nedoPC.org - View topic - Hopeless - функциональное моделирование электронных схем

...

Atom Feed | View unanswered posts | View active topics

It is currently 22 Apr 2018 08:35

Hopeless - функциональное моделирование электронных схем

Moderator: Lavr

Page 1 of 1

[ 7 posts ]

Previous topic | Next topic

Hopeless - функциональное моделирование электронных схем

Author

Message

Shaos

Admin

Joined: 09 Jan 2003 00:22
Posts: 16444
Location: Colorado

Hopeless - функциональное моделирование электронных схем

Я некоторе время назад размышлял на тему того как можно на функциональном языке моделировать электронные схемы - имея лишь чистые функции без побочных эффектов. Предполагал использовать список для хранения состояний автоматов, однако всё оказалось проще, когда я наткнулся на статью Сергея Зефирова и Владислава Балина во втором номере электронного журнала Практика Функционального Программирования:

http://fprog.ru/2009/issue2/serguey-zef ... languages/

Они описали такой подход, когда входы и выходы описываются ленивыми списками, причём так, что симулятору не страшны обратные связи. В качестве примеров использовались программы на языке Haskell. А я решил попробовать и взял HOPE в лице Hopeless

_________________
:eugeek:

https://twitter.com/Shaos1973

29 Apr 2010 17:59

Shaos

Admin

Joined: 09 Jan 2003 00:22
Posts: 16444
Location: Colorado

Вот реализация первого примера с сумматором на языке HOPE:


	Code: dec zip_with : (alpha # alpha -> beta) # list alpha # list alpha -> list beta; --- zip_with (f, nil, _) <= nil; --- zip_with (f, _, nil) <= nil; --- zip_with (f, a :: b, c :: d) <= f (a, c) :: zip_with (f, b, d); dec sum : list num -> list num; --- sum l <= s whererec s == 0 :: zip_with ((+), s, l);

Простой пример работы:


	Code: sum([ 1, 2, 3, 0-1, 0-2, 5]); >> [0, 1, 3, 6, 5, 3, 8] : list num

P.S. Отрицательные числа не воспринимаются парсером - буду смотреть почему...

_________________
:eugeek:

https://twitter.com/Shaos1973

Last edited by Shaos on 29 Apr 2010 20:16, edited 2 times in total.

29 Apr 2010 19:52

Shaos

Admin

Joined: 09 Jan 2003 00:22
Posts: 16444
Location: Colorado

А вот полноценная программа для теста "вручную":


	Code: #!/usr/local/bin/hopeless -f uses lines,system; dec str2numl : list (list char) -> list num; --- str2numl nil <= nil; --- str2numl (h :: t) <= str2num h :: str2numl t; dec zip_with : (alpha # alpha -> beta) # list alpha # list alpha -> list beta; --- zip_with (f, nil, _) <= nil; --- zip_with (f, _, nil) <= nil; --- zip_with (f, a :: b, c :: d) <= f (a, c) :: zip_with (f, b, d); dec sum : list num -> list num; --- sum l <= s whererec s == 0 :: zip_with ((+), s, l); write sum(str2numl(lines(read(stdin))));

При запуске она берёт с клавиатуры числа и засылает их по одному в сумматор, который точно также по одному выдаёт ответ - всё на ленивых списках

_________________
:eugeek:

https://twitter.com/Shaos1973

29 Apr 2010 20:07

Shaos

Admin

Joined: 09 Jan 2003 00:22
Posts: 16444
Location: Colorado

Со вторым примером (RS-триггер) посложнее - дословная реализация работает, как написано в статье:


	Code: dec zip_with : (alpha # alpha -> beta) # list alpha # list alpha -> list beta; --- zip_with (f, nil, _) <= nil; --- zip_with (f, _, nil) <= nil; --- zip_with (f, a :: b, c :: d) <= f (a, c) :: zip_with (f, b, d); dec nor : list(bool) # list(bool) -> list(bool); --- nor (a,b) <= false :: zip_with(\(x,y)=>not(x or y),a,b); dec rs_trig : list(bool) # list(bool) -> list(bool) # list(bool); --- rs_trig (r,s) <= ( q,q') whererec ( q,q') == ( nor( s,q'), nor( r,q ));

1) пример самовозбуждения:


	Code: rs_trig([false, false, false, false], [false, false, false, false]);

>> ([false, true, false, true, false], [false, true, false, true, false]) : list bool # list bool

2) пример взвода:


	Code: rs_trig([true, false, false, false], [false, false, false, false]);

>> ([false, true, true, true, true], [false, false, false, false, false]) : list bool # list bool

3) пример сброса:


	Code: rs_trig([false, false, false, false], [true, false, false, false]);

>> ([false, false, false, false, false], [false, true, true, true, true]) : list bool # list bool

А вот последовательности посложнее уже не проходят (после переключения состояния схема самовозбуждается):


	Code: rs_trig([true, false, false, false, false, false, false, false], [false, false, false, false, true, false, false, false]);

>> ([false, true, true, true, true, false, true, false, true], [false, false, false, false, false, false, true, false, true]) : list bool # list bool

Хотя если сделать "импульсы" длинее (два такта вместо одного), то становится похоже на правду:


	Code: rs_trig([true, true, false, false, false, false, false, false, false, false], [false, false, false, false, false, true, true, false, false, false]);

>> ([false, true, true, true, true, true, false, false, false, false, false], [false, false, false, false, false, false, false, true, true, true, true]) : list bool # list bool

_________________
:eugeek:

https://twitter.com/Shaos1973

29 Apr 2010 21:22

Shaos

Admin

Joined: 09 Jan 2003 00:22
Posts: 16444
Location: Colorado

Вот пример переписанный на новый тип данных, у которого кроме True и False ещё есть Z-состояние:


	Code: #!/usr/local/bin/hopeless -f dec map : list alpha # (alpha -> beta) -> list beta; --- map (nil, f) <= nil; --- map (h :: t, f) <= f(h) :: map(t, f); dec reduce : list alpha # (alpha#beta -> beta) # beta -> beta; --- reduce (nil, f, b) <= b; --- reduce (h :: t, f, b) <= f(h,reduce(t,f,b)); dec zip_with : (alpha # alpha -> beta) # list alpha # list alpha -> list beta; --- zip_with (f, nil, _) <= nil; --- zip_with (f, _, nil) <= nil; --- zip_with (f, a :: b, c :: d) <= f (a, c) :: zip_with (f, b, d); data he2 == T ++ F ++ Z; type he2seq == list(he2); dec he2inv : he2 -> he2; --- he2inv(T) <= F; --- he2inv(F) <= T; --- he2inv(Z) <= F; dec he2or : he2 # he2 -> he2; --- he2or(T,_) <= T; --- he2or(_,T) <= T; --- he2or(Z,_) <= T; --- he2or(_,Z) <= T; --- he2or(_,_) <= F; dec he2and : he2 # he2 -> he2; --- he2and(F,_) <= F; --- he2and(_,F) <= F; --- he2and(_,_) <= T; dec inv : he2seq -> he2seq; --- inv (a) <= F :: map(a,\(x)=>he2inv(x)); dec nor : he2seq # he2seq -> he2seq; --- nor (a,b) <= F :: zip_with(\(x,y)=>he2inv(he2or(x,y)),a,b); dec nand : he2seq # he2seq -> he2seq; --- nand (a,b) <= F :: zip_with(\(x,y)=>he2inv(he2and(x,y)),a,b); dec rs_trig : he2seq # he2seq -> he2seq # he2seq; --- rs_trig (s,r) <= ( q,q') whererec ( q,q') == ( nor( r,q'), nor( s,q ) ); dec _rs_trig : he2seq # he2seq -> he2seq # he2seq; --- _rs_trig (_s,_r) <= ( q,q') whererec ( q,q') == ( nand( _s,q'), nand( _r,q ) ); rs_trig( [T,T,F,F,F,F,F,F,F,F], [F,F,F,F,F,T,T,F,F,F]); _rs_trig( [F,F,T,T,T,T,T,T,T,T], [T,T,T,T,T,F,F,T,T,T]);

вывод генерируемый этой программой:


	Code: > ./hopemul2.hop >> ([F, T, T, T, T, T, F, F, F, F, F], [F, F, F, F, F, F, F, T, T, T, T]) : he2seq # he2seq >> ([F, T, T, T, T, T, T, F, F, F, F], [F, T, F, F, F, F, T, T, T, T, T]) : he2seq # he2seq

_________________
:eugeek:

https://twitter.com/Shaos1973

02 May 2010 15:43

Shaos

Admin

Joined: 09 Jan 2003 00:22
Posts: 16444
Location: Colorado

Вообще в будущем можно сделать надстройку для моделирования дискретных событий (транзакций) с привязкой к шкале времени (по типу GPSS)

_________________
:eugeek:

https://twitter.com/Shaos1973

03 May 2010 18:29

Shaos

Admin

Joined: 09 Jan 2003 00:22
Posts: 16444
Location: Colorado

Re: Hopeless - функциональное моделирование электронных схем

Надо чтоли троичность попробовать помоделировать на HOPE...

Вот блин - больше 7 лет прошло с тех пор, а как вчера было :cry:

_________________
:eugeek:

https://twitter.com/Shaos1973

29 Nov 2017 05:14

Page 1 of 1

[ 7 posts ]

Who is online

Users browsing this forum: No registered users and 3 guests

You cannot post new topics in this forum
You cannot reply to topics in this forum
You cannot edit your posts in this forum
You cannot delete your posts in this forum
You cannot post attachments in this forum