On the Synthesis of Multifunctional Logic Circuits

Digital circuits, reconfiguration, polymorphic electronics, synthesis methods.

V současné době je možno nalézt celou řadu aplikačních oblastí, v nichž je možno s úspěchem využít specifický typ obvodů, kde lze docílit změny vykonávané funkce s ohledem na aktuální podmínky či stav prostředí, v němž jsou nasazeny. Konvenční způsob řešení představuje návrh takového množství různých obvodových zapojení, aby došlo k pokrytí veškerých požadovaných funkcí, které jsou v dané situaci požadovány. Coby další krok pak přichází na řadu výběr aktuálně prováděné funkce pomocí techniky multiplexování. Zásadním problémem, který zde v tomto kontextu vyvstává, je souhrnná velikost implementace takovéhoto řešení na obvodové úrovni. Pokrok v oblasti návrhových technik a komponent určených pro číslicové obvody jako takové, k němuž došlo v polední době, přinesl důležitý poznatek ohledně možného způsobu řešení zmiňovaného problému. Jedná se přístup, který vede při použití stavebních bloků s multifunkčními vlastnostmi, z pohledu prostorových nároků a časové složitosti, k velmi efektivnímu řešení. V tomto případě je instance multifunkčního obvodu koncipována coby kompaktní struktura skládající se právě z oněch multifunkčních komponent. Kromě toho jejich vzájemné propojení na obvodové úrovni beze změny pro všechny zamýšlené, a tedy přípustné, režimy činnosti. Předpokládá se pouze cílená změna funkce aktivně vykonávané v daný časový okamžik. V případě jednoduchých obvodů lze jejich návrh provést takříkajíc manuálním způsobem či intuitivně. Nicméně se vzrůstající komplexitou řešeného problému, a tedy i navrhovaného obvodu, přestává být tento přístup dost dobře aplikovatelný. Tudíž je potřeba vyvinout odpovídající syntézní techniky a postupy. Z této skutečnosti vychází i hlavní cíl tohoto příspěvku, který se zabývá vlastním návrhem a implementací syntézní techniky pro polymorfní obvody. Vlastnosti navrženého řešení jsou otestovány na sadě obvodů definovaných v PLA formátu.