МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ИНСТИТУТ РАДИОТЕХНИКИ, ЭЛЕКТРОНИКИ И АВТОМАТИКИ (ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ)

КОНСТРУКТОРСКО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЕ

ОБЕСПЕЧЕНИЕ ПРОИЗВОДСТВА ЭВМ

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

ПО КУРСОВОМУ ПРОЕКТИРОВАНИЮ

Для студентов специальности 220100

“Вычислительные машины, комплексы, системы и сети”

Москва 2000

Составитель В.М.Микитин

Редактор А.А.Смольянинов

Приведены состав, содержание и методические ука-зания по выполнению курсовых проектов для студентов очной формы обучения по дисциплине “Конструкторско-технологическое обеспечение производства ЭВМ”.

Печатаются по решению редакционно-издательского совета Московского государственного института радио-техники, электроники и автоматики (технического универ-ситета).

Рецензенты: В.А.Шахнов, С.М.Коваленко

Московский государственный институт радиотехники, электроники и автомати- ки (технический университет), 2000

3

1. ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ КУРСОВОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ

Настоящие методические указания предназначены для сту­дентов специальности 220100 “Вычислительные машины, ком-плексы, системы и сети”, выполняющих на 4 курсе ( 7 се- местр) курсовой проект по дисциплине “Конструкторско-тех-нологическое обеспечение производства ЭВМ”.

Целью курсового проекта, как одной из форм обучения, явля­ется проверка способности студентов самостоятельно, твор-чески применять на практике теоретические знания, полученные при изу­чении как данной дисциплины, так и дисциплин, пред-шесвующие ей. В процессе курсового проектирования студенты должны приобрести навыки по проектированию конструкций узлов и устройств ЭВМ на БИС и СБИС с использованием мето-дов электронного конструирования, выбору компоновочных и схемотехнических решений по элементной базе, оценке вре-менных и конструктивно-технологических парамет­ров элемен-тов, узлов и устройств, оформлению разработанных конс­трукций и техпроцессов по правилам ЕСКД и ЕСТД.

Объем курсового проекта определен учебным планом по специальности 220100 и рабочей програм­мой по дисциплине “Конструкторско-технологическое обеспечение про­изводства ЭВМ”.

Этапы выполнения курсового проекта в целом включают подбор и ознакомление с литературой, анализ вариантов конструкций БИС, СБИС и устройств на их основе, выбор и обоснование технических решений по уровням компоновки устройства, расчет и анализ конс­труктивных параметров и параметров системного быстродействия, обоснование выбора технологических решений по монтажу БИС и из­готовлению коммутационных элементов устройства, выполнению гра­фической части, экспериментальные разработки и исследования, оформление расчетно-пояснительной записки.

На всех этапах курсового проектирования предусматривает-ся широкое применение компьютерной техники. Для успешной работы над проектом студент должен проявлять творческую

4

активность и инициа­тиву на всех ее этапах.

2. ТЕМАТИКА КУРСОВЫХ ПРОЕКТОВ

Тематика курсового проектирования связана с проектирова-нием методами электронного конструирования конструкции 3-х вариантов быстродействующих обрабатывающих устройств ЭВМ, соответствующих современному состоянию и перспек-тивам развития информационной и вычислительной техники.

Курсовое проектирование осуществляется на основе единого типового задания. Варианты типового задания на курсовое про­ектирование приведены в таблице 1. В Приложении 1, 2 и 3 приведе­ны примеры тем курсовых проектов для трех вариантов конструкции устройства.

Курсовой проект выполняется студентами по индиви-дуальным заданиям. Задание на проект выдается преподавателем согласно ва­рианта типового задания (таблица 1). Форма бланка для индиви­дуального задания и титульного листа на курсовой проект приведены в Приложениях 4 и 5.

Исходные данные для проекта задаются в виде, стиму-лирующим поиск прогрессивных конструктивно-технологичес-ких решений и дос­тижение высоких технико-экономических показателей.

При формулировке содержания расчетно-пояснительной записки основной акцент делается на получение студентом в процессе про­ектирования навыков в решении основных задач, возникающих перед разработчиком технических средств ВТ.

Перечень графического материала задается в объеме, предус-ма­тривающим обучение студента оформлению технической до-кументации.

Выдача и согласование темы курсового проекта с преподавате­лем осуществляется заблаговременно, в конце предыдующего или начале текущего семестра.

5

Таблица 1.

Варианты типового задания на курсовое проектирование

Вариант конструкции устройства	Максимальная эффективная интеграция устройства, Nmax, элэ	Номер варианта задания при значении М4 :					Приме- чание
		16	25	36	49	64
СБИС	50000 75000 100000 125000 150000 175000 200000 225000	1 2 3 4 5 6 7 8	25 26 27 28 29 30 31 32	49 50 51 52 53 54 55 56	73 74 75 76 77 78 79 80	97 98 99 100 101 102 103 104	М1=10 элэ М2 и М3 - опреде- ляются студентом
МКМ на бескорпус- ных БИС	50000 75000 100000 125000 150000 175000 200000 225000	9 10 11 12 13 14 15 16	33 34 35 36 37 38 39 40	57 58 59 60 61 62 63 64	81 82 83 84 85 86 87 88	105 106 107 108 109 110 111 112
ПАНЕЛЬ на корпусных БИС	50000 75000 100000 125000 150000 175000 200000 225000	17 18 19 20 21 22 23 24	41 42 43 44 45 46 47 48	65 66 67 68 69 70 71 72	89 90 91 92 93 94 95 96	113 114 115 116 117 118 119 120

6

Допускается возможность разработки одной комплексной темы группой студентов. В этом случае каждый студент получает индиви­дуальное задание на проектирование отдельной части крупного узла, прибора или устройства ЭВМ.

В порядке исключения отдельные студенты с разрешения заве­дующего кафедрой могут выполнять курсовые работы, носящие науч­но-исследовательский характер или типа реферата, по новым, перс­пективным разработкам, нашедшим отражение в отечественной или зарубежной литературе.

3. СОСТАВ КУРСОВОГО ПРОЕКТА

Законченный курсовой проект состоит из расчетно-пояснитель­ной записки и графического материала, которые должны давать достаточно полное представление о разработанной конструкции уст­ройства ЭВМ, решениях и расчетах, положенных в основу разработки.

Курсовой проект является самостоятельной формой работы сту­дента. Студент несет ответственность за правильность всех вычис­лений, качество оформления расчетно-пояснительной записки и графических материалов, своевременное выполнение проекта и предоставление его к защите.

Хорошо выполненные курсовые проекты, а также отдельные исследования, выполненные при проектировании, комиссия может выдвинуть для участия в конкурсе на лучшую студен-ческую работу, рекомендовать на очередную студенческую конференцию в качестве доклада или сообщения.

3.1. Расчетно-пояснительная записка

Расчетно-пояснительная записка является основным текс-товым документом, представляемым к защите. Качество ее оце-нивается со­держательностью, логикой, краткостью изложения и аккуратностью выполнения составляющих частей: текста, рисунков, таблиц, прило­жений, библиографии.

7

Объем расчетно-пояснительной записки должен составлять 25-30 листов стандартного размера формата А4 (210 х 297), вклю­чая схемы и иллюстрации. (В отдельных случаях допуска-ется ис­пользование большего объема записки и вкладок больших форматов).

На листах записки должны оставляться поля по всем сторо-нам: раз­мер левого поля 25-30 мм, правого - 7-10 мм, верхнего и нижнего - 15-20 мм. Схемы, рисунки, таблицы и другие пояс-няющие текст материалы выполняются на отдельных листах с указанием номера ри­сунка и подрисуночной подписью, номера таблицы с надтабличной надписью. Формулы должны быть пронумерованы. Все листы расчет­но-пояснительной записки ( в т.ч. с рисунками, графиками, табли­цами, спецификациями, схе-мами, распечатками на ЭВМ и т.д.) нуме­руются и переплетаются в единую папку.

Расчетно-пояснительная записка должна обязательно содер-жать следующие части:

1) титульный лист;

2) бланк-задание, утвержденное преподавателем;

3) оглавление;

4) введение;

5) выбор схемотехники, уровня технологии и параметров базо­вого матричного кристалла (БМК) БИС и СБИС;

6) расчет основных компоновочных параметров логической схе­мы устройства;

7) расчет энергетических параметров устройства (U, Р, I);

8) выбор системы охлаждения устройства и обоснование требо­ваний к элементам его конструкции;

9) описание принципов обеспечения помехоустойчивости конс­трукции устройства;

10) расчет конструкции коммутационного элемента устройства;

11) выбор и обоснование общей конструкции устройства (кор­пусных БИС и СБИС, МКМ, ПАНЕЛИ)

8

12) расчет параметров системного и функционального быстро­действия устройства;

13) расчет устойчивости конструкции устройства к эксплуата­ционным воздействиям;

14) выбор и обоснование технических решений по конст-рукции разъемных соединителей для БИС, СБИС и МКМ;

15) технологическая часть - описание технологического процесса изготовления и сборки устройства;

16) заключение;

17) листинги программ и результаты расчета на ЭВМ (если программы разрабатывались или использовались);

18) список литературы.

Титульный лист содержит наименование темы, фамилию и иници­алы студента, его шифр, номер (вариант) задания, дату вы-дачи за­дания, фамилию руководителя (см. Приложение 5).

Бланк задания имеет стандартную форму, напечатан на ма-шинке (см. Приложение 4). На бланке фиксируются наименова-ние темы, ис­ходные данные, содержание расчетно-пояснитель-ной записки, графи­ческой части. Задание с пометкой даты выда-чи подписывается руко­водителем и студентом. После выполне-ния студентом курсового проекта руководитель пишет на блан-ке краткий отзыв о работе. По окончании защиты про­екта ко-миссия проставляет оценку и в отдельных случаях может за-писать особое мнение.

Оглавление содержит названия разделов записки и номер стра­ницы, соответствующий началу раздела.

Введение. В нем излагается значение заданной темы для средств информационной и вычислительной техники, дается кра-ткий обзор возможных вариантов разрабатываемого узла, устро-йства и обосновывается принятый в проекте вариант.

Выбор схемотехники, уровня технологии и параметров БМК. В этом разделе дается обоснование выбора типа схемотехники ЛЭ, используемой в БИС и СБИС, принципов построения структуры БМК, влияющих на размеры кристалла, и значения основного параметра, характеризующего уровень

9

технологии кристаллов БИС (СБИС), и на­ходящегося в определенной взаимосвязи со степенью интеграции.

При выборе типа схемотехники элементов необходимо исходить из возможности обеспечения тепловых режимов в устройстве при за­данном уровне интеграции.

При выборе уровня технологии и параметров структуры БМК особое внимание следует уделить вопросам эффективности использо­вания интеграции кристалла, принципам и условиям размещения про­водников металлизации, уточнению значения итогового максимально­го уровня интеграции ЛЭ на кристалле. Следует учесть, что в за­дании дается значение максимального эффективного уровня интегра­ции устройства, полностью используемого логической схемой, а не максимально возможного, которое изначально может быть на БМК и влияет на его размеры.

Расчет основных компоновочных параметров логичес-кой схемы устройства должен содержать расчет ряда парамет-ров, являющихся для конструкции устройства базовыми (ис-ходными), определяемыми только логической схемой и зало-женными в ней методами и принци­пами компоновки элементов. К ним относятся параметры, характери­зующие: функциональный объем (общую интеграцию устройства), чис­ло входных и выход-ных внешних контактов и соотношение между ними, быстро-действие, определяемое на этом этапе числом каскадов ЛЭ в цепи обработки, нагрузочные способности линий связи (число свя­зей в цепи), принципы компоновки элементов в логических схемах. Эти параметры определяются с учетом принципов структуризации и моделирования логической схемы устройства.

Для расчета основных компоновочных параметров должны ис­пользоваться базовые компоновочные соотношения, отража-ющие сис­темную взаимосвязь между ними и принципы компо-новки элементов на каждом компоновочном уровне [ 1, 5 ].

Расчет энергетических характеристик устройства должен учи­тывать их зависимость от уровня технологии кристаллов БИС и СБИС и их числа в общем объеме устройства.