Документ: 1284, страницы 31-35 | База учебных материалов

		30
	Внешние воздействия	Питание +5 В
	(температура и т.д.)	Питание +5 В
	(температура и т.д.)

		4	X	Индикация
		4		Индикация
		4		часов
		4	X

	Электронные часы	4		Индикация
	Электронные часы	4	Y
		4
Тактовые		4	Y	минут
импульсы Clock		4	Z	Индикация
импульсы Clock		4	Z	Индикация
			Z	секунд
				секунд

Сигнал сброса Reset

Рисунок 2.14 – Первый иерархический уровень – РЭС «электронные часы»

Функциональная зависимость, которая описывает соотношения между параметрами данной системы, является детерминированной и может быть представлена следующим образом. Время в электронных часах t есть функция от частоты f (или периода T) тактированных импульсов:

t = F(UCLOCK[T]),

			0		T
	0,					;
	0,					;
U CLOCK					2
U CLOCK			T
	1,		T	T ,
	1,			T ,
		2
		2

где Т = 1 с – период тактированных импульсов.

Ограничения в РЭС «электронные часы» связаны с тем, что в отличие от обычного десятичного счета в электронных часах некоторые разряды обладают троичной и шестиричной системой счисления. В частности, область значений на выходных цифровых шинах A, B, C, D, E, F (рисунок 2.15) должна быть следующей:

A 0000, 0001, 0010 - цифры 0, 1, 2;

В 0000, 0001, 0010, 0011, 0100, 0101, 0110, 0111, 1000, 1001 - цифры 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9;

С 0000, 0001, 0010, 0011, 0100, 0101 - цифры 0, 1, 2, 3, 4, 5;

D 0000, 0001, 0010, 0011, 0100, 0101, 0110, 0111, 1000, 1001 - цифры 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9;

E 0000, 0001, 0010, 0011, 0100, 0101 - цифры 0, 1, 2, 3, 4, 5;

F 0000, 0001, 0010, 0011, 0100, 0101, 0110, 0111, 1000, 1001 - цифры 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9.

					31
Указанные ограничения относятся к искусственным, поскольку вводят-
ся инженером-схемотехником.
	X1			X2			X3
	A0	A0
	A0	A1			C0			E0
	A1	A1		C0	C0		C0	E0
	A1	A2		C0	C1		C0	E1
Clock	A2	A2	Clock	C1	C1	Clock	C1	E1	A[3:0]
Clock	A2	A3	Clock	C1	C2	Clock	C1	E2
	A3	A3		C2	C2		C2	E2
	A3	B0		C2	C3		C2	E3
	B0	B0		C3	C3		C3	E3
	B0	B1		C3	D0		C3	F0
	B1	B1		D0	D0		D0	F0
	B1	B2		D0	D1		D0	F1
	B2	B2	Reset	D1	D1	Reset	D1	F1	B[3:0]
	B2	B3	Reset	D1	D2	Reset	D1	F2
Reset	B3	B3		D2	D2		D2	F2
Reset	B3			D2	D3		D2	F3
				D3	D3		D3	F3
				D3			D3
ЧАСОВОЙ СЧЕТЧИК			МИНУТНЫЙ СЧЕТЧИК			СЕКУНДНЫЙ СЧЕТЧИК			C[3:0]
									D[3:0]
S1									E[3:0]
									E[3:0]
CLOCK
									F[3:0]
			RESET
		S1
Рисунок 2.15 – Второй иерархический уровень – компоненты РЭС «элек-
				тронные часы»

	DD1A
3	&	1
		2
	DD1B
6	&	4
		5	A0
		5	A1
			A1
			A2
			A3
		DD2	DD3

	9	PL				9	PL
	3		CT10Q1	14 A0		3		CT10Q1	14	B0
		D1					D1				B0
	4			13	A1	4			13	B1
		D2	Q2				D2	Q2			B1
	5			12	A2	5			12	B2
		D3	Q3				D3	Q3			B2
	6			11	A3	6			11	B3
		D4	Q4				D4	Q4			B3

	2	C				2	C
	7					7
		CEP					CEP
	10					10
HI		CET					CET
	1			15		1			15

		R	P				R	P


К155ИЕ9		К155ИЕ9

CLOCK

RESET

Рисунок 2.16 – Третий иерархический уровень – часовой счетчик

			32
			X1
			Clock		A0		C0
	DD1A						C1
					A1		C2
1	2						C3
1	2		Reset		A2
			Reset		A2
					A3
			СЧЕТЧИК 0-5
					DD2
			9	PL
			3	PL	CT10Q1	14
			3	D1		14	D0
			4	D1		13	D0
			4	D2	Q2	13	D1
			5	D2	Q2	12	D1
			5	D3	Q3	12	D2
			6	D3	Q3	11	D2
CLOCK			6	D4	Q4	11	D3
CLOCK				D4	Q4		D3
			2	C
			7	C
			7	CEP
		HI	10	CEP
			10	CET
			1			15

				R	P
				R	P
					К155ИЕ9

RESET

Рисунок 2.17 – Третий иерархический уровень – минутный счетчик

CLOCK			DD1A						DD1B				DD5A
CLOCK	1	J					8	J			1	J
	12	J		3			9	J		5	12	J		3
	12	C	Q	3			9	C	Q	5	12	C	Q	3
	4	C	Q				11	C	Q		4	C	Q
	4	K					11	K			4	K
		K		2				K		6		K		2
			Q	2					Q	6			Q	2
			Q						Q				Q
	13						10				13			A0
	13	R					10	R			13	R
		R						R				R
														A1
HI
	DD2A													A2
	2		1											A3
														A3
									DD4
					DD3	1		3	&	1
				3	1	1		3		2
				3						2
						2
							RESET

Рисунок 2.18 – Четвертый иерархический уровень – счетчик 0-5

Пусть UПИТ, [Q], f – абсолютные погрешности, соответственно, напряжения питания U, параметров внешних воздействий [Q] (вектор значений) и частоты тактовых импульсов f. Тогда относительные погрешности

	U ПИТ			Q		f
указанных величин будут:			,		,		. Очевидно, что относительная
	U ПИТ			Q		f

погрешность хода электронных		часов			t		есть функция от аргументов
						t

				33
U ПИТ		Q	f
	,	,		. Исходя из этого целевая функция РЭС «электронные ча-
	,	,		. Исходя из этого целевая функция РЭС «электронные ча-
U ПИТ		Q	f

сы» может быть сформулирована как минимизация относительной погрешно-

сти хода часов t t

значений:

при отклонении параметров UПИТ, [Q], f от номинальных

t		U ПИТ	Q		f
			,	,		0 .

t	f	U ПИТ			f
				Q

Состав рассматриваемой системы является гетерогенным по своему физическому представлению, т.е. содержит разнотипные элементы. Это связано с тем, что часть элементов - это электрорадиоэлементы с физическим представлением в виде корпуса. Другая часть элементов системы – это логические примитивы, не имеющие законченного физического представления и входящие в состав интегральной микросхемы.

Элементы в виде корпуса интегральной микросхемы: декадные двоич- но-десятичные счетчики К155ИЕ9 (рисунок 2.16, 2.17). Элементы в виде логических примитивов: JK-триггеры, элементы НЕ, ИЛИ, И, 2И-НЕ (рисунок

2.16– 2.18).

Вданной системе имеются прямые и обратные связи. К прямым связям можно отнести, например, выходные шины A[3:0] – F[3:0] (рисунок 2.15). Обратными связями являются сигналы, снимаемые с линий С3, Е3 и подаваемые на вход CLOCK блоков Х1 и Х2.

Понятие «узел» для рассматриваемой системы совпадает с аналогичным понятием для любой электрической схемы – место соединения более чем двух электрорадиоэлементов.

Входные, управляющие и выходные параметры системы являются цифровыми сигналами с двумя логическими состояниями. Возмущающие параметры системы являются сигналами аналогового свойства.

Подводя итог вышесказанному, отметим, что основная цель разбиения полного РЭС на элементы, блоки и подсистемы – это построение ограниченного набора соотношений между характеристиками РЭС. В общем случае для полного сложного РЭС эта задача оказывается непосильной. Поэтому обычно приходится расчленять систему на большое количество составных частей, математическое описание которых может быть выполнено.

34

2.3Моделирование систем РЭС

2.3.1Классификация моделей

Врамках системного анализа выявляется и исследуется целенаправленность в развитии системного объекта. Для данного исследования требуется моделирование проектируемой системы. При моделировании часто рассматриваются целенаправленные системы, то есть системы, которым небезразлично, в каком состоянии они находятся. Так или иначе, они стремятся к некоторому целесообразному поведению, направленному на достижение наиболее предпочтительных состояний.

Модель – это представление системы, которое позволяет человеку достигнуть поставленную цель. Рассмотрим графическую модель любой технической системы и ее соотношения с моделью (рисунок 2.19).

М		С	М - модель

2	1	3	С - система

1- область истинности; 2 – область виртуальности; 3 – область недостаточности

Рисунок 2.19 – Модель системы

Первая область – область истинности модели (адекватности моделируемой системе). Вторая область – область виртуальности модели (область возможных гипотез о функционировании системы). Третья область – область недостаточности модели (присуще системе, но не присуще модели).

Таким образом, каждая модель должна обладать некоторой степенью адекватности с точки зрения ее функционирования. Модель – это адекватное, целевое отображение системы. Если совместить области 3 и 2, то получится модель, которая идеально отражает свойства системы, например, вечный двигатель, абсолютно черное тело и т.п. Такую модель назовем идеальной. Идеальная модель – это модель с высшей целью, которую невозможно достигнуть.

Общая классификация современных моделей показана на рисунке 2.20 [5]. Модели подразделяют на две основные группы: вещественные (материальные, приборные) и символические (языковые).

Материал: 1284

Смотрите также: