«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.