5.Выбор функционального объема и габаритов тэз

Этапы выбора функционального объема ТЭЗ следующие:

1). Анализ и разделение функциональных схем на узлы (ТЭЗ);

2). Оценка максимально-допустимой электрической длины линии связи;

3). Оценка конструктивно-технологических параметров ТЭЗ.

Критерием деления функциональной схемы ЭВА на ТЭЗ служит максимальная замкнутость связей внутри узла и минимум внешних связей. Т.е. применяется функционально-узловой способ выделения схемы для реализации на ТЭЗ. В результате разбиения функциональной схемы на узлы должны быть получены и проанализированы:

1). Графики распределения числа ИС (с учетом предварительно выбранной номенклатуры) по узлам функциональных схем, а также графики распределения числа внешних связей узлов схем. Пример распределения ТЭЗ процессора быстродействующей ЭВМ по числу ИС (а) и по числу внешних связей (б).

2).схема эталонного функционального узла, учитывающая оптимальное число ИС и внешних связей, полученных из графиков распределения. Узлы схем, участвующие в построении графиков, должны быть получены на основе анализа достаточно большого числа функциональных схем (например, ФС процессора).

Для ЕС ЭВМ наблюдается следующая зависимость числа вешних связей от числа ИС в ТЭЗе и повторяемости. Чем больше ИС в ТЕЗе, тем меньше число разъемных соединений, тем выше надежность, но с другой стороны он более специализирован. При числе микросхем >70 все ячейки в машине различное схемное построение. п=10-60.

6.Системный подход к быстродействию модулей (ячеек и панелей).

Выбор габаритных размеров ТЭЗ основывается на компоновке наиболее быстродействующего блока ЭВА, в котором регистры могут обмениваться друг с другом на максимальной частоте, принятой в ЭВА. Для обеспечения высокой скорости обмена компоновка быстродействующего функционального блока должна осуществляться в так называемой «ближней зоне» связи, максимальная задержка в которой не превышает допустимой величины γ = 10 − 20% от минимального значения времени такта Т синхронизации, соответствующего максимальной частоте обмена информации в ЭВА.

<=Компоновочная схема панели

На рисунке показана линия связи в панели, когда обмен информацией осуществляется между максимально удаленными друг от друга ТЭЗами.

Считается, что элементы памяти (триггеры) располагаются у разъемов ТЭЗ, расположение логических элементов может быть произвольное.

Пусть М - число ИС в функциональном блоке, расположенном в «ближней зоне» связи, V0 - объем, занимаемый одной ИС с учетом конструктивных и тепловых зазоров.

Максимальная длина линии связи в блоке панели между ТЭЗ1 и ТЭЗ2:

L_{СВ П} =2L_П + L_{СВ ТЭЗ} <=[L] _БЗ

где L_{СВ ТЭЗ} - длина линии связи в пределах ТЭЗ

[L] _БЗ – максимально-допустимая длина линии связи в «ближней зоне».

При произвольной компоновке ИС и отсутствии ограничений на длину связей при трассировке внутри платы ТЭЗ К ≤ 4.

Для определения оптимального соотношения между Lтэз и Lп при котором обеспечивается минимальная длина связи продифференцируем (3)

L_{СВ П} =2L_П +(KMV0)/L^2<=[L] _БЗ (3)

l _П = KLTЭ3= L_{СВ ТЭЗ} (7)

Используя условие:

[t ] БЗ =γ ⋅T

Получаем:

LТЭЗ ≤ ( γ * T )/( 3 * К * ξ * t 0 )

Таким образом, для обеспечения наивысшей частоты обмена информацией между двумя максимально удаленными ТЭЗ необходимо выполнять (7) и (9).

Условие (7) определяет также оптимальную форму панели. При К=1, оптимальная форма панели – куб ( П L =LТЭЗ), при К=2,3,4 – параллелепипед составляющий 1/2,1/3,1/4 части куба соотвественно.