9. Процесс проектирования электронных средств можно разбить на три основных этапа: системотехнический, схемотехнический и технический [3].

Системотехническое проектирование включает в себя внешнее и структурное проектирование.

При внешнем проектировании производят анализ исходного технического задания с точки зрения надежности, стоимости, быстродействия, массогабарит- ных характеристик и т.д.

Структурное проектирование основывается на техническом задании на разработку, дополненном результатом внешнего проектирования.

Схемотехническое проектирование включает в себя логическое проектирование, моделирование и анализ полученных схем, разработку диагностических тестов. При логическом проектировании осуществляют формальный синтез функциональных схем отдельных узлов, выбранных на этапе системотехнического проектирования.

Основной задачей моделирования и анализа полученных схем является накопление информации о проектируемых схемах, построение карт состояний и проверка временных соотношений при прохождении входных сигналов.

Задача формирования диагностических тестов заключается в построении такой входной последовательности сигналов, чтобы по виду выходной последовательности можно было судить об исправности аппаратуры, а в случае ее неисправности определить вид и место повреждения.

Функциональные схемы, полученные в результате схемотехнического проектирования. служат входной информацией при техническом проектировании, включающем в себя конструкторское и технологическое проектирование.

Основная цель конструкторского проектирования состоит в переходе от функциональной схемы аппаратуры к конкретному набору связанных между собой конструктивных элементов, модулей и устройств, реализующих данную схему; в определении их размеров, формы; материала и взаимного расположения, а также выпуске необходимой технической документации для ее производства и эксплуатации.

Разделение описаний по степени детализации отображаемых свойств и характеристик объекта лежит в основе блочно-иерархического подхода к проектированию и приводит к появлению иерархических уровней (уровней абстрагирования) в представлениях об объекте.

Принцип иерархичности означает структурирование представлений об объектах проектирования по степени детальности описаний, а принцип декомпозиции (блочности) — разбиение представлений каждого уровня на ряд составных частей (блоков) с возможностями раздельного (поблочного) проектирования объектов на каждом уровне и т.д.

Наиболее крупными являются функциональный, конструкторский и технологический аспекты описаний проектируемых объектов. Решение задач, связанных с преобразованием или получением соответствующих описаний, называют функциональным, конструкторским и технологическим проектированием.

Блочный вариант конструктивной иерархии занимает промежуточное положение между схемно-узловым и каскадно-узловым принципами. ЭА и ЭВА с относительно сложной и большой структурой строится по каскадно-узловому принципу, а аппаратура с более простой структурой — по ехемно-узловому принципу.

10. Функциональный аспект связан с отображением основных принципов функционирования, характера физических и информационных процессов, протекающих в объекте, и находит выражение в принципиальных, функциональных, структурных, кинематических схемах и сопровождающих их документах.

Конструкторский аспект связан с реализацией результатов функционального проектирования, т.е. с определением геометрических форм объектов и их взаимным расположением в пространстве.

Технологический аспект относится к реализации результатов конструкторского проектирования, т. е. связан с описанием методов и средств изготовления объектов.

11. Проектная процедура — часть этапа, выполнение которой заканчивается получением проектного решения. Различают проектные процедуры анализа и синтеза. Синтез заключается в создании описания объекта, а анализ — в определении свойств и исследовании работоспособности объекта по его описанию, т.е. при синтезе создаются, а при анализе оцениваются проекты объектов.

Процедуры анализа делятся на процедуры одно- и многовариантного анализа. При одновариантном анализе заданы значения внутренних и внешних параметров, требуется определить значения выходных параметров объекта. Подобная задача сводится к однократному решению уравнений, составляющих математическую модель.

Многовариантный анализ заключается в исследовании свойств объекта в некоторой области пространства внутренних параметров. Такой анализ требует многократного решения систем уравнений.

Процедуры синтеза делятся на процедуры структурного и параметрического синтеза. Целью структурного синтеза является определение структуры объекта— перечня типов элементов, составляющих объект, и способа связи элементов между собой, в составе объекта.

Параметрический синтез заключается в определении числовых значений параметров элементов при заданных структуре и условиях работоспособности на выходные параметры объекта, при параметрическом синтезе нужно найти точку или область в пространстве внутренних параметров, в которых выполняются тс или иные условия (обычно условия работоспособности).

Понятия уровня и аспекта относятся к структурированию представлений о проектируемом объекте, а понятие этапа — к структурированию процесса проектирования.

13. Понятие «система» в технике означает сложную совокупность объектов и связей между ними, предназначенную для реализации заданных функций [1] Как любая сложная сборочная единица машиностроения или приборостроения, конструкция электронного средства отвечает трем главным условиям системности: возможности композиции и декомпозиции; образованию при композиции новых качеств, не равных сумме свойств исходных частей; наличию иерархического порядка в структуре. Первые два условия системности означают, что в результате процесса конструирования (композиции) должно быть найдено и отражено в конструкторской документации новое структурное образование — конструкция электронного средства (или его части), составленное из входящих в него готовых (покупных) и вновь спроектированных частей, причем это структурное образование должно обладать новыми качествами, не равными сумме свойств входящих в него частей.

Третье условие системности (иерархический порядок) проявляется в разделении конструкции на структурные уровни, или уровни входимости. Это значит, что высокий уровень структуры конструкции составляется из ее частей, относящихся к более низким уровням, или в терминах конструкторской документации (КД). составная часть, относящаяся к более низкому уровню входимости, входит в спецификацию части более высокого структурного уровня.

14. условиям системности: возможности композиции и декомпозиции; образованию при композиции новых качеств, не равных сумме свойств исходных частей; наличию иерархического порядка в структуре. Первые два условия системности означают, что в результате процесса конструирования (композиции) должно быть найдено и отражено в конструкторской документации новое структурное образование — конструкция электронного средства (или его части), составленное из входящих в него готовых (покупных) и вновь спроектированных частей, причем это структурное образование должно обладать новыми качествами, не равными сумме свойств входящих в него частей.

Третье условие системности (иерархический порядок) проявляется в разделении конструкции на структурные уровни, или уровни входимости. Это значит, что высокий уровень структуры конструкции составляется из ее частей, относящихся к более низким уровням, или в терминах конструкторской документации (КД). составная часть, относящаяся к более низкому уровню входимости, входит в спецификацию части более высокого структурного уровня.

15. Системный подход предусматривает рассмотрение объектов во взаимосвязи и в развитии. Характеристики и параметры электронного средства определяются взаимодействием многих частей или подсистем (элементов), каждая из которых в свою очередь может быть представлена как совокупность подсистем еще более низкого иерархического уровня. В электронном средстве можно представить следующую иерархическую последовательность: материалы, технологические процессы (оборудование и инструмент), детали, элементы, электрические соединения, несущие конструкции, электронное средство.

Воздействия среды на систему называют входными воздействиями, воздействия системы на среду — выходными воздействиями [20]. И те, и другие оценивают многомерными векторами. Любой объект независимо от его сложности, специфичности и физической природы можно рассматривать как систему. В свою очередь, система может быть формализована, т.е. абстрактно представлена некоторой математической моделью ее функционирования. Последняя является упрощенным математическим отображением наиболее существенных свойств реальной системы. Она характеризует правило преобразования входных сигналов в выходные.

16. Исследование объектов с помощью их математических моделей и представляют основную суть системного подхода, характеризующегося следующими важнейшими принципами:

целостностью изучаемой системы (т.е. свойства целого не могут быть поняты и оценены без знания свойств частей этого целого, но само целое принципиально не может быть сведено к сумме свойств составляющих его элементов);

структурностью (т.е. возможностью описания системы с помощью сети связей между ее элементами);

иерархичностью (т.е. каждая подсистема или элемент системы может рассматриваться как система);

множественностью описания (т.е. система может быть описана множеством математических моделей, каждая из которых описывает определенный ее аспект);

взаимозависимостью системы и среды (т.е. свойства системы проявляются только при взаимодействии с окружающей ее средой).

17. Конструкция электронного средства как большой системы имеет следующие признаки: 1) высокую сложность (состоит из большог о числа устройств, узлов и компонентов); 2) связь с внешней средой (в том числе с человеком-оператором); 3) иерархическую структуру (обладает свойством централизованного управления — подчинение низших уровней высшим).

Каждую конструкцию электронного средства можно представить как систему, состоящую из изменяемых и неизменяемых факторов, показателей качества и связей между факторами и показателями качества. К изменяемым в процессе конструирования факторам относятся: марки применяемых материалов; форма и размеры элементов конструкции; взаимное расположение компонентов и узлов; вид электрических связей; характер крепления компонентов; характер элементов усиления (ребер) и облегчения (выборок); способы теплоотвода, герметизации; характер базовой конструкции; внешнее оформление и т.д.

18. Каждую конструкцию электронного средства можно представить как систему, состоящую из изменяемых и неизменяемых факторов, показателей качества и связей между факторами и показателями качества. К изменяемым в процессе конструирования факторам относятся: марки применяемых материалов; форма и размеры элементов конструкции; взаимное расположение компонентов и узлов; вид электрических связей; характер крепления компонентов; характер элементов усиления (ребер) и облегчения (выборок); способы теплоотвода, герметизации; характер базовой конструкции; внешнее оформление и т.д.

Ограничениями являются факторы, не изменяемые конструктором: ресурсные; системотехнические; схемотехнические; конструкторские; технологические; эксплуатационные. К ресурсным относятся: материальные; временные;

кадровые и энергетические ограничения

19. Структурное дробление конструкции дает экономические преимущества при разработке, производстве и эксплуатации электронных средств и преследует три цели [1]: 1 — параллельное конструирование частей; 2 — параллельное изготовление частей; 3 — повышение ремонтопригодности.

Первый уровень состоит из модулей, второй — из блоков, а третий представляет собой окончательно оформленную конструкцию электронной аппаратуры в целом, т.е. самостоятельное в эксплуатационном отношении изделие в виде сборочной единицы.

Отличительным признаком перехода от одного структурного уровня к другому, более высокому, служит сборочная операция, осуществляющая соединение одних частей конструкции с другими. Вхождение низших уровней в высшие не обязательно должно осуществляться строго по порядку номеров уровней. Печатные узлы нулевого уровня могут непосредственно входить в третий уровень (пульты и приборы), минуя первый и второй уровни [1].

Низшие уровни конструкции (нулевой и первый) наиболее универсальны. Их конструкция мало зависит от конкретного назначения электронного средства и объекта, на который оно устанавливается. Высшие уровни специализированы, особенно третий уровень, представляющий собой электронное средство в целом.

Несущей конструкцией называют механическую основу для закрепления частей (несущую на себе эти части). Современная унифицированная система несущих конструкций предусматривает последовательную входимость конструкций низших уровней в конструкции высших уровней. Это обеспечивается требованиями размерной совместимости.

Второй уровень включает в себя блоки и их разновидности: электронные модули 2-го уровня и микроблоки. Блоком называют часть электронного средства, которая выполняет сложную функцию, содержит несколько модулей 1 -го уровня и имеет лицевую панель. Микроблоком называется сложное, функционально завершенное микроэлектронное изделие, являющееся составной частью электронного средства на 2-м структурном уровне, содержащее несколько гибридно-интегральных модулей и ЭРИ, выполненное на каркасной несущей конструкции и предназначенное для установки преимущественно в моноблоки, приборы и пульты.

Третий уровень конструкции представляет собой электронное средство в целом в виде шкафа, пульта, моноблока, прибора, стойки, стеллажа. К несущим конструкциям данного уровня относятся кожухи, каркасы, монтажные рамы, корпуса шкафов, стоек, панели и корпуса пультов.

20. Общий перечень требований по назначению [13]. Эта группа требований устанавливает первичную задачу, ради которой ведется разработка.

1.Радиоэлектронное функциональное назначение (прием, передача, обработка сигналов, индикация, вторичный источник питания и др.).

2.Значение параметра, определяющего конструктивные решения (мощность излучаемая, мощность потребляемая, частота, полоса пропускания, быстродействие. чувствительность и т.п.).

3.Класс, к которому относится объект установки (бортовой, морской, наземный для подвижных объектов, наземный стационарный и др.).