курсовик (Курсовая по ЭВС)
Описание файла
Файл "курсовик" внутри архива находится в папке "Курсовая по ЭВС". Документ из архива "Курсовая по ЭВС", который расположен в категории "". Всё это находится в предмете "технология эвс" из 7 семестр, которые можно найти в файловом архиве МАИ. Не смотря на прямую связь этого архива с МАИ, его также можно найти и в других разделах. Архив можно найти в разделе "курсовые/домашние работы", в предмете "технология эвс" в общих файлах.
Онлайн просмотр документа "курсовик"
Текст из документа "курсовик"
Московский авиационный институт
(Государственный технический университет)
Факультет «Радиоэлектроника ЛА»
Кафедра 404 «Конструирование, технология и производство радиоэлектронных средств»
Расчетно-пояснительная записка
к курсовой работе по дисциплине
«Конструирование ЭВС»
Выполнил:
Гр.04-401
Проверил: Ушкар М.Н.
Москва, 2007
Задание.
Разработать функциональную ячейку микропроцессора базовой операции быстрое преобразование Фурье и выбрать конструкцию блока вычислителя цифровой обработки сигналов при следующих исходных данных:
Тд, мкс | d, дБ | σш, мВ | N | П, дБ | Pд, Вт/см2 | ПЗУ, кбайт | ОЗУ, Мбайт | T, час |
14 | 45 | 1,4 | 64 | 1,9 | 0,12 | 54 | 45 | 47000 |
Содержание.
1. Введение | 4 |
2. Техническое задание на разработку конструкции | 5 |
3. Анализ ТЗК | 8 |
4. Расчет разрядности спец. вычислителя | 9 |
5. Выбор элементной базы модулей спец. вычислителя. Расчет и обоснование конструкции ФЯ МП БО | |
5.1. Выбор структуры и элементной базы МП БО | 11 |
5.2. Выбор элементной базы ПЗУ | 12 |
5.3. Расчет типоразмера ФЯ МП БО | 13 |
5.4. Выбор элементной базы ОЗУ | 14 |
5.5. Выбор элементной базы АЦП | 15 |
5.6. Расчет и выбор класса точности к изготовлению ПП | 16 |
5.7. Выбор компоновочной схемы ФЯ МП БО | 16 |
5.8. Расчет шин питания и земли | 17 |
6. Выбор конструкции блока спец. вычислителя | 18 |
7. Расчет помехоустойчивости ФЯ МП БО | 18 |
8. Расчет вибропрочности ФЯ МП БО | 19 |
9. Заключение | 20 |
10. Список использованной литературы | 21 |
1. Введение.
В процессе создания современной электронно-вычислительной аппаратуры на ранних этапах проектирования большое внимание уделяется вопросам сравнительного анализа вариантов реализации исходного технического задания, прогнозирования параметров конструкций проектируемых устройств и обеспечения их помехоустойчивого функционирования.
Основой построения устройств ЭВС являются модули микропроцессора, запоминающего устройства, аналого-цифрового преобразования (АЦП).
В данной работе отрабатываются практические навыки инженерной оценки параметров конструкций перечисленных устройств на ранних этапах проектирования. Проводится сравнительный анализ возможности реализации соответствующих модулей и выбор лучшего из вариантов по критерию минимума общей площади монтажных плат.
2. Техническое задание на разработку конструкции.
1. Наименование и область применения.
Блок спец. вычислителя цифровой обработки сигналов применяется для реализации задачи первичной обработки сигналов бортовой РЛС.
2. Основания для разработки.
Задание на курсовой проект.
3. Цель и задачи разработки.
Цель – разработка конструкции блока спец. вычислителя ЦОС в виде пакета конструкторской документации.
Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи: выбор разрядности специального вычислителя, выбор элементной базы модулей спец. вычислителя, расчет и обоснование конструкции ФЯ МП БО, выбор конструкции блока спец. вычислителя, расчет помехоустойчивости ФЯ МП БО.
4. Источники разработки.
Используются следующие литературные источники:
1). «Конструирование электронно-вычислительных средств: учебное пособие к практическим занятиям», Ушкар М.Н., М.: Изд-во МАИ, 2007.
2). «Цифровые и аналоговые интегральные микросхемы: Справочник», под ред. Якубовского С.В., М.: Радио и Связь, 1990.
3). «Разработка и оформление конструкторской документации радиоэлектронной аппаратуры: Справочник», под ред. Романычевой Э.Т., М.: Радио и Связь, 1989.
5. Технические требования.
5.1. Состав изделия и требования к его конструкции.
МП БО
АЦП
ОЗУ N
ОЗУ 1
Состав показан на рисунке и включает в себя:
-ФЯ МП БО;
-ФЯ ОЗУ;
-ФЯ АЦП.
Особенности конструкции:
Типоразмер ФЯ определятся типоразмером ФЯ МП БО. В состав ячейки МП БО входят обрабатывающая часть, ПЗУ команд, контроллер обмена информацией, выполненный на 8 20-ти выводных микросхемах К1554АП6.
5.2. Показатели назначений.
Разрабатываемый спец. вычислитель должен удовлетворять следующим требованиям:
Тд, мкс | d, дБ | σш, мВ | N | П, дБ | Pд, Вт/см2 | ПЗУ, кбайт | ОЗУ, Мбайт | T, час |
14 | 45 | 1,4 | 64 | 1,9 | 0,12 | 54 | 45 | 47000 |
5.3. Требования к надежности.
ФЯ МП БО должна обеспечивать наработку до первого отказа не менее 47 тысяч часов.
5.4. Требования к уровню унификации и стандартизации.
Разработанные ФЯ и блок должны соответствовать БНК, выполненным по ГОСТ 26765:
ФЯ – ГОСТ 26765.12-86,
Блок – ГОСТ 26765.16-87.
5.5. Условия эксплуатации:
Окружающая температура – 233..328º К.
Относительная влажность – 93..100% при Т = 321..330º К.
Удары:
Длительность τи - 15 мс.
Ускорение аи – 117,7 м/c2.
Частота νи – не ограничена.
Допустимая виброскорость – 1000 мм/c.
Допустимая амплитуда – 0.5 мм.
Допустимая перегрузка – 20.
6. Комплектность документации.
Результатом работы является:
-расчетно-пояснительная записка;
-электрическая функциональная схема обрабатывающей части МП БО, выполненная на формате А4 (А3);
-сборочный чертеж ФЯ МП БО, выполненный на формате А1;
-спецификация к сборочному чертежу (А4).
3. Анализ ТЗК.
4. Расчет разрядности спец. вычислителя. Расчет и обоснование конструкции ФЯ МП БО.
1. Определение разрядности на входе МП.
2. Определение числа разрядов, учитывающих разную точность представления данных на входе и выходе МП.
Значение погрешности представления входных данных рассчитывается из выражения:
- единица младшего разряда АЦП.
Принимая, что единица младшего разряда АЦП равна , определяем :
Погрешность выполнения базовой операции в МП определяется из выражения:
Откуда
3. Определение количества разрядов для компенсации трансформируемой погрешности.
- длина цепочки операций, требующих умножения.
4. Определение разрядности на выходе МП.
5. Определение расчетной разрядности МП.
- старшие разряды кода входных данных, добавляемые для предотвращения переполнения на всех этапах вычисления.
5. Выбор элементной базы модулей спец. вычислителя.
5.1. Выбор структуры и элементной базы МП БО.
Рассмотрим несколько вариантов структур МП.
Серия 588.
Разрядность МП КР588ВС2 позволяет выполнить алгоритм на одной микросхеме, однако для выполнения условия быстродействия необходимо использовать 2 микросхемы КР588ВС2 и аппаратный умножитель КР588ВР2.
В этом случае время каждая из микросхем будет выполнять по 3 операции сложения (умножения) и одну загрузку, и время выполнения программы будет равным:
Это удовлетворяет требованиям задания ( ).
Серия 1804.
Для построения 13-ти разрядного МП необходимо 4 микросхемы КР1804ВС1 и одна схема ускоренного переноса КР1804ВР1. Время выполнения операции сложения:
Время выполнения программы БО БПФ примерно составит:
что удовлетворяет требованиям задания.
Вариант структуры | 1 | 2 | ||
Тип используемых микросхем | КР588ВС2 | КР588ВР2 | КР1804ВС2 | КР1804ВР1 |
Число микросхем, шт | 2 | 1 | 4 | 1 |
Число выводом микросхемы, шт | 42 | 24 | 42 | 16 |
Период вычисления БО, мкс | 8 | 8,51 | ||
Потребляемая мощность, Вт | 0,05 | 0,05 | 1,1 | 0,3 |
Из таблицы видно, что вариант построения МП БО на микросхемах 588 серии является более предпочтительным по быстродействию, числу микросхем и выводов (и, следовательно, площади) и потребляемой мощности.