КТОП теория

Нулевой уровень включает: микросхемы (МС), микросборки, электрорадиоэлементы и др. элементы для которых характерна конструктивная и техническая неделимость. Современные схемотехнические компоненты разрабатываются в виде элементов единых размерно-параметрических рядов в отношении номиналов, допусков, мощностей рассеяния и геометрических размеров корпусов микросхем и радиоэлементов, что обеспечивает высокий уровень их унификации и стандартизации. Иногда элементы этого уровня называют модулями.

Первый уровень. Типовые конструкции этого уровня иерархииячейки (Я) конструктивно объединяют на одной или нескольких печатных платах компоненты согласно схеме Э3. На плате может быть от десятков до сотен микросхем.

Второй уровень. Сюда относится кассета (К), в которой на рамочной несущей конструкции объединяют две (или более) ячейки, представляющие собой субблоки. Кассету, как правило, используют для обеспечения функциональной законченности реализованной в ней схемы.

Третий уровень. Типовую конструкцию этого уровня (блок, панель, шасси), обозначения соответственно Б, П, Ш), выполняют в виде сварного, литого или сборного каркаса, в котором осуществляетcя механическое крепление и электрическое соединение ячеек или кассет. К данному уровню относят каркасы по ГОСТ 26.204 − 83.

Четвертый и пятый уровни. Сборочные единицы этих уровней иерархии – рама (Р) и стойка (С) – представляют собой сварной или сборный каркас из профилей и листового материала для конструктивного объединения панелей, блоков или непосредственно типовых конструкций первого уровня (субблоков, ячеек).

Шестой уровень представляет собой комплекс (например, многоблочная ЭВМ) или изделие, которое комплектуется разрабатываемой аппаратурой.

По другой терминологии структурное деление изделия радиоэлектронной аппаратуры (РЭА) задается иерархией на основе рангов. Тогда нулевой ранг – микросхемы, электрорадиокомпоненты и микросборки. Первый ранг – ячейки, платы, модули, ТЭЗы. Второй ранг включает в себя конструктивные единицы, предназначенные для механического и электрического объединения элементов первого ранга (панель, субблок, блок). Третий ранг может быть реализован в виде отсека изделия, в который устанавливается аппаратура (встроенная конструкция) или стойки (шкафы), внутренний объем которых заполняется конструктивными единицами второго ранга. На рис. 2.2 приведена схема конструкции ЭВМ как n-уровневой древовидной системы, выполняемая на основе структурных типовых единиц.

Большое количество разнообразных требований, предъявляемых к конструкции, приводит к необходимости исследования нескольких вариантов ее исполнения. Иерархический принцип построения конструкции позволяет вести проектирование типовых конструкций по каждому уровню иерархии независимо, оптимизируя типовые конструкции текущего ранга по своим частным критериям качества на том основании, что при переходе к более высокому уровню влияние отклонений, допущенных на предыдущих уровнях от оптимального решения, резко снижается. Параметры типовых конструкций текущего уровня зависят от результатов, полученных на предыдущих уровнях. Отсюда задачу конструирования ЭВМ в целом необходимо решать с учетом взаимных связей всех типовых конструкций различных уровней.

Задача определения схемного содержания типовой конструкции (задача покрытия) и оформление ее в виде сборочной единицы в значительной степени самостоятельны, но между ними существует определенная связь. Например, полученный при схемной компоновке оптимальный состав модуля может оказаться технически нереализуемым из-за невозможности выполнения трассировки на заданном геометрическом поле, по которому определялись характеристики варианта при компоновке. Изменение геометрического поля потребует возврата к задаче схемной компоновки для оценки оптимального варианта. Следовательно, поиск оптимального варианта типовой конструкции текущего уровня – это итерационный процесс.

Геометрические модели. Геометрическое конструирование выполняется на основе геометрических моделей и включает формообразование и размерообразование деталей, узлов и изделия в целом. Структура и описание геометрической модели (рис. 2.3).

Полезно сделать следующее обобщение: в соответствии с размерностью реального пространства ввести понятия одномерного (1D), двумерного (2D), двух с половиной мерного (2,5D) и трехмерного (3D) конструирования. Кроме того, согласно этому принципу можно выбирать компоновочную схему. Под компоновочной схемой понимают взаимное упорядоченное расположение элементов в одном, двух или трех главных направлениях, а также в цилиндр (рис. 2.4).

Одномерное конструирование применяется при разработке изделий, построение которых выполняется вдоль оси (линии, трассы, направления). К этому классу изделий относятся: радиоэлектронные линейки, гребенки, коаксиальные фильтры и т. п.

При двумерном конструировании создаются плоские конструктивы: выполнение размещения элементов на плате, укладки на плоскости, конструирование панелей и деталей из листа, трассировка печатных проводников и др.

Конструирование 2,5 D – это конструирование деталей типа тел вращения и осесимметричных конструкций.