Методические указания по курсовому проектированию, страница 3

Следующий этап работы студента связан с изучением принципов, анализом путей и выбором способов обеспечения помехоустойчивости конструкции устройства. На этом этапе определяются правила проектирования и трассировки линий связи, уточняются вопросы их согласования, формулируются принципы построения структуры коммутационных элементов, анализируются и принимаются решения по подавлению помех в цепях электропитания и др.

После того, когда определены все вопросы, касающиеся БМК, основных компоновочных параметров, энергетических характеристик и принципов обеспечения помехоустойчивости студент приступает к расчету конструкции коммутационного элемента. Определяются все основные его параметры (габаритные размеры, шаг размещения элементов, число слоев, электрические параметры линий связи, параметры структуры и элементов печатного монтажа и др.), которые будут использованы при выборе конструкции всего устройства.

Далее на этапе выбора и обоснования общей конструкции устройства студент должен собрать и проанализировать всю информацию о параметрах кристаллов, корпусов БИС, характеристиках коммутационного элемента, дополнить ее техническими решениями по технологии сборки и герметизации, размещению внешних выводов и способам установки устройства на следующие уровни конструкции ЭВМ.

Выбранная и обоснованная конструкция устройства позволяет студенту перейти к следующим этапам, связанных с оценочными расчетами системных параметров быстродействия и устойчивости конструкции к эксплуатационным воздействиям для обеспечения требований технического задания.

Завершающим этапом основной работы студента над курсовой работой является выбор и обоснование технических решений по конструкции разъемных соединителей для установки БИС, СБИС и МКМ. Это важный этап, так как конструкция устройства на последнем и предпоследнем уровнях компоновки характеризуется большим числом внешних контактов. Студент проводит сравнительный анализ вариантов конструкции соединителей и предлагает свой собственный вариант.

В процессе выполнения перечисленных этапов работы формируются текстовый и графический материалы, которые в дальнейшем составят основу расчетно-пояснительной записки и графической части курсовой работы.

5. РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ИСПОЛЬЗОВАНИЮ ЛИТЕРАТУРЫ

Основные сведения по анализу параметров БИС и СБИС, современным тенденциям, проблемам и путям развития степени интеграции логических элементов на кристалле, их быстродействия, уровня технологии и типа схемотехники, а также методы расчета основных компоновочных характеристик обрабатывающих устройств изложены (см. Приложение 5) в литературе [1,2, 3-7]. Сведения по обеспечению тепловых режимов в конструкциях СВТ, методам их расчета и особенностям их практического применения изложены в [5,16,17,19].

Сведения о помехах в конструкциях устройств ЭВМ, понятии электромагнитной совместимости (ЭМС), схемотехнических и конструктивно-технологических способах обеспечения помехоустойчивости на любом уровне конструкции приведены в [1,2,6,7,14-18].

Основные сведения по методам расчета многоуровневых конструкций коммутационных элементов, расчету длин связей и цепей, трассировочной способности и слойности, расчету структуры изложены в [1,2,6,16,17].

Описания конструкций устройств ЭВМ, характеристики корпусов БИС, СБИС, МКМ, Панелей, рам и разъемных соединителей, способы монтажа кристаллов в корпусы, корпусов и соединителей на печатные платы изложены в [3-6, 9,14,16,17].

Основные сведения по системному и функциональному быстродействию устройств, методам расчета их параметров приведены в [1,2,11-15].

Сведения по многоконтактным разъемным соединителям с разным принципом сочленения, применяемых для установки БИС, СБИС и МКМ на печатные платы, а также для вывода внешних связей функциональных узлов приведены в [5,6,16,17].

6. ЗАЩИТА КУРСОВОЙ РАБОТЫ

Полностью подготовленная курсовая работа сдается на проверку руководителю. При наличии замечаний в рецензии на работу студент обязан дать на них правильные ответы, а в случае необходимости исправлений - внести их в курсовую работу. После доработки студент допускается к защите курсовой работы. Качество доработки оценивается руководителем, который на титульном листе ставит визу о допуске студента к защите.

Защита курсовой работы проводится индивидуально каждым студентом на заседании комиссии, назначаемой заведующим кафедрой. Студенту отводится 10 минут на изложение содержания выполненной работы. Доклад иллюстрируется графическим материалом. В процессе защиты курсовой работы могут быть заданы вопросы по теоретической его части и содержательной стороне, соответствию требованиям ЕСКД, ЕСТД и другим нормативным материалам. За форму и качество проекта ответственность несет его исполнитель - студент.

Комиссия оценивает работу по ее качеству и уровню защиты (доклад, ответы на вопросы) и проставляет оценку на титульном листе работы и в зачетной книжке студента.

По завершении защиты студент обязан сложить листы, сшить их и сдать вместе с пояснительной запиской руководителю.

Приложение 1

ПРИМЕР ТЕМЫ ЗАДАНИЯ НА КУРСОВУЮ РАБОТУ

ПО ВАРИАНТУ 1

ТЕМА: Спроектировать конструкцию быстродействующего обрабатывающего устройства ЭВМ в объеме одной СБИС. Обеспечить помехоустойчивость конструкции и разъемный принцип монтажа СБИС на печатные платы. Оценить уровень системного и функционального быстродействия устройства на уровне СБИС.

ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ:

1. Максимальная эффективная интеграция устройства составляет: Nmax = ХХХХХХ элэ;

2. Принцип компоновки элементов в СБИС на всех уровнях – микропроцессорный;

3. Общее число уровней компоновки элементов в СБИС – четыре (i=1,2,3,4);

4.Число элементов на 4-м уровне компоновки составляет: М4 = ХХ (см. табл. 1);

5. Библиотечные функции СБИС характеризуются двумя уровнями компоновки (i=1,2) и составляют: М1 = 10 ; (см. таб. 1);

6. Критерий качества конструкции - максимальное быстродействие и плотность компоновки устройства;

7. Условия трассировки соединений на кристалле СБИС – трассировка соединений на кристалле СБИС по всем уровням компоновки, кроме первого, осуществляется на двух (или четырех) отдельных слоях металлизации;

8. Условие монтажа СБИС на МПП – разъемный принцип установки с использованием НУС или МУС - соединителя.

Приложение 2

ПРИМЕР ТЕМЫ ЗАДАНИЯ НА КУРСОВУЮ РАБОТУ

ПО ВАРИАНТУ 2

ТЕМА: Спроектировать конструкцию быстродействующего обрабатывающего устройства ЭВМ в объеме одного многокристального модуля (МКМ) на бескорпусных БИС.

Обеспечить монтаж МКМ на печатные платы с помощью НУС - соединителя.

Обеспечить помехоустойчивость конструкции МКМ, его ремонтопригодность и оценить уровень его системного и функционального быстродействия.

ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ:

1. Максимальная эффективная интеграция МКМ составляет: Nmax= ХХХХХХ элэ (см. табл. 1);

2. Принцип компоновки элементов в МКМ на всех уровнях - микропроцессорный;

3. Общее число уровней компоновки элементов в МКМ - четыре (i=1,2,3,4);

4. Число элементов на 4-м уровне компоновки (уровне микропроцессорных БИС) составляет: М4 = ХХ (см. табл. 1);

5. Библиотечные функции БИС характеризуются двумя уровнями компоновки (i=1,2) и составляют: М1 = 10; М2 = ХХ (см. табл. 1);

6. Критерий качества конструкции - максимальное быстродействие и плотность компоновки МКМ;

7. Коммутационный элемент МКМ – керамическая (или полиимидно-керамическая, или кремниевая многоуровневая подложка;

8. Условие монтажа МКМ на МПП – разъемный способ установки с использованием НУС-соединителя;

Приложение 3

ПРИМЕР ТЕМЫ ЗАДАНИЯ НА КУРСОВУЮ РАБОТУ

ПО ВАРИАНТУ 3

Тема: Спроектировать конструкцию быстродействующего обрабатывающего устройства ЭВМ в объеме одной ПАНЕЛИ на корпусных БИС.

Обеспечить плоскостной разъемный способ монтажа ПАНЕЛИ в конструкциях более высокого уровня.

Обеспечить помехоустойчивость конструкции ПАНЕЛИ и оценить уровень ее системного и функционального быстродействия.

ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ:

1. Максимальная эффективная интеграция ПАНЕЛИ составляет: Nmax= ХХХХХХ элэ (см. табл. 1);

2. Общее число уровней компоновки элементов в ПАНЕЛИ – четыре (i=1,2,3,4);

3. Принцип компоновки элементов на всех уровнях ПАНЕЛИ- – микропроцессорный;

4. Число элементов на 4-м уровне компоновки составляет: М4= ХХ (см. табл. 1);

5. Библиотечные функции БИС характеризуются двумя уровнями компоновки (i=1,2) и составляют: М1=10;М2=ХХ (см. табл.1);

6. Критерий качества конструкции - максимальное быстродействие и плотность компоновки ПАНЕЛИ;

7. Условия трассировки соединений на логических слоях МПП - 1 или 2 проводника в шаге отверстий 1,25 мм (как пример);

8. Условие монтажа ПАНЕЛИ на конструктивном модуле более высокого уровня – разъемный, плоскостной;

Приложение 4

ПРИМЕР ОФОРМЛЕНИЯ ЗАДАНИЯ НА КУРСОВУЮ РАБОТУ

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ИНСТИТУТ

РАДИОТЕХНИКИ, ЭЛЕКТРОНИКИ И АВТОМАТИКИ

(ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ)»

Факультет -

Кафедра - ВТ

Специальность - 220100

КУРСОВАЯ РАБОТА

на тему:

ПРОЕКТИРОВАНИЕ БЫСТРОДЕЙСТВУЮЩЕГО УСТРОЙСТВА ЭВМ С ИНТЕГРАЦИЕЙ ЛЭ В ОБЪЕМЕ ________________

Дисциплина: «Электронное конструирование ЭВМ»

Задание N __________

Студент _____________________

Группа (шифр)________________

Начало работы ____________ Окончание работы _________________

Руководитель ________________________________

Допущен к защите ____________________________

"____"___________ 200 г.

Москва 200__

ТЕХНИЧЕСКОЕ ЗАДАНИЕ

на курсовое проектирование

по дисциплине «Электронное конструирование ЭВМ»

Вариант типового задания № _________

1. ТЕМА ПРОЕКТА:

Спроектировать конструкцию быстродействующего обрабатывающего устройства ЭВМ в объеме одной _________

Обеспечить помехоустойчивость конструкции, ее ремонтопригодность и разъемный принцип монтажа в изделиях.

Оценить уровень системного и функционального быстродействия устройства на уровне _____________________

1. ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ:

1) Максимальная эффективная интеграция _________________:

Nэф.max = ___________________ элэ;

2) Принцип компоновки элементов в ______________ на всех уровнях: микропроцессорный;

3) Общее число уровней компоновки элементов в ___________: четыре (i=1,2,3,4);

4) Число элементов на последнем уровне компоновки: М4 = ___;

5) Библиотечные функции микросхем характеризуются двумя уровнями компоновки (i=1,2) и составляют: М1 = 10 ; М2 =____ (М2 и М3 определяются студентом в процессе курсового проектирования ;

6) Критерий качества конструкции: максимальное быстродействие и плотность компоновки;

7) Тип коммутационного элемента и условия трассировки соединений:

________________________________________________________

8) Условия монтажа в конструктивном модуле более высокого уровня: _________________________________________________

1. СОДЕРЖАНИЕ РАСЧЕТНО-ПОЯСНИТЕЛЬНОЙ ЗАПИСКИ:

_____(Перечень вопросов, подлежащих разработке)______

1) титульный лист;

2) задание, утвержденное преподавателем;

3) оглавление;

4) введение;

5) выбор схемотехники, уровня технологии и параметров базового матричного кристалла;

6) расчет основных компоновочных параметров логической схемы;

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

8) выбор системы охлаждения и обоснование требо­ваний к конструктивным элементам;

9) описание принципов обеспечения помехоустойчивости устройства;

10) расчет конструкции коммутационного элемента;

11) выбор и обоснование общей конструкции;

12) расчет параметров системного и функционального быстродействия;

13) выбор и обоснование технических решений по конструкции соединителей для разъемного монтажа;

14) технологическая часть - описание технологического процесса

изготовления /или сборки;

15) заключение;

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

17) список используемой литературы.

IV. ПЕРЕЧЕНЬ ГРАФИЧЕСКОГО МАТЕРИАЛА :

(с точным указанием обязательных чертежей в объеме 2-3 листов)_

- схема электрическая принципиальная БЛЭ - 0,5 листа;

- топологический чертеж БМК - 0,5 листа;

- сборочный чертеж устройства - 1 лист;

- сборочный чертеж разъемного соединителя - 1 лист;

- схема техпроцесса изготовления коммутационного элемента (или