Публікація: Моделі та методи тестопридатного проектування критичних систем логічного управління на основі кінцевих автоматів
Завантаження...
Дата
2019
Автори
Назва журналу
ISSN журналу
Назва тома
Видавництво
ХНУРЕ
Анотація
Дисертація присвячена розробці моделей та методів автоматизованого проектування та діагностування автоматних систем логічного управління на ПЛІС з використанням мов опису апаратури. Запропоновано розширення вхідного алфавіту кінцевого автомата шляхом введення додаткового стовпця в таблицю переходів-виходів автомата та додаткового входу в схемну реалізацію керуючого автомата. Удосконалено процедури проведення діагностичного експерименту з використанням синхронізуючих послідовностей. Удосконалено методи побудови апаратних пристроїв діагностування, що реалізують стратегію обходу всіх станів або дуг графа переходів керуючого автомата шляхом імітації алгоритму роботи операційного автомату в системі логічного управління. Модифіковано методи розрахунку тестопридатності кінцевих автоматів, керованості, спостережуваності та досяжності вершин (станів) у графах переходів керуючих автоматів. Запропоновано новий підхід при автоматизованому проектуванні тестопридатних кінцевих автоматів за рахунок побудови моделей мовами опису апаратури (HDL-моделей) у яких додаткові переходи реалізуються шляхом додавання умовних операторів у опис функцій
переходів і автоматного шаблону мовою опису апаратури VHDL.
Розроблені HDL-описи моделюються та синтезуються інструментальними засобами систем автоматизованого проектування цифрових пристроїв на технологічній платформі ПЛІС.
Розроблені процедури розрахунку тестопридатності кінцевих керуючих автоматів дозволили оптимізувати створення додаткових переходів в моделях автоматів за рахунок обчислення оцінок по Квайну синтезованих моделей автоматів.
Розроблено програмний модуль з візуальним інтерфейсом для введення графа переходів керуючого автомата та автоматизованої побудови тестопридатних HDL-моделей автоматів у формі автоматного шаблону у синтезованій підмножині мови опису апаратури VHDL.
The PhD thesis is devoted to the development of models and methods of computer-aided design and diagnosis of automaton logic control systems on FPGA using hardware description languages. The extension of the input alphabet of the finite
state machine is proposed by introducing an additional column int the table of transitions-outputs of the automaton and an additional input to the circuit implementation of the control automaton. The procedures for performing a diagnostic experiment are improved through the use of synchronization sequences. The methods for developing hardware diagnostics devices have been improved; they implement a strategy for bypassing all the states or arcs of the transition graph of a control automaton by simulating the algorithm of an operational automaton in a logical control system.
The methods for calculating the testability of finite state machine, controllability, observability and the reachability of nodes (states) of a transition graph of control automata have been improved. A new approach to computer-aided design of testable finite state machines has been proposed, based on the use of hardware description languages for describing models (HDL models), in which additional transitions are implemented by adding conditional statements to the VHDL description of transition functions and automaton pattern. The developed HDL descriptions are simulated and synthesized by computer-aided design tools based on the FPGA technology platform.
The developed procedures for calculating the testability of the control automaton made it possible to optimize of entering additional transitions in automaton models through calculating the Quine estimate of the synthesized automaton models.
A software module has been developed; it has GUI for creating the transition graph of the control automaton and automating the construction of testable HDL models of automata in the form of automaton pattern in a synthesized subset of the VHDL language.
The research results obtained in the course of the research are reliable, which is confirmed by the experiments carried out to verify the proposed models and methods for monitoring and controlling gas supply systems.
Опис
Ключові слова
критична система, керуючий автомат, проектування, діагностування, тестопридатність, апаратурні витрати, мови опису апаратури, САПР ПЛІС, critical system, control finite state machine, design, diagnosis, testability, hardware costs, hardware description languages, CAD FPGA
Бібліографічний опис
Пахомов Ю. В. Моделі та методи тестопридатного проектування критичних систем логічного управління на основі кінцевих автоматів : автореф. дис. ... канд. техн. наук : 05.13.05 "Комп'ютерні системи та компоненти" / Ю. В. Пахомов ; М-во освіти і науки України, Харків. нац. ун-т радіоелектроніки. – Харків, 2019. – 24 с.