Операторов присваивания

9.18. Для цепи со схемой, изображенной на 9.3, определить операторную передаточную функцию и<г(р)/и\(р). Выражения для сопротивлений Z\...Z6 даны в табл. 9.2.

5. Решая полученную систему уравнений относительно изображений воздействия и реакции и беря их отношение, получить операторную передаточную функцию.

Таким образом, для определения импульсной характеристики необходимо найти: 1) операторную передаточную функцию; 2) обратное преобразование Лапласа от операторной передаточной функции. В данном случае операторная функция Uz(p)/ U\ (p) имеет вид:

Таким образом, для определения переходной характеристики необходимо найти: 1) операторную передаточную функцию; 2) обратное преобразование Лапласа от операторной передаточной функции, деленной на р., В данном случае Ни(р) найдена в процессе решения задачи 10.1 и определяется выражением (10.7). Обратное преобразование Лапласа от Ни(р)/р представляет собой экспоненту:

10.3. Найдем вначале операторную передаточную функцию. Воспользуемся методом узловых напряжений. Перенумеруем узлы, как показано на 10.2, и ко входу цепи подключим источник напряжения u\(t). Изображение задающего напряжения обозначим U\ (р). Так как между базисным и первым узлами включен источник напряжения, то неизвестными оказываются напряжения второго f/2 и третьего L/з узлов. Для этих узлов и составим узловые уравнения:

16.5. Заданную операторную передаточную функцию Н (р) = = (р2— р+\)(р + 3)/[(р2 + 4р + 2)(р2 + 2р+\)\ неминимально-фа-

Необходимо: 1) найти операторную передаточную функцию; 2) найти функции сопротивления Za и Z» мостовой схемы с постоянным характеристическим сопротивлением /?0 = 1, соответствующие найденной операторной функции; 3) убедиться, что Zu и Zb — положительные вещественные функции.

17.5.* Решить задачу 17.1, если (х) = (о>) и / (ш) = /с2(со2 + + а2)/(ы)2+ Ь?) — квадрат модуля передаточной функции при ограничениях: к2 =?С 1, а? > 6? > 0. Найти минимально-фазовую операторную передаточную функцию и схему цепи, реализующую найденную функцию.

17.20р. Рассчитать параметры Со и п ФНЧ Баттерворта и найти операторную передаточную функцию, если неравномерность его характеристики ослабления в ПП Ла = 1 дБ, минимально допустимое ослабление в ПЗ а0==30 дБ, граничная частота ПП о>о=105, граничная частота полосы задерживания (Ок==2,5-105 с"1.

17.22. Известно, что на частоте сок=1,8 у ФНЧ Баттерворта ослабление ао=а(шк)=30 дБ, а коэффициент Со = 0,06. Рассчитать неравномерность Ла в ПП и порядок фильтра п. Записать операторную передаточную функцию.

17.23. Для фильтра Баттерворта по заданным в табл. 17.1 трем из пяти (Да, а0, сок, п, Со) параметров определить оставшиеся два. Записать соответствующую операторную передаточную функцию.

Процедурно-ориентированные языки программирования (в дальнейшем назовем их просто процедурными) могут лишь косвенно отражать содержание будущей реализации, используя специфические синтаксические конструкции для описания порядка преобразований. Наибольшее распространение получили языки VHDL и Verilog. Процедурные языки проектирования позволяют описывать устройства через алгоритм их функционирования, в том числе в реальном времени и во взаимодействии с физическим окружением. Эти языки, как и другие алгоритмические языки высокого уровня, в принципе позволяют описать любой алгоритм в последовательной форме, т. е. через последовательность операторов присваивания и принятия решений. Основное их отличие в способности отражать также и параллельно исполняемые в аппаратуре действия, представляемые отдельными параллельно выполняемыми процессами с общим инициализирующим воздействием. Кроме того, процедурные языки проектирования расширяются операторами, позволяющими описывать структуру проектируемого изделия. Впрочем, и структурное описание во многом подобно структуризации в традиционном программировании — включение модуля в структуру можно рассматривать с точки зрения представления в HDL-программе как вызов подпрограммы. На сегодня процедурные языки являются наиболее универсальным аппаратом описания цифровых устройств и покрывают диапазоны представления от уровня элементарных логических ячеек до блочного описания сложных вычислительных устройств. Практические все современные САПР имеют встроенные компиляторы процедурных языков и обеспечивают возможность моделирования поведения и непосредственного преобразования описания в файлы конфигурации ПЛИС.

И наконец, в архитектурном теле combiogic предпринимается попытка приблизить описания к реализации в структурах программируемой логики, построенных на основе ячеек типа "четырехвходовая таблица истинности". Функция ones_in_thetrade (число единиц в тетраде) здесь будет реализоваться как набор из трех таких ячеек, т. к. каждый разряд кода результата является функцией четырех разрядов входного кода. Кроме того, в архитектурном теле используются конструкции операторов присваивания, в явном виде задающие задержки компонентов, чем обеспечивается подготовка проекта к моделированию с учетом временных параметров.

Наиболее явно разница между сигналами и переменными проявляется при интерпретации операторов последовательных присвоений. Для обоих видов сохраняется общее для последовательных операторов правило начала исполнения: первый оператор в процессе исполняется после выполнения условий инициализации процесса, а каждый следующий сразу после исполнения предыдущего. Однако результат присвоения переменной непосредственно доступен любому последующему оператору в теле процесса. Трактовка оператора последовательного присвоения сигналу существенно отличается от трактовки присвоения переменной или операторов присваивания в традиционных языках программирования. Присвоение сигналу не приводит непосредственно к изменению его значения. Новое значение сначала заносится в буфер, называемый драйвером сигнала, и следующие операторы в теле процесса оперируют со старыми значениями. Фактическое изменение значения сигнала выполняется только после исполнения до конца процессов и других параллельных операторов, инициированных общим событием, или после исполнения оператора останова wait (cm. разд. 3.2.6).

О Переменной можно переприсваивать значение в теле процесса. Сигнал внутри одного процесса может иметь только один драйвер. То есть присвоение значения сигналу может быть выполнено только один раз в теле процесса (на различных несовместимых путях реализации алгоритма могут быть несколько операторов присваивания значений одному сигналу).

Охраняемый оператор присваивания использует значение переменной quard без явного указания условия в программе. Если quard =' о ¦, то исполнение операторов присваивания, содержащих ключевое слово quarded, в таком блоке запрещено.

Реализация комбинационной логической схемы на основе алгебраической формы записи логической функции интерпретируется оператором присваивания, в правой части которого записывается эквивалентное логическое выражение. Однако следует обратить внимание на ряд особенностей интерпретации, связанных с взаимной синхронизацией операторов. Один из простейших способов — использование параллельных операторов присваивания. Программа (листинг 3.17) представляет описание комбинационной логической схемы с двумя выходами, приведенной на 3.11, в нормальной форме И-ИЛИ с использованием параллельных присваиваний.

Возможно использование последовательных операторов присваивания с учетом тех же особенностей, которые были отмечены при изложении интерпретации функций с использованием логических выражений. Существенным недостатком присвоения путем выборки из таблицы являются трудности воспроизведения при временном моделировании поведения устройств, у которых переходы 0—1 и 1—0 различны по времени, а также анализ сбойных ситуаций (гонки, риски). Если это в проекте представляется важным, лучше на основании таблицы истинности построить оператор присваивания по выбору или использовать последовательный оператор выбора. Для выхода outl устройства (см. 3.11) оператор присваивания по выбору, описывающий поведение сигнала во времени, может выглядеть следующим образом:

Конструкция <сила драйвера> присутствует только в тех случаях, когда декларация переменной содержит присвоение, и если в тексте программы имеется несколько операторов присваивания значения этой переменной. Уровень силы задает условия взаимного подавления сигналов от нескольких источников, подключенных к общей линии. Индивидуально задаются уровни силы для состояния драйвера, соответствующего состоянию логического нуля (<уровень силы о>) и логической единице (<уровень силы 1>). Подробнее об учете уровня силы в операторах присваивания см. в разд. 3.3.5.

В Verilog определены два основных типа операторов присваивания — continuous, т. е. непрерывные операторы, и процедурные — procedural. Непрерывные присваивания всегда рассматриваются как параллельные, т. е. исполняются при изменении любой переменной, присутствующей в правой части операции присваивания. Процедурные выполняются только при определенных условиях, задаваемых специальными конструкциями. Они могут быть последовательными, т. е. выполняться друг за другом в порядке записи, если локализованы в так называемых последовательных блоках, или параллельными, если включены в параллельные блоки.

ленному модулем multiply в листинге 3.47. Здесь только немного модифицирована запись: использовано автоматное описание алгоритма и вызов функции для суммирования. Для реализации операций сложения и вычитания используется вызов функции aBd_subb, причем из примера видно, что вызовы функции входят в правые части операторов присваивания, в том числе могут содержаться внутри задачи. Результат вычитания произведений присваивается порту result при исполнении непрерывного оператора, который инициируется положительным перепадом сигнала готовности одного из умножителей.

и может использоваться в логической секции подобно другим переменным. Ограничение лишь в том, что входной порт вхождения может быть только приемником, т. е. записываться лишь в правых частях операторов присваивания, а выходной, наоборот, не может входить в правые части операторов присваивания, а используется в логических выражениях, включая левые части операторов присваивания.

Языки проектирования дискретных устройств, в принципе, позволяют описать любой алгоритм в последовательной форме, т. е. через последовательность операторов присваивания и принятия решений. Однако более удобный и чаще используемый подход к проектированию операционных блоков вычислительных устройств заключается в разделении устройства на два блока — устройство управления и операционный блок. При этом в операционном блоке выполняются преобразования данных, а устройство управления обеспечивает необходимую последовательность микроопераций, выполняемых в операционном блоке, передавая на входы операционного блока управляющие сигналы (микрокоманды). Последовательность действий, а значит управляющих сигналов, зависит как от результатов выполнения операций в операционном блоке, так и от внешних сигналов.