
- •Конспект лекций
- •Волгоград 2014 р екомендуемая литература
- •Введение
- •Элементарный цикл производства
- •Условия эксплуатации и их влияние на конструкцию электронной аппаратуры Внешние факторы, влияющие на работоспособность эа
- •Климатические факторы
- •Механические факторы
- •Радиационные факторы
- •Объекты установки эа и их характеристики
- •Требования, предъявляемые к конструкции эа
- •Стадии разработки вт
- •Техническая документация
- •Единая система конструкторской документации
- •Схемная документация
- •Единая система технологической документации
- •Показатели конструкции эа
- •Конструкторская иерархия элементов, узлов и устройств эа
- •Элементная база эвм (0-й уровень проектирования) Основной модуль нулевого уровня - это микросхемы, сюда относят дискретные резисторы конденсаторы и т.П..
- •Модули первого уровня
- •Материалы для производства тэз
- •Зоны размеров пп
- •Понятие о поперечном изгибе
- •Расчет динамических механических нагрузок в конструкции
- •Виброустойчивость печатных плат
- •Постоянный ток в печатных проводниках
- •Переменный ток в печатных проводниках
- •Электрические соединения в эа
- •Электрически длинные линии передачи
- •Помехи по цепям питания
- •Тепловой режим рэа
- •Радиаторы
- •Компоновка тэз (размещение элементов на печатной плате)
- •Трассировка тэз
- •Модули второго уровня (блоки)
- •Модули третьего уровня (шкаф, стойка)
- •Основные параметры и характеристики надежности эвм и систем
Модули второго уровня (блоки)
Блоки могут быть элементом верхнего уровня (стойки) или законченным изделием.
Различают блоки с рамной и безрамной конструкцией.
В безрамной конструкции геометрия корпуса (смотри ранее) обеспечивают необходимую прочность.
В рамной конструкции имеется несущий каркас.
Пакет плат книжной конструкции.
Внутри блочные соединения могут быть выполнены объемным монтажом или гибким печатным кабелем.
Используется в разных конструкциях, например, сотовый телефон.
Книжная конструкция
«Створчатая» конструкция блока схематически представленная на рис.2.5. обладает всеми достоинствами «книжной».
В ней ячейки 1 устанавливают на 3-х коммутационных платах 2, соединенных шарниром между собой. После настройки каждой из «створок» они «закрываются», образуя блок с высокой плотностью компоновки элементов.
При необходимости, блок может принимать любую форму:
Модули третьего уровня (шкаф, стойка)
Шкаф может содержать одну или две стойки, доступ которым с противополжных сторон шкафа.
Модули 3 уровня обеспечивают:
Пожарную безопасность
Защиту от пыли
Защиту от электромагнитных помех как снаружи, так и изнутри
Конструктивную прочность
Электробезопасность, так как шкаф заземлен.
Упорядочение коммутаций в виде панелей (патч-панелей)
Снижение шума
Элементы систем охлаждения
Основные параметры и характеристики надежности эвм и систем
Надежность ЭВМ - свойство выполнять заданные функции, сохраняя эксплуатационные показатели в допустимых пределах в течение требуемого промежутка времени, и возможность возобновления функционирования, утраченного по тем или иным причинам.
В любой момент времени ЭВМ может находиться в исправном или неисправном состоянии . Однако не каждая неисправность приводит к невыполнению ЭВМ заданных функций в отношении основных параметров. Например, образование вмятин на корпусе, выход из строя лампочек подсветок не могут препятствовать эксплуатации ЭВМ. Поэтому для оценки надежности системы введены понятия работоспособность и отказ.
Работоспособность - состояние ЭВМ, при котором она в данный момент времени соответствует всем требованиям в отношении основных параметров, характеризующих нормальное протекание вычислительных процессов.
Отказ - событие, состоящее в полной или частичной утрате работоспособности системы. Т.к. не всякая неисправность приводит к отказу, то на практике различают неисправности основные и второстепенные .
Основные неисправности приводят к отказу. Второстепенные неисправности не приводят к отказу, однако создают неудобства при эксплуатации.
Возникновение отказа во времени - случайное событие, что позволяет для оценки надежности ЭВМ использовать методы теории вероятности и мат. статистики. Чтобы определить влияние на характеристики ЭВМ отказов различного типа, целесообразно произвести их классификацию:
По характеру изменения параметров до момента возникновения отказы делят на внезапные и постепенные.
Внезапные отказы возникают в результате мгновенного изменения одного или нескольких параметров элементов, из которых построена ЭВМ. Устранение внезапного отказа производят путем замены отказавшего элемента.
Постепенные отказы возникают в результате постепенного изменения параметров элемента до тех пор, пока значение одного из параметров не выйдет за некоторые пределы, определяющие нормальную работу элементов.
Устранение постепенного отказа связано либо с заменой, ремонтом, регулировкой параметров отказавшего элемента, либо с компенсацией за счет изменения параметров других элементов.
По характеру устранения отказы делят на устойчивые и самоустраняющиеся.
Для устранения устойчивых отказов необходимо отрегулировать или заменить отказавший элемент. Самоустраняющиеся отказы исчезают без вмешательства техника и проявляются в форме сбоя или перемежающегося отказа. Сбой - однократно возникающий, самоустраняющийся отказ. Если несколько сбоев следуют друг за другом то имеет место перемежающийся отказ.
Появление сбоев обуславливается внешними и внутренними факторами.
К внешним факторам относятся колебания напряжения питания, вибрации, температурные колебания. Специальными мерами (стабилизация, амортизация и термостатирование) влияние этих факторов может быть значительно ослаблено.
К внутренним факторам относятся флуктуационные колебания параметров элементов, не синхронность работы отдельных устройств, внутренние шумы и наводки.
Если в ЭВМ возникают сразу несколько отказов то по их взаимосвязи различают независимые отказы (возникновение их не связано с предшествующими отказами) и зависимые (появление их вызвано отказом в предыдущий момент времени).
По внешним проявлениям отказы делят на явные и неявные.
Явные отказы обнаруживаются при внешнем осмотре, а неявные отказы - специальными методами контроля.
Введенное понятие «отказ» позволяет рассмотреть основные эксплуатационные свойства ЭВМ: безотказность, ремонтоспособность, долговечность, сохраняемость.
Безотказность - свойство ЭВМ непрерывно сохранять работоспособность в заданных режимах и условиях эксплуатации без вынужденных простоев. Это свойство характеризует функционирование системы до первого отказа и используется при оценке надежности ЭВМ одноразового применения.
Ремонтоспособность - свойство ЭВМ, заключающееся в приспособлении к предупреждению, обнаружению и устранению отказов и неисправностей путем проведения технического осмотра и ремонтов.
Долговечность - свойство ЭВМ сохранять работоспособность до предельного состояния с необходимыми перерывами для технического обслуживания и ремонтов.
Сохраняемость - свойство изделия сохранять эксплуатационные показатели в течении заданного срока хранения и после него. Это свойство характеризует надежность ЭВМ в режиме хранения.
Надежность как сочетание свойств безотказности, ремонтоспособности, долговечности и сохраняемости и сами эти свойства количественно характеризуются различными функциями и числовыми параметрами.
Правильный выбор количественных показателей надежности ЭВМ позволяет объективно сравнивать технические характеристики различных вычислительных систем как на этапе проектирования, так и на этапе эксплуатации.
1 Каганов В.И. Радиотехника + компьютер + MathCad.-M: 2001