Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 5)

Ёмкость между контактами: С_к = 3 пФ; Ёмкость контактов на общую массу: С_км = 6пФ.

Печатная плата – предназначена для размещения элементов и для жесткости конструкции.

1. Односторонние (стеклотекстолит; четенакс)

2. Двухсторонние (ТЭЗ, ЕС1020, ЕС1030)

3. Многослойные

. Слои бывают разные. Слои лог-кие: x, y – 4; 6 слоя. Слои питания, земли: Е_х, Е_о – 2, 4 слоя. Слои технологические: Т (технология связанная с изготовлением технологии).

Методы изготовления многослойных ПП.

1. Субтрактивный метод (традиционный метод), II, IV – поколение, 35 мкн для стоид, 50 мкн для питания.

2. Полу аддитивный метод (плата имеющая фольгу, но тонкую 5 мкн толщиной)

3. Аддитивный метод (когда проводники металлиз., на слои наносится распылением).

СТФ – стекло ткань травящая фольгированная.

Компоновка элементов ТЭЗ.

Резисторные блоки Б20-4 (3,2). Конденсаторные блоки Б20-5. Конденсаторы устанавливаются по краем платы.

Панели – это уст-во, это блок. Включает в себя: печатную плату МПП; разъёмы для ТЭЗ и для внешних связей; каркас (корзина). Каркас – это блок который вешается в раму. Разъёмы – для внешних связей.

Лекция 6.

Конструкция III поколения.

Особенности внутреннего и внешнего монтажа панелей ЭВМ (ЕС ЭВМ).

1. ЭСЛ ТТЛ – провод огромной длины.

Е С – ЭВМ

1 очередь – ЕС1020 (Минск), 1030 (Ереван), 1040 (ГДР), 1050, 1060; ТТЛ

2 очередь – ЕС1045, 1055, 1065 (Москва); ЕСЛ

3 очередь – ЕС1036, ЕС1046, ЕС1066; ЕСЛ

4 очередь – ЕС1087, ЕС1191; ЕСЛ

На этапе III поколении было найдено техническое решение.

Возможные варианты разъёмов и кабеля.

Конструкции ЭВМ 4-го поколения (на БИС и СБИС)

ЛЕКЦИЯ 7.

Конструктивно технологические хар-ки кассетных и плоскостных конструкций ЭВМ на БИС (СБИС).

ЭБ: ЭСЛ.

N=2000ЛЭ; _ЛЭ=0,2нс (0,25нс); Р_корп=6-7Вт.

ТЭЗ. L_xL_yL_z = 420x280x4 (размеры ПП). n_слоёв=20 (8 логических). Ширина проводников W_пр = 0,1мм.

Панель. L_xL_yL_z = 570x420x4,5 n_слоёв=22 (8-10 логических). M^ТЭЗ 21.

Условия трассировки:

1 – шаг сквозных отверстий 1,27мм; 2 – один проводник в шаге отверстия.

ЭВМ М-780 фирма Fujitsu.

ЭБ: ЭСЛ (КМОП ЗУ). N=3000ЛЭ (10000); m_=180 (160лог); _ЛЭ=0,18нс; Р^БИС=8,5-9,5Вт; без радиатора. Корпус с планарными выводами с четырёх сторон.

Панель: L_xL_yL_z = 570x488x7,5 - СССР; 10-12 запад, Япония. d₀ – диаметр отверстия к Н толщине ПП. М^БИС=336 (168*2) – кол-во БИС с 2х сторон; (21х2)(18мм). W_пр≤0,1

Кондуктивно–жидкостная система охлаждения.

ЕС-1066 (кассетный вариант)

ТЭЗ серии 62ЛЭ –> БМК И-300 (К) базовый матричный кристалл. N=750ЛЭ (1500); m_=108 (90ЛЭ 88ЛЭ); t_выв=0,625; Р^БИС=2-2,5Вт. Корпус с планарными выводами по четырём сторонам с радиатором. h_{радиатора} = 10-17мм.

ЕС-1195. ЭБ. БМК И-300С

N=750ЛЭ (1500ЛЭ); _ЛЭ=0,45-0,5нс; _св=0,5нс; _{системное} = _ЛЭ + _св=0,95нс.

ТЭЗ.

ЛЕКЦИЯ 8.

Конструкции ЭВМ на без корпусных БИС / СБИС, т. е. на основе МКМ.

Функциональные объёмы кристаллов одинаковые. Кристаллы примерно одинаковые. IBM серии IR-3080. Кристалл БИС: N = 704лэ (ТТЛШ); _лэ = 1,15 нс; m_∑ = 121 (96лог); Р_кр = 4 Вт.

Шариковые выводы припаиваются групповым методом. Подложка должна быть плоско параллельной (т.е. идеально ровно). Шариковые выводы сделаны в фирме IBM США (единственные кто их использовал).

Необходима адресация элементов выводов!!!

L_xL_yL_z = 90x90x5.5.

Число кристаллов М^кр = 100 (только логические).

(плюс кристаллы памяти).

n_слоёв = 33 слоя (16логических).

Материал – керамика малоусадочная, почти без пор, после обжига.

Количество внешних выводов:

12 – логических слоёв.

4 – необходимы для обеспечения принципа ремонтоспособности подложки.

Использование дублирующих входных отверстий.

Р асположение внешних выводов подложки является штыревыми, и располагаются по всему полю подложки с обратной стороны матричным способом.

Пуассоны находятся в железном корпусе. Система охлаждения жидкостная.

nслоёв = 20 (8 логических)

М^МКМ = 9 (для ЦП) = 6 (для процессора и в/в).

Использование НУС соединителей.

ЛЕКЦИЯ 8.

Теплообмен в конструкциях ЭВМ и основы теплового конструирования отводов системы охлаждения.

Влияние тепла на ЛЭ.

При работе с-мы из связанных элементов, расположенных в разных местах, имеющих разное питание, разную температуру, возможны следующие последствия:

- уход уровня

- отказы

- сбои.

Температура не влияет на скорость передачи информации. Среда должна иметь конструкцию температуру. Перепад температур между окружающей средой и аппаратурой 20⁰С.

1. Общие положение.

Конструкции элементов и устройств ЭВМ, как преобразователи электрической энергии, в большинстве случаев, обладают низким КПД, поэтому в процессе работы электронных средств, большая часть подводимой электрической энергии превращается в тепло, которое расходится на нагревание электрических узлов и питания и частично рассеивается в окружающее пространство. Общий баланс энергии электронных средствах ВТ можно выразить уравнением Е_n = Е₁+Е₂+Е₃. Е_n – энергия, отбираемая устройством от источника питания; Е₁ – полезная энергия; Е₂ – энергия рассеиваемая в окружающее пространство; Е₃ – тепловая энергия вызывающая нагревание деталей и узлов.

Известно, что повышение температуры способствует росту интенсивности отказов элементов ВТ и вызывает ускоренное старение конструкционных материалов. По этой причине, при разработке конструкций ЭВМ стремятся обеспечить хороший теплоотвод устройства с окружающей средой (т.е. в пределах возможного снизить величину Е₃).

Проблема обеспечения тепловых режимов в современных СВТ не утрачивает своей актуальности, а напротив учитывая стремление к миниатюризации СВТ (РЭС, СВТ) в целом допустимый нагрев элементов конструкции, может становиться одним из основных ограничивающих факторов на пути дальнейшего улучшения массово-габаритных характеристик СВТ.

2. Основы теории теплообмена в СЭВТ (средства электронной выч-ной техники).

2.1. Основные понятия и определения.

Под тепловым режимом блока ЭВ аппаратуры понимают пространственно временное распределение температуры в пределах конструкции. Количественно тепловой режим принято характеризовать: температурным полем и перегревом.

Температурное поле – совокупность численных значений температуры в различных точках конструкции в определённый момент времени. Температурное поле называется стационарным, если температуры во всех точках конструкции постоянны во времени. Если во всех точках с-мы в любой момент времени температуры равны между собой, то такое поле называется равномерным температурным полем. Тепловой режим ЭВМ называется нормальным, если выполняются следующие условия:

1 – температура всех деталей и узлов конструкции при заданных условиях эксплуатации не превышают предельно допустимых температур, указанных в ТУ.

2 – температуры всех деталей и узлов таковы, что обеспечивается работа ЭВМ с заданной точностью и надежностью.

Перегрев – разность между температурой точки в конструкции СВТ и температурой окружающей среды.

Конструкция ЭВТ представляет собой с-му тел с источниками, истоками тепловой энергии, сложным образом распределённых во времени и пространстве. Как правило, эти тела обладают различными теплофизическими параметрами и четко ограниченные границы. Такие тела называются неоднородными. В отличие от неоднородных, тела с одинаковыми теплофизическими параметрами называются однородными. Однородные подразделяются:

1. Изотропные – тела, физические параметры которых во всех точках одинаковы.

2. Анизотропные – тела, физические параметры которых во всех точках различны.

Между телами элементов, составляющих конструкцию, происходит теплообмен, т.е. перенос тепловой энергии из одной части конструкции в другую или окружающую среду. Тепло передается от тел с более высокой температурой к телу с более низкой температурой.

Нагретая зона – часть конструкции ЭВТ в которой сосредоточены источники тепловой энергии. В конструкциях можно выделить поверхности в любой точки, которой температуры одинаковы или условно-одинаковые, такие поверхности называют – изотермические поверхности. Теплообмен между нагретыми телами окружающей средой количественно характеризуется: тепловым потоком Р; плотностью теплового потока q. Теловым потоком называется количество тепла Q передаваемое от тела с более высокой температурой к телу с более низкой температурой в единицу времени . . q=PS (в некоторых книгах). S – площадь изотермической поверхности. В общем теплообмен осуществляется с помощью трех видов передачи тепла:

1 – теплопроводностью (кондукцией)

2 – конвекцией

3 – излучением.

2.2. Передача тепла теплопроводностью (кондукцией).

1 ) Перенос тепловой энергии при соприкосновении частиц вещ-ва или отдельных тел, имеющих разные температуры.

Если температурное поле измеряется только в одном направлении, то полный тепловой поток Р, передаваемый от изотермической поверхности S₁ к изотермической поверхности S₂ (S₁ → S₂) на основании закона Фурье. , где  - коэффициент теплопроводности материала, (К – Кельвин).

S = 0,5*(S₁ + S₂) – средняя площадь изотермической поверхности. t₁ и t₂ температуры изотермических поверхностей S₁ и S₂. ℓ = x₂ – x₁ – расстояние между изотерическими поверхностями.

Произведем замену: , α_Т – коэффициент передачи кондукцией (теплопроводимостью).

2.3. Передача тепла конвекцией.

Конвекция – процесс теплообмена между поверхностью твердого тела с температурой t₁ и некоторой газообразной или жидкой средой с температурой t₂ = t_с, обусловленный естественным или принудительным перемешиванием среды около поверхности.

Полный тепловой топок Р_к отдаваемый изотермической поверхностью S среде за счёт конвекции, определяется за счёт закона Ньютона – Рихмана Р_к = α_кS(t₁ - t₂).

Характеристики

Список файлов лекций