Самое эффективное применение алгоритмов и инструментов позиционной алгебры логики будет в отрасли микроэлектронного производства и приборостроения. Для этого есть существенные предпосылки.
Далее цитата — (Закревский А.Д. Параллельные алгоритмы логического управления. Изд.2 2003. 200 с.)
В проектных организациях автоматизацией охвачен, как правило, лишь этап технического проектирования и, в гораздо меньшей степени, этап логического проектирования. Здесь автоматизация ограничивается моделированием на ЭВМ уже заданных логических структур и полуавтоматической разработкой проверяющих и диагностических тестов для них.
Между тем специфика микроэлектронной технологии такова, что малейшая ошибка на начальных этапах проектирования, если только она не будет своевременно обнаружена и исправлена, может привести к необходимости полного повторения всего цикла проектирования.
Повысить надежность проектов до требуемого уровня можно лишь при надлежащей автоматизации всех этапов проектирования. А автоматизация, как известно, должна опираться на формализацию: разработку формальных моделей объектов проектирования и формальных методов проектирования. Такая формализация уже десятки лет расшивается в рамках логической теории дискретных устройств, включающей, в частности, теорию автоматов, теорию булевых функций и теорию логических сетей. Здесь накоплено много полезных результатов, но большинство из них относится к первому этапу развития теории, когда она ориентировалась на разработку сравнительно несложных логических устройств, конструируемых из элементов И, ИЛИ, НЕ, НЕ ИЛИ и т.п., и реализующих последовательные алгоритмы, вычисляющие или управляющие.
К настоящему времени элементный базис существенно изменился: роль элементов играют большие и сверхбольшие интегральные схемы (БИС и СБИС), выполненные на одном кристалле и составленные из тысяч и миллионов элементарных (логически неразложимых) вентильных схем. Яркими представителями СБИС служат микропроцессоры и программируемые логические интегральные схемы (ПЛИС), хорошо дополняющие друг друга. Микропроцессор подобен универсальной вычислительной машине (без терминальных устройств) и может решать практически любую задачу, если только для нее составлена программа, хотя и не всегда достаточно быстро. А, например, разновидность ПЛИС — программируемая логическая матрица (ПЛМ) — представляет собой специализированное однокристальное устройство, с высокой скоростью (десятки наносекунд) реализующее любую заданную систему булевых функций, ограниченную лишь тремя параметрами: числом функций, числом аргументов и общим числом элементарных конъюнкций (функции заданы в дизъюнктивной нормальной форме).
Изменился и класс проектируемых дискретных устройств. Наряду с многопроцессорными компьютерами все большее внимание уделяется дискретным системам, управляющим взаимодействующими производственными процессами, переплетающимися в пространстве и времени, Реализуемые при этом алгоритмы оказываются параллельными — в них предусматривается одновременное выполнение нескольких операций.
Конец цитаты — Закревский А.Д. Параллельные алгоритмы логического управления. Изд.2 2003. 200 с.
Использование позиционной нотации при проектировании логических схем позволит не только избежать ошибок на ранних стадиях, но и получать оптимальную эффективную конечную модель с сохранением требуемых выполняющих наборов.
Далее цитата – Б.Е. Евлампиев. Методика проектирования СБИС графического контроллера.
В настоящее время в России на ряде предприятий и институтов ведутся исследования и разработки технологических процессов с проектными нормами 0,25 мкм. Технологии с проектными нормами 0,35 мкм уже есть, а 0,25 мкм будут доступны в ближайшем будущем. Поэтому именно такие технологии являются наиболее перспективными при создании ГК индустриального применения для задач 2D и 2.5D графики.
Для достижения требуемых показателей производительности при использовании этих технологий необходимо применение заказного проектирования. Это приводит к существенному повышению расходов на разработку. ГК является представителем СБИС, которые требуют постоянного повышения производительности, добавления новых возможностей по созданию и обработке изображения. В связи с этим снижение стоимости разработки и сокращение сроков чрезвычайно важны для таких СБИС, особенно в условиях ограниченности ресурсов разработки, что особенно актуально для России.
В статье представлена методика проектирования быстродействующих СБИС со сложной структурой. Эта методика апробирована на разработке микросхем ГК двух типов: 1890ВГ10Т и 1890ВГ14Т [3, 5-12], разработке 64-разрядного суперскалярного микропроцессора 1890ВМ5Ф. Отличие микросхемы 1890ВГ14Т от 1890ВГ10Т состоит в модернизации схем графического ускорителя, контроллера PCI, контроллера ЭЛТ и средств тестирования кристалла, которые были определены при эксплуатации микросхемы 1890ВГ10Т на задачах заказчика. Существенным преимуществом предложенной методики является выделение блоков предельного быстродействия, требующих заказного или смешанного проектирования, и организация их взаимодействия с блоками меньшего быстродействия, создаваемыми средствами синтеза. Задача достижения требуемой производительности в блоках предельного быстродействия решается за счет:
- выбора оптимального способа передачи данных между блоками предельного быстродействия и блоками меньшего быстродействия,
- выделения высокоскоростных цифровых блоков, требуемое быстродействие которых достигается за счет специализированного маршрута проектирования, такого как ручная расстановка, специализированный маршрут синтеза, выделение подблоков, реализующих простейшие функции,
- использования заказного проектирования для блоков предельного быстродействия,
- использование итерационного синтеза как инструмента для изменения структуры блоков с целью получения требуемого быстродействия.
Эта методика во многом похожа на методику проектирования схем, содержащих блоки предельного быстродействия с использованием средств автоматизированного проектирования. Однако, в отличие от последней, предложенная методика основана на использовании коммерчески доступных САПР и библиотек элементов. Указанные способы достижения предельных показателей быстродействия и производительности нашли свое отражение при разработке структуры блоков, синтезе схемы и разработке топологии.
Конец цитаты — Б.Е. Евлампиев. Методика проектирования СБИС графического контроллера
О программном продукте «Палитра» и его приложении для данного направления более подробно в статье «Программный продукт на принципах позиционной нотации».
Другие области применения принципа позиционности