Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

A hierarchy of finite state machines as a scenario player in interactive training of pilots in flight simulators

Bach Małgorzata, Werner Aleksandra, Mrozik Magda, Cyran Krzysztof A.

International Journal of Applied Mathematics and Computer Science

|

2021

|

Vol. 31, no. 4

713--727

EN

The paper presents the concept of a control unit, i.e., a scenario player, for interactive training pilots in flight simulators. This scenario player is modelled as a hierarchy of finite state machines. Such an approach makes it possible to separate the details of an augmented reality display device which is used in training, from the core module of the system, responsible for contextual organization of the content. Therefore, the first contribution of this paper is the mathematical model of the scenario player as a universal formulation of the self-trained control unit for interactive learning systems, which is applicable in a variety of situations not limited solely to flight simulator related procedures. The second contribution is an experimental verification achieved by extensive simulations of the model, which proves that the proposed approach is capable to properly self-organize details of the context information by tracing preferences of the end users. For that latter purpose, the original algorithm is derived from statistical analysis, including Bayesian inference. The whole approach is illustrated by a real application of training the preflight procedure for the captain of the Boeing 737 aircraft in a flight simulator.

2

Fault diagnosis in nonlinear hybrid systems

Zhirabok A., Shumsky A.

International Journal of Applied Mathematics and Computer Science

|

2018

|

Vol. 28, no. 4

635--648

EN

The problem of fault diagnosis in hybrid systems is investigated. It is assumed that the hybrid systems under consideration consist of a finite automaton, a set of nonlinear difference equations and the so-called mode activator that coordinates the action of the other two parts. To solve the fault diagnosis problem, hybrid residual generators based on both diagnostic observers and parity relations are used. It is shown that the hybrid nature of the system imposes some restrictions on the possibility of creating such generators. Sufficient solvability conditions of the fault diagnosis problem are found. Examples illustrate details of the solution.

3

Zestawienie i porównanie automatów probabilistycznych i kwantowych

Siedlecka-Lamch O.

Studia i Materiały / Europejska Uczelnia Informatyczno-Ekonomiczna w Warszawie

|

2017

|

Nr 1(13)

77--83

PL

Większość systemów informatycznych można modelować z wykorzystaniem różnego rodzaju automatów skończonych: deterministycznych, niedeterministycznych, probabilistycznych itp. Automaty te można badać pod kątem osiągalności określonych stanów i dzięki temu sprawdzać, czy system może znaleźć się w stanie krytycznym, błędnym, niechcianym. Mamy również możliwość dokonania operacji minimalizacji automatów. Praktycznie ogranicza się to do znalezienia stanów nadmiarowych i nieosiągalnych – dzięki czemu mamy również sposobność zminimalizować oryginalny, modelowany system, zaoszczędzić na dokonywanych operacjach, pamięci, a nawet sprzęcie.

EN

Most IT systems can be modeled with the use of various types of finite automata: deterministic, non-deterministic, probabilistic, etc. These automatons can be tested for reachability of certain states and thus we can check whether the system can be in a critical, erroneous or unwanted state. We also have the ability to perform the operation of automata minimization. Practically, this is limited to finding redundant and unreachable states – so we also have the opportunity to minimize the original, modeled system, save on operations amount, memory, and even hardware.

4

Kodowanie stanów energooszczędnych automatów sekwencyjnych wykorzystujące algorytm Kernighana-Lina

Kajstura K., Kania D.

Przegląd Elektrotechniczny

|

2015

|

R. 91, nr 5

155-158

PL

W artykule przedstawiono oryginalny dekompozycyjny algorytm kodowania stanów wewnętrznych automatów skończonych, który ukierunkowany jest na minimalizację poboru mocy. W kolejnych krokach następuje podział grafu stanowiącego probabilistyczny opis automatu realizowany za pomocą zmodyfikowanego algorytmu Kernighana-Lina. Wyniki eksperymentów wskazują, że opracowana metoda kodowania prowadzi do redukcji poboru mocy oraz zmniejszenia powierzchni układu.

5

Koszt implementacji w strukturach CPLD i FPGA jako kryterium wyboru stanów przy minimalizacji automatu skończonego

Klimowicz A.

Pomiary Automatyka Kontrola

|

2014

|

R. 60, nr 7

480--482

PL

W pracy opisano heurystyczną metodę minimalizacji automatów skończonych, która pozwala na etapie minimalizacji stanów uwzględniać parametry bazy technologicznej oraz metodę kodowania stanów. Opisano kryteria minimalizacji liczby stanów ze względu na koszt ich realizacji w strukturze CPLD, gdzie głównym parametrem wpływającym na realizację jest liczba termów podłączonych do jednej makrokomórki i liczba elementarnych koniunkcji w opisie SOP (Sum of Products) funkcji logicznej oraz FPGA, gdzie głównym parametrem jest liczba wejść elementu logicznego i liczba argumentów realizowanej funkcji logicznej. Przedstawiono także wyniki badań opracowanych algorytmów i porównanie ich z innymi metodami minimalizacji stanów.

EN

In the paper a heuristic method of minimization of incompletely specified finite state machines is described. This method allows taking into account the parameters of technological base, the method of state assignment and realization costs. The presented method is focused on realization of FSM in CPLD and FPGA structures. The method is based on operation of merging two states. In addition to reducing internal states this method minimizes the number of FSM transitions and FSM input variables. In contrast to the previously developed methods, in each step of the algorithm there is considered not only one, but the entire set of all pairs of states for which it is permissible to merge. Then from the set there is selected the pair of states which best matches the criteria of minimizing. The paper describes the criteria for minimizing the number of states of the machine because of the cost of their implementation in the CPLD. The main parameter influencing the implementation is a number of terms connected to one macrocell and FPGA structures, where the main parameter is the number of LUT inputs and the number of logic function arguments. The results of implementation of the minimized FSMs in programmable devices showed that the proposed method allowed building FSMs at lower cost and higher speed than STAMINA program for CPLD and FPGA devices.

6

Badania metody minimalizacji nie w pełni określonych automatów skończonych realizowanej w oparciu o sklejanie dwóch stanów

Klimowicz A.

Pomiary Automatyka Kontrola

|

2014

|

R. 60, nr 5

297--300

PL

W pracy opisano badania eksperymentalne metody minimalizacji nie w pełni określonych automatów skończonych. Proponowana metoda bazuje na operacji sklejania dwóch stanów. W pracy pokazano warunki konieczne łączenia dwóch stanów oraz przypadek tworzenia się stanów oczekiwania. Opisana metoda pozwala na redukcję liczby stanów średnio 1,16 razy i liczby przejść automatu 1,27 razy. Pozwala także na redukcję liczby przejść w stosunku do programu STAMINA średnio 1,40 razy. Przedstawiono także wyniki implementacji zminimalizowanych automatów w strukturach CPLD i FPGA, które potwierdziły skuteczność metody.

EN

This paper presents experiments on a heuristic method for minimization of an incompletely specified finite state machine with unspecified values of output variables. The proposed method is based on two states merging. In addition to reduction of the finite state machine (FSM) states, the method also allows reducing the number of FSM transitions and input variables. In contrast to the previously developed methods, in each step of the algorithm there is considered not only one, but the entire set of all pairs of states for which it is permissible to merge. Then from the set there is selected the pair of states which best matches the criteria of minimizing. In the paper, the conditions of state equivalence are presented. Two FSM states can be merged only if they are equivalent. It should be noted that the wait states can be formed at the merging of FSM states. This method allows reducing the number of internal states of the initial FSM by 1.16 times on the average, and by 2.75 times on occasion. An average reduction of the number of FSM transitions makes up 1.27 times. The comparison of the proposed method with the program STAMINA shows that the offered method does not reduce the number of FSM states, however it allows reducing the number of FSM transitions by 1.40 times on the average. The results of implementation of the minimized FSMs in programmable devices showed that the proposed method allowed building FSMs at lower cost and higher speed than the STAMINA program for CPLD and FPGA devices.

7

Zastosowanie metody syntezy wielopoziomowych układów kombinacyjnych do realizacji części kombinacyjnej wspólnego modelu automatów skończonych Mealy’ego i Moore’a

Klimowicz A.

Przegląd Elektrotechniczny

|

2013

|

R. 89, nr 11

105-108

PL

Praca dotyczy problemu syntezy układu sekwencyjnego w oparciu o programowalne układy logiczne. Cechą szczególną zastosowanej metody jest wykorzystanie wartości zmiennych wyjściowych jako kodu lub części kodu stanów wewnętrznych automatu skończonego. Do uproszczenia funkcji wyjść i funkcji wzbudzeń elementów pamięci automatu zastosowano metodę syntezy wielopoziomowych układów kombinacyjnych wykorzystującą sprzężenia zwrotne układu programowalnego. Praca zawiera także wyniki badań eksperymentalnych metody.

EN

In this paper, a problem of synthesis of sequential circuit on programmable logic device was presented. A special feature of the method is application of values of output variables as a code or as a part of code of internal states of a finite automata. The synthesis method of multilevel combinational circuits, which uses feedbacks of PLD macrocells to synthesis of finite state machines was applied to simplification of combinational part of state machine. The experimental results of synthesis of the improved method are presented in the paper.

8

Analiza porównawcza narzędzi syntezy Altera Quartus II i Synthagate

Węgrzyn M., Karatkiewicz A.

Przegląd Elektrotechniczny

|

2013

|

R. 89, nr 12

380-383

PL

W artykule przedstawiono analizę porównawczą skuteczności działania przemysłowego narzędzia syntezy układów cyfrowych FPGA (na przykładzie systemu Altera Quartus II), a narzędzia syntezy o pochodzeniu akademickim (Synthagate). Eksperymenty przeprowadzono z wykorzystaniem szeregu przykładów opisujących automaty skończone. Przedyskutowano wpływ sposobu opisu automatów na wyniki syntezy. Stwierdzono, że system Synthagate daje na ogół lepsze wyniki pod względem wykorzystania zasobów układów programowalnych oraz działa znacznie szybciej, niż narzędzie przemysłowe.

EN

The paper presents comparison between efficiency of an industrial FPGA design software tool Altera Quartus II and similar design software tool Synthagate by Syntezza company of an academic origin. The experiments were performed using a series of examples describing the Moore finite state machines; one-hot state encoding was used in all cases. Area (number of used logical blocks) was the main parameter used for the comparison. Influence of the way of FSM description (in VHDL language) on the quality of synthesis was studied. The obtained results show that Synthagate in almost all cases performs synthesis more efficiently and essentially quicker than Altera Quartus. Section 1 presents motivation of the research; Section 2 describes problems which had to be solved to provide correctness of experimental comparison. In Section 3, the experimental results are presented. Section 4 describes still existing problems related to the comparison, which have to be solved. Section 5 presents the conclusions.

9

Algorytm kodowania stanów wewnętrznych automatu skończonego ze zmienną długością kodu do minimalizacji mocy

Salauyou V., Grześ T.

Przegląd Elektrotechniczny

|

2013

|

R. 89, nr 11

101-104

PL

W artykule przedstawiono dwie heurystyczne metody kodowania stanów wewnętrznych automatów skończonych, których celem jest zminimalizowanie poboru energii: ze stałą i ze zmienną długością kodu. Drugie podejście charakteryzuje się małym kosztem obliczeniowym. Badania eksperymentalne wykazują znaczące zmniejszenie poboru energii w przypadku pierwszej metody w porównaniu z algorytmem NOVA średnio o 39%. Druga metoda w porównaniu z pierwszą pozwala na zmniejszenie poboru energii nawet o 34%.

EN

This paper presents two heuristic methods of encoding the internal states of finite state machine to minimize the power consumption: a fixed and a variable code length. The second approach has low computational cost. Experimental researches show a significant reduction in energy consumption in the first method, compared to the algorithm NOVA average of 39%. The second method compared to the first allows you to reduce power consumption by up to 34%.

10

Zastosowanie grafów przejść automatów skończonych do opisu algorytmów działania urządzeń srk

Kawalec P., Rżysko M.

Prace Naukowe Politechniki Warszawskiej. Transport

|

2013

|

z. 95

221--230

PL

W artykule przedstawiono propozycję stworzenia metody formalnego zapisu algorytmów działania urządzeń zabezpieczenia ruchu kolejowego z wykorzystaniem grafów przejść automatów skończonych. Przegląd stosowanych obecnie metod opisu urządzeń srk wskazuje, że nie istnieje jednolita platforma opisu wszelkiego rodzaju dyskretnych układów sterowania. Większość stosowanych metod nie pozwala na wykorzystanie wspomagania komputerowego na etapie specyfikacji i weryfikacji tego typu układów. Na przykładzie stworzonego modelu przykładowego urządzenia zostało pokazane, że zastosowanie do tego celu grafów przejść pozwala stworzyć kompletną platformę specyfikacji algorytmów działania urządzeń srk, pozwalając dodatkowo na statyczną i dynamiczną weryfikację poprawności opisu z wykorzystaniem języków opisu sprzętu.

EN

The article presents a method of railway traffic control algorithm specification using finite-state machine diagrams. The review of currently used description methods of railway traffic control devices and systems indicates that a complete platform for description of all kinds of discrete control systems does not exist. It is shown that application of FSM diagrams for this purpose comprises a uniform platform for specification and verification of railway traffic control devices, which additionally allows static and dynamic verification of correctness of this description with the use of hardware description languages and logic simulators. On the exemplary operation algorithm of point module, both the possibilities of Active–HDL package as well as the process of computer aided specification and verification of the designed system are presented.

11

Wybór sposobów opisu w języku Verilog układów kombinacyjnych przy syntezie automatów skończonych

Salauyou V., Zabrocki Ł.

Pomiary Automatyka Kontrola

|

2013

|

R. 59, nr 8

763--765

PL

Zbadane sposoby opisu układów kombinacyjnych automatów skończonych w języku Verilog, a problem wyboru najlepszego opisu z punktu widzenia kosztów realizacji. Problem został rozwiązany empirycznie. Zaproponowano siedem konstrukcji języka Verilog dla opisu układów kombinacyjnych, z których zostały wybrane dwie najlepsze konstrukcje. Pokazano, że wybór sposobu opisu pozwala zmniejszyć koszt realizacji średnio w 2,71 razy, a dla niektórych przypadków - w 3,40 razy. Praca ma duże znaczenie praktyczne.

EN

In the paper techniques of combinational circuit specifications in the Verilog language at synthesis of finite state machines (FSMs) are examined. The problem of the best specification choice for minimization of an FSM cost is considered. This task was empirically solved by performing a great many experimental researches. There were proposed seven Verilog language constructions for specification of the FSM combinational circuits, four with the statement if and three with the statement case, from which two best constructions were chosen on a basis of the experimental investigations. For different methods of the FSM description the comparison of the maximum and minimum cost of implementation was made. It was shown that the choice of the specification technique allowed reducing the FSM cost by a factor of 2.71 on the average and sometimes even by a factor of 3.40. This approach is of great practical importance, since it allows reducing the FSM realization cost and raising the FSM speed essentially without any special efforts from designers and application of any special synthesis methods.

12

Minimalizacja automatów skończonych z uwzględnieniem ich kosztu realizacji w układach programowalnych o strukturze CPLD

Klimowicz A.

Pomiary Automatyka Kontrola

|

2013

|

R. 59, nr 8

760--762

PL

W pracy opisano heurystyczną metodę minimalizacji nie w pełni określonych automatów skończonych, która pozwala już na etapie minimalizacji stanów wewnętrznych uwzględniać parametry bazy technologicznej, metodę kodowania stanów oraz optymalizować koszt realizacji automatu w strukturze programowalnej. Opisano kryteria minimalizacji liczby stanów automatu ze względu na koszt ich realizacji w strukturze CPLD, gdzie głównym parametrem wpływającym na realizację jest liczba termów podłączonych do makrokomórki. Dodatkowym efektem działania metody jest minimalizacja liczby przejść automatu.

EN

In the paper a heuristic method of minimization of incompletely specified finite state machines is described. This method allows taking into account parameters of technological base, the method of state assignment and realization costs. The presented method is focused on realization of an FSM in the CPLD structure. The method is based on an operation of merging two states. In addition to reducing internal states, this method minimizes the number of FSM transitions and FSM input variables. In contrast to the previously developed methods, in each step of the algorithm there is considered not only one, but the entire set of all pairs of states for which it is permissible to merge. Then the pair of states which best matches the criteria of minimizing is selected from the set. Two FSM states can be merged if they are equivalent. FSM behavior does not change after the states are merged, if the transition conditions from these states that lead to different states are orthogonal. If there are transi-tions from the states that lead to the same states, the transition conditions for such transitions should be equal. Moreover, the output vectors generated in these states should not be orthogonal. It should be noted that wait states can be formed at the merging of FSM states. This paper describes the criteria for minimizing the number of states of the machine because of the cost of their implementation in the CPLD structure, where the main parameter influencing the implementation is a number of terms connected to one macrocell.

13

Finite state machines power dissipation classification

Grześ T.

Zeszyty Naukowe Politechniki Białostockiej. Informatyka

|

2012

|

Z. 9

31-44

EN

Reduction of the power consumption of digital system can be obtained in many ways. Integrated circuits fabricated in CMOS technology consume power when the state of the output of logic element (gate or ?ip-?op) changes into opposite. Therefore minimizing the number of such changes lead to a reduction of the power consumption. In this paper is presented research of dependence the power dissipation infinite state machines (FSMs) on both probabilities of ones on input lines and probabilities of changes in the input value. The classification scheme for graphs obtained for those dependencies is also proposed. This classification can be used for testing the results of the power reduction process as well as testing the behavior of finite state machine while changing the statistical properties of input signals. Proposed classification can also be used for developing new methods and algorithms of reducing the power dissipation infinite state machines.

PL

Zmniejszenie zużycia energii układu cyfrowego można uzyskać na wiele sposobów. Układy scalone wykonane w technologii CMOS zużywają moc, gdy stan na wyjściu elementu logicznego (bramki lub przerzutnika) zmienia się na przeciwny. Dlatego ´ zmniejszenie liczby takich zmian prowadzi do zmniejszenia zużycia energii. W niniejszym artykule zaprezentowano badania zależności mocy pobieranej przez automat sko ńczony od prawdopodobieństw występowania jedynek logicznych na liniach wejściowych i prawdopodobieństwa zmiany wartości na liniach wejściowych. Zaproponowano również klasyfikację wykresów uzyskanych dla wymienionych zależności. Klasyfikacja ta może być zastosowana do oceny wyników procesu redukcji energii oraz sprawdzenia zachowania automatu skończonego przy zmianie właściwo ści statystycznych sygnałów wejściowych. Zaproponowana klasyfikacja może być również użyta do stworzenia nowych metod i algorytmów zmniejszenia poboru mocy w automatach skończonych.

14

Zastosowanie wspólnego modelu automatów Mealy'ego i Moore'a do realizacji układów sekwencyjnych w układach programowalnych

Klimowicz A., Salauyou V.

Pomiary Automatyka Kontrola

|

2012

|

R. 58, nr 7

653-655

PL

W pracy opisano syntezę automatów skończonych na bazie programowalnych układów logicznych (PLD). Cechą szczególną metody jest zastosowanie wartości zmiennych wyjściowych w charakterze części kodu stanów wewnętrznych automatu. W celu rozwiązania zadania został zastosowany wspólny model automatów Mealy'ego i Moore'a, przy czym automat nie podlega żadnym przekształceniom związanym ze zwiększeniem liczby stanów wewnętrznych i liczby przejść. W pracy opisano też metodę syntezy wspólnego modelu automatów skończonych klas AC.

EN

This paper describes the problem of synthesis of finite automata on programmable logic devices. A special feature of the method is the application of the values of output variables as a code or the part of a code of internal states of finite automata. In order to solve the problem, a common model of Mealy [4] and Moore [5] machines is used. The main difference of this approach in relation to known methods [1-3, 6, 7, 9] is that the finite state machine does not undergo any transformation associated with a increase in the number of internal states and the number of transitions of a finite automaton. In this paper three models of finite state machines are considered (classes: A, B and C). They are applied to realization of a FSM on programmable logic. The paper presents the necessary conditions for the possibility of using the values of output variables as a code of internal states of a finite automaton. In the paper there is described the method for synthesis of a common model for the finite state machine of AC class. The idea of the proposed approach is to find such sets of the values of output variables which are formed at all transitions from the corresponding states and satisfy the conditions of realization. It also aims at doing a special coding of the internal states, where the sets of values of the output variables are used as a part of the code of the internal states. There are given possible directions for future research in the area of synthesis of new structural models of finite state machines.

15

Dekompozycyjna metoda kodowania stanów wewnętrznych automatu skończonego ukierunkowana na minimalizację mocy

Kajstura K., Kania D.

Przegląd Elektrotechniczny

|

2011

|

R. 87, nr 6

146-149

PL

W artykule przedstawiono metodę kodowania stanów wewnętrznych automatów skończonych ukierunkowaną na minimalizację poboru mocy. Zaproponowano algorytm bazujący na tworzeniu drzewa binarnego, którego węzły powstają na wskutek podziału automatu skończonego. Przeprowadzone badania eksperymentalne wskazują, że proponowany algorytm prowadzi do zmniejszenia poboru mocy, jak również zmniejszenia powierzchni układu w porównaniu do algorytmów kodowania już opracowanych.

EN

This paper presents a state assignment method oriented to reduction of power consumption in Finite State Machines. The proposed algorithm is based on creating a binary tree whose nodes are created by sharing a finite state automaton. The experimental results show that the proposed algorithm leads to the reduction in power consumption compared to the state encoding algorithms have already been developed. The reducing of circuits' area is observed too.

16

Metoda kodowania stanów automatów sekwencyjnych prowadząca do redukcji poboru mocy

Kajstura K., Kania D.

Pomiary Automatyka Kontrola

|

2010

|

R. 56, nr 7

718-720

PL

W artykule przedstawiono algorytm kodowania stanów wewnętrznych automatu skończonego. Istota algorytmu tkwi w minimalizacji poboru mocy synchronicznych układów sekwencyjnych. Algorytm opiera się na tworzeniu drzewa binarnego, którego węzły powstają na wskutek dekompozycji automatu skończonego. Wyniki eksperymentów wskazują, że proponowany algorytm prowadzi do zmniejszenia poboru mocy w porównaniu do algorytmów kodowania już opracowanych. Obserwowane jest również zmniejszenie powierzchni układu.

EN

Power dissipation has become one of the main issues during em-bedded systems design in the recent years, due to the continuous increase of the integration level and the operating frequency. The largest fraction of power consumption in CMOS circuits is caused by signal switches. This paper presents a new algorithm for FSM encoding. The aim of this algorithm is to minimise power consumption of synchronous sequential circuits. The algorithm is based on creating a binary tree whose nodes are created by partitioning a finite state automaton. The algorithm uses the probabilistic model of an FSM to obtain state encoding minimising the number of signal transitions. The algorithm has been applied to the MCNC benchmark circuits and has also been compared to other encoding approaches. The experimental results show that the proposed algorithm leads to the reduction in power consumption compared to the state encoding algorithms already developed. The reduction of the circuit area is observed, too.

17

Algorytm kodowania stanów wewnętrznych automatu skończonego minimalizujący pobór mocy

Kajstura K., Kania D., Kurytnik I.

Pomiary Automatyka Kontrola

|

2010

|

R. 56, nr 8

987-989

PL

W artykule przedstawiono nowy algorytm kodowania stanów wewnętrznych automatu skończonego. Głównym zadaniem przedstawionego algorytmu jest minimalizacja poboru mocy w synchronicznych układach sekwencyjnych. Algorytm opiera się na tworzeniu drzewa binarnego, którego węzły powstają na wskutek podziału automatu skończonego. Wysokość drzewa równa jest liczbie bitów słowa kodowego. Wyniki eksperymentów wskazują, że proponowany algorytm prowadzi do zmniejszenia poboru mocy, jak również zmniejszenia powierzchni układu w porównaniu do algorytmów kodowania już opracowanych.

EN

Power consumption has become one of the main issues during the design of embedded systems and VLSI circuits in the recent years, due to the continuous increase in the integration level and the operating frequency. The largest fraction of power consumption in CMOS circuits is caused by signal switches. This paper presents a new algorithm for FSM encoding. The main task of the presented algorithm is to minimise power consumption in synchronous se-quential circuits. The algorithm is based on creating a binary tree whose nodes are created by sharing a finite state automaton. The tree height is equal to the number of bits of code words. The algorithm uses the FSM probabilistic model to obtain state encoding that minimise the number of signal transitions. The algorithm has been applied to the MCNC benchmark circuits and has also been compared with other encoding approaches. The experiment results show that the proposed algorithm reduces the power consumption, as well as the circuit area compared to the state encoding algorithms already developed.

18

Minimalizacja poboru mocy wspólnego modelu automatów skończonych

Salauyou V., Grześ T.

Pomiary Automatyka Kontrola

|

2009

|

R. 55, nr 7

491-493

PL

W artykule przedstawiono nowy algorytm kodowania stanów wewnętrznych automatu skończonego o obniżonym poborze mocy. Zastosowano w nim wspólny model automatu klas ADE co pozwoliło to na zmniejszenie ilości przerzutników przechowujących kod stanu. Badania symulacyjne przeprowadzone z wykorzystaniem standardowych układów testowych potwierdziły skuteczność kodowania z wykorzystaniem proponowanego algorytmu w porównaniu z algorytmami JEDI oraz NOVA, jak i zawartymi we wcześniejszych pracach autorów.

EN

In this paper there is addressed the problem of power minimisation of the finite state machine (FSM). Power reduction is of great importance in design of digital systems as it can improve the speed and extend the time between recharging the batteries in mobile systems. In the common model of the FSM of class ADE (Section 2) the set A of internal states consists of three subsets: AA, AD, and AE. AA is the set of internal states of the FSM of class A, AD is the set of internal states of the FSM of class D (the output vector is identical to the next state code), and AE is the set of internal states of the FSM of class E (the input vector is identical to the next state code) [12]. The common model of the FSM of class ADE requires an additional register used for storing the input and output vector values. These registers are present in modern programmable logic devices. In Section 3 there is proposed a new algorithm of the FSM state assignment that makes use of the common model. The assigned code consists of three parts: G - input vector, Z - output vector and E - state code. G and Z are stored in the input and output registers, respectively. With this algorithm it is possible to assign codes that are shorter than those assigned with use of classical methods, and thus less power is dissipated in registers storing the current state code during every transition. The experimental results (Section 4, Tables 1 and 2) show the significant reduction (of 13 to 51%) in power dissipation compared to classic (JEDI, NOVA, column-based) and recent (sequential and iterating) algorithms.

19

Algorytmy kodowania stanów wewnętrznych automatu skończonego do minimalizacji poboru mocy

Grześ T., Salauyou V.

Zeszyty Naukowe Politechniki Białostockiej. Informatyka

|

2008

|

Z. 3

53-66

PL

Kodowanie stanów wewęetrznych automatu skończonego jest jednym z ważniejszych procesów podczas syntezy automatu. Zastosowanie odpowiedniego algorytmu pozwala m.in. obnizyć pobór mocy. W artykule skoncentrowano się na algorytmach minimalizujących pobór mocy. Przeprowadzono badania nad algorytmem kodowania kolumnowego, opisanego w pracy [1] oraz nad dwoma algorytmami opracowanymi przez autorów: sekwencyjnym [7] oraz rafinacyjnym. Badania przeprowadzono na standardowych układach testowych, opracowanych w Microelectronics Center of North Carolina [9]. Wyniki badań wykazują znaczące zmniejszenie poboru mocy układów zakodowanych z wykorzystaniem algorytmu sekwencyjnego w porównaniu z poborem z wykorzystaniem algorytmu kodowania kolumnowego (średnio o 12%); zastosowanie algorytmu rafinacyjnego pozwoliło obniżyć moc średnio o kolejny 1%.

EN

State assignment for a finite state machine (FSM) is an important process in logic synthesis of the sequential circuits in programmable devices. Using the proper algorithm provides among other things the reduction of the power dissipation. In this paper we focused on the algorithms that reduce power dissipation. The analysis of the column based algorithm (described in [1]) as well as two algorithms proposed by authors: sequential [7] and iterational was made. Experiments were made on standard benchmarks, researched in Microelectronics Center of North Carolina [9]. Obtained results showed significant reduction of the power dissipation when using the sequential algorithm (12% in comparison with the column-based algorithm). Iterational algorithm improves the results by additional 1%.

20

Badania algorytmów kodowania stanów wewnętrznych automatu skończonego zorientowanych na minimalizację poboru mocy

Salauyou V., Grześ T.

Pomiary Automatyka Kontrola

|

2008

|

R. 54, nr 8

499-501

PL

Kodowanie stanów wewnętrznych automatu skończonego jest jednym z ważniejszych procesów podczas syntezy automatu. W artykule skoncentrowano się na algorytmach minimalizujących pobór mocy. Przeprowadzono badania algorytmu kodowania kolumnowego oraz dwóch algorytmów opracowanych przez autorów: sekwencyjnego oraz iteracyjnego. Wyniki badań wykazują znaczące zmniejszenie poboru mocy układów zakodowanych z wykorzystaniem algorytmu sekwencyjnego w porównaniu z algorytmem kodowania kolumnowego (średnio o 12%), natomiast zastosowanie algorytmu iteracyjnego pozwoliło na obniżenie mocy średnio o kolejne 2% (w porównaniu do algorytmu sekwencyjnego).

EN

Finite State Machine (FSM) state assignment is one of the most important activities during the synthesis. In this paper we focused on the low-power design oriented algorithms. We explore column-based algorithm as well as two algorithms researched by authors: sequential and iterational. Experimental results shows the significant reduction of the power dissipation after state assignment using sequential algorithm in comparison with the column-based algorithm (of about 12%). Iterational algorithm increase power reduction of about 2% (in comparison with the sequential algorithm).