Современные информационные технологии/1. Компьютерная инженерия

д.т.н., професор Лукашенко В.М., к.т.н. Чичужко М.В.,
Чичужко В.О., к.т.н., доцент Уткіна Т.Ю.

Черкаський державний технологічний університет, Україна

ПРОГРАМНИЙ ЗАСІБ ДЛЯ АНАЛІЗУ КОМПОНЕНТІВ СПЕЦІАЛІЗОВАНИХ КОМП’ЮТЕРНИХ СИСТЕМ

В роботі запропонований програмний засіб для аналізу та вибору найпридатнішого за основними технічними параметрами компонента спеціалізованих комп’ютерних систем із множини існуючих, в залежності від вимог користувача.

В теперішній час проблемою залишається велика кількість типів компонентів, з яких необхідно обрати найпридатнішу модель за відповідними параметрами для подальшого використання в сучасних спеціалізованих комп’ютерних системах. Отже, розробка програмного засобу для аналізу і вибору найпридатнішої моделі компонента із множини існуючих, в залежності від вимог користувача, який значно прискорить та полегшить процес вибору необхідної за багатьма параметрами моделі, є актуальною задачею.

Метою роботи є розробка програмного засобу для аналізу і вибору найпридатнішої моделі компонента спеціалізованих комп’ютерних систем із множини існуючих, в залежності від вимог користувача, на основі теорії неповної подібності та розмірностей.

Для досягнення цієї мети потрібно розв’язати наступні задачі:

1. Створити базу даних сучасних компонентів (наприклад, мікроконтролерів) різних фірм виробників, яка включатиме в себе їх основні технічні параметри.

2. За розробленими [1] умовними критеріями подібності, використовуючи розрахунки потужності розсіювання [2], побудувати графік залежностей основних технічних параметрів в безрозмірних координатах для різних типів мікроконтролерів (МК).

3. Визначити типи МК, які мають найбільший резерв за енергетичними та швидкісними параметрами, в залежності від вимог користувача.

Рішення проблемної задачі. Узагальнений математичний опис параметрів мікроконтролерів має наступний вигляд [1]:

(1)

де Р_р – потужність розсіювання, яка обчислюється за формулою
P_p = (150 – T_c)/0,23;

T_c – максимальна температура, ^oC;

U – максимальна допустима робоча напруга, В;

I – максимально допустимий робочий струм, мА;

f – максимальна допустима робоча частота, МГц;

t_зд – час обробки аналогової величини, мкс.

З рівняння (1) видно відсутність залежностей між часом обробки аналогової величини, максимальною робочою частотою, максимальною робочою напругою та максимальним робочим струмом, які є одними з основних параметрів МК. Розглянуті МК є фізичними моделями, що дозволяє використовувати фізичне моделювання на базі теорії неповної подібності та розмірностей для розв’язку поставлених задач.

Розробленим умовним критеріям подібності призначаються наступні фізичні тлумачення [1]:

 – величина, яка характеризує енергетичний резерв МК;

 – величина, яка характеризує швидкодію МК.

За результатами розрахунків значень умовних критеріїв (рис. 1, а) програмним засобом будується графік залежності основних технічних параметрів в безрозмірних координатах для різних типів МК (рис. 1, б).

Програмний засіб універсальний, тобто може застосовуватись для будь-яких компонентів мікропроцесорних систем, база даних якого має можливість доповнюватись. Для спеціалістів, які займаються питаннями комплектації при проектуванні спеціалізованих комп’ютерних систем це значно полегшує і прискорює процес вибору необхідної за багатьма параметрами моделі.

а) б)

Рис. 1. Інтерфейс програми: а) – основні технічні параметри мікроконтролерів різних моделей та значення умовних критеріїв; б) – графік енергетичних та швидкісних характеристик мікроконтролерів.

Технології, що використовувались при створенні програмного засобу:

- Node-webkit – використовується для створення exe файлу;

- Require.js – модульність проекту;

- Bootstrap – зовнішній вигляд;

- D3.js – використовується для побудови графіку;

- List.js – використовується для полегшення роботи з таблицями.

Використовуючи розроблену програму, проводимо аналіз і обираємо таку модель МК, яка має найбільший резерв за енергетичними та швидкісними параметрами та задовольняє вимоги користувача (рис. 2, а).

Для прикладу запропонована частина лістингу програмного засобу. Index.html – основний файл розмітки (рис. 2, б).

Запропонована програма для аналізу та вибору необхідної за багатьма параметрами моделі компонента спеціалізованих комп’ютерних систем із множини існуючих, дозволяє автоматизувати та прискорити процес вибору найпридатнішої моделі МК за допомогою побудованого графіку залежностей основних технічних параметрів в безрозмірних координатах.

а) б)

Рис. 2. Програмний засіб для аналізу та вибору моделі МК: а) – результати розподілу МК за їх характеристиками; б) – основний файл розмітки.

Висновки:

1. Проведено дослідження існуючих моделей компонентів спеціалізованих комп’ютерних систем, що дозволило швидко визначити сучасні типи моделей МК з найкращими технічними параметрами на базі теорії неповної подібності та розмірностей.

2. Запропонований програмний засіб для автоматизації та прискорення процесів аналізу та вибору необхідної за багатьма параметрами моделі МК із множини існуючих. Побудовано графік залежності основних технічних параметрів в безрозмірних координатах для різних типів МК.

Література:

1. Лукашенко В.М. Метод розширення функціональних можливостей сучасних мікроконтролерів / В. М. Лукашенко, М. В. Чичужко, Д. А. Лукашенко // Вісник ХНУ. Серія: технічні науки – Хмельницький : ХНУ, 2013. – № 6. – С. 186–189.

2. Чичужко М. В. Методика вдосконалення мікроконтролерів / В. А. Лукашенко, І. А. Зубко, В. М. Лукашенко // Вісник ЧДТУ. Серія: технічні науки. – Черкаси : ЧДТУ, 2014. – № 3. – С. 57–63.