microbik.ru
  1 ... 3 4 5 6

Состав элементов



Анализ данной таблицы позволяет сделать следующие выводы:

1)Потребляемая мощность:

Фп = Iп*Uп = 24,416 А * 5 В = 72,05 Вт,

2)Критерий качества

Q=( 364 * 150 ) / ((364 – 75)* 72.05+1) = 2,62,

3)Общая площадь посадочных мест равна 30592 мм2. Поэтому число поверхностей размещения составит:

N= S / (0.8 * Sп) = 30592 / (0.8 * 28476) = 1,504.


ТК2.004.210.ПЗ
Лист


Изм.

Лист

№ документа

Подп.

Дата
20


Тзд

нс
11,5

59

28

11,5

22

Эле-менты



RG1

MPL1
RG4

DL2
Всего:

Тип мик-


росхем
К531ИР22

К1802ВР4

К155ИМ6

К531ИР22

К531ИР22

Тип кор-


пуса
4153.20-4

2136.64-1

4153.20-4

4153.20-4

2136.64-1

Кол.


корп.
2

1

2

2

16
23

Площадь,


мм2
462

1576

537

462

3696
9733

Разме-


ры, мм
12.5*18.5

80*19.7

14.5*18.5

12.5*18.5

12.5*18.5

Ток/корп.


мА
24

800

39

24

28

Общий


ток мА
48

800

78

48

448
1422

Отсюда следует, что ввиду большого количества микросхем конструктивно препроцессор при заданном размере платы может быть выполнен на одном ТЭЗе с двусторонним размещением микросхем. Поэтому, имеет смысл расположить микросхемы, распределив их по функциональному признаку. Пример такого разбиения показан в таблицах 6 и 7.
Таблица 6

ТЭЗ1 (сторона 0)


Входы и выходы неиспользуемых элементов микросхем необходимо подключать так, чтобы они были установлены в «1», так как для ТТЛ – элементов Iп1>Iп0. Тем самым достигается снижение потребляемого тока.

Неиспользуемые входы подключаются так, чтобы не нарушалась логика работы микросхемы. Потенциал «1» создается как с помощью неиспользуемых логических элементов, обладающих повышенной нагрузочной способностью и установленных в «1», так и с помощью резисторов в 1Ком, подключенных к +5В.

Если свободный вход ТТЛ – микросхемы не подключен ни к источнику питания, ни к корпусу, это эквивалентно подаче на него «1», но надежность работы микросхемы будет низка.

Для фильтрации помех по цепям питания предусмотрен ряд конденсаторов. Фильтрация низкочастотной помехи в цепи питания осуществляется двумя электролитическими конденсаторами, расположенными вблизи от разъема и подключенных параллельно цепям питания. Емкость в мкФ рассчитывается по следующей формуле:

Сфн 0.1 * Nис, где Nис – число микросхем на ТЭЗ.

С1фн=0,1*23=2,3 мкФ;

С2фн=0,1*128=12,8 мкФ;

В случае невозможности точного подбора нужной емкости необходимо ставить емкость, ближайшую по номиналу.

ТК2.004.210.ПЗ
Лист


Изм.

Лист

№ документа

Подп.

Дата
21




Тзд

нс
11,5

13

59

28

11,5

22

59

28

11,5

28

11,5

11,5

59

28

11,5

35

11,5

15

27

Эле-менты



RG2i

CTR

MPL2
RG5i

DL1

MPLi
RG6i

SMi
RG7

MPL3
RG8

SW

RGF
отд.

логика
ИЛИ-НЕ
И

Всего:

Тип мик-


росхем
К531ИР22

К155ИЕ19

К1802ВР4

К155ИМ6

К531ИР22

К531ИР22

К1802ВР4

К155ИМ6

К531ИР22

К155ИМ6

К531ИР22

К531ИР22

К1802ВР4

К155ИМ6

К531ИР22

К559ИП14

К531ИР22

К155ЛЕ1

К155ЛИ1

Тип кор-


пуса
4153.20-4

402.16-32

2136.64-1

4153.20-4

4153.20-4

4153.20-4

2136.64-1

4153.20-4

4153.20-4

4153.20-4

4153.20-4

4153.20-4

2136.64-1

4153.20-4

4153.20-4

4153.20-4

4153.20-4

401.14-5

401.14-5

Кол.


корп.
16

1

1

2

16

16

8

16

16

14

12

2

1

2

2

2

1

4

1

128

Площадь,


мм2
3696

182

1576

537

3696

3696

12608

8592

3696

3238

3219

462

1576

537

462

462

231

554

139

20859

Разме-


ры, мм
12.5*18.5

11.5*15.8

80*19.7

14.5*18.5

12.5*18.5

12.5*18.5

80*19.7

14.5*18.5

12.5*18.5

12.5*18.5

14.5*18.5

12.5*18.5

80*19.7

14.5*18.5

14.5*18.5

12.5*18.5

12.5*18.5

10.5*13.2

10.5*13.2

Ток/корп.


мА
24

160

800

39

24

28

800

39

24

39

24

24

800

39

24

150

24

12

12

Общий


ток мА
384

160

800

78

384

448

6400

624

384

576

288

48

800

78

48

300

24

48

12

22994

Таблица 7

ТЭЗ1 (сторона 1)

Фильтрацию высокочастотной помехи цепи питания обеспечивается с помощью керамических конденсаторов, равномерно распределенных по полю ТЭЗ из расчета один конденсатор на группу не более чем 10 микросхем и емкостью 0,002-0,001 мкФ на одну микросхему (примем число таких конденсаторов 15).

В схеме препроцессора коэффициент объединения / разветвления нигде не превышает 10 (допустимого уровня для ТТЛ, ТТЛШ – серии), поэтому проводить проверку на согласование нагрузочной способности не требуется.

Многослойная печатная плата содержит 7 слоев. Два из них являются экранирующими и используются для подвода питания к микросхемам. Два внешних слоя содержат только контактные площадки, на которых распаиваются микросхемы, фильтрующие конденсаторы и резисторы.

















ТК2.004.210.ПЗ


Лист
















Изм.

Лист

№ документа

Подп.

Дата

22




Три внутренних сигнальных слоя, разделенные экранирующими слоями, служат для обеспечения связей между элементами в соответствии с принципиальной электрической схемой.

Приведенный выше пример разбиения на ТЭЗы позволяет получить функционально законченные узлы. Также это уменьшает количество межплатных связей и высвобождает часть контактов разъема для резервирования отдельных контактов с целью повышения надежности разъемного соединения.


















ТК2.004.210.ПЗ


Лист
















Изм.

Лист

№ документа

Подп.

Дата

23




7 Оценка временных и электрических параметров препроцессора

По полученной принципиальной электрической схеме ТЭЗ и временным диаграммам можно определить следующие параметры:

-максимальная частота поступления входных данных

Fd = 1/Td = 1/75 нс = 13,3 МГц;

-время задержки выходного потока данных относительно входного

Tзд = 8 Tclk = 600 нс;

-погрешность вычислений  = 2L = 2 – 16 = 0,000015;

-потребляемая мощность

Фп = 72,05 Вт;

-надежность устройства приближенно оценивается по следующей формуле

P(10000) = exp(-1-Nис)t, где  - интенсивность отказов микросхемы выбранного типа. Интенсивность отказа разъема принимается равной интенсивности отказов микросхем. Приняв для микросхем и разъема величину =1*107 час-1,получим:

P(10000)=0,954.

















ТК2.004.210.ПЗ


Лист
















Изм.

Лист

№ документа

Подп.

Дата

24




8 Разработка конструкции препроцессора
Размещение микросхем производится с помощью таблицы связей. Микросхемы устанавливаются с двух сторон платы с воздушным зазором в 1,5 мм. Ориентация микросхем 0. На плате устанавливается вилка разъема СНП34-90. С другой стороны устанавливается лицевая планка. В графической части приведена схема расположения элементов на ТЭЗе.

В периферийной зоне платы рядом с лицевой планкой размещаются контрольные гнезда.

Тепловой режим обеспечивается средствами естественного воздушного охлаждения. В целях защиты элементов и печатной платы от влаги ТЭЗ покрывается лаком ПФЛ-86.

Ремонтоспособность обеспечивается :

-наличием контрольных точек для подсоединения измерительной аппаратуры при настройке и контроле за работой препроцессора;

-разработкой с помощью САПР диагностического и проверяющего теста.

Важное место занимает обеспечение помехоустойчивости при конструировании препроцессора. К наиболее эффективным мерам следует отнести:

-согласование входных и выходных сопротивлений элементов с волновыми сопротивлениями «электрически длинных» цепей связи;

-ортогональное расположение линий связи на различных слоях;

-сокращение длины линии связи;

-использование экранных слоев для подвода питания или металлических прокладок в качестве шин питания;

-применение экранов.


















ТК2.004.210.ПЗ


Лист
















Изм.

Лист

№ документа

Подп.

Дата

25



9 Заключение



В результате курсового проектирования был разработан препроцессор, производящий вычисление выборочной дисперсии по гистограмме. Полученный препроцессор полностью удовлетворяет заданным техническим требованиям и отвечает высокому критерию качества проектирования.

В процессе выполнения курсового проекта были освоены методика проектирования вычислительных устройств на основе современной элементной базы и синтез принципиальных схем, электрических схем функциональных элементов по их формальному описанию.

















ТК2.004.210.ПЗ


Лист
















Изм.

Лист

№ документа

Подп.

Дата

26



Список используемой литературы




  1. Пухальский Г.И., Новосельцева Т.Я. Проектирование дискретных устройств на интегральных микросхемах: Справочник. –М. Радио и Связь, 1992. –496 стр.

  2. Применение интегральных микросхем в электронной вычислительной технике. –М. Машиностроение, 1994. –384 стр.

  3. Цифровые интегральные микросхемы: Справочник. –М.: Высш. Шк., 1985. –288 стр.

  4. Аванесян Г.Р., Левшин В.П. Интегральные микросхемы ТТЛ, ТТЛШ: Справочник. –М.: Машиностроение, 1993. –256 стр.

  5. Преснухин Л.Н.,Шахнов В.А. Конструирование электронных вычисли-тельных машин и систем. –Л. Радио и Связь, 1990. –320 стр.

















ТК2.004.210.ПЗ


Лист
















Изм.

Лист

№ документа

Подп.

Дата

27


<< предыдущая страница