This paper presents the systematic synthesis of a fairly complex digitalcircuit and its CPLD implementation as an assemblage of communicatingasynchronous sequential circuits. The example, a VMEbus controller, waschosen because it has to control concurrent processes and to arbitrateconflicting requests.
Bei der Programmierung geht es in vielfältiger Form um Identifikation von Individuen: Speicherorte,Datentypen, Werte, Klassen, Objekte, Funktionen u.ä. müssen definierend oder selektierend identifiziert werden.Die Ausführungen zur Identifikation durch Zeigen oder Nennen sind verhältnismäßig kurz gehalten,wogegen der Identifikation durch Umschreiben sehr viel Raum gewidmet ist. Dies hat seinen Grunddarin, daß man zum Zeigen oder Nennen keine strukturierten Sprachformen benötigt, wohl aber zumUmschreiben. Daß die Betrachtungen der unterschiedlichen Formen funktionaler Umschreibungen soausführlich gehalten sind, geschah im Hinblick auf ihre Bedeutung für die Begriffswelt der funktionalen Programmierung. Man hätte zwar die Formen funktionaler Umschreibungen auch im Mosaikstein "Programmzweck versus Programmform" im Kontext des dort dargestellten Konzepts funktionaler Programme behandeln können, aber der Autor meint, daß der vorliegende Aufsatz der angemessenerePlatz dafür sei.
In der Philosophie ist es selbstverständlich, daß Autoren, die Erkenntnisse früherer Philosophen weitergeben oder kommentieren, die Originalliteratur kennen und sich in ihrer Argumentation explizit auf bestimmte Stellen in den Originaldarstellungen beziehen. In der Technik dagegen ist es allgemein akzeptierte Praxis, daß Autoren von Lehrbüchern, in denen Erkenntnisse früherer Forscher dargestellt oder kommentiert werden, nicht die Originaldarstellungen zugrunde legen, sondern sich mit den Darstellungen in der Sekundärliteratur begnügen. Man denke an die Erkenntnisse von Boole oder Maxwell, die in sehr vielen Lehrbüchern der Digitaltechnik bzw. der theoretischen Elektrotechnik vermittelt werden, ohne daß die Autoren dieser Lehrbücher auf die Originalschriften von Boole oder Maxwell Bezug nehmen. Dagegen wird man wohl kaum ein Buch über Erkenntnisse von Aristoteles oder Kant finden, dessen Autor sich nicht explizit auf bestimmte Stellen in den Schriften dieser Philosophen bezieht.
Die systemtheoretische Begründung für die Einführung des Zustandsbegriffs findet man im Mosaik-stein "Der Zustandsbegriff in der Systemtheorie". Während sich die dortige Betrachtung sowohl mitkontinuierlichen als auch mit diskreten Systemen befaßt, wird hier die Betrachtung auf diskrete Sy-steme beschränkt.
Umgangssprachlich wurde das Wort Daten schon gebraucht, lange bevor der Computer erfundenwurdeund die AbkürzungEDV für "Elektronische Datenverarbeitung" in die Alltagssprache gelangte.So sagte beispielsweise der Steuerberater zu seinem Klienten: "Bevor ich Ihre Steuererklärung fertigmachen kann, brauche ich von Ihnen noch ein paar Daten." Oder der Straßenbaureferent einer Stadtschrieb an den Oberbürgermeister: "Für die Entscheidung, welche der beiden in Frage stehenden Stra-ßen vorrangig ausgebaut werden soll, müssen wir noch eine Datenerhebung durchführen." Bei diesenDaten ging es zwar oft um Zahlen - Geldbeträge, Anzahl der Kinder, Anzahl der Beschäftigungsmo-nate, gezählte Autos - , aber eine Gleichsetzung von Daten mit Zahlen wäre falsch. Zum einen wärenZahlen ohne mitgelieferte Wörter wie Monatseinkommen, Kinderzahl u.ä. für den Steuerberater nutz-los, zum anderen will das Finanzamt u.a. auch den Arbeitgeber des Steuerpflichtigen wissen, und dazumuß eine Adresse angegeben werden, aber keine Zahl.
Für die Systemtheorie ist der Begriff Zustand ein sehr zentraler Begriff. Das Wort "Zustand" wird um-gangssprachlich recht häufig verwendet, aber wenn man die Leute fragen würde, was sie denn meinen,wenn sie das Wort Zustand benützen, dann würde man sicher nicht die präzise Definition bekommen,die man für die Systemtheorie braucht.
This paper presents a completely systematic design procedure for asynchronous controllers.The initial step is the construction of a signal transition graph (STG, an interpreted Petri net) ofthe dialog between data path and controller: a formal representation without reference to timeor internal states. To implement concurrently operating control structures, and also to reducedesign effort and circuit cost, this STG can be decomposed into overlapping subnets. A univer-sal initial solution is then obtained by algorithmically constructing a primitive flow table fromeach component net. This step links the procedure to classical asynchronous design, in particu-lar to its proven optimization methods, without restricting the set of solutions. In contrast toother approaches, there is no need to extend the original STG intuitively.
An interrupter for use in a daisy-chained VME bus interrupt system has beendesigned and implemented as an asynchronous sequential circuit. The concur-rency of the processes posed a design problem that was solved by means of asystematic design procedure that uses Petri nets for specifying system and in-terrupter behaviour, and for deriving a primitive flow table. Classical designand additional measures to cope with non-fundamental mode operation yieldeda coded state-machine representation. This was implemented on a GAL 22V10,chosen for its hazard-preventing structure and for rapid prototyping in studentlaboratories.
Programs are linguistic structures which contain identifications of individuals: memory locations, data types, classes, objects, relations, functions etc. must be identified selectively or definingly. The first part of the essay which deals with identification by showing and designating is rather short, whereas the remaining part dealing with paraphrasing is rather long. The reason is that for an identification by showing or designating no linguistic compositions are needed, in contrast to the case of identification by paraphrasing. The different types of functional paraphrasing are covered here in great detail because the concept of functional paraphrasing is the foundation of functional programming. The author had to decide whether to cover this subject here or in his essay Purpose versus Form of Programs where the concept of functional programming is presented. Finally, the author came to the conclusion that this essay on identification is the more appropriate place.
VMEbus Controller Synthesis by Communicating Asynchronous Sequential Circuits
(1994)
