Aldec i jego Susie

Można powiedzieć bez żadnej przesady, że elektroniczne układy logiczne to jeden z czynników kształtujących współczesny świat. Sztukę ich konstruowania wypada dziś zaliczyć do fundamentalnych czynników kulturotwórczych, zaś znaczenie narzędzi służących temu celowi można przyrównać do roli koła, silnika parowego i generatora energii elektrycznej.

Można powiedzieć bez żadnej przesady, że elektroniczne układy logiczne to jeden z czynników kształtujących współczesny świat. Sztukę ich konstruowania wypada dziś zaliczyć do fundamentalnych czynników kulturotwórczych, zaś znaczenie narzędzi służących temu celowi można przyrównać do roli koła, silnika parowego i generatora energii elektrycznej.

Zadania stojące przed konstruktorami układów logicznych z biegiem czasu rosną w postępie geometrycznym. O ile parę lat temu układ złożony z kilku tysięcy bramek stanowił - oprócz niektórych bardzo spektakularnych przedsięwzięć - w miarę typowe zadanie projektowe, to dziś konstruktorzy w swej codziennej praktyce stają przed zadaniami o rząd wielkości bardziej złożonymi. Została osiągnięta pewna bariera możliwości ludzkiego mózgu, bowiem badania wykazują, że żaden człowiek nie jest w stanie w pojedynkę zapanować pamięciowo i intelektualnie nad problemem złożonym z więcej niż pięciu-sześciu tysięcy binarnych zmiennych logicznych.

Programy typu CAD/CAE do wspomagania projektowania układów elektroniczych istnieją już stosunkowo długo. Pierwszą generację oprogramowania tego rodzaju stanowiły edytory schematów i płytek drukowanych, niosące znaczną pomoc przy opracowywaniu układów elektronicznych, nie służące jednak do analizy działania zaprojektowanego schematu. Nic więc dziwnego, że dość szybko zaczęły się pojawiać narzędzia wyposażone w moduły syntezy logicznej. Niestety, bardzo szybko się okazało, że postęp w rozwoju wyprzedził twórców softwaru. Szybki wzrost częstotliwości taktowania działania mikroprocesorów doprowadził bowiem do sytuacji, w której czysto logiczna analiza pracy układu okazała się nie wystarczająca. Dzieje się tak dlatego, że np. częstotliwość zegara rzędu 50 MHz i nanosekundowe czasy narastania impulsów to zakres, który jeszcze niedawno był wyłączną domeną techniki mikrofalowej. Przy tak dużych częstotliwościach, bardzo ważną dla pracy układu staje się przestrzenna konfiguracja elementów i ich wzajemne odległości, a także technologia montażu.

Tak więc, do symulacji działania układów cyfrowych trzeba dziś stosować pełną analizę w czasie rzeczywistym z subnanosekundową rozdzielczością czasową. Tego rodzaju zadanie, sformułowane dla układu złożonego z wielu tysięcy elementarnych bramek logicznych, stanowi problem niesłychanie skomplikowany.

Jest jeszcze jeden czynnik określający skalę problemu, przed którym stoją dziś zarówno konstruktorzy, jak i twórcy oprogramowania CAE dla projektantów komputerów. Jest nim testowalność układu, czyli możliwości skutecznego wykrywania i usuwania błędów w projekcie. O ile w, powiedzmy, pięciu tysiącach bramek można było jakoś dać sobie radę z pomocą aparatury laboratoryjnej, przy stu tysiącach, niestety, to już się nie może udać. W dodatku, poziom konkurencyjności rośnie z każdym rokiem - dziś poważny producent jest zmuszony wypuszczać na rynek nowy produkt co pół roku. Nikt nie ma dziś czasu na długotrwałą zabawę w szukanie błędów.

To wszystko prowadzi do jednego wniosku - konstruktorzy komputerów potrzebują narzędzia, które pomoże mu zaprojektowany układ szybko i skutecznie przetestować oraz znaleźć i poprawić błędy. Program w znacznym stopniu spełniający, jak się zdaje, określone wyżej wymagania został zaprezentowany 28 kwietnia na seminarium amerykańskiej firmy ALDEC. Prezentowany na seminarium produkt tej firmy, SUSIE 6.0 (Standard Universal Simulator for Improved Engineering) jest programem typu CAE, tworzącym uniwersalne środowisko do projektowania i weryfikacji układów cyfrowych. Z funcjonalnego punktu widzenia, jest to 1000-kanałowy analizator stanów logicznych, połączony z generatorem wektorów testowych, służących do pobudzania układu. SUSIE symuluje pracę badanego układu z rozdzielczością czasową równą 10 ps (1 pikosekunda = 10-12 sek.).

SUSIE jest jedynym na świecie symulatorem interakcyjnym - wszystkie inne analogiczne programy pracują, jak dotąd, w trybie wsadowym. Jest to bardzo istotne i sprzyjające oszczędności czasu ułatwienie, zwłaszcza, że łączy się z nim bardzo ważna cecha programu - po przeprowadzeniu pierwszej, całościowej symulacji można w układzie wydzielić błędną część i zmieniać jej strukturę na bieżąco, tak długo, dopóki nie znajdzie się prawidłowego rozwiązania. Po osiągnięciu prawidłowej reakcji układu na testy, program produkuje pełną dokumentację techniczną wraz z dokładnym opisem.

SUSIE ma jedną cechę szczególną - pomimo bardzo wysokiego stopnia komplikacji spełnianych zadań, programowi wystarcza do pracy zwykły komputer PC AT386 wyposażony w 2 MB RAM i wolne 10 MB na twardym dysku. Przy tych parametrach skutecznie konkuruje on ze znacznie większymi i droższymi programami, które do pracy potrzebują wysokowydajnych stacji roboczych. Tajemnica tkwi w oryginalnej technologii tworzenia softwaru, będącej przedmiotem patentu we wszystkich wysokorozwiniętych krajach Wschodu i Zachodu.

Właścicielem tego patentu (oraz wielu innych), a jednocześnie założycielem i prezesem firmy ALDEC, jest p. Stanley Hyduke, z pochodzenia Polak, który wyemigrował z Polski w połowie lat sześćdziesiątych.

Dystrubucją SUSIE w Polsce zajmuje się warszawska firma KADEL.