DE2534236A1

DE2534236A1 - Semi-automatic design procedure for logic networks - uses computerised final design stage in which formalised code is adopted to produce final logic diagram

Info

Publication number: DE2534236A1
Application number: DE19752534236
Authority: DE
Inventors: Karl-Heinz Dipl Ing Kotter
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1975-07-31
Filing date: 1975-07-31
Publication date: 1977-02-10

Abstract

The semi-automated design procedure is for certain types of electronic network, particularly logic networks, in which the final specification of the network including its component parts, is done by a computer program. The design procedure consists of three distinct stages. The first entails a flow diagram which describes informally what the network is required to do. A second, formal flow diagram is then constructed using a number of standard symbols to describe timing or clocking points, registers, feedback loops and so on. This is listed in a formalized code and fed to the computer which produces a final logic diagram complete with element specification and interconnections.

Description

Verfahren zur Erstellung von Stromlaufplänen für elektronische Schaltungskom#lexe.Process for the creation of circuit diagrams for electronic circuit complexes.

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur rechnerunterstützten Erstellung von Stromlaufplaen für elektronische Schaltungskomplexe, vorzugsweise für Flachbaugruppen elektronischer Steuerungen, aufgrund eines die Funktionsweise eines Schaltungss komplexes beschreibenden Ablaufdiagramms.The invention relates to a method for computer-aided Creation of circuit diagrams for electronic circuit complexes, preferably for flat modules of electronic controls, due to one of the functionality of a circuit complex descriptive flowchart.

Der Aufbau von Steuerungskomplexen in programmgesteuerten Verarbeitungssystemen erfordert einen erheblichen Zeitaufwand für die Entwicklung der dazu notwendigen Schaltungskomplexe. Abhängig von äußeren Bedingungen, die je nach Anwendungsfall verschieden sein können, müssen in Abhängigkeit vom gewünschten Funktionsablauf die Schaltungselemente der Schaltungskomplexe beschrieben werden, um aufgrund der Beschreibung in ebenso mühsamer Arbeit einen geeigneten Stromlaufplan erstellen zu können. Im einzelnen werden bei der Entwicklung von Systemeinheiten mit einem hohen Anteil an Steuerfunktionen meistens drei Entwicklungsphasen durchlaufen.The construction of control complexes in program-controlled processing systems requires a considerable amount of time to develop the necessary Circuit complexes. Depending on external conditions, depending on the application can be different, depending on the desired functional sequence the circuit elements of the circuit complexes are described in order to be based on the Description create a suitable circuit diagram in just as laborious work to be able to. In particular, when developing system units with a high proportion of control functions usually go through three development phases.

In einer ersten Entwicklungsphase wird ein Konzept erstellt, in welchem festgelegt ist, woche Tätigkeiten die betreffende Steuerung unter welchen Bedingungen auszuführen hat. Dieses Konzept wird mit Hilfe eines Flußdiagramms in eine eindeutige und übersichtliche Form gebracht. In einer zweiten Entwicklungsphase wird dann auf der Grundlage dieses Flußdiagramms ein Ablaufdiagramm der betreffenden Steuerung erstellt. Aus dem Ablaufdiagramm geht neben den Informationen, die im Flußdiagramm bereits enthalten sind vor allem die zeitliche Reihenfolge hervor, in der die verschiedenen Tätigkeiten des betreffenden Schaltungskomplexes der Steuerung abgewickelt werden. Dabei ist das Ablaufdiagramm nach wie vor im wesentlichen auf die Funktionsweise des Schaltur,gskomplexes ausgerichtet; im Hinblick auf die schaltungsmäßige Realisierung sind noch keine näheren Angaben enthalten. Die Umsetzung der im Ablaufdiagramm angegebenen, im wesentlichen auf die Funktionsweise ausgerichteten Hinweise in einen Stromlaufplan, der dann zur Erstellung der eigentlichen Schaltungsanordnung zugrundegelegt wird, geschieht in der dritten Entwicklungsphase. Gerade dabei handelt es sich zwar auf der einen Seite um eine relativ zeitraubende, auf der anderen Seite jedoch weitgehend um eine mechanische und zeichnerische Tätigkeit.In a first development phase, a concept is created in which is specified, week activities the relevant control under which conditions has to perform. This concept becomes clear with the help of a flow chart and brought it to a clear form. In a second development phase, the based on this flow chart, a flow chart of the relevant control created. The flowchart goes next to the information that is in the flowchart above all the chronological order in which the various Activities of the relevant circuit complex of the control are handled. The flow chart is still essentially based on the mode of operation of the Schaltur, gskomplexes aligned; with regard to the implementation in terms of circuitry are no details yet included. The implementation of the specified in the flowchart, Instructions in a circuit diagram, essentially oriented towards the functionality, which is then used as the basis for creating the actual circuit arrangement, happens in the third development phase. This is precisely where it is concerned on the one hand it is relatively time-consuming, on the other hand it is largely a mechanical and drawing activity.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, den Übergang von der zweiten zur dritten Entwicklungsphase weitgehend zu automatisieren, d.h. Stromlaufpläne aufgrund der Angaben eines Ablaufdiagramms unter Einsatz eines Rechners zu erstellen. Gemäß der Erfindung wird das dadurch erreicht, daß die Bedingungen für durchzuführende Tätigkeiten der einzelnen in einem in bekannter Weise in einem Flußdiagramm dargestellten Funktionsabläufe und die zur Durchführung der Tätigkeiten vorgesehenen Schaltungselemente zusammen mit einer Angabe über die zeitliche Aktivierung des eine Tätigkeit durchzuführenden Schaltungselements in einer von einem Eingabegerät eines Rechners auswertbaren Symbolik im Ablaufdiagramm dargestellt sind.The invention is based on the task of making the transition from the largely automate the second to the third development phase, i.e. circuit diagrams to be created on the basis of the information in a flow chart using a computer. According to the invention this is achieved in that the conditions for to be carried out Activities of the individual represented in a known manner in a flow chart Functional processes and the circuit elements provided for carrying out the activities together with an indication of the time activation of the activity to be carried out Circuit element in a symbolism that can be evaluated by an input device of a computer are shown in the flow chart.

Zur Durchführung der im Flußdiagramm aufgeführten Tätigkeiten eines Schaltungskomplexes sind in einer realisierten Schaltung in der Regel Kippstufen vorgesehen, für die im Ablaufdiagramm ein vereinbartes Symbol, z.B. ein Kreis verwendet wird. In diese Symbole werden beliebig wählbare mnemo-technische Bezeichnungen eingetragen, die neben Angaben, die eine bestimmte und diese Tätigkeit durchführende Kippstufe betreffen, auch noch Angaben über die Taktphase, die den Zeitpunkt der Durchführung dieser Tätigkeit angibt, enthalten. Da in einem als Steuerung verwendeten Schaltungskomplex die verschiedenen Tätigkeiten nicht unabhängig voneinander abgewickelt werden, vielmehr in einem zeitlichen Zusammenhang zueinander stehen, ergeben sich zwischen den einzelnen Tätigkeiten verschiedene Bedingungen. Die einfachste Bedingung ist die, daß eine zeitlich nachfolgende Tätigkeit erst dann durchgeführt werden kann, wenn eine vorhergehende Tätigkeit durchgeführt wurde. Auch die Bedingungen werden in einem Ablaufdiagramm durch vereinbarte Symbole, z.B. durch ein Rechteck, dargestellt.To carry out the activities listed in the flow chart Circuit complexes are usually flip-flops in a realized circuit for which an agreed symbol, e.g. a circle, is used in the flowchart will. Any selectable mnemonic designations are entered in these symbols, the next to information, the specific and this activity performing tipping stage concern, also information about the clock phase, the time of implementation of this activity. As in a circuit complex used as a control the various activities are not carried out independently of one another, rather are in a temporal relationship to each other, arise between the individual Activities different conditions. The simplest condition is that one A subsequent activity can only be carried out if a previous one Activity was carried out. The conditions are also shown in a flow chart by agreed symbols, e.g. represented by a rectangle.

Die einzelnen die Bedingungen kennzeichnenden Angaben werden ebenfalls in Form beliebig wählbarer mnemo-technischer Bezeichnungen in diese Symbole eingetragen. Neben der vorher erwähnten einfachen Bedingung eines zeitlich aufeinanderfolgenden Tätigkeitsablaufes können selbstverständlich auch Bedingungen notwendig sein, die komplexere logische Strukturen erfordern. Auch diese werden in der Symbolik des Ablaufdiagramms in bestimmter Weise in die Bedingungssymbole eingetragen. Das gleiche kann dann auch für Rücksetzbedingungen durchgeführt werden, so daß sich im ganzen ein Ablaufdiagramm ergibt, das aufgrund seiner Angaben und einer für die gewählten Symbole eindeutigen Zuordnung zu realisierbaren Schaltungselementen eine geeignete Möglichkeit darstellt, die Symbole und die mnemo-technischen Bezeichnungen des Ablaufdiagramms als Eingabe informationen für einen Rechner zu verwenden. Unter Berücksichtigung einiger allgemein gültiger elektrischer und organisatorischer Vorschriften kann aufgrund dieser Eingabe information ein Stromlaufplan für den betreffenden Schaltungskomplex automatisch erstellt werden. Aufgrund der von einem in dieser Weise eingesetzten Rechner gelieferten Ausgabeinformation kann bedarfsweise auch ein Zeichenautomat eingesetzt werden, der aufgrund der vom Rechner ausgegebenen Informatann einen Stromlaufplan erstellt.The individual details characterizing the conditions are also included entered in the form of freely selectable mnemonic designations in these symbols. In addition to the previously mentioned simple condition of a time consecutive The course of the activity may of course also require conditions that require more complex logical structures. These are also used in the symbolism of the Flowchart entered in the condition symbols in a certain way. The same can then also be carried out for reset conditions, so that on the whole a flowchart results, based on its information and one for the selected Symbols unambiguous assignment to realizable circuit elements a suitable one Possibility to represent the symbols and the mnemonic designations of the flowchart to use as input information for a computer. Considering some generally applicable electrical and organizational regulations Based on this input information, a circuit diagram for the relevant circuit complex created automatically. Because of one used in this way Output information supplied to the computer can, if necessary, also be a drawing machine are used, based on the information output by the computer, a circuit diagram created.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ist im wesentlichen der Vorteil verbunden, daß insbesondere die Entwicklungszeiten für Systemeinheiten mit einem hohen Anteil an Steuerungsfunktionen durch eine Rechnerunterstützung in der dritten Entwicklungsphase verkürzt werden. Außerdem ist mit dem Einsatz des erfindungsgemäßen Verfahrens auch eine Entlastung des in der Entwicklung tätigen Personals von weitgehend mechanischer Arbeit verbunden.Using the method according to the invention is essentially the advantage connected that in particular the development times for system units with a high proportion of control functions through computer support in the third Development phase can be shortened. In addition, with the use of the invention Procedure also largely relieves the workload of the development staff mechanical work connected.

Weitere Einzelheiten der Erfindung werden im folgenden anhand der Zeichnung erläutert. Dort sind die drei Phasen bei der Entwicklung eines Schaltungskomplexes dargestellt, wobei in Fig. 1 ein Flußdiagramm, in Fig. 2 ein Ablaufdiagramm und in Fig. 3 ein Stromlaufplan gezeigt ist.Further details of the invention are given below with reference to FIG Drawing explained. There are the three phases in the development of a circuit complex shown, wherein in Fig. 1 is a flow chart, in Fig. 2 is a flow chart and in Fig. 3 a circuit diagram is shown.

Das in Fig. 1 dargestellte Flußdiagramm F, das in der ersten Entwicklungsphase aufgestellt wird, beschreibt die Funktionsweise des zu entwickelnden Schaltungskomplexes. Ohne Angaben über die schaltungsmäßige Realisierung sind hier, ausgehend vom Startpunkt S lediglich die funktionellen Zusammenhänge zwischen den vier Bedingungen B1 bis B4 und den vier Tätigkeiten T1 bis T4 umschrieben.The flowchart F shown in FIG. 1, which is in the first development phase is set up, describes the functionality of the circuit complex to be developed. Without any information about the implementation in terms of the circuitry, proceeding from the starting point S only the functional relationships between the four conditions B1 to B4 and the four activities T1 to T4.

In Fig. 2 ist ein Ablaufdiagramm A angegeben, das den funktionellen Voraussetzungen des Flußdiagramms F in Fig. 1 entspricht.In Fig. 2 is a flow chart A is given, the functional Requirements of the flow chart F in Fig. 1 corresponds.

Das Ablaufdiagramm A enthält nunmehr jedoch zusätzliche Angaben über die einzelnen Bedingungen und Tätigkeiten sowie Angaben im Hinblick auf die Schaltungselemente, die zur Bewertung der Bedingungen und zur Durchführung der Tätigkeiten erforderlich sind.However, the flow chart A now contains additional information about the individual conditions and activities as well as information with regard to the circuit elements, necessary to evaluate the conditions and to carry out the activities are.

Zur schaltungsmäßigen Realisierung kommen als elektronische Schaltungselemente Gatter und Kippstufen in Frage, die jeweils in einer bestimmten zeitlichen Beziehung mit Taktphasen gesteuert werden.Electronic circuit elements are used for circuit implementation Gates and flip-flops in question, each in a specific temporal relationship can be controlled with clock phases.

Diese Angaben werden in mnemo-technischer Form in die vereinbarten Symbole und des Ablaufdiagramms der Fig. 2 eingetragen. Im Beispiel sind die vier Bedingungen B1 bis B4 jeweils als ein Rechteck und die vier durchzuführenden Tätigkeiten T1 bis T4 jeweils als ein Kreis dargestellt. Die Bedingungsangaben enthalten die Hinweise auf bestimmte logische Verknüpfungen, die mit Hilfe von Gatterschaltungen im Beispiel mit den Gattern Gil bis G41 durchgeführt werden. Im Ablaufdiagramm sind dazu jeweils die Bezeichnungen UG für UND-Gatter, OG für ODER-Gatter und NG für negierende Funktionen verwendet worden. Die Tätigkeitsangaben enthalten jeweils Hinweise auf die taktgesteuerten Schaltvorgänge, die mit Hilfe von Kippstufen, im Beispiel mit den Kippstufen Ki bis K4, unter Steuerung der beiden Taktphasen TP1 und TP3 durchgeführt werden. Im einzelnen enthält das in Fig. 2 dargestellte Ablaufdiagramm folgende Angaben.This information is in mnemonic form in the agreed Symbols and the flowchart of FIG. 2 entered. In the example there are four Conditions B1 to B4 each as a rectangle and the four activities to be performed T1 to T4 are each shown as a circle. The conditions contain the References to certain logical connections that are made with the help of gate circuits in the example can be carried out with gates Gil to G41. In the flowchart are in addition the designations UG for AND gate, OG for OR gate and NG for negating functions have been used. The activity details each contain Notes on the clock-controlled switching processes that are carried out with the help of toggle stages in the Example with the flip-flops Ki to K4, under control of the two clock phases TP1 and TP3. The flowchart shown in FIG. 2 contains details the following information.

Eine Bedingung B1, die als einfache Bedingung zum Ausdruck bringt, daß die nachfolgende Tätigkeit erst nach dem Vorliegen der Bedingung B1 stattfinden kann.A condition B1, which expresses as a simple condition, that the subsequent activity will only take place after condition B1 has been met can.

Eine Tätigkeit T1, die in Abhängigkeit vom Vorliegen der Bedingung B1 durchgeflihrt wird, wobei diese Tätigkeit durch Setzen der Kippstufe K1 mit der Taktphase TP1 geschieht.An activity T1, which depends on the existence of the condition B1 is carried out, this activity being carried out by setting the flip-flop K1 with the Clock phase TP1 happens.

Eine Bedingung B2, die zum Ausdruck bringt, daß die nachfolgende Tätigkeit erst nach Durchführung der Tätigkeit T1 und dem Vorliegen der Bedingung B2 stattfinden kann. Diese Voraussetzungen werden mit Hilfe eines UND-Gatters schaltungsmäßig realisiert.A condition B2, which expresses that the subsequent activity only take place after activity T1 has been carried out and condition B2 has been met can. These prerequisites are implemented in a circuit with the aid of an AND gate.

Eine Tätigkeit T2, die nach Vorliegen der Bedingung B2 erledigt wird, wobei die Tätigkeit T2 durch das Setzen einer Kippstufe K2 mit der Taktphase TP3 durchgeführt wird.An activity T2 that is carried out after condition B2 has been met, the activity T2 by setting a trigger stage K2 with the clock phase TP3 is carried out.

Eine Bedingung 33, die durch eine logische UND-Verknüpfung der Eingabebedü#ung B3 und der vorhergehenden Tätigkeit T2 gebildet wird, oder die dann gebildet wird, wenn die Bedingung B2 nicht erfüllt war und gleichzeitig die Tätigkeit T1 durchgeführt wurde.A condition 33, which is created by a logical AND operation of the input conditions B3 and the previous activity T2 is formed, or which is then formed, if condition B2 was not fulfilled and activity T1 was carried out at the same time became.

Die schaltungsmäßtige Realisierung geschieht hier durch eine disjunktive Verknüpfung zweier konjunktiven Bedingungen SK2 A BS ç [KI A B29 Eine Bedingung 33T, die angibt, daß bci Nichtvorliegen der Bedingung B3 die zur Durchführung der vorhergehenden Tätigkeit T2 vorgesehene Kippstufe K2 in der Lage gehalten wird, die sie zur Abgabe eines die Tätigkeit T2 signalisierenden Zustandes eingenon men hatte.The circuit implementation is done here by a disjunctive one Linking two conjunctive conditions SK2 A BS ç [KI A B29 A condition 33T, which indicates that the absence of condition B3 is necessary to carry out the Tilting stage K2 provided for previous activity T2 is kept in a position which they take to deliver a state signaling activity T2 would have.

Eine Tätigkeit T3, die nach Vorliegen der Bedingung B3 durchgeführt wird, wobei hierzu eine Kippstufe K3 mit der Taktphase P1 gesetzt wird, Eine Bedingung B4, die angibt, daß eine nachfolgende Tätigkeit T4 erst nach Vorliegen der Bedingung B4 durchgeführt wird.An activity T3 that is carried out after condition B3 has been met is, for this purpose a flip-flop K3 is set with the clock phase P1, a condition B4, which indicates that a subsequent activity T4 only after the condition has been met B4 is carried out.

Eine Tätigkeit T4, die durch Setzen einer Kippstufe K4 und der Bewertung der Bedingung B4 durchgeführt wird.An activity T4, which is achieved by setting a trigger level K4 and the evaluation the condition B4 is carried out.

Aufgrund der im Ablaufdiagramm A der Fig. 2 enthaltenen Angaben stehen in symbolischer Darstellung eine ausreichende Anzahl von Angaben zur Verfügung, die nunmehr über eine Eingabeeinrichtung einem Rechner zur Verfügung gestellt werden können, in den entsprechend diesen Angaben und unter Berücksichtigung allgemein gültiger elektrischer und organisatorischer Vorschriften ein Stromlaufplan in Leistenform erstellt wird. Unter Zugrundelegung einer solchen ausgedruckten Liste ist es nunmehr erheblich einfacher und erfordert weniger Zeitaufwand, einen Stromlaufplan St zu erstellen. Ein Beispiel dafür ist in Fig. 3 gezeigt. Die in den Rechtecken des Ablaufdiagramms A der Fig. 2 beschriebenen Bedingungen treffen dort über Signalleitungen BL1 bis BL4 ein. Die Bedingungen 31 bis B4 werden jeweils durch logische Verknüpfung in Gatterschaltungen schaltungstechnisch gebildet. Sie stehen jeweils an den Steuereingängen der zur Durchführung der Tätigkeiten vorgesehenen Kippstufen K1 bis K4 zur Verfügung. Die Umsteuerung der Kippstufen Ki und K4 erfolgt entsprechend den Angaben im Ablaufdiagramm mit den Taktphasen TP1 und TP3. An den Ausgängen der Kippstufen K7 bis K4 werden Signale TS1 bis TS4 abgegeben, die den Tätigkeiten T1 bis T4 entsprechen.Based on the information contained in flow chart A of FIG a sufficient number of information is available in symbolic representation, which are now made available to a computer via an input device can, in accordance with this information and taking into account general valid electrical and organizational regulations, a circuit diagram in strip form is created. It is now based on such a printed list Much easier and requires less time to make a circuit diagram St create. An example of this is shown in FIG. 3. The ones in the Rectangles of the flowchart A of FIG. 2 meet the conditions described there via signal lines BL1 to BL4. Conditions 31 to B4 are each through logical connection in gate circuits formed by circuitry. They stand in each case at the control inputs of the designated for carrying out the activities Tilt levels K1 to K4 are available. The reversal of the flip-flops Ki and K4 takes place according to the information in the flow chart with the clock phases TP1 and TP3. To the Outputs of the flip-flops K7 to K4 are signals TS1 to TS4 that the Activities T1 to T4 correspond.

Die Bedingung B4 und die Tätigkeit T4 weisen insofern eine Besonderheit auf, als die Bedingung B4, im Gegensatz zu den Bedingungen B1 bis B3 nicht vor der die Tätigkeit durchführenden Kippstufe fe K4 sondern nach dieser Kippstufe bewertet wird. Solche Nachfolgebedingungen sind stets dann vorteilhaft, wenn von der gleichen Kippstufe verschiedene Tätigkeiten unter verschiedenen Bedingungen auszuführen sind. Die Darstellung einer Nachfolgebedingung im Ablaufdiagramm A der Fig. 2 kann auch in der Weise geschehen daß in der Symbolik des Ablaufdiagramms die Tätigkeiten von den Bedingungen durch einen Schrägstrich getrennt werden.Condition B4 and activity T4 have something special in this respect on, as the condition B4, in contrast to the conditions B1 to B3 not before the the activity performing flip-flop fe K4 but rated according to this flip-flop will. Such successor conditions are always advantageous if of the same Tilt stage different activities are to be carried out under different conditions. The representation of a successor condition in flowchart A of FIG. 2 can also done in such a way that in the symbols of the flowchart the activities of the conditions are separated by a slash.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird dann erreicht, wenn die Ausgabedaten eines listenmäßig erstellten Logikplanes als Eingabedaten für eine rechnergesteuerte Zeichenautomatik Verwendung finden. Dabei können dann beispielsweise auch bestimmte Bedingungen für Leitungsführungen, Flachbaugruppenentflechtungen usw. Berücksichtigung finden.An advantageous embodiment of the method according to the invention is reached when the output data of a list-based logic plan as Input data for a computer-controlled automatic drawing find use. Included Then, for example, certain conditions for cable routing and flat module unbundling can also be used etc. are taken into account.

1 Patentanspruch 3 Figuren1 claim 3 figures

Claims

P a t e n t a n s p r u c h Process for computer-aided creation of circuit diagrams for electronic circuit complexes, preferably for flat modules electronic controls due to the functionality of a circuit complex A descriptive flowchart showing that in flowchart (A) the conditions (B1 to B4) for the activities to be carried out (T1 to T4) of the individual steps in a known manner in a flow chart (F) and the functions required to carry out the activities (T1 to T4) provided circuit elements (K1 to K4) together with an indication (TP1, TP3) on the time activation of an activity (T1 to T4) to be carried out Circuit element (K1 to K4) in one that can be evaluated by an input device of a computer Symbols are shown.

Blank page