Лаб.раб.по ЭК ЭВМ. Методич. рекоменд.по выполн., для РИО (1088670), страница 3
Текст из файла (страница 3)
- 0,5 мм - для полиимидно – керамических подложек;
- 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) при выполнении работы рекомендуется максимально использовать результаты расчетов компоновочных параметров, полученных в лабораторных работах 1,2 и 3;
-
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) все варианты конструкции коммутационных элементов являются симметричными (т.е. имеют квадратную форму), а внешние контакты расположены равномерно по всем 4‑м сторонам;
-
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: Котв>>1 здесь
, где NПО;; NМО – 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 атр=0,25мм.
4.3. Лабораторное задание
-
Провести исследование и выполнить расчет трассировочной способности и слойности коммутационных элементов для всех вариантов конструкции устройства в соответствии с полученным вариантом задания.
-
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 (TКЭ), а также шага размещения трасс
. Такой же расчет произвести для проводников на кремниевой подложки МКМ.
-
Определить число логических слоев в конструкции МПП ПАНЕЛИ с учетом заданных условий трассировки проводников и размещения сквозных отверстий.
-
Произвести исследование основных параметров (атр, Wпр, hпр) 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 атр, ширина (Wпр) и толщина (hпр). 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: Wпр ≥ 1,5 · ; hпр ≥ 0,2 · [1,2].
-
Результаты оформить в виде таблицы 5а.
-
При расчете основных параметров системного быстродействия студенту рекомендуется использовать только микропроцессорный принцип компоновки элементов.
-
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
Уровень компоновки i | Интеграция | Основные компановочные параметры | ||||||||
Ni | Mi | mi | hi | Hi | Ki | ri | ril | li | ni | |
i = 1 | 1 | 1 | ||||||||
N1 | M1 | |||||||||
N1max | M1max | |||||||||
i = 2 | N1 | 1 | ||||||||
N1∙M2=N2 | M2 | |||||||||
N2max | M2max | |||||||||
i = 3 | N2 | 1 | ||||||||
N2∙M3=N3 | M3 | |||||||||
N3max | M3max | |||||||||
i = 4 | N3 | 1 | ||||||||
N3∙M4=N4 | M4 | |||||||||
N4max | M4=M4max |
Таблица 2
Результаты расчета основных компоновочных параметров устройств с микропроцессорным (МП) принципом компоновки элементов
Уровень компоновки i | Интеграция | Основные компановочные параметры | ||||||||
Ni | Mi | mi | hi | Hi | Ki | ri | ril | li | ni | |
i = 1 | 1 | 1 | ||||||||
N1 | M1 | |||||||||
N1max | M1max | |||||||||
i = 2 | N1 | 1 | ||||||||
N1∙M2=N2 | M2 | |||||||||
N2max | M2max | |||||||||
i = 3 | N2 | 1 | ||||||||
N2∙M3=N3 | M3 | |||||||||
N3max | M3max | |||||||||
i = 4 | N3 | 1 | ||||||||
N3∙M4=N4 | M4 | |||||||||
N4max | M4=M4max |
Выводы и сравнительный анализ по результатам таблиц 1 и 2.