Курс лекций 8-9 семестр (1086502), страница 4
Текст из файла (страница 4)
По усмотрению разработчика некоторые документы могут быть совмещены, например – Пз и РР; СБ и ГЧ (МЧ); …
В этом случае совмещённому документу присваивается шифр и наименование документа имеющего наименьший порядковый номер в таблице. Документы предназначенные для разового испытания производства (документ на макет чего-то) допускается выполнять в виде эскизных КД.
ОСНОВНЫЕ ПРАВИЛА НАНЕСЕНИЯ РАЗМЕРОВ
И ПРЕДЕЛЬНЫХ ОТКЛОНЕНИЙ НА ЧЕРТЕЖАХ.
а) Общее кол-во размеров на чертеже должно быть min, но достаточным для изготовления и контроля изделия.
б) размеры не обеспечиваемые при изготовление изделия по данному чертежу и указанные для удобства пользования, называют справочными и отмечают значением * с помещением записи размеры для справок, он не подлежит проверки.
в) Линейные размеры и их допустимое отклонение указывают на чертежах в [мм], без обозначений единиц измерений (205+0,1).
г) При обозначении размеров простые дроби не применяют ( ), за исключением размеров в дюймах.
д) Повторение размеров одного и того же элемента изделия на разных видах не допускается.
е) Нанесение размеров в виде замкнутой цепи не допускается.
ж) При указании радиуса перед размерами помещают прописную букву R; при указании размера диаметра знак .
з) Предельное отклонение размеров указывают непосредственно после номинальных значений.
ЛЕКЦИЯ 4.
Конструкционные системы ЭВМ и основы модульного (системного) конструирования.
4.1 Основные принципы конструирования узлов, блоков и уст-в ЭВМ.
1. Модульный принцип – пронизывают любые конструкции, принципы и системы ЭВМ любого поколения.
2. Плоскостной принцип компоновки узлов и объёмный принцип компоновки блоков.
3. Принцип обеспечения конструктивной совместимости элементов и уст-в в конструктивной с-ме.
4. принцип max эффективности использования элементной и конструктивной базы в конструкции уст-ва ЭВМ.
5. Принцип конструктивно функциональной значимости узлов, блоков и уст-в ЭВМ.
6. Принцип широкой унификации и стандартизации технических решений по конструкции ЭВМ.
7. Принципиальная ориентация на машинное проектирование при проектировании ЭВМ.
8. Принцип серийно способности ЭВМ.
9. Принципиальная ориентация на определённый вид охлаждения (с-м охлаждения).
10. Принципы и методы электронного конструирования ЭВМ.
4.2 Структурные уровни и типовые конструкции ЭВМ (ТК ЭВМ).
Современные ЭВМ (3, 4, 5 поколений) не зависимо от их назначения, функционального объёма и временных параметров, содержит в своей конструктивной иерархии (структуре) ряд конструктивных или конструктивно функциональных уровней, каждый из которых предусматривает применение одной или нескольких типовых конструкций. Эти конструкции базируются: на использовании типовых решений по компоновки ЭВМ; стандартных размеров печатных плат; на типовой организации внутреннего и внешнего электромонтажа; на обеспечении конструктивной совместимости на типовых технологических процессов изготовления и др. решений. С момента появления м/с наибольшее развитие получили в основном три с-мы ЭВМ: с-ма микро и персональных ЭВМ (ПЭВМ); с-ма малых ЭВМ (СМ ЭВМ); с-ма больших ЭВМ (СМ ЭВМ). Для каждой из с-м разработаны и широко применяются стандартизированные типовые конструкции уровней разного ранга.
В зависимости от назначения и области применения ЭВМ её ТК (типовые конструкции) характеризуются рядом специфических особенностей. Например, для с-м микро ПЭВМ и малых ЭВМ, одной из наиболее важных задач при создании типовых конструкций, является обеспечение конструктивной совместимости уст-в, построенных на различной по схемотехнике ЭБ (элементной базе) и учитывающий возможность модульного наращивания уст-в. При этом вопросы плотности компоновки элементов в уст-х не являются первостепенными. В то же время для с-м больших ЭВМ одним из основных требований является обеспечение высокой плотности компоновки и сокращение длин связей между элементами с целью обеспечения высокого быстродействия уст-в и производительности ЭВМ в целом.
Конструктивные с-мы микро и ПЭВМ.
Представляет собой совокупность уровней типовых конструкций организованная в определённой соподчинённости, на основе единого размерного модуля U = 44,45 мм, оптимальной технологии производства, с учётом функциональных, механических и типовых факторов, а так же требований технической эстетики для создания необходимых вариантных компоновок микро и ПЭВМ. Иерархия уровней конструктивной с-мы микро и ПЭВМ определяется по принципу ТК, т.е. путём включения более простых конструкций первых уровней в более сложные конструкции последующих уровней. Так в составе КС микро ПЭВМ используются четыре уровня: 1 – плата; 2 – корпус частичный; 3 – корпус комплектный; 4 – корпус комплексный.
На базе ТК этих уровней с использованием элементной и компонентной базы, строятся функциональные изделия: ячейка; кассета; блок; уст-во; с-ма.
СМ ЭВМ. Конструктивная схема (КС СМ ЭВМ).
ТК СМ ЭВМ предназначены для использования в качестве конструктивной базы приборов средств автоматизации контроля и управления вычислительных и управляющих вычислительных комплексах, наладочно-испытательного оборудования, для технических установок и других средств. Обеспечивают различные компоновки, сохраняя при этом композиционные единства изделий работающих совместно. Изделия на базе ТК СМ ЭВМ обладают стилевым единством в соответствии с современными тенденциями и требованиями с технической эстетики и экономики. По назначению и конструктивному исполнению ТК ЭВМ делятся на категории: изделия 0-го уровня (порядка); 1-го; 2-го; 3-го. И вспомогательные изделия, где имеет место соответствие 0-го и др. уровней. Изделия 0-го порядка – печатные платы и соединители; 1-го – каркасы частичные; 2-го – каркасы АБК (автономные комплексные блоки); 3-го – шкафы, трубы, столбы, подставки. В с-ме типовых конструкций СМ ЭВМ обеспечивается входимость изделий низкого порядка в изделия на порядок выше, при оптимальном использовании объёма. На базе изделий 0-го порядка создаются конструктивно функциональные модули именуемые в СМ ЭВМ как блоки элементов, которые устанавливаются в изделия 1-го порядка с образованием частичных блоков, на основе каркасов АБК и частичных блоков создаются автономные комплектные блоки, которые устанавливаются в следующий порядок.
КС и структурные уровни (ТК) СБ ЭВМ.
Технические средства (ТС) СБ ЭВМ включают в себя процессоры малой, средней и высокой производительности. ЗУ различного объёма и быстродействия, широкую номенклатуру ПУ и уст-в электропитания. Характерной и главной особенностью центральных уст-в ЭВМ (процессоров, Ув/в и др.) в отличии от аналогичных уст-в других с-м ЭВМ является большой их функциональный объём. От нес-ко 10тыс до 10миллионов ЛЭ и высокое быстродействие этих уст-в (цикл обмена информацией ране от нес-ких сотен, а сегодня до единиц, от 100 до 1нсек). Обусловленные заданной производительностью ЭВМ с-мой и объёмом команд, разрядностью слов и другие. Это особенность уст-в СБ ЭВМ на равнее с требованиями серийно способности производства, высоконадёжности, технологичности и ремонтоспособности компьютера, удобства наладки и др., наложило существенный отпечаток на принципы проектирования и компоновку типовых конструкций СБ ЭВМ и заметно сместило вопросы важности в вопросах конструирования. Если в с-мах конструкции микро персональных и СМ ЭВМ одним из главных вопросов является обеспечение и техническая реализация конструктивной (размерной) совместимости уст-в различного назначения, то в конструктивных с-мах СБ ЭВМ на первом плане стоят вопросы:
- обеспечение и техническая реализация требуемой плотности компоновки и быстродействие уст-в.
- решение проблем кол-ва и качества связи (как внешних, так и внутренних)
- обеспечение тепловых режимов и помехозащищённости элементов
- организации сигнального (логического) и силового электромонтажа и другие вопросы.
Задача построения таких уст-в требует широкой унификации функциональных уровней ЭВМ. Такая широкая унификация уровней представляет в КС СБ ЭВМ необходимость использования соответствующего ряда структурных уровней. Каждый такой уровень наделён функциональным и конструктивно – технологическими признаками характеризующий его как относительно самостоятельный конструктивный функциональный уровень ЭВМ, который может автономно проектироваться, изготовляться и налаживаться.
КФУ ЭВМ – поделённый функциональными и технологическими признаками, именуются в СБ ЭВМ как модульный уровень (конструктивно функ-ный модуль (КФМ)).
Выполнение конструкций устройств ЭВМ в виде возрастающего ряда модульных уровней позволяет осуществлять конструирование и компоновку ЭВМ по модульному принципу. Все основные конструктивные и технические параметры модулей каждого уровня технических средств СБ ЭВМ стандартизированы. Модули уровней являются едиными для всех технических средств СБ ЭВМ, независимо от их назначения. Это обеспечивает возможность в том числе и схемные унификации на каждом уровне. В структурном отношение в СБ ЭВМ (единая с-ма в качестве примера ЕС ЭВМ) используется 5 основных конструктивно функциональных модульных уровней:
1 – микросхема
2 – элемент замены содержащий м/с в объёме узла ФС. Типовой элемент замены (ТЭЗ)
3 – панель, содержащая ТЭЗ в объёме одной или нес-ких функ-ных схем. Панель – огромное уст-во
4 – рама, содержащая нес-ко панелей
5 – стойка, содержащая нес-ко рам от 1 до 4.
Каждому модульному уровню СБ ЭВМ соответствует его типовая конструкция. Например ТЭЗ типовая панель; отвечающая определённым типовым решением по конструктивному технологическому исполнению. При этом в каждом МУ имеет место нес-ко вариантов типовых конструкций, обусловленных развитием техники СБ ЭВМ (ЕС ЭВМ). Уровнем решаемой задачи данной в ЭВМ и возможностью конкретного производства.
ЛЕКЦИЯ 5.
Общая характеристика конструкций ЭВМ III – поколения.
1970 | ЭБ 1980 | ЭСЛ 1990 | ||
III | IV БИС | V СБИС | Примечание | |
N число лог-ких элементов | 10 (100) | 500 (100) | 3000 (5000) | |
N число контактов в корпусе | 10 – 20 | 80 – 120 | 250 – 300 | |
- элементов логических | 2 – 3 нс | 0.5 – 1 нс | 0.1 – 0.3 нс | |
РВАТ – мощность рассеивания | 0.3 – 0.5 | 4 – 5 | ~ 10 | |
ℓ - выводов мм (шаг расположения выводов) | 2.5 итерев. планар (1.25) | 2.5; 1.25; 0.625 | 2.5; 1.25; 0.625 |
1. Микросхема.
Корпуса м/с. Корпуса м/с и технические характеристики. ГОСТ 17467-79 – устанавливается тип корпусов, выводов.
Характеристика конструкций корпусов | ||||
Тип | Форма тела в плане | Расположение выводов на плоскости основания | Расположение выводов относительно плоскости основания | Шаг расположения выводов (мм) |
1 | Прямоугольное | В пределах проекции тела корпуса | Перпендикулярное | 2.5 |
2 | Прямоугольное | За пределами проекции тела корпуса | Перпендикулярное в 2 ряда | 2.5 |
Перпендикулярное в 4 ряда | 2.5 – 1.25 | |||
3 | Круглая (овальная) | В пределах проекции тела корпуса | Перпендикулярное по окружности | 360/n |
4 | Прямоугольное | За пределами проекции тела корпуса | Параллельное | 1.25 (0.625) |
5 | Прямоугольное | В пределах проекции тела корпуса | Без выводов | 1.25 |
По конструктивно технологическому назначению различают корпуса: 1 – металлостеклянные; 2 – металлополимерные; 3 – металлокерамические; 4 – керамические (керамические основания с крышкой свариваются, спаиваются между собой); 5 – пластмассовые (пластмассовое основание с крышкой спрессованы, в машинах 3-го поколения).
2. Функциональный узел (элементы замены).
1 – микросхема; 2 – разъёмы (вилка, розетка); 3 – соединители; 4 – печатная плата.
Рmin – безотказной работы = 10-5 1/час. Рmin – безотказной работы = 10-6 1/час. ЕС-1050; ГРППМ-7-90; СНП-34.
Разъемы.
1. Прямого сочленения (однокомпонентная розетка).
2. Косвенное сочленение.