ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ИНСТИТУТ

РАДИОТЕХНИКИ ЭЛЕКТРОНИКИ И АВТОМАТИКИ

(ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ)

УПРАВЛЕНИЕ КАЧЕСТВОМ ЭЛЕКТРОННЫХ СРЕДСТВ

Курсовая работа

Тема: Определение интегрального показателя уровня качества РЭС для двух степеней интеграции и трёх вариантов компоновки аппаратуры.

Выполнил:

Проверил: Новиков А.С.

Москва 2009

Содержание

Исходные данные

Алгоритм расчета интегрального показателя качества аппаратуры

Определение конструктивных параметров аппаратуры

Расчленение аппаратуры на крупные функциональные

законченные части

Конструктивные параметры аппаратуры

Структурный анализ аппаратуры на уровне микросхем

Количество типов микросхем

Распределение блоков по типам

Распределение микросхем по типам

Определение параметров надежности аппаратуры

Интенсивность отказов аппаратуры

Учет влияния условий окружающий среды на

интенсивность отказа аппаратуры

Определение количества микросхем и субблоков аппаратуры

Число профилактических осмотров

Количество субблоков и микросхем необходимых

для эксплуатации аппаратуры

Определение затрат на разработку, производство

и эксплуатацию аппаратуры

Затраты на разработку и производство аппаратуры

Затраты на эксплуатацию аппаратуры

Литература

Черт. 1

Блок-схема алгоритма расчета интегрального показателя качества аппаратуры

3. Определение конструктивных параметров аппаратуры

3.1. Расчленение аппаратуры на крупные функционально законченные части.

Количество эквивалентных вентилей , определяющее показатель технической сложности аппаратуры на микросхемах с уровнем интеграцииJ, рассчитывается по формуле:

(1)

Na = 4160 для J=32

Na = 4480 для J=64

3.1.2. Блоки аппаратуры по структурным характеристикам делятся на две части: 1) часть, реализуемую однородными структурами и 2) часть, реализуемую неоднородными структурами. При расчленении части блока однородной структуры на субблоки равной сложности все субблоки будут повторяющимися. Однородные структуры содержат 2-3 разновидности повторяющихся субблоков. При расчленении части блока неоднородной структуры на субблоки равной сложности наряду с неповторяющимися субблоками могут быть и повторяющиеся. Неоднородной структурой реализуется, например, устройство управления цифровой вычислительной машины, в то время как остальные ее устройства могут быть реализованы однородными структурами.

3.1.3. Количество эквивалентных вентилей, определяющее показатель технической сложности аппаратуры, делится на части, соответствующие крупным функционально законченным устройствам. Например, показатель технической сложности устройства ввода-вывода составляет от 20 до 30 % от, показатель технической сложности арифметического устройства- от 40 до 60 %, а показатель технической сложности устройства управления- от 10 до 40 %.

= 20%Na; = 60%Na; = 20%Na

= 832; = 2496; = 832 для J=32

= 896; = 2688;= 896 дляJ=64

3.2.Конструктивные параметры аппаратуры

3.2.1. Ориентировочный объем V΄ в дециметрах кубических, занимаемый аппаратурой, определяется по формуле:

(2)

V1 = 0,002*4160/lg(5*32) = 3,77 дм³ для J=32

V2 = 0,002*4480/lg(5*64) = 3,58 дм³ для J=64

3.2.2. По величине ориентировочного объема, для судовой аппаратуры, выбирается ближайший тип корпуса блока, объем V которого превышает величину V΄ , и определяются его габаритные размеры в миллиметрах.

Условиям поставленной задачи и алгоритма расчета (ОСТ4 ГО.010.036) из ОСТ выбираются типы шкафов Ш6-1-1 и Ш6-1-2. Шкафы Ш6-1-1 и Ш6-1-2 предназначены для установки блоков Б6.01.01Д – Б6.01.04Д по

ОСТ4 ГО.410.207 и блоков соответствующих ГОСТ 23701 типоразмер 2М. И варианты сочетаний в одном ряду блоков по ОСТ4 ГО.410.207 в шкафах Ш6-1-1 и Ш6-1-2. В шкафу Ш6-1-1 размещается шесть рядов (этажей) блоков, в шкафу Ш6-1-2 – пять рядов.

Для V1 - Блок 2М

Для V2 - Блок 2М

Для V3 - Блок 2М

Корпус блока тип Б6.01

Корпус блока тип Б6.02 – Б6.04

Схема расположения блоков по ОСТ4 Г0.410.207 в шкафу Ш6-1-1.

Схема расположения блоков по ОСТ Г0.410.207 в шкафу Ш6-1-2

3.2.3. Исходя из габаритных размеров выбранного корпуса блока в зависимости от конструктивной реализации аппаратуры и в соответствии с требованиями ОСТ ГО.010.009 выбираются размеры печатных плат и. Параметры печатных плат, необходимые для расчета, приведены в справочном приложении 4.

1) Для J=32

а) конструкция книжная, кассетная Lx = 170мм, Ly = 110мм;

б) конструкция разъемная Lx = 170мм, Ly = 110мм;

2) Для J=64

а) конструкция книжная, кассетная Lx = 170мм, Ly = 110мм;

б) конструкция разъемная Lx = 170мм, Ly = 110мм;

3.2.4. Ориентировочное среднее количество выводов субблока определяется по формуле

(3)

1. Для J=32

а) конструкция книжная, кассетная

Мсб = 52

б) конструкция разъемная

Мсб = 52

2. Для J=64

а) конструкция книжная, кассетная

Мсб =67

б) конструкция разъемная

Мсб =67

3.2.5. Исходя из ориентировочного среднего количества выводов субблока выбирается тип разъема, содержащий выводов (≥).

1. Для J=32

а) конструкция книжная, кассетная СНП59-96, 1шт

б) конструкция разъемная СНП59-96, 1шт

2) Для J=64

а) конструкция книжная, кассетная СНП59-64, 2шт

б) конструкция разъемная СНП59-64, 2шт

3.2.6. По выбранным размерам печатных плат и размерам вилки выбранного разъема в случае аппаратуры варианта разъемной конструкции (либо по размерам скобы с крышкой в случае аппаратуры вариантов книжной и кассетной конструкции) выбираются размеры монтажной зоны печатной платы и.

1) Для J=32

а) конструкция книжная, кассетная: Lx =170мм, Ly = 110мм

Ly1=Ly-y1-y2=88мм

Lx1=Lx-x1-x2=158мм

б) конструкция разъемная: Lx =170мм, Ly = 110мм

Ly1=Ly-y1-y2=98мм

Lx1=Lx-x1-x2=148мм

1) Для J=64

а) конструкция книжная, кассетная: Lx =170мм, Ly = 110мм

Ly1=Ly-y1-y2=88мм

Lx1=Lx-x1-x2=158мм

б) конструкция разъемная: Lx =170мм, Ly = 110мм

Ly1=Ly-y1-y2=98мм

Lx1=Lx-x1-x2=148мм

3.2.7. Число горизонтальных рядов микросхем определяется по формуле

, (4)

число вертикальных столбцов микросхем определяется по формуле

, (5)

где и- шаги установки микросхем по вертикали и горизонтали.

1. Для J=32

а) конструкция книжная, кассетная

ny=E|Ly1/ly1|= 6

nx=E|Lx1/lx1|= 7

б) конструкция разъемная

ny=E|Ly1/ly1|= 6

nx=E|Lx1/lx1|= 6

2. Для J=64

а) конструкция книжная, кассетная

ny=E|Ly1/ly1|= 6

nx=E|Lx1/lx1|= 7

б) конструкция разъемная

ny=E|Ly1/ly1|= 6

nx=E|Lx1/lx1|= 6

При этом для односторонней установки максимально возможное количество микросхем на плате определяется по формуле

, (6)

1. Для J=32

а) конструкция книжная, кассетная

Nc max=ny*nx=42

б) конструкция разъемная

Nc max=ny*nx=36

2. Для J=64

а) конструкция книжная, кассетная

Nc max=ny*nx=42

б) конструкция разъемная

Nc max=ny*nx=36

3.2.8. Количество микросхем , устанавливаемых в субблоке, следует выбирать в пределах от 0,6до.

Принимаем значения:

1. Для J=32

а) конструкция книжная, кассетная

Nc=42 так как на одной плате

б) конструкция разъемная

Nc=36 так как на одной плате

2. Для J=64

а) конструкция книжная, кассетная

Nc=42 так как на одной плате

б) конструкция разъемная

Nc=36 так как на одной плате

3.2.9. Количество субблоков устройства ввода-вывода

, (7)

где - количество микросхем в субблоке устройства ввода-вывода.

1) Для J=32

а) конструкция книжная, кассетная

Nсб.у.в.=Е|832/(32*42*2)|=1

б) конструкция разъемная

Nсб.у.в.=Е|832/(32*36*2)|=1

2) Для J=64

а) конструкция книжная, кассетная

Nсб.у.в.=Е|896/(64*42)|=1

б) конструкция разъемная

Nсб.у.в.=Е|896/(64*36)|=1

3.2.10. Количество субблоков арифметического устройства

, (8)

где - количество микросхем в субблоке арифметического устройства.

1) Для J=32

а) конструкция книжная, кассетная

Nсб.у.в.=Е|2496/(32*42*2)|=1

б) конструкция разъемная

Nсб.у.в.=Е|2496/(32*36*2)|=1

2) Для J=64

а) конструкция книжная, кассетная

Nсб.у.в.=Е|2688/(64*42)|=1

б) конструкция разъемная

Nсб.у.в.=Е|2688/(64*36)|=1

3.2.11. Количество субблоков устройства управления определяется по формуле

, (9)

где - количество микросхем в субблоке устройства управления.

1) Для J=32

а) конструкция книжная, кассетная

Nсб.у.у.=Е|4160-832-2496/(32*42)|=1

б) конструкция разъемная

Nсб.у.у.=Е|4160-832-2496/(32*36)|=1

2) Для J=64

а) конструкция книжная, кассетная

Nсб.у.у.=Е|4480-896-2688/(64*42)|=1

б) конструкция разъемная

Nсб.у.у.=Е|4480-896-2688/(64*36)|=1

3.2.12. Количество субблоков в аппаратуре определяется по формуле

=++. (10)

1. Для J=32

а) конструкция книжная, кассетная

Nсб1=1+1+1=3

б) конструкция разъемная

Nсб2=1+1+1=3

2. Для J=64

а) конструкция книжная, кассетная

Nсб1=1+1+1=3

б) конструкция разъемная

Nсб2=1+1+1=3

3.2.13. Если выполняется условие

>, (11)

То аппаратура конструктивно реализуется на двух субблоках, один из которых занимает арифметическое устройство, а другой – устройство ввода-вывода и устройство управления.

1) Для J=32

а) конструкция книжная, кассетная

2688>3 следовательно условие выполняется

б) конструкция разъемная

2304>3 следовательно условие выполняется

2) Для J=64

а) конструкция книжная, кассетная

5376>3 следовательно условие выполняется

б) конструкция разъемная

4608>3 следовательно условие выполняется

3.2.14. Уточненное количество внешних выводов субблока определяется по формуле

. (12)

где К₁ =3, получим

1) Для J=32

а) конструкция книжная, кассетная

Мсб= 45

б) конструкция разъемная

Мсб= 40

2) Для J=64

а) конструкция книжная, кассетная

Мсб= 65

б) конструкция разъемная

Мсб= 60

3.2.15. Если уточненное количество внешних выводов субблока превышает количество выводов вилки разъема субблока, то выбирается новый разъем с большим количеством выводов или увеличиваем количество субблоков.

1) Для J=32

а) конструкция книжная, кассетная СНП59-96, 1шт

б) конструкция разъемная СНП59-96, 1шт

2) Для J=64

а) конструкция книжная, кассетная СНП59-64, 2шт

б) конструкция разъемная СНП59-64, 2шт

3.2.16. Габаритные размеры субблоков (- длина и- ширина) в миллиметрах определяются по формулам

, (13)

, (14)

где величины иопределяются конструктивной реализацией аппаратуры.

Так, например, в субблоках аппаратуры кассетной и книжной конструкций по ОСТ4 ГО.010.008 должен составлять 13, а- 5мм при вертикальном раскрытии субблоков или соответственно 5 и 13 мм при горизонтальном раскрытии субблоков. В субблоках аппаратуры разъемной конструкциииопределяется размерами рамки и должны составлять по ОСТ4 ГО.010.009 соответственно 5 и 25 мм.

1. Для J=32

а) конструкция книжная, кассетная Lx=170мм, Ly=110мм

Lx2=180 и Ly2=426

б) конструкция разъемная Lx=170мм, Ly=110мм

Lx2=180 и Ly2=250

2. Для J=64

а) конструкция книжная, кассетная Lx=170мм, Ly=110мм

Lx2=180 и Ly2=246

б) конструкция разъемная Lx=170мм, Ly=110мм

Lx2=180 и Ly2=160

3.2.19. При односторонней установке микросхем, если их высота превышает высоту разъема или высоту скобы с крышкой, высота субблока определяется по формуле

, (15)

Lz2 = 16,5

3.2.21. Оптимальность выбранного корпуса блока разъемной конструкции проверяется путем сравнения ориентировочной расчетной длины корпуса блока L' с выбранной. Оптимальность выбранного корпуса блока кассетной или книжной конструкции проверяется путем сравнения ориентировочной расчетной ширины корпуса блока В' с выбранной.

3.2.22. Ориентировочная длина корпуса блока разъемной конструкции определяется по формуле

, (16)

где - расстояние от лицевой панели корпуса блока до переднего крайнего субблока;

- расстояние от задней панели корпуса блока до заднего крайнего субблока;

- расстояние между субблоками.

Рекомендуемое минимальное значение составляет 6 мм. Величиныиопределяются установочными размерами электрорадиоизделий, находящихся на лицевой и задней панелях блока. Если на одной из панелей эти изделия отсутствуют, то рекомендуемое минимальное значение(либо) составляет 20 мм.

L = 107,5

3.2.23. Если выполняется условие 0,70L<L'<L, то размеры корпуса блока в начале расчета были выбраны оптимальными и проверочный расчет конструкции блока может быть прекращен.

Если выполняется условие L'>L или L'<0,70L, то проверочный расчет конструкции блока необходимо повторить, задаваясь следующей соответственно большей либо меньшей конструкцией блока, повторяя последовательные приближения до тех пор, пока не будут выбраны оптимальные размеры блока.

97<107,5<250 следовательно условие выполняется

3.2.24. Ориентировочная ширина корпуса блока книжной или кассетной конструкции определяется по формуле

, (17)

где - расстояние от боковой стенки корпуса блока до крайнего субблока.

Рекомендуемое минимальное значение составляет 6 мм.

B=100

3.2.25. Если выполняется условие 0,70В<В'<В, то размеры корпуса блока в начале расчета были выбраны оптимальными и проверочный расчет конструкции блока может быть прекращен.

Если выполняется условие В'>В или В'<0,70В, то проверочный расчет конструкции блока необходимо повторить, задаваясь следующей соответственно большей либо меньшей конструкцией блока, повторяя последовательные приближения до тех пор, пока не будут выбраны оптимальные размеры блока.

83<100<124 следовательно условие выполняется

3.2.26. Мощность в ваттах, потребляемая блоком от источником питания, определяется по формуле

(18)

P1=2,08 Вт

P1=2,24 Вт

Мощность потребляемая блоком соответствует заданию и дополнительно рассчитывать не надо.