- С. 68-73 .

15. Андреев, Д.В. Математическая модель и элементный базис рекур­ рентных реляторных структур / Д.В. Андреев // Электронное моделирова­ ние.-2002.-№ 3.-С. 107-110 .

16. Андреев, Д.В. Гибридный модуль для воспроизведения симмет­ ричных булевых функций / Д.В. Андреев // Электронная техника: межву­ зовский сборник научных трудов. - Ульяновск, 2002. - С. 24-29 .

17. Андреев, Д.В. Аналого-цифровой модуль для реализации симмет­ ричных булевых функций / Д.В. Андреев // Проектирование и технология электронных средств. - 2003. - № 2. - С. 65-69 .

18. Андреев, Д.В. Систолическая технология реализации функций по­ рядковой логики / Д.В. Андреев // Известия ОрелГТУ. - 2004. - № 2. - С .

107-109 .

19. Андреев, Д.В. Рекуррентные алгоритмы и систолические процес­ соры для реализации функций порядковой логики / Д.В. Андреев // Управ­ ляющие системы и машины.-2005. - № 5. - С. 57-61 .

20. Андреев, Д.В. К вопросу об уменьшении сложности логических схем / Д.В. Андреев // Электронная техника: межвузовский сборник науч­ ных трудов. - Ульяновск, 2005. - С. 7-12 .

Изобретения

21. Пат. 2124754 на изобретение, Российская Федерация, МПК G 06 G 7/52. Ранговый фильтр / Волгин Л.И., Андреев Д.В.; заявитель и патенто­ обладатель Ульян. гос. техн. ун-т. - № 96102924/09; заявл. 15.02.1996;

опубл. 10.01.1999, Бюл. № 1. - 4 с .

22. Пат. 2143731 на изобретение, Российская Федерация, МПК G 06 G 7/25. Гистерезисный преобразователь / Андреев Д.В.; заявитель и патенто­ обладатель Ульян, гос. техн. ун-т. - № 99103160/09; заявл. 16.02.1999;

опубл. 27.12.1999, Бюл. № 36. - 4 с .

23. Пат. 2143732 на изобретение, Российская Федерация, МПК G 06 G 7/25. Двухпороговый дискриминатор / Андреев Д.В.; заявитель и патенто­ обладатель Ульян, гос. техн. ун-т. - № 99103162/09; заявл. 16.02.1999;

опубл. 27.12.1999, Бюл. № 36. - 5 с .

24. Пат. 2143733 на изобретение, Российская Федерация, МПК G 06 G 7/25. Нелинейный преобразователь / Андреев Д.В.; заявитель и патентооб­ ладатель Ульян, гос. техн. ун-т. - № 99103174/09; заявл. 16.02.1999; опубл .

27.12.1999, Бюл. № 3 6. - 4 с .

25. Пат. 2143734 на изобретение, Российская Федерация, МПК G 06 G 7/25. Динамический гистерон / Андреев Д.В.; заявитель и патентооблада­ тель Ульян, гос. техн. ун-т. - № 99103175/09; заявл. 16.02.1999; опубл .

27.12.1999, Бюл. № 3 6. - 4 с .

26. Пат. 2143736 на изобретение, Российская Федерация, МПК G 06 G 7/25. Ранговый распознаватель / Андреев Д.В.; заявитель и патентооблада­ тель Ульян, гос. техн. ун-т. - № 99105101/09; заявл. 16.03.1999; опубл .

27.12.1999, Бюл. № 3 6. - 4 с .

27. Пат. 2143737 на изобретение, Российская Федерация, МПК G 06 G 7/26. Линейно-квадратичный аппроксиматор / Андреев Д.В.; заявитель и патентообладатель Ульян, гос. техн. ун-т. - № 99103173/09; заявл .

16.02.1999; опубл. 27.12.1999, Бюл. № 36. - 4 с .

28. Пат. 2149453 на изобретение, Российская Федерация, МПК G 06 G 7/25. Аналого-ранговый распознаватель / Андреев Д.В.; заявитель и патен­ тообладатель Ульян, гос. техн. ун-т. - № 99111113/09; заявл. 27.05.1999;

опубл. 20.05.2000, Бюл. № 14. - 4 с .

29. Пат. 2166795 на изобретение, Российская Федерация, МПК G 06 G 7/25. Коммутационно-логический процессор / Андреев Д.В.; заявитель и патентообладатель Ульян, гос. техн. ун-т. - № 99123449/09; заявл .

09.11.1999; опубл. 10.05.2001, Бюл. № 13.-5 с .

30. Пат. 2172516 на изобретение, Российская Федерация, МПК G 06 G 7/52. Ранговый фильтр / Андреев Д.В.; заявитель и патентообладатель Уль­ ян. гос. техн. ун-т. - № 2000111009/09; заявл. 28.04.2000; опубл. 20.08.2001, Бюл. № 23.-5 с .

31. Пат. 2173879 на изобретение, Российская Федерация, МПК G 06 G 7/25. Аналого-ранговый процессор / Андреев Д.В.; заявитель и патентооб­ ладатель Ульян, гос. техн. ун-т. - № 2000132401/09; заявл. 22.12.2000;

опубл. 20.09.2001, Бюл. № 26. - 4 с .

32. Пат. 2176102 на изобретение, Российская Федерация, МПК G 06 G 7/25. Нелинейный преобразователь / Андреев Д.В.; заявитель и патентооб­ ладатель Ульян, гос. техн. ун-т. - № 2000132410/09; заявл. 22.12.2000;

опубл. 20.11.2001, Бюл. № 32. - 5 с .

33. Пат. 2177176 на изобретение, Российская Федерация, МПК G 06 G 7/25. Формирователь зоны нечувствительности / Андреев Д.В.; заявитель и патентообладатель Ульян, гос. техн. ун-т. - № 2000132408/09; заявл .

22.12.2000; опубл. 20.12.2001, Бюл. № 35. - 4 с .

34. Пат. 2177177 на изобретение, Российская Федерация, МПК G 06 G 7/25. Формирователь зоны нечувствительности / Андреев Д.В.; заявитель и патентообладатель Ульян, гос. техн. ун-т. - № 2000132785/09; заявл .

26.12.2000; опубл. 20.12.2001, Бюл. № 35. - 4 с .

35. Пат. 2177639 на изобретение, Российская Федерация, МПК G 06 G 7/25. Реляторный идентификатор / Андреев Д.В.; заявитель и патентообла­ датель Ульян, гос. техн. ун-т. - № 2000132403/09; заявл. 22.12.2000; опубл .

27.12.2001, Бюл. № 3 6. - 4 с .

36. Пат. 2181502 на изобретение, Российская Федерация, МПК G 06 G 7/25. Реляторный селектор / Андреев Д.В.; заявитель и патентообладатель Ульян, гос. техн. ун-т. - № 2000112349/09; заявл. 16.05.2000; опубл .

20.04.2002, Бюл. № 1 1. - 4 с .

37. Пат. 2183032 на изобретение, Российская Федерация, МПК G 06 G 7/26. Линейно-квадратичный аппроксиматор / Андреев Д.В.; заявитель и патентообладатель Ульян, гос. техн. ун-т. - № 2001115517/09; заявл .

05.06.2001; опубл. 27.05.2002, Бюл. № 15. - 5 с .

38. Пат. 2188453 на изобретение, Российская Федерация, МПК G 06 G 7/25. Двусторонний ограничитель / Андреев Д.В.; заявитель и патентооб­ ладатель Ульян, гос. техн. ун-т. - № 2001129763/09; заявл. 02.11.2001;

опубл. 27.08.2002, Бюл. № 24. - 5 с .

39. Пат. 2192043 на изобретение, Российская Федерация, МПК G 06 G 7/25. Реляторный селектор / Андреев Д.В.; заявитель и патентообладатель Ульян, гос. техн. ун-т. - № 2001131323/09; заявл. 20.11.2001; опубл .

27.10.2002, Бюл. № 30. - 4 с .

40. Пат. 2192044 на изобретение, Российская Федерация, МПК G 06 G 7/52. Реляторный селектор / Андреев Д.В.; заявитель и патентообладатель Ульян, гос. техн. ун-т. - № 2001128915/09; заявл. 26.10.2001; опубл .

27.10.2002, Бюл. № 3 0. - 6 с .

41. Пат. 2194304 на изобретение, Российская Федерация, МПК G 06 G 7/25. Реляторный идентификатор / Андреев Д.В.; заявитель и патентообла­ датель Ульян, гос. техн. ун-т. - № 2001136012/09; заявл. 28.12.2001; опубл .

10.12.2002, Бюл. № 3 4. - 5 с .

42. Пат. 2195018 на изобретение, Российская Федерация, МПК G 06 G 7/25. Медианный модуль / Андреев Д.В.; заявитель и патентообладатель Ульян, гос. техн. ун-т. - № 2001131325/09; заявл. 20.11.2001; опубл .

20.12.2002, Бюл.№ 3 5. - 4 с .

43. Пат. 2195700 на изобретение, Российская Федерация, МПК G 06 G 7/25. Ранговый коммутатор / Андреев Д.В.; заявитель и патентообладатель Ульян, гос. техн. ун-т. - № 2001128625/09; заявл. 23.10.2001; опубл .

27.12.2002, Бюл.№ 36.-5 с .

44. Пат. 2204163 на изобретение, Российская Федерация, МПК G 06 G 7/25. Адресный идентификатор / Андреев Д.В.; заявитель и патентооблада­ тель Ульян, гос. техн. ун-т. - № 2002104179/09; заявл. 1S.02.2002; опубл .

10.05.2003, Бюл.№ 13.-5 с .

45. Пат. 2205449 на изобретение, Российская Федерация, МПК G 06 G 7/25. Ранговый фильтр / Андреев Д.В.; заявитель и патентообладатель Уль­ ян. гос. техн. ун-т. - № 2002111990/09; заявл. 06.05.2002; опубл. 27.05.2003, Бюл. № 15.-6 с .

46. Пат. 2205499 на изобретение, Российская Федерация, МПК Н 03 К 5/26. Импульсный селектор / Андреев Д.В; заявитель и патентообладатель Ульян, гос. техн. ун-т. - № 2002115206/09; заявл. 06.06.2002; опубл .

27.05.2003, Бюл. № 1 5. - 5 с .

47. Пат. 2219579 на изобретение, Российская Федерация, МПК Н 03 К 5/26. Импульсный селектор / Андреев Д.В; заявитель и патентообладатель Ульян, гос. техн. ун-т. - № 2002116957/09; заявл. 25.06.2002; опубл .

20.12.2003, Бюл. № 3 5. - 6 с .

48. Пат. 2248041 на изобретение, Российская Федерация, МПК G 06 G 7/25. Ранговый селектор / Андреев Д.В.; заявитель и патентообладатель Ульян, гос. техн. ун-т. - № 2003133024/09; заявл. 11.11.2003; опубл .

10.03.2005, Бюл. № 7. - 5 с .

49. Пат. 2260836 на изобретение, Российская Федерация, МПК G 06 F 7/38. Сумматор единичных сигналов / Андреев Д.В.; заявитель и патенто­ обладатель Ульян, гос. техн. ун-т. - № 2004109755/09; заявл. 30.03.2004;

опубл. 20.09.2005, Бюл. № 26. - 6 с .

50. Пат. 2273090 на изобретение, Российская Федерация, МПК Н 03 К 5/26. Импульсный селектор / Андреев Д.В; заявитель и патентообладатель Ульян, гос. техн. ун-т. - № 2004105174/09; заявл. 20.02.2004; опубл .

27.03.2006, Бюл. № 9. - 4 с .

51. Пат. 2281545 на изобретение, Российская Федерация, МПК G 06 F 7/57. Логический преобразователь / Андреев Д.В.; заявитель и патентооб­ ладатель Ульян, гос. техн. ун-т. - № 2005114134/09; заявл. 11.05.2005;

опубл. 10.08.2006, Бюл. № 22. - 3 с .

52. Пат. 2281550 на изобретение, Российская Федерация, МПК G 06 G 7/52. Аналоговый процессор / Андреев Д.В.; заявитель и патентооблада­ тель Ульян, гос. техн. ун-т. - № 2005112125/09; заявл. 22.04.2005; опубл .

10.08.2006, Бюл. № 2 2. - 6 с .

53. Пат. 2284573 на изобретение, Российская Федерация, МПК G 06 G 7/25. Ранговый сортировщик / Андреев Д.В.; заявитель и патентообладатель Ульян, гос. техн. ун-т. - № 2005117691/09; заявл. 07.06.2005; опубл .

27.09.2006, Бюл. № 27. - 5 с .

54. Пат. 2284651 на изобретение, Российская Федерация, МПК G 06 G 7/52. Ранговый фильтр / Андреев Д.В.; заявитель и патентообладатель Уль­ ян. гос. техн. ун-т. - № 2005112121/09; заявл. 22.04.2005; опубл. 27.09.2006, Бюл. № 27. - 5 с .

55. Пат. 2284652 на изобретение, Российская Федерация, МПК G 06 G 7/52. Ранговый фильтр / Андреев Д.В.; заявитель и патентообладатель Уль­ ян. гос. техн. ун-т. - № 2005112122/09; заявл. 22.04.2005; опубл. 27.09.2006, Бюл. № 27. - 5 с .

56. Пат. 2284655 на изобретение, Российская Федерация, МПК G 06 F 5/00. Параллельный счетчик единичных сигналов / Андреев Д.В.; заяви­ тель и патентообладатель Ульян, гос. техн. ун-т. - № 2005111165/09; заявл .

15.04.2005; опубл. 27.09.2006, Бюл. № 27. - 5 с .

57. Пат. 2286594 на изобретение, Российская Федерация, МПК G 06 F 7/57. Логический модуль / Андреев Д.В, Андреева Л.С.; заявитель и патен­ тообладатель Ульян, гос. техн. ун-т. - № 2005121619/09; заявл. 08.07.2005;

опубл. 27.10.2006, Бюл. № 30. - 3 с .

58. Пат. 2294008 на изобретение, Российская Федерация, МПК G 06 F 7/57. Логический процессор / Андреев Д.В; заявитель и патентообладатель Ульян, гос. техн. ун-т. - № 2005134187/09; заявл. 03.11.2005; опубл .

20.02.2007, Бюл. № 5. - 5 с .

59. Пат. 2294594 на изобретение, Российская Федерация, МПК Н 03 К 19/21. Реляторный селектор / Андреев Д.В.; заявитель и патентообладатель Ульян, гос. техн. ун-т. - № 2005134172/09; заявл. 03.11.2005; опубл .

27.02.2007, Бюл. № 6. - 7 с .

60. Пат. 2298220 на изобретение, Российская Федерация, МПК G 06 F 7/02. Устройство сравнения двоичных чисел / Андреев Д.В.; заявитель и патентообладатель Ульян, гос. техн. ун-т. - № 2005137650/09; заявл .

02.12.2005; опубл. 27.04.2007, Бюл. № 12. - 4 с .

61. Пат. 2300134 на изобретение, Российская Федерация, МПК G 06 F 7/02. Способ сравнения одноразрядных двоичных чисел / Андреев Д.В.;

заявитель и патентообладатель Ульян, гос. техн. ун-т. - № 2005140507/09;

заявл. 23.12.2005; опубл. 27.05.2007, Бюл. № 15. - 3 с .

62. Пат. 2300135 на изобретение, Российская Федерация, МПК G 06 F 7/02. Устройство селекции большего из двух двоичных чисел / Андреев Д.В.; заявитель и патентообладатель Ульян, гос. техн. ун-т. - № 2006100469/09; заявл. 10.01.2006; опубл. 27.05.2007, Бюл. № 15. - 6 с .

63. Пат. 2300143 на изобретение, Российская Федерация, МПК G 06 G 7/52. Ранговый фильтр / Андреев Д.В.; заявитель и патентообладатель Уль­ ян. гос. техн. ун-т. - № 2006100712/09; заявл. 10.01.2006; опубл. 27.05.2007, Бюл. № 15.-6 с .

64. Пат. 2300172 на изобретение, Российская Федерация, МПК Н 03 К 5/125. Импульсный селектор / Андреев Д.В; заявитель и патентообладатель Ульян, гос. техн. ун-т. - № 2006100147/09; заявл. 10.01.2006; опубл .

27.05.2007, Бюл.№ 15.-4 с .

65. Пат. 2303283 на изобретение, Российская Федерация, МГЖ G 06 F 7/00. Логический модуль / Андреев Д.В; заявитель и патентообладатель Ульян, гос. техн. ун-т. - № 2006108974/09; заявл. 21.03.2006; опубл .

20.07.2007, Бюл. № 20. - 3 с .

66. Пат. 2324223 на изобретение, Российская Федерация, МПК G 06 G 7/25. Ранговый сортировщик / Андреев Д.В.; заявитель и патентооблада­ тель Ульян, гос. техн. ун-т. - № 2006143674/09; заявл. 08.12.2006; опубл .

10.05.2008, Бюл. № 1 3. - 5 с .

67. Пат. 2329530 на изобретение, Российская Федерация, МПК G 06 F 7/02. Устройство сравнения двоичных чисел / Андреев Д.В.; заявитель и патентообладатель Ульян, гос. техн. ун-т. - № 2007108806/09; заявл .

09.03.2007; опубл. 20.07.2008, Бюл. № 20. - 3 с .

68. Пат. 2338249 на изобретение, Российская Федерация, МПК G 06 G 7/25. Ранговый сортировщик / Андреев Д.В.; заявитель и патентооблада­ тель Ульян, гос. техн. ун-т. - № 2007116189/09; заявл. 27.04.2007; опубл .

10.11.2008, Бюл. № 3 1. - 6 с .

69. Пат. 2338250 на изобретение, Российская Федерация, МПК G 06 G 7/25. Ранговый селектор / Андреев Д.В.; заявитель и патентообладатель Ульян, гос. техн. ун-т. - № 2007110233/09; заявл. 20.03.2007; опубл .

10.11.2008, Бюл. № 3 1. - 6 с .

70. Пат. 2346321 на изобретение, Российская Федерация, МПК G 06 F 7/06. Устройство сортировки двоичных чисел / Андреев Д.В., Коннов С.Ю.;

заявитель и патентообладатель Ульян, гос. техн. ун-т. - № 2007126888/09;

заявл. 13.07.2007; опубл. 10.02.2009, Бюл. № 4. - 6 с .

71. Пат. 2346322 на изобретение, Российская Федерация, МПК G 06 F 7/76. Реляционный процессор / Андреев Д.В., Воронин М.А.; заявитель и патентообладатель Ульян, гос. техн. ун-т. - № 2007126258/09; заявл .

10.07.2007; опубл. 10.02.2009, Бюл. № 4. - 3 с .

72. Пат. 2347267 на изобретение, Российская Федерация, МПК G 06 F 17/30. Устройство поиска информации / Андреев Д.В., Николаев А.В.; зая­ витель и патентообладатель Ульян, гос. техн. ун-т. - № 2007126890/09; за­ явл. 13.07.2007; опубл. 20.02.2009, Бюл. № 5. - 4 с .

73. Пат. 2363036 на изобретение, Российская Федерация, МПК G 06 F 7/02. Устройство сравнения двоичных чисел / Андреев Д.В.; заявитель и патентообладатель Ульян, гос. техн. ун-т. - № 2008102435/09; заявл .

22.01.2008; опубл. 27.07.2009, Бюл. № 21. - 4 с .

74. Пат. 2363037 на изобретение, Российская Федерация, МПК G 06 F 7/02. Устройство сравнения двоичных чисел / Андреев Д.В.; заявитель и патентообладатель Ульян, гос. техн. ун-т. - № 2008102441/09; заявл .

22.01.2008; опубл. 27.07.2009, Бюл. № 21. - 4 с .

75. Пат. 2363038 на изобретение, Российская Федерация, МПК G 06 F 7/02. Устройство селекции двоичных чисел / Андреев Д.В.; заявитель и па­ тентообладатель Ульян, гос. техн. ун-т. - № 2008107005/09; заявл .

22.02.2008; опубл. 27.07.2009, Бюл. № 21. - 6 с .

Работы в материалах международных и всероссийских научнотехнических конференций

76. Андреев, Д.В. Гибридный формирователь типовых нелинейных функций / Д.В. Андреев // Методы и средства преобразования и обработки аналоговой информации : труды международной конф. - Ульяновск, 1999 .

- Т. 2. - С. 51-52 .

77. Андреев, Д.В. Функциональный преобразователь с кодовым управ­ лением / Д.В, Андреев // Методы и средства преобразования и обработки аналоговой информации : труды международной конф. - Ульяновск, 1999 .

- Т. 2. - С. 53-54 .

78. Andreev, D.V. The neural processor on resistive relators / D.V. Andreev // Interactive systems : the problems of human-computer interaction: pro­ ceedings of the international conf. - Ulyanovsk, 1999. - P. 77-78 .

79. Andreev, D.V. The relator-based neural processor for identification rank values of an analog signal / D.V. Andreev, A.V. Sorokin // Interactive sys­ tems : the problems of human-computer interaction: proceedings of the interna­ tional conf. - Ulyanovsk, 1999. - P. 78-79 .

80. Андреев, Д.В. Синтез коммутационно-логической нейросети в эле­ ментном базисе резистивных реляторов / Д.В. Андреев // Нейроинформатика - 2000: сборник научных трудов 2-й Всероссийской науч.-техн. конф .

-М., 2 0 0 0. - 4. 2. - С. 170-172 .

81. Андреев, Д.В. Ранговый фильтр со структурнонезависимой на­ стройкой / Д.В. Андреев, Е.В. Кирюхин // Континуальные логикоалгебраические и нейросетевые методы в науке, технике и экономике: тру­ ды международной конф. - Ульяновск, 2000. - Т. 1. - С. 95-96 .

82. Andreev, D.V. Rank selector with code control / D.V. Andreev // Com­ puter science and information technologies: proceedings of the 3-rd international workshop. - Ufa, 2001. - V. 3. - P. 168-169 .

83. Andreev, D.V. Universal former of linear-bend functions / D.V. An­ dreev // Computer science and information technologies: proceedings of the 3-rd international workshop. - Ufa, 2001. - V. 3. - P. 170 .

84. Андреев, Д.В. Реляторная сеть с кодовым управлением / Д.В. Анд­ реев // Нейроинформатика - 2001: сборник научных трудов 3-й Всероссий­ ской науч.-техн. конф. - М., 2001. - Ч. 2. - С. 191-195 .

85. Андреев, Д.В. Однородный ранговый процессор с систолической структурой / Д.В. Андреев, Е.В. Кирюхин // Нейроинформатика - 2001:

сборник научных трудов 3-й Всероссийской науч.-техн. конф. - М., 2001. С. 196-200 .

86. Андреев, Д.В. Реляторная сеть для адресно-рангового распознава­ ния аналоговых сигналов / Д.В. Андреев // Континуальные логикоалгебраические исчисления и нейроматематика в науке, технике и эконо­ мике: труды международной конф. - Ульяновск, 2001. - Т. 2. - С. 21-22 .

87. Андреев, Д.В. Реляторные комбинаторные сети с распределенным кодовым управлением: математическая модель и схемная реализация / Д.В .

Андреев // Континуальные логико-алгебраические исчисления и нейрома­ тематика в науке, технике и экономике: труды международной конф. Ульяновск, 2001. - Т. 2. - С. 23-26 .

88. Андреев, Д.В. Комбинаторная сеть на кодоуправляемых реляторах / Д.В. Андреев // Надежность и качество: труды международного симпо­ зиума.-Пенза, 2001.-С. 122-124 .

89. Андреев, Д.В. Математическая модель реляторных комбинатор­ ных сетей нового поколения / Д.В. Андреев // Международная конф. по мягким вычислениям и измерениям (SCM-2001): сборник докладов. - С Пб„2001.-С. 98-100 .

90. Андреев, Д.В. Ранговые фильтры нового поколения: математиче­ ская модель и элементный базис / Д.В. Андреев // Динамика нелинейных дискретных электротехнических и электронных систем: материалы 4-й Всероссийской науч. конф. - Чебоксары, 2001. - С. 222-223 .

91. Андреев, Д.В. Принципы организации комбинаторных ранговых автоматов нового поколения / Д.В. Андреев // Современные проблемы соз­ дания и эксплуатации радиотехнических систем: труды 3-й Всероссийской науч.-практ. конф. - Ульяновск, 2001. - С. 189-190 .

92. Andreev, D.V. Rank processor with systolic structure: modeling in

Electronics Workbench / D.V. Andreev, E.V. Kiryukhin // Interactive systems :

the problems of human-computer interaction: proceedings of the international conf. - Ulyanovsk, 2001. - P. 64-66 .

93. Andreev, D.V. Rank selector on code control relators / D.V. Andreev // Interactive systems : the problems of human-computer interaction: proceedings of the international conf. - Ulyanovsk, 2001. - P. 149-150 .

94. Андреев, Д.В. Алгоритм минимизации ядра ранговых функций предикатной алгебры выбора / Д.В. Андреев // Информационные техноло­ гии в электротехнике и электроэнергетике : материалы 4-й Всероссийской науч.-техн. конф. - Чебоксары, 2002. - С. 132-133 .

95. Андреев, Д.В. Рекуррентная реляторная сеть для ранговой селек­ ции аналоговых сигналов: принципы организации и функциональные воз­ можности / Д.В. Андреев // Проблемы нейрокибернетики: материалы меж­ дународной конф. - Ростов-на-Дону, 2002. - Т. 2. - С. 5-7 .

96. Андреев, Д.В. Гибридный модуль для воспроизведения операций непрерывной логики / Д.В. Андреев // Надежность и качество: труды меж­ дународного симпозиума. - Пенза, 2002, - С. 381-382 .

97. Андреев, Д.В. Систолические методы сортировки / Д.В. Андреев // Актуальные проблемы радиоэлектроники: материалы Всероссийской науч.-техн. конф. - Самара, 2003. - С. 2-3 .

98. Андреев, Д.В. Математическая модель гибридного вычислителя простых симметричных булевых функций / Д.В. Андреев // Актуальные проблемы радиоэлектроники: материалы Всероссийской науч.-техн. конф .

- Самара, 2003. - С. 38-^0 .

99. Андреев, Д.В. Об одной математической модели систолического алгоритма поиска / Д.В. Андреев // Теоретические и прикладные вопросы современных информационных технологий: материалы 3-й Всероссийской науч.-техн. конф. - Улан-Удэ, 2003. - С. 57-58 .

100. Андреев, Д.В. Об одном систолическом алгоритме сортировки континуальных данных / Д.В. Андреев // Новые методологии проектирова­ ния изделий микроэлектроники: материалы 2-й международной науч.-техн .

конф. - Владимир, 2003. - С. 93-96 .

101. Андреев, Д.В. Устройство для логической обработки широтноимпульсных сигналов / Д.В. Андреев // Надежность и качество: труды ме­ ждународного симпозиума. - Пенза, 2003. - С. 142-143 .

102. Андреев, Д.В. Гибридный вычислитель простых симметричных булевых функций / Д.В. Андреев // Фундаментальные проблемы радио­ электронного приборостроения: материалы международной науч.-практ .

конф. - М., 2003. - С. 271-273 .

103. Андреев, Д.В. Систолический идентификатор числа единичных сигналов / Д.В. Андреев // Актуальные проблемы электронного приборо­ строения: материалы международной науч.-техн. конф. - Саратов, 2004. С. 316-318 .

104. Андреев, Д.В. О допустимой размерности гибридного вычисли­ теля простых симметричных булевых функций / Д.В. Андреев, М.В. Блохин // Оптические, радиоволновые и тепловые методы и средства контроля качества материалов, промышленных изделий и окружающей среды: тру­ ды 9-й международной науч.-техн. конф. - Ульяновск, 2004. - С. 110-113.