- 0,25 мм – для кремниевых подложек.

Студенту при выполнении данной работы следует помнить, что конструкция МКМ должна быть ориентирована на эффективную воздушную систему охлаждения и должна отвечать требованию легкой съемности, что предопределяет необходимость ориентации ее конструкции на целесообразность использования в дальнейшем типов соединителей с НУС для установки на печатную плату.

Результаты исследования и принятия решения свести в табл. 3а и показать на рис. 3а, формы которых приведены в Приложении 3а.

3б - Исследование и выбор параметров конструкций ПАНЕЛИ на корпусных БИС

Исследовать варианты конструкций ПАНЕЛИ на корпусных БИС в зависимости от способов их монтажа на МПП, вида конструкции и технологии изготовления МПП, расположения элементов конструкции для подвода (вывода) внешних сигнальных и силовых цепей.

При выборе конечных характеристик по МПП ПАНЕЛИ необходимо использовать данные расчета, полученные в лабораторной работе №2 и первой (3а) части лабораторной работы №3, при этом рекомендуется располагать средства для вывода внешних сигнальных цепей по двум крайним вертикальным сторонам МПП ПАНЕЛИ, а средства для подвода силовых цепей (цепей питания и земли) рекомендуется располагать по двум крайним горизонтальным сторонам МПП ПАНЕЛИ.

Студенту следует руководствоваться правилом только разъемного принципа подключения всех внешних цепей (и сигнальных, и потенциальных) к ПАНЕЛИ. Результаты исследования и принятия решений свести в табл. 3б и показать на рис. 3б, формы которых приведены в Приложении 3б.

Лабораторная работа № 4

Тема: ИССЛЕДОВАНИЕ И РАСЧЕТ ТРАССИРОВОЧНОЙ СПОСОБНОСТИ И СЛОЙНОСТИ КОММУТАЦИОННЫХ ЭЛЕМЕНТОВ УСТРОЙСТВ ЭВМ

4.1. Цель работы

Целью данной лабораторной работы является получение студентом практических знаний о параметрах коммутационных элементов (число логических слоев, шаг трассировки проводников металлизации и др.) для 3‑х вариантов конструкций устройства ЭВМ, используемых в предыдущих работах, а именно: СБИС, МКМ на бескорпусных БИС и ПАНЕЛИ на корпусных БИС.

4.2. Методические указания

Исследование и расчет параметров производится с помощью программного комплекса ЭК-5.2. При этом необходимо учесть следующие исходные данные и ограничительные условия:

1. 1) при выполнении работы рекомендуется максимально использовать результаты расчетов компоновочных параметров, полученных в лабораторных работах 1,2 и 3;

2. 2) расчет числа логических слоев производить только для конструкции МПП ПАНЕЛИ, используя заданные условия трассировки проводников. Для кристаллов БИС и СБИС, а также для кремниевой подложки МКМ необходимо определять шаг трассировки проводников, полагая число логических слоев в конструкции заданным;

3. 3) все варианты конструкции коммутационных элементов являются симметричными (т.е. имеют квадратную форму), а внешние контакты расположены равномерно по всем 4‑м сторонам;

4. 4) число трасс на одном слое в единичном монтажном поле МПП (tx1, ty1) должно определяться с учетом шага размещения корпусов (акор.), полученного ранее в лабораторной работе №3, а также с учетом необходимого количества переходных отверстий а0, минимального шага сквозных отверстий и условий трассировки соединений в конструкции МПП, т.е.:

• количество межслойных переходов должно соответствовать условию: К_отв>>1 здесь , где N_ПО;; N_МО – число переходных и монтажных отверстий соответственно;

• минимальный шаг сквозных отверстий: а₀=1,25мм;

условия трассировки соединений: прохождение 1 или 2‑х проводников в минимальном шаге сквозных отверстий. Например при а₀=1,25мм и 2-х проводниках между отверстиями соответствует шагу трассировки составляет а_тр=0,25мм.

4.3. Лабораторное задание

2. Провести исследование и выполнить расчет трассировочной способности и слойности коммутационных элементов для всех вариантов конструкции устройства в соответствии с полученным вариантом задания.

3. Учитывая топологические особенности в кристаллах БИС и СБИС (напр., наличие нескольких компоновочных уровней, особенность учета внешних связей и др.) по сравнению с другими коммутационными элементами определить суммарное число трасс в их конструкции (T_КЭ), а также шага размещения трасс . Такой же расчет произвести для проводников на кремниевой подложки МКМ.

4. Определить число логических слоев в конструкции МПП ПАНЕЛИ с учетом заданных условий трассировки проводников и размещения сквозных отверстий.

5. Произвести исследование основных параметров (а_тр, W_пр, h_пр) проводников для всех трех видов устройств.

Результаты исследования свести в табл. 4а и рис. 4 в Приложении 4.

Учитывая то обстоятельство, что согласно заданию все варианты конструкций коммутационных элементов на всех уровнях компоновки являются симметричными (по отношению к расположению внешних контактов), в таблице 4а рекомендуется привести обозначения параметров конструкции только для одного направления проводников (X), т.к. значения параметров другого направления (Y) полностью идентичны.

Студенту рекомендуется произвести исследование исходных размеров проводников в конструкциях коммутационных элементов для всех трех видов устройств: шаг а_тр, ширина (W_пр) и толщина (h_пр). Исследования проводится на основании результатов приведенных в табл. 4а. Результаты исследования свести в табл. 4б и рис.4 в Приложении 4.

Лабораторная работа № 5

Тема: ИССЛЕДОВАНИЕ И РАСЧЕТ ПАРАМЕТРОВ СИСТЕМНОГО БЫСТРОДЕЙСТВИЯ ЭЛЕМЕНТОВ И УСТРОЙСТВ ЭВМ

5.1. Цель работы

Целью данной лабораторной работы является получение студентами практических знаний о параметрах системного быстродействия обрабатывающего устройства ЭВМ, построенного на основе КМОП ‑ элементов.

5.2. Методические указания

При выполнении лабораторной работы студенту рекомендуется выполнить исследование параметров системного быстродействия для 3‑х вариантов конструкции: СБИС, МКМ на бескорпусных БИС и ПАНЕЛИ на корпусных БИС.

Во всех вариантах конструкции устройства на всех уровнях используется микропроцессорный принцип компоновки элементов.

При решении данной задачи использовать данные, полученные в результате выполнения лабораторных работ 1 – 4.

5.3. Лабораторное задание

Используя программный комплекс ЭК-5.2. произвести исследование параметров проводников металлизации и ЛЭ. При этом для расчета задержки сигнала в логических цепях вариантов конструкции устройства рекомендуется использовать результаты расчетов, приведенные в табл. 3а и 3б, и учесть ограничения на топологические нормы проектирования БИС и СБИС: W_пр ≥ 1,5 · ; h_пр ≥ 0,2 ·  [1,2].

1. Результаты оформить в виде таблицы 5а.

2. При расчете основных параметров системного быстродействия студенту рекомендуется использовать только микропроцессорный принцип компоновки элементов.

3. Результаты расчета оформить в виде таблицы 5б

III. Формы отчетов

Приложение 1а

Лабораторная работа № 1 (1а)

1а – Исследование характеристик основных компоновочных параметров логических схем процессорных устройств ЭВМ.

Таблица 1

Результаты расчета основных компоновочных параметров устройств СБИС, МКМ или панели с общепроцессорным (ОП) принципом компоновки элементов

Таблица 2

Результаты расчета основных компоновочных параметров устройств с микропроцессорным (МП) принципом компоновки элементов

Выводы и сравнительный анализ по результатам таблиц 1 и 2.

Приложение 1б