Применение пятизначного моделирования для анализа работоспособности сложных цифровых устройств

Пятизначное моделирование позволяет обнаружить динамические риски сбоев в схемах.

Существенным в пятизначном моделировании является обозначение не только факта изменения сигнала, как это делается при троичном моделировании, но и характера изменения. Выделяется изменение сигнала 1®0, обозначается это изменение символом "L"; и изменение 0®1, обозначается это изменение "H". Неопределенное состояние обозначается "x".

Для двухвходового логического элемента "И", на вход которого подаются логические сигналы A и B, таблица истинности в этом случае выглядит следующим образом:

A B	L	X	H

L	L	X	X	L
X	X	X	X	X
H	X	X	H	H
	L	X	H

Для двухвходового логического элемента "ИЛИ", на вход которого подаются такие же логические сигналы A и B, таблица истинности принимает соответственно следующий вид:

A B		L	X	H
		L	X	H
L	L	L	X	X
X	X	X	X	X
H	H	X	X	H

Функционирование инвертора в пятизначном моделировании описывается таблицей истинности следующего вида:

A		L	X	H
B		H	X	L

Так же, как и в троичном моделировании, в пятизначном моделировании схема просчитывается не только для двух последовательных входных наборов A= (a₁,. . . , a_i,. . . ,a_n ) и B=(b₁,. . .,b_i,. . .,b_n ), но и для промежуточного набора A/B, который формируется следующим образом:

A/B = (c₁,. . . ,c _i, . . .,c_n),

где с_i = L, если a_i = 1 и b_i = 0,

c_i = H , если a_i = 0 и b_i = 1,

c_i = a_i , если a_i = b_i

для i = 1, 2, 3, ..., n.

Пример пятизначного моделирования комбинационной схемы для наборов A = {0,1,0} и B = {1,0,0}.

Риски сбоев в моделируемых схемах обнаруживаются по появлению состояния "x" на переходных наборах, причем для статического риска сбоя состояние цепи на наборах A и B одинаково, а для динамического - различно.

В данном примере при переходе от A к B статический риск сбоя имеется в цепи c₅, а динамический – в цепях c₆ и c₈, как это показано на рисунке:

Входные наборы	C₁	C₂	C₃	C₄	C₅	C₆	C₇	C₈
A
A/B	H	L		L	X	X		X
B

Принятая при многозначном моделировании идеализация предполагает произвольное соотношение задержек в элементах схемы. Вследствие этого при моделировании выявляются даже маловероятные случаи возникновения риска сбоя и критических ситуаций.

Таким образом, многозначное моделирование позволяет определить все возможные места рисков сбоев, даже тех, которые в реальных схемах не могут произойти. Асинхронное же моделирование, может пропускать некоторые случаи рисков сбоев.