Добавил:

KPA6O_NCKATEJlb Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Белорусский государственный университет информатики и радиоэлектроники

Предмет:

Информационные технологии проектирования электронных устройств

Файл:

ИТПЭУ КР Ч1

.pdf

Скачиваний:

Добавлен:

29.03.2023

Размер:

843.6 Кб

Скачать

☆

1 / 41 2 3 4 > Следующая >>>

Министерство образования Республики Беларусь

Учреждение образования БЕЛОРУССКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

ИНФОРМАТИКИ И РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ

Факультет компьютерного проектирования

Кафедра электронной техники и технологии

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА

по дисциплине: «Информационные технологии проектирования

электронных устройств»

Вариант №27

Выполнил: студент группы 790241

________________ Дашкевич А. А.

Проверил: преподаватель

________________ Лушакова М. С.

Минск 2020

	СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ		3
1	РАСЧЕТ ПОКРЫТИЯ И РАЗМЕЩЕНИЕ ЭЛЕКТРОННОГО БЛОКА	4
2	РАЗМЕЩЕНИЕ ЭЛЕМЕНТОВ ЭЛЕКТРОННОГО БЛОКА МЕТОДОМ
ОБРАТНОГО РАЗМЕЩЕНИЯ		23
3	КОМПОНОВОЧНЫЙ РАСЧЕТ ПЛАТЫ	26
ЗАКЛЮЧЕНИЕ		28
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ		29
ПРИЛОЖЕНИЕ А (обязательное) Схема электрическая функциональная		30

ВВЕДЕНИЕ

С приходом на рабочие места инженеров-разработчиков и конструкторов персональных ЭВМ, оснащенных системами автоматического проектирования произошел качественный скачок в производительности труда при разработке и изготовлении такой продукции как модули РЭА на печатных платах. При этом оказывается возможным сосредоточить весь процесс проектирования на одном рабочем месте, то есть отойти от традиционного распределения ролей между участниками проектирования схемы, конструкции и технологии. Это особенно актуально для фирм с малочисленным персоналом, где по экономическим соображениям невыгодно содержать отдельные конструкторские и технологические службы. В таких условиях специалист, берущийся за разработку модулей РЭА от электрической схемы до ее конструктивного воплощения, должен обладать знаниями из смежных областей, в частности, знать технологию ПП.

Современные автоматизированные технологии позволяют охватывать все виды работ по маркетингу, планированию, проектированию, производству, реализации, эксплуатации, а где требуется, и утилизации электронных средств. Ежегодно появляется много новых программных продуктов или новых версии существующих. Созданных технологий так много и они настолько быстро развиваются, что специалисту в одной области информационных технологий невозможно отслеживать весь широкий спектр методов, программных и технических средств, которые применяются при создании и производстве электронной продукции.

Целью данной контрольной работы является компоновочный расчет схемы функциональной и платы.

Основными задачами являются:

−систематизация и закрепление теоретических знаний;

−развитие навыков самостоятельного применения теоретических и практических знаний для решения инженерно-технических задач;

−широкое использование вычислительной техники, пакетов прикладных программ для решения проектных задач любой степени сложности.

1 РАСЧЕТ ПОКРЫТИЯ И РАЗМЕЩЕНИЕ ЭЛЕКТРОННОГО БЛОКА

По схеме электрической функциональной МПС с внутренней задержкой (Приложение А) выполняется компоновка и размещение электронного модуля.

Электронный модуль содержит 7 элементов 2И-НЕ, 4 элемента 6И-НЕ, 4 элемента 2ИЛИ-НЕ, 1 элемент НЕ, 4 элемента 2И и 4 элемента 9И. Для реализации данного устройства были выбраны следующие микросхемы:

−К561ЛА7 – содержит 4 элемента 2И-НЕ в одном корпусе;

−К243ЛА1 – содержит 1 элемента 6И-НЕ в одном корпусе;

−К155ЛЕ5 – содержит 4 элемента 2ИЛИ-НЕ в одном корпусе;

−К176ЛИ1 – содержит 1 элемент НЕ и 9И в одном корпусе;

−К155ЛИ1 – содержит 4 элемента 2И в одном корпусе.

В качестве разъема на 12 выводов был выбран BH-12.

Для распределения 7 элементов 2И-НЕ по корпусам микросхем К561ЛА7 была выделена часть схемы электрической функциональной, содержащая только группу элементов 2И-НЕ, и построена матрица смежности (таблица 1.1).

Таблица 1.1 – Матрица смежности для 7 элементов 2И-НЕ

Корпус										∑
		1	2	3	4		5	6	7

1		0	0	1	0		0	0	0	1
2		0	0	1	0		1	0	0	2
3		1	1	0	0		0	0	0	2
4		0	0	0	0		1	0	1	2
5		0	1	0	1		0	0	0	2
6		0	0	0	0		0	0	1	1
7		0	0	0	1		0	1	0	2
Для	распределения по			корпусам		элементов		1 … 7	необходимо

определить локальные степени вершин:

(1) = 1; (2) = 2; (3) = 2; (4) = 2; (5) = 2; (6) = 1; (7) = 2.

В качестве базовой выбирается вершина с большей локальной степенью. В

качестве			базовой		была выбрана				2.	Вершина	2	и смежные с ней
1, 3, 4, 5, 6, 7					образуют подграф (2) = {1, 3, 4, 5, 6, 7}.
	Для каждого из этих вершин рассчитывается значение
функциональности:
									= − ,					(1.1)

где		−общее число связей проверяемой вершины;

		− число связей проверяемой вершины с базовой.

	Подставив значения в формулу (1.1), получается:
							1 = 1 − 0 = 1;
							3 = 2 − 1 = 1;
							4 = 2 − 0 = 2;
							5 = 2 − 1 = 1;
							6 = 1 − 0 = 1;
							7 = 2 − 0 = 2.
	Была выбрана					вершина		с	минимальным		значением функционала
( 1 = 1).			Произведя			факторизацию 1				и 2 можно		построить		матрицу
смежности (таблица 1.2).
Таблица 1.2 – Матрица смежности для 6 элементов
	Корпус													∑
				1+2		3			4	5	6		7

	1+2			0		2		0		1	0		0	3
	3			2		0		0		0	0		0	2
	4			0		0		0		1	0		1	2
	5			1		0		1		0	0		0	2
	6			0		0		0		0	0		1	1
	7			0		0		1		0	1		0	2

Локальные степени вершин:

(1+2) = 3; (3) = 2;

(4) = 2; (5) = 2; (6) = 1; (7) = 2.

В качестве базовой выбирается вершина с большей локальной степенью

( 1+2). Вершина 1+2 и смежные с ней 3, 4, 5, 6, 7 образуют подграф

(1+2) = {3, 4, 5, 6, 7}.

Для каждой из этих вершин рассчитывается значение

функциональности:
				3 = 2 − 2 = 0;
				4 = 2 − 0 = 2;
				5 = 2 − 1 = 1;
				6 = 1 − 0 = 1;
				7 = 2 − 0 = 2.
	Была	выбрана вершина с			минимальным значением			функционала
( 3 = 0). Произведя факторизацию					1+2 и 3	можно построить матрицу
смежности (таблица 1.3).
Таблица 1.3 – Матрица смежности для 6 элементов
	Корпус								∑
			1+2+3	4	5	6	7

	1+2+3		0	0	1	0	0		1
	4		0	0	1	0	1		2
	5		1	1	0	0	0		2
	6		0	0	0	0	1		1
	7		0	1	0	1	0		2

Локальные степени вершин:

(1+2+3) = 1; (4) = 2;

(5) = 2; (6) = 1; (7) = 2.

В качестве базовой выбирается вершина с большей локальной степенью

( 4). Вершина 4 и смежные с ней 1+2+3, 5, 6, 7 образуют подграф

(4) = {1+2+3, 5, 6, 7}.

Для каждой из этих вершин рассчитывается значение функциональности:

1+2+3 = 1 − 0 = 1;5 = 2 − 1 = 1;6 = 1 − 0 = 1;

7 = 2 − 1 = 1.

Выбрав вершину с минимальным значением функционала ( 1+2+3 = 1) можно произвести факторизацию 1, 2, 3 и 4. Так как в микросхему К561ЛА7 входит четыре секции 2И-НЕ, то элементы 1, 2, 3 и 4 объединяются в один корпус. Оставшийся элемент 5, 6 и 7 объединяются во втором корпусе микросхемы К561ЛА7.

Один элемент 6И-НЕ располагается в одном корпусе микросхемы К243ЛА1 (4 шт.).

Четыре элемента 2ИЛИ-НЕ располагаются в одном корпусе микросхемы К155ЛЕ5 (1 шт.).

Один элемент НЕ и 9И располагаются в одном корпусе микросхемы К176ЛИ1 (1 шт.), а остальные три 9И располагаются в каждом своем корпусе микросхемы К176ЛИ1 (3 шт.) с неподключенными выводами элементов НЕ.

Четыре элемента 2И располагаются в одном корпусе микросхемы К155ЛИ1 (1 шт.).

Для эффективного расположения элементов на печатной плате составляется матрица смежности (таблица 1.4).

Таблица 1.4 – Матрица смежности

	DD1	DD2	DD3	DD4	DD5	DD6	DD7	DD8	DD9	DD10	DD11	DD12	XS1	∑

Корпус

DD1	0	3	4	3	0	5	3	4	1	1	1	0	1	26

DD2	3	0	3	3	0	5	7	2	0	0	0	0	0	23

DD3	4	3	0	3	0	4	4	3	0	0	0	0	0	21

DD4	3	3	3	0	0	4	4	4	0	0	0	0	0	21

DD5	0	0	0	0	0	4	0	0	0	0	0	0	8	12

DD6	5	5	4	4	4	0	4	3	0	0	0	0	0	29

DD7	3	7	4	4	0	4	0	3	3	4	4	4	3	43

DD8	4	2	3	4	0	3	3	0	3	2	2	3	1	30

DD9	1	0	0	0	0	0	3	3	0	6	6	6	4	29

DD10	1	0	0	0	0	0	4	2	6	0	6	6	4	29

DD11	1	0	0	0	0	0	4	2	6	6	0	6	4	29

DD12	0	0	0	0	0	0	4	3	6	6	6	0	4	29

XS1	1	0	0	0	8	0	3	1	4	4	4	4	0	29

Определение суммарной величины связей каждого элемента конструкции с остальными сводится к подстрочному сложению ее элементов. Полученная сумма ∑ представлена в последнем столбце таблицы 1.4.

Составление модели монтажного пространства для электронного модуля МПС с внутренней задержкой.

В качестве монтажного пространства выбирается печатная плата с 13 ячейками (рисунок 1.1).

Рисунок 1.1 – Модель монтажного пространства электронного модуля

По модели (рисунок 1.1) составляется матрица расстояний (таблица 1.5).

Таблица 1.5 – Матрица расстояний

Номер	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13

1	0	1	1	1	1	2	2	2	2	3	3	3	3

2	1	0	1	2	3	1	2	3	4	2	3	4	5

3	1	1	0	1	2	2	1	2	3	3	2	3	4

4	1	2	1	0	1	3	2	1	2	4	3	2	3

5	1	3	2	1	0	4	3	2	1	5	4	3	2

6	2	1	2	3	4	0	1	2	3	1	2	3	4

7	2	2	1	2	3	1	0	1	2	2	1	2	3

8	2	3	2	1	2	2	1	0	1	3	2	1	2

9	2	4	3	2	1	3	2	1	0	4	3	2	1

10	3	2	3	4	5	1	2	3	4	0	1	2	3

11	3	3	2	3	4	2	1	2	3	1	0	1	2

12	3	4	3	2	3	3	2	1	2	2	1	0	1

13	3	5	4	3	2	4	3	2	1	3	2	1	0

В качестве элемента, который будет фиксировано устанавливаться в ячейку 1 монтажного поля печатной платы, была выбрана розетка XS1. Для

оставшихся элементов рассчитываются коэффициенты относительно взвешенной связности по формуле (1.2):

Ф = ∑		⁄ ,	(1.2)

где − количество связей между	проверяемой		элементом и ранее

установленными (из матрицы смежности);− общее количество связей проверяемого элемента. Таким образом

1 Ф1 = 26 = 0,04;

0 Ф2 = 23 = 0;

0 Ф3 = 21 = 0;

0 Ф4 = 21 = 0;

8 Ф5 = 12 = 0,67;

0 Ф6 = 29 = 0;

3 Ф7 = 43 = 0,07;

1 Ф8 = 30 = 0,03;

4 Ф9 = 29 = 0,14;

4 Ф10 = 29 = 0,14;

4 Ф11 = 29 = 0,14;

4 Ф12 = 29 = 0,14.

На второй итерации размещается элемент с максимальным значением Ф , то есть элемент DD5.

Приращение целевой функции для незанятых ячеек монтажного пространства печатной платы рассчитывается по формуле (1.3):

∆	=		∙ ,	(1.3)

где −расстояние между ячейками.

Таким образом
	∆ =								∙ = 8 ∙ 1 = 8;
			2		1 5					12
	∆ =								∙ = 8 ∙ 1 = 8;
			3		1 5					13
	∆ =								∙ = 8 ∙ 1 = 8;
			4		1 5					14
	∆ =								∙ = 8 ∙ 1 = 8;
			5		1 5					15
	∆				=				∙		= 8 ∙ 2 = 16;
			6		1 5				16
	∆				=				∙		= 8 ∙ 2 = 16;
			7		1 5				17
	∆				=				∙		= 8 ∙ 2 = 16;
			8		1 5				18
	∆				=				∙		= 8 ∙ 2 = 16;
			9		1 5				19
∆					=				∙			= 8 ∙ 3 = 24;
	10				1 5				110
∆					=				∙			= 8 ∙ 3 = 24;
	11				1 5				111
∆					=				∙			= 8 ∙ 3 = 24;
	12				1 5				112
∆					=				∙			= 8 ∙ 3 = 24.
	13				1 5				113
Минимальными значениями из рассчитанных ∆ обладают 2, 3, 4 и 5

ячейки. Таким образом, элемент DD5 размещается во 2 ячейку.
На третьей итерации рассчитывается коэффициент относительной
взвешенности элементов схемы электронного модуля:
Ф	=					+		5 1					1 + 0			= 0,04;
Ф	=			1 1				5 1					=			= 0,04;
1						1								26
						1								26
Ф		=					+							0 + 0			= 0;
Ф		=			1 2				5 2 =								= 0;
2							2								23
							2								23
Ф		=					+							0 + 0			= 0;
Ф		=			1 3				5 3 =								= 0;
3							3								21
							3								21
Ф		=					+							0 + 0			= 0;
Ф		=			1 4				5 4 =								= 0;
4							4								21
							4								21
Ф	=					+		5 6					0 + 4			= 0,14;
Ф	=			1 6				5 6					=			= 0,14;
6						6								29
						6								29
Ф	=					+		5 7					3 + 0			= 0,07;
Ф	=			1 7				5 7					=			= 0,07;
7						7								43
						7								43
Ф	=					+		5 8					1 + 0			= 0,03;
Ф	=			1 8				5 8					=			= 0,03;
8						8								30
						8								30
Ф	=					+							4 + 0			= 0,14;
Ф	=			1 9			5 9						=			= 0,14;
9						9								29
						9								29
Ф	=					+								4 + 0			= 0,14;
Ф	=			1 10					5 10 =								= 0,14;
10						10									29
						10									29
Ф	=					+								4 + 0			= 0,14;
Ф	=			1 11					5 11 =								= 0,14;
11						11									29
						11									29
																	10

1 / 41 2 3 4 > Следующая >>>

Соседние файлы в предмете Информационные технологии проектирования электронных устройств

#
12.07.20235.02 Mб12ИТПЭУ 2ОЙ СЕМ КР Исходник.docx
#
29.03.2023843.6 Кб27ИТПЭУ КР Ч1.pdf
#
29.03.20234.91 Mб12Лабораторная Ч1.docx