- •119454, Москва, пр. Вернадского,78 предисловие
- •Описание лабораторного программного комплекса
- •II. Лабораторные работы и методические указания по их выполнению Лабораторная работа № 1
- •1.1. Цель работы
- •Варианты типового задания на выполнение лабораторных работ
- •1.2. Методические указания
- •1.3. Лабораторное задание
- •Лабораторная работа № 2 Тема: исследование и выбор параметров конструкции корпусов бис и сбис
- •2.1. Цель работы
- •2.2. Методические указания
- •2.3. Лабораторное задание
- •Лабораторная работа № 3
- •3.1. Цель работы
- •3.2. Методические указания
- •3.3. Лабораторное задание
- •Лабораторная работа № 4
- •4.1. Цель работы
- •4.2. Методические указания
- •4.3. Лабораторное задание
- •Лабораторная работа № 5
- •5.1. Цель работы
- •5.2. Методические указания
- •5.3. Лабораторное задание
- •III. Формы отчетов
- •Лабораторная работа № 1 (1а)
- •Результаты расчета основных компоновочных параметров устройств с микропроцессорным (мп) принципом компоновки элементов
- •Лабораторная работа № 1 (1б)
- •Лабораторная работа № 3 (3а) Приложение 3а
- •Лабораторная работа № 3 (3б)
- •Результаты исследования конструкции панель на корпусных бис
- •Лабораторная работа № 4
- •Результаты исследования значения основных параметров проводников
- •Лабораторная работа № 5 Исследование и расчет параметров системного быстродействия элементов и устройств эвм
- •Результаты расчета параметров проводников металлизации и лэ
- •Результаты расчета параметров системного быстродействия для 3‑х вариантов конструкции устройства на основе кмоп бис и сбис
- •Литература
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ
ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ
ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
«МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ИНСТИТУТ
РАДИОТЕХНИКИ, ЭЛЕКТРОНИКИ И АВТОМАТИКИ
(ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ)»
ЭЛЕКТРОННОЕ КОНСТРУИРОВАНИЕ ЭВМ
Методические указания по выполнению
лабораторных работ
Для студентов специальности 220100
“Вычислительные машины, комплексы, системы и сети”
МОСКВА 2005
Составители: В.М. Микитин, А.В. Зинин
Редактор: Зинин А.В.
Методические указания содержат лабораторные работы, методические указания по их выполнению, формы отчетов, а также список литературы.
Материал предназначен для студентов, обучающихся по специальности 230101 (220100) Вычислительные машины, комплексы, системы и сети и может быть использован для самостоятельной работы при освоении базового курса кафедры.
Печатается по решению редакционно-издательского совета института.
Рецензенты: В.В.Саморуков,
В.Г. Одиноков
ã МИРЭА, 2005
Литературный редактор
Подписано в печать 00.00.2005. Формат 60х84 1/16.
Бумага офсетная. Печать офсетная.
Усл. печ. л. 0,00 Усл. кр.-отт. 0,00. Уч.-изд. л. 0,0.
Государственное образовательное учреждение
Высшего профессионального образования
«Московский государственный институт радиотехники, электроники и автоматики (технический университет)»
119454, Москва, пр. Вернадского,78 предисловие
Состояние и тенденции развития современных средств ВТ характеризуются значительными достижениями в области микроэлектронной (полупроводниковой) технологии, высоким быстродействием и интеграцией элементов и устройств. Широкое применение больших и сверхбольших интегральных микросхем позволило значительно увеличить функциональный объем ЭВМ и создавать вычислительные средства высокой и сверхвысокой производительности.
Конструирование современных ЭВМ любого назначения представляет собой сложный процесс разработки широкого спектра конструкторской документации на элементы (БИС, СБИС), функциональные узлы, блоки, устройства и ЭВМ в целом, предназначенной для последующего изготовления и эксплуатации. Характер решаемых задач в процессе разработки конструкторской документации самый разнообразный: от задач по обеспечению механической прочности, надежности и тепловых режимов в конструкциях до задач по обеспечению заданного быстродействия, помехоустойчивости и электромагнитной совместимости.
Подготовка специалистов по вычислительной технике в рамках дисциплины «Электронное конструирование ЭВМ» складывается из лекционных и лабораторных занятий. Лабораторные занятия по разделам электронного конструирования проводятся в классе персональных ЭВМ, где студент работает с учебной системой автоматизации процессов электронного конструирования ЭВМ и другим программным обеспечением ПЭВМ по данному курсу. В диалоге с учебной системой электронного конструирования студенты решают вопрос выбора параметров элементной базы, расчета конструктивных характеристик элементов, блоков и устройств по уровням компоновки, расчета параметров коммутационных элементов и принятия конструктивных решений, оценки уровня системного быстродействия.
Лабораторные работы предназначены для студентов, обучающихся по специальности 230101 (220100) Вычислительные машины, комплексы, системы и сети.
ЛАБОРАТОРНЫЕ РАБОТЫ
на тему:
ИЗУЧЕНИЕ ВЛИЯНИЯ ВЫБОРА ПАРАМЕТРОВ ЭЛЕМЕНТОВ И
КОНСТРУКЦИИ НА ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ
УСТРОЙСТВ ЭВМ
Описание лабораторного программного комплекса
Цикл лабораторных работ по изучению влияния выбора параметров элементов и конструкции ЭВМ на характеристики ее устройств производится с использованием лабораторного программного комплекса (ПК ЭК-5.2).
Задачей данного программного комплекса является автоматизированный расчет компоновочных параметров устройств, предоставление их пользователю в визуальном виде обработка их средствами современных программных приложений пакета MS Office.
Расчет основывается на применении принципов, критериев и законов взаимосвязи параметров схемы и конструкции,
С учетом структуризации логической схемы устройства по уровням компоновки и использования известных фундаментальных соотношений [1,2], отражающих аналитическую взаимосвязь основных компоновочных параметров устройства со степенью интеграции и уровнем технологии.
Первичные компоновочные параметры представляют собой основные и производные характеристики логической схемы устройства и одновременно являются схемными параметрами его конструкции. К ним относятся компоновочные характеристики логической схемы по числу внешних контактов (внешних связей), нагрузочной способности цепей, общему числу связей и цепей в схеме и среднему числу связей в одной цепи, числу каскадов элементов в тракте обработки информации и др.
Вторичные компоновочные параметры представляют собой в основном спектр характеристик коммутационного элемента устройства и являются, в отличие от логической схемы, непосредственно компоновочными параметрами его конструкции. К ним относятся такие параметры как: средняя и суммарная длина связей и цепей, число трасс и слойность, время задержки сигнала в логических цепях, конструктивная и системная задержка ЛЭ, системное быстродействие устройства и др.
Конструирование электронной части связано с решением широкого спектра сложных специфических задач по выбору оптимальных параметров логических элементов, по компоновке и оптимальному выбору параметров конструкций ЭВМ, по обеспечению быстродействия и помехоустойчивости линий связи в общей системе межсоединений и многих других. Все задачи взаимосвязаны и требуют для своего решения достаточно трудоемкого расчета. Облегчить задачу пользователя помогает программный комплекс ЭК-5.2.
Данный программный комплекс представляет собой единый аппарат конструкторских расчетов СВТ на начальных этапах компоновки устройств и проектирования их конструкции. ПК ЭК-5.2. ориентирован для расчета трех видов средств ВТ: СБИС, МКМ и ПАНЕЛИ (ФБ на основе МПП). Комплекс базируется на теоретической части расчета параметров конструкции элементов и устройств ЭВМ и основан на использовании ряда компоновочных моделей конструкции устройства [1,2]. Основным элементом комплекса является набор универсальных инженерных методик, предназначенных для расчета широкого спектра компоновочных параметров устройства. Этот набор методик учитывает как параметры логической схемы, реализуемой в конструкции, так и новые характеристики самой конструкции (принцип построения: плоскостной или объемный, размеры коммутационного основания, способы вывода внешних связей, расположение внешних контактов, типы линий связи по активным потерям и др.). Результаты решений представляются в виде таблиц, содержащих как значения конечных параметров, так и значения исходных параметров, используемых при расчетах и полученных на более ранних этапах. Полученные таблицы можно транслировать в программы MSWord и MS Excel, что позволяет обрабатывать результаты таблиц, полученных при использовании ПК ЭК-5.2. и выводить их на печать. Также предусмотрена печать таблиц результатов непосредственно из программного комплекса.
Программный комплекс ЭК-5.2. может быть очень полезен при выполнении студенческих курсовых и дипломных проектов в части конструкторско-технологического проектирования СВТ. Также комплекс может быть использован при электронном конструировании узлов, блоков, устройств, БИС, СБИС и при исследовании и прогнозировании широкого спектра параметров перспективных конструкций элементов и устройств ЭВМ в зависимости от заданного быстродействия и наоборот.