Підвищення ефективності цифрових обчислювальних засобів, реалізованих на основі програмовних логічних інтегральних середовищ
| dc.contributor.author | Клятченко, Ярослав Михайлович | |
| dc.contributor.degreedepartment | системного програмування і спеціалізованих комп’ютерних систем | uk |
| dc.contributor.degreefaculty | - | uk |
| dc.contributor.degreegrantor | Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут» | uk |
| dc.date.accessioned | 2014-04-16T15:23:18Z | |
| dc.date.available | 2014-04-16T15:23:18Z | |
| dc.date.issued | 2014 | |
| dc.description.abstracten | Thesis for Candidate of Technical Sciences degree on specialty 05.13.05 - computer systems and components. - National Technical University of Ukraine “Kyiv Polytechnic Institute”, Kyiv, 2014. The thesis is devoted to solving important scientific-applied task - increasing the efficiency (probability of correct operation and performance) of digital computers facilities that are implemented on programmable logical integrated mediums (PLIM) by improving methods for evaluation probability of their correct operation and by developing new methods for improving the performance of hardware specialized computational tools, that based on PLIM. Incrementation probability of proper operation of logical inverters of information based on PLIM was made and compared by means of autocorrection and parameters of PLIM as well, as depending on the order probability values of determined distortion of incoming signals. There were proposed the methods and system of calculating the probabilities of output values for systems of Boolean functions from several variables, that describe the operation of such complex structures as logical network by superposition of Boolean functions with smaller quantity variables. To improve the performance of computing facilities, based on PLIM proposed hardware method of implementation search accelerators by using adaptive comparison algorithm and hardware method of increasing the performance for computational facilities, based on hypercomplex number system. | uk |
| dc.description.abstractru | Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.13.05 - компьютерные системы и компоненты. - Национальный технический университет Украины “Киевский политехнический институт”, г. Киев, 2014. Диссертационная работа посвящена решению актуальной научно-прикладной задачи - повышение эффективности (достоверности и производительности) цифровых вычислительных средств, реализованных на основе программируемых логических интегральных сред (ПЛИС) путем совершенствования методов оценки достоверности их функционирования, а также за счет реализации на ПЛИС технологии адаптивного сравнения и операций над гиперкомплексными числами путем отражения задач, методов и алгоритмов на архитектуру и структуру этих средств. Выполнена оценка и сравнение прироста вероятности правильной работы логических преобразователей информации на ПЛИС за счет автокоррекции и в зависимости от параметров ПЛИС, а также в зависимости от порядка значений вероятности детерминированных искажений входных сигналов. Доказана целесообразность учета явления автокоррекции в аппаратных средствах на базе ПЛИС и предложены соотношения, обеспечивающие более эффективные результаты при уточнении таких параметров, как автокорректирующая способность функции Fj на r-м входном наборе, вероятность отсутствия искажения і-го аргумента, вероятность искажения l-го типа i-го аргумента в сравнении с расчетами, где автокоррекция не учитывается. Предложена система показателей для оценки эффекта от учета автокорректирующих свойств функций переходов (ФП) схемотехнических компонент типа “элементарный автомат” (ЭА) - триггеров различных типов в аппаратных средствах на базе ПЛИС, что повышает расчетную вероятность их правильной работы. Эта методика позволяет оптимизировать цифровые структуры, использующие ЭА, по показателям достоверности функционирования на основе известных вероятностей появления неискаженных входных сигналов и их детерминированных искажений. По изложенной методике можно оценивать эффект от учета автокорректирующих свойств любых ЭА, ФП которых представлены в виде переключательных функций, а также получать подобные оценки с учетом многократных детерминированных входных искажений. На основе предложенного метода полной оценки достоверности функционирования комбинационных структур при наличии 1, 2, 3,..., n-кратных искажений аргументов показано, что в случаях высокой вероятности детерминированных искажений оценки достоверности функционирования комбинационных структур характеризуются большей полнотой. Предложена методика и система для вычислений вероятностей исходных значений систем булевых функций от многих переменных, описывающих работу таких сложных структур, как логические сети (ЛС). Это позволяет проводить вычисления достоверности функционирования ЛС в условиях детерминированных искажений с учетом реальных реализаций комбинационных схем путем суперпозиции булевых функций с меньшим количеством переменных. При этом трудоемкость вычисления вероятности правильной работы ЛС значительно уменьшается. Установлено, что благодаря явлению автокоррекции обеспечивается прирост вероятности правильного функционирования ЛС даже в условиях существенных искажений входных данных. Для повышения производительности вычислительных средств на ПЛИС в работе предложен аппаратный метод реализации ускорителей поисковых операций путем оптимизации алгоритма адаптивного сравнения информационных объектов и использования свойства реконфигурируемости ПЛИС. Адаптивность этого алгоритма заключается в том, что минимальное значение длины совпадения двух любых подпоследовательностей d адаптивно определяется, исходя из типа и особенностей информационного объекта. Предложены аппаратные средства адаптирования этого алгоритма сравнения под определенные характеристики информационных объектов за счет полного или частичного реконфигурирования устройства на ПЛИС. Такой подход позволяет повысить производительность поискового ускорителя на ПЛИС благодаря нивелированию влияния размера последовательности на время выполнения операции сравнения. Также предложен аппаратный метод повышения производительности вычислительных средств, которые базируются на гиперкомплексных числовых системах путем введения групповой операции с автономным блоком управления, который реализует функциональную выборку из памяти и за счет создания новых функционально-ориентированных средств. Использование свойства реконфигурируемости ПЛИС обеспечивает возможность перенастройки ускорителя под разные типы гиперкомплексных чисел и разрядности их компонент (учитывая объем логических ресурсов ПЛИС) без снижения производительности. | uk |
| dc.description.abstractuk | Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.13.05 – комп’ютерні системи та компоненти. - Національний технічний університет України “Київський політехнічний інститут”, м. Київ, 2014. Дисертаційна робота присвячена вирішенню актуальної науково-прикладної задачі - підвищенню ефективності (достовірності та продуктивності) цифрових обчислювальних засобів, що реалізовані на основі програмовних логічних інтегральних середовищ (ПЛІС) шляхом удосконалення методів оцінки достовірності їхнього функціонування, а також за рахунок розробки нових апаратних методів підвищення продуктивності спеціалізованих обчислювальних засобів на ПЛІС. Виконано оцінку та порівняння приросту ймовірності правильної роботи логічних перетворювачів інформації на ПЛІС за рахунок автокорекції, в залежності від параметрів ПЛІС та порядку значень імовірності детермінованих спотворень вхідних сигналів. Запропоновано методику та систему обчислення імовірностей вихідних значень систем булевих функцій від багатьох змінних, що описують роботу таких складних структур, як логічні мережі, шляхом суперпозиції булевих функцій з меншою кількістю змінних. Для підвищення продуктивності обчислювальних засобів на ПЛІС в роботі запропоновано апаратний метод реалізації прискорювачів пошукових операцій на базі алгоритму адаптивного порівняння інформаційних об’єктів та апаратний метод підвищення продуктивності прискорювачів обчислень, що базуються на гіперкомплексній числовій системі. | uk |
| dc.format.page | 23 л. | uk |
| dc.identifier.uri | https://ela.kpi.ua/handle/123456789/7281 | |
| dc.language.iso | uk | uk |
| dc.publisher | Національний технічний університет України "Київський політехнічний інститут" | uk |
| dc.publisher.place | Київ | uk |
| dc.status.pub | published | uk |
| dc.subject.udc | 004.051; 004.272; 004.274 | uk |
| dc.title | Підвищення ефективності цифрових обчислювальних засобів, реалізованих на основі програмовних логічних інтегральних середовищ | uk |
| dc.type | Other | uk |
| thesis.degree.level | candidate | uk |
| thesis.degree.name | кандидат технічних наук | uk |
| thesis.degree.speciality | 05.13.05 – комп’ютерні системи та компоненти | uk |