Конструктивные и функциональные модули микропроцессоров

. Печатные узлы (ПУ) - совокупность НЭ (ИС, БИС), размещенных на печатной плате и объединенных в законченную схему печатными проводниками, имеющая средства коммутации с другими КМ. В практике конструирования ЕС ЭВМ и других ЭВМ ПУ получил название типовой элемент замены (ТЭЗ). ТЭЗ - типовая минимальная составная часть устройств ЭВМ, которая может быть заменена аналогичной. ТЭЗом может быть КМ любого уровня.

. Блок (Б) - совокупность ПУ (ТЭЗ), электрически объединенной проводным или печатным монтажом и имеющая средства защиты от внешних воздействий (в панели отсутствуют) и электрической коммутации с другими КМ.

. Рама (Р) - совокупность панелей.

. Стойка (С) - совокупность блоков (рам, панелей), имеющая корпус, средства стабилизации режимов эксплуатации, питания, управления и коммутации. К этому уровню могут быть отнесены автономные пульты управления, тумбы и т. д.

. Конструктивный комплекс (К) - совокупность стоек, пультов управления, тумб и других КМ, выполняющих все необходимые функции в соответствии с назначением системы обработки информации.

Большое число модулей низших конструктивных уровней (НЭ, ПУ) в современных ЭВМ, снижение их повторяемости, различие темпов роста степени интеграции элементов и числа внешних связей КМ усложняет проблему конструктивно-функциональной организации модулей при их исполнении в виде БИС, ПУ, ТЭЗ. Число ИС и их типов в ЭВМ измеряется соответственно десятками и сотнями тысяч (в процессоре ЭВМ ЕС 1060 20000 ИС и 500 типов ТЭЗ, а повторяемость последних не превышает 2).

Большое внимание при разработке ЭВМ в настоящее время уделяется функциональной организации БИС и ПУ. Это вызвано тем, что они являются основными видами ТЭЗ, на уровне которых производится ремонт ЭВМ. Поэтому особенно важной является задача сокращения номенклатуры модулей низших конструктивных уровней.

На рис. 1.1 приведены варианты взаимного соответствия (взаимо-отображения) ФМ и КМ, характерные для ЭВМ различных поколений (I - IV). Функциональное наполнение КМ и конструктивное оформление ФМ определяются как конструктивно-технологическими ограничениями, характерными для данного этапа развития технологии, так и принципами проектирования и структурной организации ЭВМ.

Изменение характера зон при переходе к новым поколениям ЭВМ отражает, с одной стороны, увеличивающееся разнообразие конструктивного выполнения ЭВМ, а с другой - возрастание функциональной нагрузки КМ низших уровней.

Анализ развития элементно-технологической базы показывает, что опережение роста функциональных возможностей элементов уровня их конструктивной сложности приводит к развитию и углублению взаимно-неоднозначного соответствия функциональных и конструктивных модулей и необходимости их совместного функционально-технологического синтеза.

Разрешить противоречия взаимно-неоднозначного соответствия ФМ и КМ можно совместным функционально-технологическим проектированием модулей и использованием принципа максимального структурно-логического соответствия ФМ и КМ. Этот принцип предполагает разработку структур ФМ с учетом конструкторско-технологических ограничений. Это означает последующее отображение ФМ конструктивными модулями, характеризующимися в функциональном отношении общностью структурной организации и логики функционирования с отображаемыми ФМ. Функциональное наполнение КМ при этом отличается от ФМ лишь количественными показателями (разрядностью, объемом памяти) и различной схемотехнической интерпретацией структурных решений ФМ.

Таким образом, вопрос о функционально-конструктивной организации модулей в условиях технологии БИС становится исключительно важным.

Решение этого вопроса осложняется ограничениями экономического характера, проявляющимися в требованиях минимизации числа типов модулей, их внешних выводов, времени проектирования, изготовления и диагностики неисправностей и требует проведения работ не только в области конструкторско-технологической, но и в области функциональной унификации.

Десятки типов МП, имеющихся сегодня на мировом рынке, свидетельствуют, с одной стороны, об освоении процессов разработки и изготовления МПК БИС, а с другой, - о трудностях концепции универсальных модулей. Отсюда вытекает необходимость совместной использования принципов универсальности и специализации путем выделения и исследования классов задач, алгоритмов, функций и создания проблемно- и функционально-ориентированных на эти классы модулей и обеспечения возможности развития, наращивания средств н основе базовых, относительно устойчивых структур.

Читайте также

Проектирование систем автоматизации электрических железных дорог
Последнее десятилетие характеризуется существенным совершенствованием систем телемеханики и расширением областей их применения. Это обусловлено новейшими достижениями микроэлектроники и ...

Проектирование центра обслуживания вызовов
Целью настоящей курсовой работы является получение знаний о принципах функционирования современных центров обслуживания вызовов (ЦОВ) и навыков их проектирования с применением известных ...

Одномодовые оптические волокна
В одномодовых оптических волокнах (SM ОВ) диаметр сердцевины соизмерим с длиной волны, и за счет этого в нем существует только одна основная направляемая мода LP01. Рис. 1. Р ...