Л1-Савельев, Овчинников - Конструирование ЭВМ и систем - 1984 год, страница 2

Повышение удельной мощности рассеяния активных элементов и плотности их упаковки предъявляет новые требования к системам охлаждения ЭВМ, которые являются составной частью ее конструкции. Чтобы обеспечить необходимые температурные условия работы элементов ЭВМ, используются системы принудительного воздушного, воздушно-жидкостного и жидкостного охлаждения, развиваются методы их расчета и конструирования. Этап конструкторского проектирования характеризуется значительной трудоемкостью.

Одним из основных средств снижения трудоемкости, сроков и стоимости конструирования и повышения его качества является автоматизация. В настоящее время в конструировании ЭВМ определился ряд задач — схемная компоновка, размещение, трассировка, выпуск технической документации, которые поддаются формализации и автоматизированному решению. Для формализации объектов и задач схемно-топологического конструирования используется аппарат теории множеств, математической логики и теории графов. Процесс создания современных ЭВМ в значительной мере автоматизирован — выпуск конструкторской документации осуществляется с помощью средств вычислительной техники.

Изменились и функции конструктора-разработчика типовых конструкций ЭВМ: он должен знать основные принципы работы элементов, составляющих вычислительную машину, уметь выбирать конструктивные решения нз множества возможных вариантов путем оценки тепловых Режимов работы, расчета надежности, паразитных связей и т. д. Это предопределяет необходимость использования большой справочной информации, котораяобеспечивается с помощью ЭВМ, и умение разрабатывать предварительные варианты компоновки.

Таким образом конструирование — сложный и многообразный процесс. Поэтому конструктор кроме хорошо развитого пространственного воображения должен уметь одновременно учитывать множество самых разнообразных требований к конструкциям отдельных частей и машины в целом и использовать все то лучшее, что накоплено в процессе предшествующих работ. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ПРОЦЕССА КОНСТРУКТОРСКОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ ЭВМ И СИСТЕМ $1 1 этАпы пРОцессА ПРОЕКТИРОВАНИЯ 1(оиструирование является одним из основных видов процесса проектирования ЭВМ и заклю жется в физическом воплощении принятых хемотехнических решений.

От успешного решения задач конструироиания зависят такие характеристики ЭВМ, как быстродействие, надежность, объем, вес, технологичность, удобство эксплуатации. Качество разработанной конструкции определяется степенью соответствия ее гсхническим требованиям. Неудачные конструкторские решения могут привести, например, к невозможности обеспечения работоспособности 1ВМ из-за несоблюдения теплового режима или к значительному сни.кению быстродействия.

Конструктор принимает участие в выполнении всех этапов процес- а проектирования ЭВМ. Стадии разработки конструкторской документации на изделия всех отраслей промышленности и этапы выполнения работ регламентирует ГОСТ 2.103 — б8. Этапы разработки конструкторской документации следующие: техническое задание -- техническое предложение — эскизный проект — технический проект— разработка рабочей документации. Техническое задание. Требования к техническому заданию (ТЗ) 1стаиавливает ГОСТ 15.001 — 73. Техническое задание — это документ, и котором указывается: основное назначение, технические и тактикогехнические характеристики, показатели качества, в том числе пан жности, технико-зкономические требования, необходимые стадии разработки конструкторской документации и ее состав, состав ЭВМ или системы.

В общих технических требованиях задаются условия эксплуатаи и и, хранения и транспортировки, в частных — основные структурные, программные и другие технические характеристики (форма и точйость иредставления информации, скорость ее преобразования, объем и гыстродействне запоминающих устройств, максимальная потребляемая мощность и т.'п.), В конструктивных требованиях указываются масса, габариты, требования к элементной базе, модульности н технологичности конструкции, к типоразмерам, уровню унификации, эргономике и технической эстетике, технике безопасности и т.

д. На основе общего технического задания могут составляться ТЗ иа отдельные устройства, в которых уточняются соответствующие х арактеристики. Техническое предложение. Совокупность конструкторских документов, содержащих технические и технико-экономические обоснова- ния . целесообразности разработки документации изделия, является техническим предложением.

Обоснование делается по результатам анализа ТЗ и вариантов возможных решений изделия, сравнительной оценки этих решений с учетом конструктивных и эксплуатационных особенностей разрабатываемого и существующих изделий, а также патентных материалов. Техническое предложение разрабатывается по ГОСТ 2.118 — 73, если это предусмотрено ТЗ, при этом могут определяться дополнительные илн уточненные требования к изделию на основе необходимой конструкторской проработки вариантов изделия. Эскизный проект.

Комплекс конструкторских документов, содержащий принципиальные конструктивные решения и дающий общие представления об устройстве и принципе работы изделия, составляет ескизный проект. Основание для разработки эскизного проекта— ТЗ или протокол рассмотрения технического предложения. Требования к эскизному проекту устанавливает ГОСТ 2.119 — 73. Технический проект.

Совокупность конструкторских документов, содержащих окончательные технические решения, представляет собой технический проект. Объем работ на стадии технического проектирования определяет ГОСТ 2.120 — 73. Технический проект разрабатывают, если это предусмотрено предшествующими стадиями. После завершения каждой стадии разработки составляется перечень работ, которые необходимо выполнить на следующем этапе.

При разработке технического предложения и эскизного проекта подготавливают варианты изделия, которые сравнивают по показателям качества, и выбирают оптимальный. На стадии эскизного проектирования принимают принципиальные конструктивные и схемные решения изделия, определяют не установленные ранее технико-экономические показатели, выявляют новые изделия н материалы, которые должны быть разработаны другими предприятиями, прорабатывают вопросы технологии изготовления. На этапе технического проектирования определяется конструкция изделия и его составных частей; выполняются все необходимые рас.

четы, подтверждающие показатели, установленные ТЗ; разрабатываются принципиальные схемы, технические решения, обеспечивающие требуемые показатели надежности; анализируется конструкция на технологичность с учетом условий конкретного предприятия-изготовителяя. На всех стадиях разработки, начиная стехиическогопредложения, изделие проверяется на патентную чистоту и конкурентоспособность, оценивается его соответствие требованиям экономики, технической эстетики, техники безопасности и производственной санитарии, оформляются заявки на изобретения.

На каждой из этих стадий возможно изготовление макетов, если это необходимо для сравнительной оценки, проверки принципов работы изделий, а также принятых конструктивных и схемных решений. После выполнения каждого из рассмотренных этапов копии документов комплектуются по ГОСТ 2.106 — 68 в техническое предложение, эскизный или технический проект и представляются заказчику на рассмотрение, согласование и утверждение (документам присваива- а ются соответственно литеры «П», «Э» и «Т»).

В комплект включают документы в соответствии с ГОСТ 2.102 — 68, предусмотренные предшествующими стадиями разработки. Разработка рабочей документации. Разработка документации проводится по ГОСТ 2.103 — 68 для изготовления и испытания опытного образца (опытной партии), установочных серий и установившегося серийного илн массового производства. По результатам изготовления и заводских испытаний опытного образца выполняется корректировка конструкторских документов, которым присваивается литера «О». !!осле проведения государственных, межведомственных, приемочных и других испытаний конструкторские документы могут вновь корректироваться с присвоением им литеры «ОР, при последующих изготовлениях и испытаниях— соответственно литер <О,», «О»» Разрссооска скем и т. д.

Езункцоонопьньи и Изготовление и испытание пронцопоапьнык установочной серии происходит яо рабочей документации уста- Макепзирсуание новочных серий. Конструктор- Разраеатка ские документы корректируют конструкции ио результатам изготовления, испытания и оснащения технологического процесса ведущих составных частей изделия, Доку- Рпс.

1.1. Распараллеливание разработка ментам присваивается лите- таловой копструпппп ра «А». По рабочей документации установившегося серийного или массового производства изготавливается и испытывается головная (контрольная) серия, после чего возможна корректировка конструкторских документов. После окончательной отработки и проверки в производстае изделий по зафиксированному и полностью оснащенному технологическому процессу конструкторским документам присваивается литера «Б» При разработке конструкции элементов, узлов и устройств можно кап!слить две основные самостоятельные задачи: проектирование сборочных единиц как средств механического и электрического объединения входящих в них деталей и схемно-топологическое конструирова1пп. Задачи схемно-топологического конструирования — определеши схемного содержания конструктивных узлов, размещение их в монтажном пространстве, разработка связей между ними — решаются после разработки функциональных схем.

Однако использование в соввременных ЭВМ однотипных и унифицированных элементов (типовых Конструкций) позволяет совмещать проектирование функциональных и принципиальных схем с разработкой конструкции. Например, разраб«кгка конструкции блока или рамы может выполняться одновременно г разработкой электрических функциональных и принципиальных ком. На рис. 1.1 это отражено распараллеливанием процесса проек- ~п!ювания. Решения задач схемно-топологического конструирования могут вносить коррективы в функциональные и принципиальные схемы, что на схеме проиллюстрировано обратной связью. Технологичность конструкции в значительной степени определяется принятыми разработчиком решениями.

Конструктор должен хорошо разбираться в вопросах производства ЭВМ и участвовать в разработке технологии изготовления всех составляющих машину устройств. Разработка конструкции ЭВМ проводится с учетом требований схемотехники, технологии, монтажа и наладки. Это позволяет учитывать схемотехнические требования, получать конструкцию с высокими технологическими характеристиками и рациональным монтажом, обеспечить удобство наладки и эксплуатации. $1 2 ОВТЦИЕ ПРИНЦИПЫ ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ КОНСТРУКТОРСКОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ ЭВМ И СИСТЕМ В процессе развития электронной вычислительной техники сформировались два основных принципа конструирования: одноуровневый и многоуровневый. Выбор принципа конструирования определяется возможностями технологии обеспечить необходимый уровень интеграции аппаратуры и экономическими факторами (стоимость проектирования, изготовления и эксплуатации).