Научная статья на тему 'Синтез комбинационных переключательных схем с заданным динамическим поведением'

Синтез комбинационных переключательных схем с заданным динамическим поведением Текст научной статьи по специальности «Математика»

CC BY
186
23
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Аннотация научной статьи по математике, автор научной работы — Панкратова Ирина Анатольевна

Рассматривается задача синтеза комбинационных переключательных схем из элементов фиксированного базиса (транзисторов и резисторов), обладающих заданным динамическим поведением. Даются постановка задачи и метод ее решения, состоящий из двух шагов: сведения задачи к построению схем, реализующих булевы функции, и синтеза последних в виде параллельно-последовательных сетей.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Synthesis method of a combinational switching circuits realizing the given dynamic behaviour

The problem of a combinational switching circuits synthesis based on transistors and resistors implementation is discussed. The synthesis method 'has been developed. It Is tedu6ed t6 Obtaining th4 iorfeSpdndittg Boolean function? followed by designing parallel-consecutive nets.

Текст научной работы на тему «Синтез комбинационных переключательных схем с заданным динамическим поведением»

ляются (путем выполнения двух шагов моделирования) динамические переходы (fy, sy)* 4{bj, s,).

5. Q:=QuQ\ Q' =0.

6. В Q' добавляются те из состояний ty, Sy, которые не содержатся в Q.

7. Шаги 4-6 повторяются до тех пор, пока в Q' появляются новые состояния.

4. Описание программ

Алгоритмы моделирования реализованы программно на языке С++. Исходными данными для программы служат текстовые файлы, содержащие описание схемы и описание теста. Схема описывается на языке SDL [2]. Обязательно присутствие раздела INPUTS, содержащего имена входных полюсов, и хотя бы одного из разделов NETS (описание узлов схемы) и COMPS (описание связей элементов схемы). При трансляции описания схемы во внутреннюю форму производится синтаксический контроль описания. При наличии в описании разделов NETS и COMPS одновременно проверяется соответствие их друг другу. В качестве примера приведем описание охвмы логического вентиля ИЛИ-» НЕ с двумя входами:

NAME: NOR-2; INPUTS: Xl,X2;OUTPUTS: Y; PMOS: T11.T12; NMOS: T21,T22; COMPS; T11=1*N3, 2*N5, 3*N1; T12=1*N3, 2*N5, 3*N2; T21=1*N5, 2*N6, 3*N1; T22=1*N6, 2*N4, 3»N2; X1=N1; X2=N2; Y=N5; VDD=N4; GND=N3;NETS; N1=X1, T11.3, T21.3; N2=X2, T12.3, T22.3; N3=GND, T11.1.T12.1; N4=VDD, T22.2; N5=Y, T21.1, T12.2, T11.2; N6=T21.2, T22.1;ENDC.

Последовательность входных состояний (тест) задается уравнениями вида: <имя_входного_полюса>=а, Ь, ..., где а, Ь,... принимают значения из 5. Возможна сокращенная запись теста уравнением вида: <имя_вход-ного_полюса>=[а, 6,..]//,.., где i - натуральное число, означающее, что группа значений а, Ь,... повторяется

/ раз. Если значение переменной не задано, то полагается равным 00. Уравнения разделяются символом ';'• Пример задания теста для схемы ЖЖ_2: Л1=[10]/2, [01]/2; Х2=[ 10,01 ]/2.

Может быть задано также начальное состояние, которое проверяется на устойчивость. Если начальное состояние не задано, то оно вычисляется с помощью шага моделирования для полностью неопределенных полного и входного состояний.

Начальное состояние задается уравнениями вида: <имя_узла или имя_полюса>=а; где аеБ. Если уравнение для узла не задано, то его начальное состояние полагается равным ЕЕ (кроме полюсов йИО и К/)Д состояния которых равны 10 и 01 соответственно). Уравнения с одинаковой правой частью можно объединить в одну цепочку равенств.

Пример задания начального состояния для схемы МЖ_2: М=№=00;Л2=Ш=10.

Кроме того, могут быть заданы также список синхронных входов и эквивалентность Я на множестве точек полурешетки Р2. Результатом работы программы является последовательность полных устойчивы* состояний со значениями в иолурешет-ке 5, в которые переводят схему наборы теста.

Основные блоки программы:

- трансляция во внутреннее представление описаний схемы, теста и начального состояния с синтаксическим и семантическим контролем (программа написана при участии А. Лесных);

- проверка начального состояния на устойчивость;

- подстановка в схему схем всех ее элементов;

- построение по эквивалентности Л полурешетки <Л>;

- собственно моделирование;

- вывод результатов - полных состояний схемы . или (по желанию пользователя) состояний отдельных узлов.

ЛИТЕРАТУРА

1. Агибало* Г.П. Дискретные автоматы на полурешетках. Томск: Изд-во Том. ун-та, 1993. 227 с.

2. Киносита К., Асада К., Карацу О. Логическое проектирование СБИС: Пер. с япон. М.: Мир, 1988. 309 с.

Статья представлена кафедрой программирования факультета прикладной математики и кибернетики Томского государственного университета, поступила в научную редакцию 11 января 1999г.

УДК 519.7

И.А. Панкратова

СИНТЕЗ КОМБИНАЦИОННЫХ ПЕРЕКЛЮЧАТЕЛЬНЫХ СХЕМ С ЗАДАННЫМ ДИНАМИЧЕСКИМ ПОВЕДЕНИЕМ

Работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ, грант № 98-01-00288

Рассматривается задача синтеза комбинационных переключательных схем из элементов фиксированного базиса (транзисторов и резисторов), обладающих заданным динамическим поведением. Даются постановка задачи и метод ее решения, состоящий из двух шагов: сведения задачи к построению схем, реализующих булевы функции, и синтеза последних в виде параллельно-последовательных сетей.

1. Постановка задачи

Переключательная схема служит моделью БИС и определяется в [1] как тройка конечных множеств (X, 2, 2у, где Л"- множество элементов схемы, 1- множество узлов, 2^2. - множество полюсов схемы. Эле-

мент схемы принадлежит некоторому множеству В базисных элементов и имеет собственные полюсы. Множество узлов схемы представляет собой разбиение на множестве полюсов всех ее элементов. Среди полюсов схемы выделяют полюсы источника питания - Уйй и СМ), входные полюсы, через которые на

схему подаются воздействия извне, и выходные полюсы, с которых снимается реакция схемы.

Будем рассматривать схемы, состоящие из простейших переключательных элементов - транзисторов различных типов, резисторов. Транзистор представляет собой элемент с управляемой проводимостью и задается монотонной функцией проводимости здесь 5 - состояние затвора транзистора; р -проводимость между его истоком и стоком, реР, €5; Р и 5 - полурешетки проводимостей и состояний соответственно. В общем случае />сС={0, 1, X, О', Г, X', Е}; здесь 0, 1, X - точки полурешетки, представляющие собой проводимости соответственно разомкнутой, замкнутой и резистивной цепей; остальные элементы - в подходящей степени неопределенные значения: 0'=1+Х, Г=0+Х, Х'=0+1, Е=0+1+Х (полная неопределенность). В частности, для КМОП-схем Р={0, 1, X'}- Состоянием узла является пара проводимостей от этого узла до полюсов источника питания, т.е. Б=Р2. В табл. 1 приведены значения функций проводимости некоторых транзисторов на множестве точек полурешетки С2.

Таблица!

Функции некоторых транзисторов

в Г, Т2 Т} Т<

00 X' X' 1 0

01 1 0 1 0

10 0 1 0 1

ох 1 0 1 0

хо 0 1 0 1

IX 0 1 0 1

XI 1 0 1 0

11 X' X* X* X'

XX X' X' 1 0

Здесь Г| и Г2 - МОП-транзисторы п- и /»-типа соответственно; Г3 и Г4 - нормально открытый и нормально закрытый транзисторы с затвором Шоггки. Резистор представляет собой элемент с двумя полюсами и постоянной проводимостью между ними, равной X.

Припишем всем входным полюсам схемы входные переменные х\,..., х„ со значениями в 5, а выходным - выходные переменные уи...,ут также со значениями в 5. Переключательная схема является комбинационной, если значения переменных ут зависят только от структуры схемы и значений переменных х„н не зависят от состояний остальных (не являющихся полюсами) узлов. Таким образом, функционирование комбинационной схемы задается уравнением у=<р(х), где уе5Г, хе5", <р - векторная функция.

Под динамическим поведением комбинационной переключательной схемы будем понимать процесс изменения ее выходного состояния при асинхронном изменении состояний входных полюсов. Пусть входное состояние а меняется на Ь. Процесс этого изменения

описывается промежуточным входным состоянием а+Ь, где «+» - сложение в полурешетке 5. На выходах схемы при этом вырабатывается некоторое значение и= =дЦа+Ь). При установившемся входном состоянии Ь на выходах схемы появляется значение Четверку

(аЬ, ш) назовем динамическим переходом схемы.

Теперь можно поставить задачу синтеза комбинационной переключательной схемы с заданным динамическим поведением. Заданы:

1) полурешетки проводимостей Р и состояний Б=Р2-,

2) система команд К на полурешетке 5, где каждая команда имеет вид (аЬ, -*>г), а, ¿ей", и»,

3) элементный базис - множество переключательных элементов {еь..., ек), каждый из которых описывается функцией//=1,..., к.

Требуется из элементов заданного базиса построить комбинационную переключательную схему

реализующую заданную систему команд в следующем смысле: для любой команды с={аЬ, м/г)&К динамический переход (аЬ, иу) схемы реализует команду с, т.е. удовлетворяет соотношениям и<и», у<г, где < - отношение порядка в полурешетке 5™.

2. Метод решения

Перейдем от системы команд К к табличному заданию функции у=<р(х). Для этого:

1) для всякой команды с=(о6, и>г)еК добавим в таблицу две строки: (а+Ь, IV) и (¿>, г)-,

2) строки с одинаковой левой частью (а, М|)-и (а, и^) объединим в одну: (а, и'), где и> есть наибольшая общая нижняя грань н^^^в 5™. Если для и», и и»2 в ^ общей нижней грани не существует, то система команд К нереализуема (не существует реализующей ее схемы) - по теореме 8.1 в [1]. Построенная таким образом функция <р проверяется на квазимонотонность (необходимое условие реализуемости).

Пусть далее т=1, т.е. уеБ. Функцию состояний у(х) тогда можно представить в виде двух функций проводимости ср^х) и <р\(х), представляющих собой первую и вторую компоненты (р(х) соответственно. Схему N будем строить в виде рис. 1, где Ы0 - схема, проводимость между полюсами 0 и 1 которой реализует функцию <ро{х), ив^| проводимость между полюсами 1 и 2 реализует функцию <Р\(х). Возможно задание различных базисов для построения схем Ы0 и Л^; например, для получения КМОП-схем базис для N0 должен содержать только МОП-транзисторы п-типа, а для Л^ - МОП-транзисторы р-типа.

Задача синтеза двухполюсной переключательной схемы с заданными условиями функционирования известна давно [2,3]; при этом под «условиями функционирования» понимается обычно задание полностью определенной булевой функции. В нашей постановке подлежащая реализации функция есть частично определенная функция на полурешетках. В работах [1, 4] описан декомпозиционный метод синтеза переключательных схем, реализующих заданные функции проводимости, для случая произвольного базиса переключательных элементов, и сформулированы необходимые и достаточные условия полноты используемого базиса.

Х\

ф)

Таблица2

Операции л и V

Рис. 1

Мы рассмотрим алгоритм построения переключательной схемы ТУ, реализующей между полюсами О и 1 функцию проводимости <р(х), для базиса {ТЬТЬ Т^ТьД), где Г| - Г4 - транзисторы, функции которых представлены в табл. Л '-резистор. При иострое* нии схем будем использовать параллельное и последовательное соединения цепей, моделирующие соответственно конъюнкцию (л) и дизъюнкцию (V) прово-димостей. В табл. 2 приводятся значения этих операций на множестве точек полурешетки С2.

XI 0 0 0 X X X 1 1 1

*2 0 X 1 0 X 1 0 X 1

X] л х2 0 0 0 0 X X 0 X 1

XIV х2 0 X 1 X X 1 1 1 1

Пусть задано множество базисных элементов В= ={еь..., <?ь Щ, где е,е{ТиТ2,ТьТ4}, /= 1,..., * - эле-

менты с функциями проводимости /¡Я-ьРР'={ 0, 1, X'}, и функция проводимости <р(х):£Г->Р. Построим дпм каждого элемента ............. из области определения функции <р(х) вектор значений функций проводимости базисных элементов: <®(«)=(/1(ы0.- • •»/¡("л). • • •, X). <Р(м) принимает значения в полурешетке />"=(/>')*'' х. Функции ф(х) сопоставим функцию /¿Р "-*Р, определенную на множестве векторов Ф(и), по правилу: Через аЩ будем обозначать у'-ю компоненту вектора а.

Теорема 1. Для того чтобы существовала переключательная схема из элементов базиса В, реализующая функцию проводимости <р(х), необходимо, чтобы соответствующая функция была квазимонотонна.

Доказательство. Рассмотрим произвольные элементы »1, ы2, иЗ из области определения функции ср(х) такие, что соответствующие им векторы Ф{и\), Ф(ы2), Ф(мЗ) имеют общую нижнюю грань в Р". Тогда для любых /=1,.... п значения функ-

ций проводимости базисных элементов Ди1[/]), /(и2[/]),/(иЗ[/]) имеют общую нижнюю фань в Р'.

В силу монотонности операций конъюнкции и дизъюнкции проводимостеЙ )побая сеть из базисных элементов реализует функцию проводимости / такую, что Ди1), Ди2), ЛиЗ) имеют общую нижнюю грань в Р, а в силу монотонности функций то же свойство выполняется и для каскадного соединения элементов. Таким образом, любая схема из элементов базиса В реализует функцию проводимости, значения которой на элементах «1, и2, иЗ имеют общую нижнюю фань, из чего следует утверждение теоремы. Теорема доказана.

Пусть заданная для реализации функция <р(х) удовлетворяет условию теоремы. Воспользовавшись методом разложения [4], можно получить, например, следующую формулу для <р(х):

компоненты разложения приводятся в табл. 3.

Разложение функции <р{х)

Табл ицаЗ

£1 й ¿3 £4 & й' й'

0 0 0 Е Е Е 0 0 X' X'

1 1 Е Е Е Е 1 X1 X' X'

X г 0' 0 1 Е 0 1 0 1

г г Е Е Е Г 0 X' X' X*

0' Е 0' Е Е 0' X' 1 X' X'

X' X' X' 1 0 X1 X' X' 1 0

Функция <р{х) квазимонотонна, т.е. для любых не обязательно различных аь аъ а3 из области ее определения из того, что (р{а{), <р(а2), <р{а3) не имеют общей нижней фани в Р, следует, что ах, аъ а3 не имеют общей нижней фани в Д". Непосредственной проверкой можно убедиться, что это свойство выполняется и для функций - g^, т.е. они также квазимонотонны. Кроме того, функции g\ -g^ реализуются квазимонотонными функциями ' - #4' со значениями в полурешетке Рзначит, соответствующие им схемы можно построить из элементов Т\ - Г4 (этот алгоритм будет описан в следующем разделе). Функция gs требует особого рас-

смотрения. Предварительно установим следующее вспомогательное утверждение.

Утверждение. Если функция /\Р"-*Р квазимонотонна, то для любых а и аъ а3 из области ее определения таких, что./(л1)=1\ У{а2)=0', .Да3)=Х', хотя бы одна из пар (аь а2), (а2, а3) и (<>1, а3 ) не имеет общей нижней фани в Р".

Доказательство. Предположим, что все пары (аь аз), (а2, я3) и (а|, а3) имеют общие нижние грани в Р". Тогда для любого/=1,..., к п+\ пары компонент (щЦ], а2\]\), (Рг\]\ а3[/]) и (а,(Д а3[/]) также имеют общие нижние грани. Так как ¿/¡[Д аг\]\ и а3[/] принимают значения в полурешетке Р' или равны X, то и вся

-тройка (а,[/1 а2[/], оз[/]) имеет общую нижнюю грань (по доказанному в [4]), а поскольку это выполняется для любого у, то и тройка векторов (аь а2, а3) имеет общую нижнюю грань в Р". Но/аО./агХХ^з) общей нижней грани в Р не имеют, что противоречит квазимонотонности / Утверждение доказано.

Обозначим через 11° множество всех элементов а из области определения функции / для которых /а)=сг, сге{0,1, X, О', Г, X'}, и вернемся к функции g¡. Будем разлагать ее по операциям конъюнкции и дизъюнкции проводимостей до тех пор, пока не получим все компоненты разложения такие, что |=1, |С/^°|=1. Пусть gi(a{]r0'. Для каждой компоненты разложения возможен один из двух вариантов:

1) (¡о и а\ не имеют общей нижней грани. Тогда функция g/ реализуется квазимонотонной функцией g со значениями вР'и следующей областью определения: ив°=и/, и^=и/.

2) ао и а\ имеют общую нижнюю фань. Тогда множество можно разбить на два подмножества: С/0ХО, состоящее из элементов, не имеющих общей нижней

грани с а\, и II* ° (его элемента не имеют общей

нижней грани соов силу доказанного утверждения).

Реализующую gi функцию можно построить в виде: gi^vXлgi2<gi, где gih gi2 - квазимонотонные функции со значениями в Р\ заданные следующими мдажесгвами:

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Таким образом, задача сведена к реализации • функций проводимости с<т значениями в'Р*......

3. Синтез переключательных схем, реализующих функции проводимости со значениями в полурешетке Р'={0,1, X'}

Пусть квазимонотонная функция —>Р' задана двумя множествами: I// и и задано множество базисных элементов {в),..., ек} с функциями проводимости ¿-.З-ьР', 1=1.....к Вычислим значения каждой

из функций/, ..., / для всех аргументов х^..., х„ на множестве и/=и/и1//, т.е. построим множество функций Ф=^(хх\...^(х„),...Лх{\...Лх„)}. Если существует Дрс^еФ такая, что для всех аеЦ имеет место ДоЭДЖя)» то искомая схема С состоит из одного базисного элемента еь затвор которого отождествлен с входным полюсом схемы В противном случае будем строить схему N в виде параллельно-последовательной сети, определяемой следующим образом:

1. Базисный элемент е„ затвор которого отождествлен с входным полюсом схемы х, а исток и сток - с полюсами 1 и 2 соответственно, есть сеть Л^, реализующая между полюсами 1 и 2 функцию проводимостиДхД

2. Если М12 и N3,4 - сети, реализующие функции проводимости/ (между полюсами 1 и 2) и/2 (между полюсами 3 и 4) соответственно, то их последовательное соединение состоит в отождествлении полюсов 2 и 3 и есть сеть Л^, реализующая функцию проводимости /¡л/"2 между полюсами 1 и 4, а параллельное соединение состоит в попарном отождествлении полюсов 1 и 3,2 и 4 и есть сеть Л^д, реализующая функцию проводимости/\\zfi между полюсами 1 и 2.

3. Других сетей нет.

Теорема 2. Для того чтобы существовала сеть, реализующая функцию / необходимо и достаточно, чтобы для любой пары (а ,Ь), где a&Uf, bellсуществовала функция <Pat,e Ф, такая что <pat£b)=\.

Доказательство. Достаточность. Непосредственной проверкой убеждаемся, что следующие формулы (и соответствующие им схемы) реализуют f.

I ПФ-^/'П 5>о)

heUj а*иа{ aeU'f Aei/}.

Здесь знаки I и П обозначают дизъюнкцию и конъюнкцию проводимостей соответственно.

Необходимость. Пусть _Ла)=0,.Д^)=1» и не существует фаь^Ф такой, что <раь(а)=0, <раЬ(Ь)=\. Возможны два случая:

1) не существует (раь^Ф такой, что <patia)=\, Я>ЛЬ)=0. Тогда векторы <р\(а),..., <рк.„(а)) и (<pi(b),..., <PkJJt>) имеют общую нижнюю грань, и в силу нарушения условия квазимонотонности функции fv построение сети, реализующей f, невозможно;

2) существует <р„ье Фтакая, что <patHay=\, <раь(Ь)=0. Предположим, что соответствующий базисный элемент е„ь участвует в построении сети, реализующей / в параллельном соединении с некоторой сетью St с функцией f\. Тогда это соединение реализует функцию/^/, v^, и/2(а)= \J2{b)=f\{b).

Итак, значения функции / на элементах а, b либо совпадают со значениями <раь, либо имеют общую нижнюю грань - 1. В обоих случаях участие сети с функциейJ2 'в'дальнейших построениях не приведет к реализации Дх) такой, чтоДа)=0,У(6)=1, т.к. на элементах a, b значения (раь будут повторяться либо нарушится условие квазимонотонности. Аналогичные рассуждения можно провести и для последовательного соединения элемента е„ь с сетью S1. Необходимость доказана. Теорема доказана. •

Формулы (1) доставляют схемы, далекие от оптимальных (по числу транзисторов). Для упрощения получаемых схем применим декомпозиционный параметрический метод Павлова [5]. Суть метода состоит в последовательном упрощении задаваемых для реализации функций путем разложения их по базисным операциям (в нашем случае это операции д и v); под «упрощением» здесь понимается сокращение области определения функции до тех пор, пока не найдется реализующая ее функция <ре Ф. Функция /задается четверкой параметров: Ц°, и/, от/, т} (на старте алгоритма m°=\Uf\, m}=\U/\), и считается, что <р реализует/ если \Uf°nU°\>mf0y \u}rXJj^m}. При поиске разложения f\vfz"£f используются формулы:

U (2)

После нахождения функции <ре Ф, реализующей /ь определяются параметры второй компоненты разложения:

£/•-с/» пс/;,1/х-£/}-£/;,

т\ =т),т\ = т)-\и} nU^. (3)

Для получения разложения f\rf2<f надо в формулах (2), (3) поменять местами верхние индексы 0

и 1. Так как при разложении по V уменьшается параметр т/, а при разложении по л - т/, то для выбора базисной операции на каждом шаге алгоритма можно использовать следующее эвристическое соображение: если т/>т/, то выбираем операцию л, иначе - V. Если для очередной компоненты разложения не находится реализующей ее функции в Ф, то она, в свою очередь, подвергается разложению, и так до определения всех компонент. Процесс сходится, если выполнено условие теоремы 2.

Данный алгоритм строит однокаскадные схемы, а значит, решение в классе КМОП-схем существует, только если задана отрицательная функция либо на входы схемы вместе с каждым входным сигналом подается и его инверсия. В дальнейшем предполагается рассмотреть вопрос о выделении каскадов, преследующем двоякую цель: во-первых, расширение класса реализуемых функций и, во-вторых, упрощение получаемых схем (особенно при задании на синтез системы функций).

ЛИТЕРАТУРА

1. Агибалов Г. П. Дискретные автоматы на полурешетках. Томск: Изд-во Том. ун-та, 1993.227 с.

2. Шеннон К. Работы по теории информации и кибернетике. М.: ИЛ, 1963. 827 с.

2. Поваров Г.Н. Метод синтеза вычислительных и управляющих контактных схем // Автоматика и телемеханика. 1957. №2. С. 145-162.

4. Агибалов Г.П., Бузанов В.А., Липский В.Б., Румянцев Б.Ф. Логическое проектирование переключательных автоматов. Томск: Изд-во

Том. ун-та, 1983. 156 с.

5. Павлов В.Л. О синтезе логических схем из элементов «ИЛИ-НЕ» с ограниченным числом входов // Вычислительная техника Кау-

нас: Каунасский политехнический институт, 1971. Т. 2. С. 219-223.

Статья представлена кафедрой защиты информации и криптографии факультета прикладной математики и кибернетики Томского государственного университета, поступила в научную редакцию 1 марта 2000 г.

УДК 519.7

Н.Г. Парватов

К СИНТЕЗУ ФОРМУЛ, РЕАЛИЗУЮЩИХ И ПРЕДСТАВЛЯЮЩИХ

КВАЗИМОНОТОННЫЕ И МОНОТОННЫЕ ФУНКЦИИ НА ПОЛУРЕШЕТКЕ ПОДМНОЖЕСТВ КОНЕЧНОГО МНОЖЕСТВА

Работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ, грант № 98-01-00288

Предлагаются методы синтеза формул из одноместных функций и двухместной дизъюнкции (конъюнкции) для реализации и представления квазимонотонных и монотонных функций на полурешетке подмножеств ¿-элементного множества.

Постановка задачи

Будем рассматривать функции, которые вместе со своими аргументами принимают значения из верхней полурешетки С всех непустых подмножеств множества £={0,..., А-1}. Множество всех таких функций обозначим Рс- Функции из Рс заслуживают внимания в связи с тем, что с их помощью удается адекватно и с наперед заданной точностью моделировать динамическое поведение интегральных схем логического управления [1]. Область определения любой такой функции / от п переменных является полурешеткой С - и-й декартовой степенью полурешетки С. В ней элементы суть наборы длины л с компонентами в С, отношение порядка й есть покомпонентное включение и сложение есть покомпонентное объединение.

Функция/называется аддитивной, если она является гомоморфизмом полурешеток, т.е. если Да+А)= =Да)+/6) для любых аиЬюй/. Функция/называется точечной, если ее значение на любом элементе </ из Df равно сумме (объединению) элементов, содержащихся в с/. Функция / называется монотонной, если для произвольных а и ¿> из £>/ всякий раз из а<Ь следуетФункция /реализуется функцией g, или g является реализацией / если g{c¡)^d) при любом </ из Функция /называется квазимонотонной, если она реализуется некоторой монотонной функцией. Множества всех аддитивных, точечных, монотонных и квазимонотонных функций в Рс обознача-

ются соответственно Н, Р, А/ и Q. Вместе с отношением реализации они являются частично упорядоченными множествами, причем Я и Р - собственными подмножествами в М, М- собственным подмножеством в Q, Q - собственным подмножеством в Рс, поэтому можно говорить о минимальных элементах в них. Минимальными в Q функциями являются минимальные точечные функции, множество которых обозначается Т. Множества всех минимальных элементов частично упорядоченного множества S обозначается m(S). В частности, m(P)=m(Q)=m(M)=T, т(С)=Е - множества минимальных точечных функций и одноэлементных подмножеств соответственно. Элементы в С будем рассматривать и как функции в Рс, принимающие значения соответствующих констант и, следовательно, являющиеся точечными функциями, т.е. CqP, причем т(С)ст(Р). Введенные выше определения взяты нами из [2].

Пусть BcQ. Определим понятие формулы над В и функции данной формулы. Сделаем это в форме следующего индуктивного определения:

1. Пусть х - символ переменной, принимающей значения в полурешетке С. Тогда х - формула над В и одноместная функция, значения которой совпадают со значениями своего аргумента - функция данной формулы.

2. Пусть Fu-, Fm - формулы над В и функции /i,—> fm являются функциями соответствующих формул Fi,..., Fm. Пусть/- символ m-местной функции из В. Тогда/F,,..., Fm) - формула над В и ДА,..., • ••>/п) - функция данной формулы.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.