Перейти до змісту
Електронне моделювання
UK EN
Меню

Векторна логіка для тестування функцій та структур

В.І. Хаханов, д-р техн. наук
e-mail: hahanov@icloud.com; https://orcid.org/0000-0001-5312-5841

Е.І. Литвинова, д-р техн. наук
https://orcid.org/0000-0002-9797-5271

А.О. Воронов, аспірант
https://orcid.org/0009-0004-0282-5775

Харківський національний університет радіоелектроніки
Україна, 61166, Харків, пр-т Науки, 14

Èlektron. model. 2026, 48(5):93-113

Повний текст (PDF)

English version

Стаття надійшла до редакції / Received 11.03.2026
Прорецензована / Reviewed 09.06.2026

BY© В.І. Хаханов, Е.І. Литвинова, А.О. Воронов, 2026
Стаття поширюється на умовах ліцензії відкритого доступу CC BY 4.0

Анотація

Векторні логічні обчислення — це економічний механізм інтелектуальних обчислень у пам’яті, який використовує транзакції читання-запису для вирішення практичних завдань аналізу та управління фізичними, соціальними та бізнес-процесами на основі моніторингу. Для будь-якої ситуації може бути побудована надлишкова модель цифрової структури і функціональності, яка позбавляє комп’ютинг алгоритму аналізу для отримання рішення. Дослідження спрямоване на скорочення часових та енергетичних витрат, пов’язаних з управлінням процесами та явищами у цифровому світі. Засобом досягнення цієї мети є використання векторно-логічних обчислювальних механізмів у пам’яті, які спрощують алгоритми за допомогою експоненціальної надлишковості структур даних. Аналіз функцій і структур проводиться з погляду алгоритмічної простоти з метою моделювання та симуляції. Запропоновано кілька механізмів, що базуються на декартовій логіці, для моделювання логічного вектора за структурою цифрової схеми. Логічний вектор використано для створення тестової карти за три матричні операції. Запропоновано хмарний сервіс MOSI, який моделює тестові набори та несправності як адреси таблиці істинності у цифрових схемах та функціональностях.

Ключові слова

функції та структури комп’ютингу, векторно-логічна функціональність, векторна логіка, логічний вектор, декартова логіка, інтелектуальний комп’ютинг, карта тестування, моделювання несправностей, моделювання справної поведінки, промпт-інжиніринг

Список літератури

  1. Markidis S. et al. NVIDIA Tensor Core Programmability, Performance & Precision. 2018.
  2. IEEE Standard for Integrated Circuit (IC) Open Library Architecture (OLA). IEEE STD 1481-2009. 11 March 2010. P. 1-658.
  3. Esmaieli E., Sedaghat Y., Peiravi A. Fanout-Based Reliability Model for SER Estimation in Combinational Circuits. IEEE Transactions on Circuits and Systems I: Regular Papers. Jan. 2025. Vol. 72, no. 1. P. 228-240. doi: 10.1109/TCSI.2024.3458864 (дата звернення: 04.06.2026).
  4. Hwang M.-E., Jung S.-O., Roy K. Slope Interconnect Effort: Gate-Interconnect Interdependent Delay Modeling for Early CMOS Circuit Simulation. IEEE Transactions on Circuits and Systems I: Regular Papers. July 2009. Vol. 56, no. 7. P. 1428-1441. doi: 10.1109/TCSI.2008.2006217 (дата звернення: 04.06.2026).
  5. Huang W., Du J., Hua W., Bi K., Fan Q. A Hybrid Model-Based Diagnosis Approach for Open-Switch Faults in PMSM Drives. IEEE Transactions on Power Electronics. April 2022. Vol. 37, no. 4. P. 3728-3732. doi: 10.1109/TPEL.2021.3123144 (дата звернення: 04.06.2026).
  6. Fu R., Wille R., Yoshikawa N., Ho T.-Y. Efficient Cartesian Genetic Programming-Based Automatic Synthesis Framework for Reversible Quantum-Flux-Parametron Logic Circuits. IEEE Transactions on Computer-Aided Design of Integrated Circuits and Systems. 2025. doi: 10.1109/TCAD.2025.3546884 (дата звернення: 04.06.2026).
  7. Berndt A. et al. Accuracy and Size Trade-off of a Cartesian Genetic Programming Flow for Logic Optimization. 2021 34th SBC/SBMicro/IEEE/ACM Symposium on Integrated Circuits and Systems Design (SBCCI), Campinas, Brazil, 2021. P. 1-6. doi: 10.1109/SBCCI53441.2021.9529968 (дата звернення: 04.06.2026).
  8. Dunaeva O., Autsou S., Kudelina K., Roosileht M. Utilizing the fuzzy logic algorithm for cartesian robot control system in conditions of mechanical damage transmission. IECON 2024 — 50th Annual Conference of the IEEE Industrial Electronics Society, Chicago, IL, USA. 2024. P. 1-5. doi: 10.1109/IECON55916.2024.10905445 (дата звернення: 04.06.2026).
  9. Khan G. M., Zafari F., Mahmud S. A. Very Short-Term Load Forecasting Using Cartesian Genetic Programming Evolved Recurrent Neural Networks (CGPRNN). 2013 12th International Conference on Machine Learning and Applications, Miami, FL, USA. 2013. P. 152-155. doi: 10.1109/ICMLA.2013.181 (дата звернення: 04.06.2026).
  10. Inglese P., Vatajelu E.-I., Di Natale G. Side Channel and Fault Analyses on Memristor-Based Logic In-Memory. IEEE Design & Test, Vol. 41, no. 3. June 2024. P. 29-35. doi: 10.1109/MDAT.2023.3324522 (дата звернення: 04.06.2026).
  11. Ye J., Zhu J., Cao J., Bi H., Ding Y., Chen B. A Novel Parallel In-Memory Logic Array Based on Programmable Diodes. IEEE Journal of the Electron Devices Society. Vol. 12. 2024. P. 738-744. doi: 10.1109/JEDS.2024.3457021 (дата звернення: 04.06.2026).
  12. Chen X., Song T., Han Y. RRAM-based Analog In-Memory Computing: Invited Paper. 2021 IEEE/ACM International Symposium on Nanoscale Architectures (NANOARCH), AB, Canada. 2021. P. 1-6. doi: 10.1109/NANOARCH53687.2021.9642235 (дата звернення: 04.06.2026).
  13. Nguyen V.-T., Trinh Q.-K., Zhang R., Nakashima Y. XNOR-BSNN: In-Memory Computing Model for Deep Binarized Spiking Neural Network. 2021 International Conference on High Performance Big Data and Intelligent Systems (HPBD&IS), Macau, China. 2021. P. 17-21. doi: 10.1109/HPBDIS53214.2021.9658467 (дата звернення: 04.06.2026).
  14. Hahanov V., Litvinova E., Davitadze Z., Chumachenko S., Devadze D., Hacimahmud A.V. Truth Table Based Intelligent Computing. 2024 31st International Conference on Mixed Design of Integrated Circuits and System (MIXDES), Gdansk, Poland. 2024. P. 199-204. DOI: 10.23919/MIXDES62605.2024.10614035 (дата звернення: 04.06.2026).
  15. Privman V., Solenov D. Decoherence of Dynamically Manipulated Qubits. 2006 Sixth IEEE Conference on Nanotechnology, Cincinnati, OH, USA. 2006. P. 842-845. DOI: 10.1109/NANO.2006.247790 (дата звернення: 04.06.2026).
  16. Durmuş M. A., Demiralay K., Khan M. M., Atalay Ş. E., Sarpkaya İ. Moiré Localization Induced Enhancement in the Decoherence Time of Interlayer Excitons in WSe2-MoSe2 Heterobilayers. 2024 Conference on Lasers and Electro-Optics (CLEO), Charlotte, NC, USA. 2024. P. 1-2.
  17. Zhu S., Yu T., Xu T., Chen H., Dustdar S., Gigan S., Gunduz D., Hossain E., Jin Y., Lin F., Liu B., Wan Z., Zhang J., Zhao Z., Zhu W., Chen Z., Durrani T. S., Wang H., Wu J., Zhang T., Pan Y. Intelligent computing: The latest advances, challenges, and future. Vol. 2. 2023. DOI: 10.34133/icomputing.0006 (дата звернення: 04.06.2026).
  18. Tarek A., Alveed A., Farhan A. A Proof Theoretic Exploration of Mathematical Induction in Computational Paradigm. 2023 Congress in Computer Science, Computer Engineering, & Applied Computing (CSCE), Las Vegas, NV, USA. 2023. P. 963-972. DOI: 10.1109/CSCE60160.2023.00162 (дата звернення: 04.06.2026).
  19. Kamide N. Natural Deduction with Explosion and Excluded Middle. 2023 IEEE 53rd International Symposium on Multiple-Valued Logic (ISMVL), Matsue, Japan. 2023. P. 24-29. DOI: 10.1109/ISMVL57333.2023.00016 (дата звернення: 04.06.2026).
  20. Chang S.-H., Liu C.-N. J., Küster A. Behavioral Level Simulation Framework to Support Error-Aware CNN Training with In-Memory Computing. 2022 18th International Conference on Synthesis, Modeling, Analysis and Simulation Methods and Applications to Circuit Design (SMACD), Villasimius, Italy. 2022. P. 1-4. DOI: 10.1109/SMACD55068.2022.9816307 (дата звернення: 04.06.2026).
  21. Li S., Zhang N., Zhang W., Yang R., Chang Y., Xiong B. Framework Independent Modeling for SRAM-Based In-Memory Computing. 2024 2nd International Symposium of Electronic Design Automation (ISEDA), Xi’an, China. 2024. P. 777-777. DOI: 10.1109/ISEDA62518.2024.10617799 (дата звернення: 04.06.2026).
  22. Westphal J., Hardy J. Logic as a Vector System. Journal of Logic and Computation, Vol. 15, no. 5. Oct. 2005. P. 751-765. DOI: 10.1093/logcom/exi040 (дата звернення: 04.06.2026).
  23. Mizraji E. Vector Logic: A Natural Algebraic Representation of the Fundamental Logical Gates. Journal of Logic and Computation. Vol. 18, no. 1. Feb. 2008. P. 97-121. DOI: 10.1093/logcom/exm057 (дата звернення: 04.06.2026).
  24. Mizraji E. Vector logic allows counterfactual virtualization by the square root of NOT. Logic Journal of the IGPL. Vol. 29, no. 5. May 2020. P. 859-870. DOI: 10.1093/jigpal/jzaa026 (дата звернення: 04.06.2026).
  25. Hahanov V., Gharibi W., Chumachenko S., Litvinova E. Vector Synthesis of Fault Testing Map for Logic. IAES International Journal of Robotics and Automation (IJRA), Vol. 13, no. 3. 2024. P. 293-306. DOI: 10.11591/ijra.v13i3.pp293-306 (дата звернення: 04.06.2026).
  26. Hahanov V., Litvinova E., Hahanova H., Chumachenko S., Davitadze Z., Hahanova I., Kulak H., Ponomarova V., Abdullayev V. H. Vector-Logical In-Memory Simulation of Faults as Truth Table Addresses. 2024 IEEE East-West Design & Test Symposium (EWDTS), Yerevan, Armenia. 2024. P. 1-6. DOI: 10.1109/EWDTS63723.2024.10873615 (дата звернення: 04.06.2026).
  27. Hahanov V., Devadze D., Hahanov I., Chumachenko S., Litvinova E., Obrizan V., Dmytro P., Mishchenko A., Maksymova N. Prompt-Testing of Logic. 2024 IEEE East-West Design & Test Symposium (EWDTS), Yerevan, Armenia. 2024. P. 1-5. DOI: 10.1109/EWDTS63723.2024.10873774 (дата звернення: 04.06.2026).
  28. Hahanov V., Chumachenko S., Litvinova E., Hahanov I., Ponomarova V., Khakhanova H., Kulak G. Faults-as-address simulation. IAES International Journal of Robotics and Automation, Vol 13, no 4. Dec. 2024. P. 452-468. DOI: http://doi.org/10.11591/ijra.v13i4.pp452-468 (дата звернення: 04.06.2026).
  29. Ahn B., Jang J., Na H., Seo M., Son H., Song Y. H. AI Accelerator Embedded Computational Storage for Large-Scale DNN Models. 2022 IEEE 4th International Conference on Artificial Intelligence Circuits and Systems (AICAS), Incheon, Korea, Republic of. 2022. P. 483-486. DOI: 10.1109/AICAS54282.2022.9869991 (дата звернення: 04.06.2026).
  30. Wu B., Zhu H., Chen K., Yan C., Liu W. MLiM: High-Performance Magnetic Logic in-Memory Scheme With Unipolar Switching SOT-MRAM. IEEE Transactions on Circuits and Systems I: Regular Papers. Vol. 70, no. 6. June 2023. P. 2412-2424. DOI: 10.1109/TCSI.2023.3254607 (дата звернення: 04.06.2026).
  31. Програмний застосунок MOSI. Електронний ресурс. mosilogic.github.io (дата звернення: 04.06.2026).

ХАХАНОВ Володимир Іванович, д-р техн. наук, професор, професор кафедри автоматизації проєктування обчислювальної техніки Харківського національного університету радіоелектроніки (ХНУРЕ). У 1978 р. закінчив Харківський інститут радіоелектроніки. Область наукових досліджень — комп’ютерні системи та мережі, квантовий, кіберфізичний, кіберсоціальний, векторно-логічний комп’ютинг.

ЛИТВИНОВА Євгенія Іванівна, д-р техн. наук, професор, професор кафедри автоматизації проєктування обчислювальної техніки Харківського національного університету радіоелектроніки (ХНУРЕ). У 1985 р. закінчила Харківський інститут радіоелектроніки. Область наукових досліджень — квантовий комп’ютинг, тестування та діагностика цифрових систем.

ВОРОНОВ Андрій Олександрович, аспірант кафедри автоматизації проєктування обчислювальної техніки Харківського національного університету радіоелектроніки (ХНУРЕ). У 2022 р. закінчив Харківський національний університет будівництва та архітектури. Область наукових досліджень — кіберфізичний комп’ютинг, проєктування і тестування систем на кристалах (SoC), машинне навчання.