1. Печатные узлы и общие правила их конструирования

ТЭЗ – конструктивно-законченный элемент ЭВА, служащий для электрического соединения ИС и радиокомпонентов, самостоятельный по технологии изготовления и взаимозаменяемый без подгонки и дополнительной настройки с однотипными ТЭЗ ЭВА.

К ТЭЗ относятся ячейки и модули. Ячейка – это прямоугольная печатная плата с разъемом (печатным или штыревым) и ручкой. Модуль – прямоугольная печатная плата, которая с помощью штырей закрепляется на плате субблока.

Поле печатной платы можно разделить на два участка:

1). Основной для монтажа микросхем

2). Вспомогательный для монтажа остальных конструктивных элементов.

Вспомогательный участок делиться на подучастки а, б, в1, в2. Основной участок условно обычно делят на зоны, в каждой из которых находиться посадочное место на одну микросхему.

Координаты зоны задают числами и буквами (русскими или латинскими). Обычно они вытравливаются или наносятся краской. Таким образом положение каждой микросхемы на плате закоординиравано. Размеры зоны определяются шагом расположения микросхем по обеим координатам tX и tY. Макс. число микросхем монтируемых на плату Nmax=((Lу-Lа-Lб)/tу)×((Lх-2Lв)/tх) Вспомогательный участок а предназначен для размещения разъема. Вспомогательный участок б предназначен для размещения на нем контрольных гнезд, ручек, съемников и т.д. Установка их должна быть технически обоснована. Размер участка б определяется типом и количеством размещаемых элементов и не должен превышать 10 мм.

На двух вспомогательных участках в1 и в2 размещаются маркировка ячейки, штампы ОТК и заказчика, вспомогательные надписи и т.д. После определения габаритов ячейки и выбора числа слоев печатной платы необходимо приступить к размещению на ней микросхем и всех вспомогательных элементов. Разъем размещают в соответствии с технической документацией на него. Для контроля работоспособности ячейки во включенном состоянии на ней устанавливают контрольные элементы одиночные и сгруппированные в колодки. По типу подключения контрольные элементы разделяют на штыревые, гнездовые и печатные.

Обязательный элемент ячейки – ключ, предназначенный для исключения возможности неправильной установки последней. В большинстве случаев используется ключ разъема, разнотолщинность, направляемость, не симметрия конструкции разъема.

С целью разгрузки печатного монтажа и уменьшения числа слоев платы питания к микросхемам можно подводить с помощью навесных шин, число которых может быть равным числу номиналов источников питания. Шины могут быть расположены или перпендикулярно, или параллельно плоскости платы.

Конструирование в основном теми же правилами, что и для ячеек.

2.Расчет внешних связей. Соотношение Рента

Число внешних связей является весьма важной характеристикой типовых конструкций ЭВМ любого уровня. Оно во многом определяет принципы построения типовой конструкции, её компоновочные решения, требования по их технической реализации. Для вывода внешних связей в типовых конструкциях используются различные средства. Так, например, в ИМС и БИС используются контакты корпусов ИМС и БИС, в типовых конструкциях функциональных узлов и блоков – контакты соединителей. От числа внешних связей зависит общее число контактов в корпусах ИМС и соединителях, способ и плотность их размещения по монтажу и демонтажу в типовых конструкциях узлов и блоков.

На число связей влияют различные функциональные параметры (характеристики) устройств ЭВМ. Основными из них являются:

1)функциональный объем узлов, блоков и устройств ЭВМ

2)быстродействие (высокое, среднее, низкое) функциональных узлов, блоков и устройств и связанная с ним производительность ЭВМ в целом;

3)разрядность и характер обработки (параллельная и последовательная обработка) информации;

4)функциональное назначение блока, устройства (для управления или обработки);

5)вид управления (микропрограммное или схемное управление) ЭВМ;

6)уровень развития диагностики (развитая или ограниченная диагностика) в ЭВМ.

Эти характеристики по-разному влияют на число внешних связей в узлах и блоках. Например, высокому быстродействию устройств соответствует большая степень параллелизма схем и меньшая глубина логических цепей, меньшее число каскадов логических элементов в логических цепях, что приводит, в конечном счете, к увеличению числа внешних связей в узлах и блоках. В тоже время использование микропрограммного управления в ЭВМ позволяет несколько снизить за счет большей упорядоченности и однородности структуры число внешних связей в узлах и блоках по сравнению с использованием схемного жесткого управления.

В настоящее время способы количественной оценки числа внешних связей узлов и блоков от каждого параметра в отдельности отсутствуют. Учет главного фактора (общего функционального объема) при оценке внешних связей практически позволяет косвенно учесть и другие факторы, поскольку они оказывают влияние на функциональный объем. Так, например, увеличение быстродействия устройств, использование большей разрядности информации при обработке и более развитой диагностики ведут к увеличению функционального объема устройств и как следствие к увеличению числа внешних связей в узлах и блоках.

В результате исследования зависимости между числом внешних связей (числом внешних контактов) и функциональным объемом получено соотношение:

Ν =α *Νβ k , - Соотношение Рента.

Где:

k - среднее число внешних логических контактов в модуле;

Ν - среднее число логических элементов в модуле;

α - среднее число контактов;

β - постоянный коэффициент.