glonucsecГлобальная ядерная безопасностьGlobal Nuclear Safety2305-414X2499-9733National Research Nuclear University "MEPhI"10.26583/gns-2019-01-08ZCRXDNglonucsec-406Research ArticleЭКСПЛУАТАЦИЯ ОБЪЕКТОВ АТОМНОЙ ОТРАСЛИOPERATION OF FACILITIES NUCLEAR INDUSTRYТОКОВЫЕ ЦИФРОВЫЕ ЛОГИЧЕСКИЕ ЭЛЕМЕНТЫ И IP-МОДУЛИ ДЛЯ ЗАДАЧ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ И КОНТРОЛЯ ЯДЕРНЫМИ ОБЪЕКТАМИTHE CURRENT DIGITAL LOGICAL ELEMENTS AND IP-MODULES FOR PROBLEMS OF AUTOMATIC CONTROL AND MONITORING OF NUCLEAR OBJECTShttps://orcid.org/0000-0002-6363-5113БутырлагинН. В.ButyrlaginN. V.https://orcid.org/0000-0002-2438-4825ЧерновН. И.ChernovN. I.https://orcid.org/0000-0001-8291-1753ПрокопенкоН. Н.ProkopenkoN. N.https://orcid.org/0000-0001-9255-0015БугаковаА. В.BugakovaA. V.Донской государственный технический университетРоссияDon State Technical UniversityRussian FederationДонской государственный технический университет; Институт проблем проектирования в микроэлектронике РАНРоссияDon State Technical University; Institute for Design Problems in Microelectronics of Russian Academy of Sciences (IPPM RAS)Russian Federation201911022026017489Copyright © Бутырлагин Н.В., Чернов Н.И., Прокопенко Н.Н., Бугакова А.В., 20262026Бутырлагин Н.В., Чернов Н.И., Прокопенко Н.Н., Бугакова А.В.Butyrlagin N.V., Chernov N.I., Prokopenko N.N., Bugakova A.V.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://glonucsec.elpub.ru/jour/article/view/406

Рассмотрены особенности проектирования специальной электронной компонентной базы (ЭКБ) для систем автоматического управления и контроля ядерных энергетических установок. В отличие от классических потенциальных цифровых устройств – ЭКБ данного класса базируется на свойствах токовых логических элементов (ТЛЭ). Дано более полное и систематическое изложение основных положений синтеза ТЛЭ. Описан процесс синтеза функций основной функционально полной системы при использовании наборов логико-арифметических и логических операций. Сформулированы направления дальнейших исследований в области токовой ЭКБ. Обсуждаются линейные представления логических функций Булевой и линейной алгебры для двузначной и трехзначной логик. Рассмотрены базовые компоненты ТЛЭ. Представлены схемы, реализующие логические операции в различных базисах – «усеченная разность», «модуль разности», «сравнение», а также их комбинаций. Показаны преимущества ТЛЭ по сравнению с потенциальными цифровыми логическими элементами.

The paper considers the features of designing a special electronic component base (ECB) for automatic control systems and control of nuclear power plants. Unlike classical potential digital devices, ECB of this class is based on the properties of current logic elements (CLE). A more complete and systematic presentation of the main provisions of the CLE synthesis is given. The synthesis process of functions of the main functionally complete system using sets of logical arithmetic and logical operations is described. Directions for further research in the field of current ECB are formulated. Linear representations of logical functions of Boolean and linear algebra are discussed for two-valued and three-valued logics. The basic components of CLE are considered. The schemes that implement logical operations in various bases - “truncated difference”, “difference modulus”, “comparison” as well as their combinations are presented. The advantages of CLE compared with potential digital logic elements are shown.

электронная компонентная базасистемы автоматического управленияцифровые токовые структурылогические элементыпредставления логических функцийдвузначная логикатрехзначная логиканадёжностьelectronic component baseautomatic control systemsdigital current structureslogic elementsrepresentations of logical functionstwo-digit logicthree-digit logicreliabilityИсследование выполнено при финансовой поддержке РФФИ в рамках научного проекта № 18-37-00061.ReferencesДунаев, В. Системы автоматического управления и контроля для атомных электростанций [Текст] / В. Дунаев, Е. Медведовский // Control Engineering. – № 3 (45). – 2013. – С. 22-31.Дунаев, В. Системы автоматического управления и контроля для атомных электростанций [Текст] / В. Дунаев, Е. Медведовский // Control Engineering. – № 3 (45). – 2013. – С. 22-31.Хохлов, C.В. Перспективы развития отечественной радиоэлектронной промышленности [Текст] / С.В. Хохлов // Радиопромышленность. – 2014. – Вып. 4. – С. 9-18.Хохлов, C.В. Перспективы развития отечественной радиоэлектронной промышленности [Текст] / С.В. Хохлов // Радиопромышленность. – 2014. – Вып. 4. – С. 9-18.Красников, Г.Я. Отличительные особенности и проблемы КМОП-технологии при уменьшении проектной нормы до уровня 0,18 мкм и меньше [Текст] / Г.Я. Красников, О.М. Орлов // Российские нанотехнологии. – 2008. – Т. 3, № 7-8. – С. 124-128.Красников, Г.Я. Отличительные особенности и проблемы КМОП-технологии при уменьшении проектной нормы до уровня 0,18 мкм и меньше [Текст] / Г.Я. Красников, О.М. Орлов // Российские нанотехнологии. – 2008. – Т. 3, № 7-8. – С. 124-128.Бумагин, А. Специализированные СБИС для космических применений: проблемы разработки и производства [Текст] / А. Бумагин // ЭЛЕКТРОНИКА: Наука, Технология, Бизнес. – 2010. – Вып. 1. – С. 50-56.Бумагин, А. Специализированные СБИС для космических применений: проблемы разработки и производства [Текст] / А. Бумагин // ЭЛЕКТРОНИКА: Наука, Технология, Бизнес. – 2010. – Вып. 1. – С. 50-56.Wang, Z. Current-Mode CMOS Integrated Circuits for Analog Computation and Signal Processing: A Tutorial. Analog Integrated Circuits for Analog Computation and Signal Processing. 1. 1991. P. 287-295.Wang, Z. Current-Mode CMOS Integrated Circuits for Analog Computation and Signal Processing: A Tutorial. Analog Integrated Circuits for Analog Computation and Signal Processing. 1. 1991. P. 287-295.Wayne, K. Current-Mode CMOS Multiple-Valued Logic Circuits. IEEE. Journal of Solid-State. V.29. No 2. Febrary 1994. P. 95-107.Wayne, K. Current-Mode CMOS Multiple-Valued Logic Circuits. IEEE. Journal of Solid-State. V.29. No 2. Febrary 1994. P. 95-107.Turgay, T. Implementation of Multi-Valued Logic Gates Using Full Current-Mode CMOS Circuits / T. Turgay, A. Morgul. // Analog Integrated Circuits and Signal Processing, May 2004, Volume 39, Issue 2, P. 191–204.Turgay, T. Implementation of Multi-Valued Logic Gates Using Full Current-Mode CMOS Circuits / T. Turgay, A. Morgul. // Analog Integrated Circuits and Signal Processing, May 2004, Volume 39, Issue 2, P. 191–204.Chang, Y.-H. The design of current mode CMOS multiple-valued circuits / Y.-H. Chang, J. Butler // Proceedings of 21st International Symposium on 'Multiple-Valued Logic, Victoria, 1991, pp. 130- 138. DOI: 10.1109/ISMVL.1991.130718.Chang, Y.-H. The design of current mode CMOS multiple-valued circuits / Y.-H. Chang, J. Butler // Proceedings of 21st International Symposium on 'Multiple-Valued Logic, Victoria, 1991, pp. 130- 138. DOI: 10.1109/ISMVL.1991.130718.Дворников, О.В. Перспективы применения новых микросхем базового матричного и базового структурного кристаллов в датчиковых системах [Текст] / О.В. Дворников, Н.Н. Прокопенко, Н.В. Бутырлагин, А.В. Бугакова // Труды СПИИРАН, 2016, 2(45). – С. 157-171.Дворников, О.В. Перспективы применения новых микросхем базового матричного и базового структурного кристаллов в датчиковых системах [Текст] / О.В. Дворников, Н.Н. Прокопенко, Н.В. Бутырлагин, А.В. Бугакова // Труды СПИИРАН, 2016, 2(45). – С. 157-171.Малашевич, Д.Б. Недвоичные системы в вычислительной технике [Текст] / Д.Б. Малашевич // Юбилейная Международная научно-техническая конференция «50 лет модулярной арифметике». – Зеленоград, 23-25 нояб., 2005. – С. 599-613.Малашевич, Д.Б. Недвоичные системы в вычислительной технике [Текст] / Д.Б. Малашевич // Юбилейная Международная научно-техническая конференция «50 лет модулярной арифметике». – Зеленоград, 23-25 нояб., 2005. – С. 599-613.Chernov, N.I. Вasic Concept of Linear Synthesis of Multi-Valued Digital Structures in Linear Spaces / V.Ya. Yugai, N.N. Prokopenko, N.V. Butyrlagin // Proceedings of IEEE East-West Design & Test Simposium (EWDTS’2013). Rostov-on-Don. Russia. September 27-30. 2013. Kharkov National University of Radioelectronics. P. 146-149.Chernov, N.I. Вasic Concept of Linear Synthesis of Multi-Valued Digital Structures in Linear Spaces / V.Ya. Yugai, N.N. Prokopenko, N.V. Butyrlagin // Proceedings of IEEE East-West Design & Test Simposium (EWDTS’2013). Rostov-on-Don. Russia. September 27-30. 2013. Kharkov National University of Radioelectronics. P. 146-149.Андреев, А.С. Возможности преодоления барьера межсоединений в микроэлектронике [Текст] / А.С. Андреев, А.А. Щука // Зарубежная радиоэлектроника. – 1986. – № 10 – С. 3-19.Андреев, А.С. Возможности преодоления барьера межсоединений в микроэлектронике [Текст] / А.С. Андреев, А.А. Щука // Зарубежная радиоэлектроника. – 1986. – № 10 – С. 3-19.Адамов, Ю.Ф. Проектирование систем на кристалле [Текст] / Ю.Ф. Адамов, Л.Ю. Шишина // Моск. гос. ин-т электрон. техники (техн. ун-т). – Москва : МИЭТ. – 2005. – 163 с.Адамов, Ю.Ф. Проектирование систем на кристалле [Текст] / Ю.Ф. Адамов, Л.Ю. Шишина // Моск. гос. ин-т электрон. техники (техн. ун-т). – Москва : МИЭТ. – 2005. – 163 с.Немудров, В. Системы-на-кристалле. / В. Немудров, Г. Мартин // Проектирование и развитие. – Москва : Техносфера, 2004. – 216 с.Немудров, В. Системы-на-кристалле. / В. Немудров, Г. Мартин // Проектирование и развитие. – Москва : Техносфера, 2004. – 216 с.Бухтеев, А.В. «Методы и средства проектирования систем на кристалле» / А.В. Бухтеев // Chip news, 2003. – №4, С. 4 – 14.Бухтеев, А.В. «Методы и средства проектирования систем на кристалле» / А.В. Бухтеев // Chip news, 2003. – №4, С. 4 – 14.Prokopenko, N.N. Logic functions representation and synthesis of k-valued digital circuits in linear algebra / N.N. Prokopenko, N.I. Chernov, V.Ya. Yugai, P.S. Budyakov // 2016. 24nd Telecommunications Forum (TELFOR 2016). Belgrade, Serbia. 22-23 November, 2016. Pp. 1-4. DOI: 10.1109/TELFOR.2016.7818892.Prokopenko, N.N. Logic functions representation and synthesis of k-valued digital circuits in linear algebra / N.N. Prokopenko, N.I. Chernov, V.Ya. Yugai, P.S. Budyakov // 2016. 24nd Telecommunications Forum (TELFOR 2016). Belgrade, Serbia. 22-23 November, 2016. Pp. 1-4. DOI: 10.1109/TELFOR.2016.7818892.Prokopenko, N.N. The Element Base of the Multivalued Threshold Logic for the Automation and Control Digital Devices / N.N. Prokopenko, N.I. Chernov, V.Ya. Yugai, N.V. Butyrlagin // on International Siberian Conference on Control and Communications, SIBCON-2017, Astana, Kazakhstan. 29-30 June, 2017. DOI: 10.1109/SIBCON.2017.7998508.Prokopenko, N.N. The Element Base of the Multivalued Threshold Logic for the Automation and Control Digital Devices / N.N. Prokopenko, N.I. Chernov, V.Ya. Yugai, N.V. Butyrlagin // on International Siberian Conference on Control and Communications, SIBCON-2017, Astana, Kazakhstan. 29-30 June, 2017. DOI: 10.1109/SIBCON.2017.7998508.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.