Министерство образования Республики Беларусь

Учреждение образования

«Белорусский государственный университет

информатики и радиоэлектроники»

Кафедра электронных вычислительных средств

ПРОГРАММА, МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ И КОНТРОЛЬНЫЕ ЗАДАНИЯ

по дисциплине

"Конструирование и технология ЭВС"

для студентов специальности 1-40.02.02

" Электронные вычислительные средства "

заочной формы обучения

Минск 2013

УДК 681.3

ББК

Л

Составитель: В.П. Луговский..

Программа, методические указания и контрольные задания по дисциплине "Конструирование и технология ЭВС" для студентов специальности 1-40.02.01 " Электронные вычислительные средства" заочной формы обучения./Сост. В.П. Луговский. – Мн.: БГУИР, 2013. – с.

Приведены содержание дисциплины "Конструирование и технология ЭВС", методические указания и варианты контрольных работ.

УДК 681.3

ББК

Л

В.П. Луговский, составление,

2013

1. ПРЕДМЕТ И ЦЕЛЬ ДИСЦИПЛИНЫ, ЕЕ МЕСТО В УЧЕБНОМ ПРОЦЕССЕ.

Предметом изучения дисциплины являются конструкции электронных вычислительных средств различного целевого назначения, предназначенных для установки на разнообразных объектах с различными условиями внешней среды и особенности технологии их производства.

Целью дисциплины является изучение конструкций и технологии изготовления модулей ЭВС, способов межсоединений, обеспечения заданных показателей качества и условий работоспособности, влияния конструкции и технологии на характеристики ЭВС, методов и принципов конструкторско-технологического проектирования, технологичности конструкции, критериев оптимальности. В дисциплине рассматриваются процесс и методы конструкторско-технологического проектирования, структурные и конструктивные поколения ЭВС, методология конструкторско-технологического проектирования и составные части процессов конструирования и технологии. При этом особое внимание обращается на комплексную микроминиатюризацию конструкции, надежность, технологичность, стандартизацию, методы оценки качества изделий, а также перспективы развития конструкций ЭВС.

Содержание дисциплины подробно рассматривает вопросы конструкторско-технологического проектирования типовых конструкций печатных плат, узлов и ячеек, блоков стационарной и бортовой аппаратуры, стоек, пультов и приборных панелей, ЭВС в целом, а также вопросы обеспечения защиты аппаратуры от внешних воздействий и перегрева, обеспечения электрической, магнитной, тепловой совместимости, согласования параметров межсоединений с параметрами микросхем, помехоустойчивости и т.д.

Задачи изучения дисциплины. При изучении дисциплины «Конструирование и технология электронных вычислительных средств» ставятся задачи формирования у студентов технического мышления, обучения будущих инженеров практическим навыкам инженерных методов проектирования, расчета, модернизации, технического обеспечения и производственной реализации изделий ЭВС на новой элементной базе с применением ЭВМ и САПР. Задачей дисциплины является, кроме того, научить студентов обеспечивать совместимость ЭВС с объектом установки и пользователем, патентную чистоту и патентоспособность, надежность и технологичность ЭВС.

С целью закрепления указанных навыков выполняется курсовой проект, который является последним этапом конструкторско-технологической подготовки студентов, необходимым для успешной работы над дипломным проектом.

В результате изучения дисциплины студенты должны:

знать:

-теоретические основы и методы конструирования, обеспечения надежности ЭВС, и в частности, принципы разработки ЭВС с применением БИС, СБИС и микропроцессоров, вопросы обеспечения необходимой технологичности и микроминиатюризации ЭВС, а также создания средств их защиты от механических, климатических и радиационных воздействий;

-технические характеристики и экономические показатели отечественных и зарубежных конструкций ЭВС и технологий их производства;

-содержание расчетных проектно-конструкторских работ по созданию ЭВС, методические и нормативные материалы по конструкторскому проектированию ЭВС и технологии их производства;

-основы теории управления качеством ЭВС;

-основные вопросы технологической подготовки производства;

-свойства материалов и особенности их применения в конструкциях ЭВС;

-типовые технологические процессы изготовления деталей, сборки узлов и блоков ЭВС;

-специализированные пакеты прикладных программ по конструированию и технологии ЭВС;

-о состоянии, направлениях, основных тенденциях и перспективах развития современных методов конструкторско-технологического проектирования и производства ЭВС в Республике Беларусь и мире.

уметь:

-разрабатывать конструкции ЭВС и их составных частей, а также конструктивных модулей различных уровней на основе функциональных и электрических схем с использованием современной элементной базы;

-проводить компоновку конструкций, рассчитывать тепловой режим, электромагнитную совместимость, защиту от внешних воздействий;

-проводить работы по повышению надежности и стабильности отдельных устройств и их элементов, а также прогнозированию их качества;

-разрабатывать и оформлять конструкторско-технологической документации на объекты проектирования;

-на базе типовых технологических процессов разрабатывать и внедрять новые технологические процессы автоматизированного производства ЭВС с использованием микропроцессорных систем.

2. РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ИЗУЧЕНИЮ ДИСЦИПЛИНЫ

При подготовке по данной дисциплине студенту необходимо систематически и самостоятельно работать над специальной технической литературой, патентной информацией, а так же периодическими изданиями, в которых отражены последние достижения науки и техники в области проектирования и производства ЭВМ.

Изучение дисциплины предусматривает работу студентов с рекомендованной учебной литературой. В процессе подготовки необходимо выделять главные структурные компоненты изучаемого вопроса, сущность и методику процесса проектирования, физико-химические основы технологической реализации конструкций ЭВМ.

Для закрепления знаний по дисциплине студентами выполняются контрольные работы и курсовой проект. В этой работе студенты, путем самостоятельной конструкторской проработки по выдаваемому преподавателем индивидуальному заданию, изучают как особенности исполнения конструкции ЭВС, так и виды работ при конструкторском проектировании ЭВС.

3. СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

3.1 Наименование тем

1-ый семестр изучения дисциплины

1. Введение ЭВМ, как объект конструирования, структура и показателя качества конструкций.

Понятие ЭВС. Основные этапы развития ЭВС. Роль конструкторско-технологиче­ского проектирования и производства ЭВС в научно-техническом прогрессе в области. Состояние развития вычислитель­ной техники в РБ. Пути повышения эф­фективности конструкций. Структура про­изводственного процесса. Иерархические уровни производства ЭВС. Комплекс тех­нологических процессов, характерных для производства ЭВС.

2. Процесс и задачи проектирования

Проектирование. Состав работ при проектировании. Структурное, функциональное, схемотехническое, конструкторское и технологическое проектирование. Общая характеристика технологического проектирования. Основные элементы методики проектирования технологических процессов. Виды технологических процессов и этапы их разработки. Единичные, типовые и групповые технологические процессы.. Технологическая подготовка производства ЭВС, ее основные задачи, положения и правила организации. ЕСТПП. Структура конструкторских и технологических служб на предприятии. Особенности, последовательность и порядок проводимых ими работ.

3. Условия эксплуатации ЭВС

Условия эксплуатации ЭВС. Влияние на конструкцию климатических механических и радиационных внешних воздействий. Характеристики возможных условий использования ЭВС. Классификация ЭВС по назначению, конструктивным признакам, исполнению и т.д. Категории исполнения аппаратуры. Особенности условий эксплуатации ЭВС различных классов.

Раздел 2. Методология конструкторско-технологического проектирования и системный подход

4 Методология и принципы конструкторско-технологического проектирования

Методологические основы процесса. Системный подход к конструированию ЭВС. Анализ и синтез при конструкторско-технологическом проектировании. Роль эвристических методов при конструкторско-технологическом проектировании.

5 Системный подход к проектированию ЭВС и конструктивная модульность

Системный подход как основа всестороннего целостного решения конструкции и ее развития в процессе взаимодействия с внешней средой и человеком. Основные принципы. Понятие системы. ЭВС как система. Конструкция как система.

6 Организация и этапы разработки ЭВС

Организация и этапы разработки ЭВС. Научно-исследовательская разработка (НИР) и опытно-конструкторская (ОКР). Техническое задание. Состояние и перспективы автоматизации конструкторско-технологиче­ског­о проектирования.

7 Ограничения и требования при конструкторско-технологическом проектировании

Роль ограничений при системном конструкторско-технологическом проектировании. Исходные данные при конструировании, как ограничения: техническое задание, структурные, функциональные и принципиальные схемы. Требования к конструкции и составу ЭВС. Ограничения, обусловленные производством, объемом выпуска; характером производственной базы. Ограничения по нормализации, унификации и стандартизации при разработке технологичной конструкции. Эргономические требования к аппаратуре, гигиеничность, антропометрические, физиологические, психофизиологические, психические. Специальные требования.

Раздел 3. Качество и эффективность эвс

8 Качество и эффективность изделий ЭВС

Повышение эффективности производства, эксплуатации и качества изделия - основная задача разработчиков ЭВС. Показатели качества: экономическая эффективность, технологичность, производственная и эксплуатационная трудоемкость, производительность, стандартизация, надежность, долговечность, ремонтопригодность, точность, микроминиатюризация, эстетические и эргономические и другие показатели.

9 Методы и способы оценки качества ЭВС

Комплексная оценка качества. Оценка единичных показателей качества. Стоимостный, вероятностный и экспертный методы оценки качества.. Оценка технического уровня изделий. Методы дифференциальной и комплексной оценки. Технологичность конструкций, общие сведения. Виды показателей технологичности. Методика определения частных, обобщенных и комплексного показателей технологичности.

10 Обеспечение точности конструкций и технологических процессов ЭВС

Точность конструкций ЭВС. Анализ точности. Методы анализа точности:

статистический, расчетно-аналитический, корреляционный.

Конструкторские и производственные погрешности, причины их возникновения, законы распределения. Эксплуатационные, ремонтные и технологические допуски. Уравнение погрешностей. Аналитический метод расчета производственных допусков. Расчет температурных допусков, допусков старения и эксплуатационных допусков.

11 Обеспечение надежности ЭВС

Основные понятия и показатели надежности:. Вероятность безотказной работы и наработка на отказ.. Виды отказов. Математическое описание показателей надежности. Надежность элементов. Структурные модели надежности: последовательная, параллельная и смешанная. Методики расчета надежности. Методы обеспечения надежности при конструировании, производстве и эксплуатации ЭВС.

12 Вопросы патентоспособности конструкций ЭВС

Патентоведение. Задачи конструктора ЭВС по обеспечению патентности изделий. Меры по обеспечению технического уровня, патентоспособности и патентной чистоты. Нормативные документы, характеризующие технический уровень, патентоспособность и патентную чистоту ЭВС.