1.8 Общие технические требования, предъявляемые к конструкции эвм. Типовые конструкции эвм. Анализ методов конструирования.

Тактико-технические требования: вид измеряемой физической величины, диапазон измерений, точность измерений, быстродействие, объем памяти для регистрации данных, точность выполнения вычислительных операций и т. д.

Конструктивно-технологические требования: обеспечение функционально узлового принципа построения конструкции РЭА, технологичность, минимальную номенклатуру комплектующих изделий, минимальные габариты и массу, меры защиты от воздействия климатических и механических факторов, ремонтоспособность.

Функционально-узловой принцип конструирования заключается в разбиении принципиальной схемы изделия на такие функционально законченные узлы, которые могут быть выполнены в виде идентичных конструктивно-технологических единиц. Применение этого принципа конструирования позволяет автоматизировать процессы изготовления и контроля конструктивных единиц, упростить их сборку, наладку и ремонт.

К числу важных характеристик конструкции РЭА следует также отнести ремонтоспособность - качество конструкции к восстановлению работоспособности и поддержанию заданной долговечности.

Для повышения ремонтоспособности в конструкции предусматривают:

а) доступность ко всем конструктивным элементам для осмотра и замены без предварительного удаления других элементов;

б) наличие контрольных точек для подсоединения измерительной аппаратуры при настройке и контроле за работой аппаратуры;

в) применение быстросъемных фиксаторов и т. д.

Эксплуатационные требования. К эксплуатационным требованиям относят: простоту управления и обслуживания, различные меры сигнализации опасных режимов работы, наличие аппаратуры, обеспечивающей профилактический контроль и наладку конструктивных элементов.

Требования по надежности: вероятности безотказной работы, наработки на отказ, среднего времени восстановления работоспособности, долговечности, сохраняемости.

Экономические требования: минимально возможные затраты времени, труда и материальных средств на разработку, изготовление и эксплуатацию изделия; минимальную стоимость аппаратуры после освоения в производстве.

Соотношение между различными требованиями может быть установлено исходя из типа, назначения и характера эксплуатации проектируемых изделий.

1.9 Основные принципы конструирования типовых элементов.

Конструктивная иерархия элементов, узлов, устройств ЭВА и систем. Конструкции ЭВА следует рассматривать как некоторое структурное образование, составные части которого находятся в иерархической соподчиненности. Исходный конструктивный элемент этой иерархии – интегральная схема.

В конструкции ЭВА можно выделить пять уровней:

Уровень 0 – конструктивно неделимый элемент – микросхема.

Уровень Ι – неделимые элементы объединяются в схемные сочетания, имеющие более сложный функциональный признак, образуя ячейки, модули, типовые элементы замены. (содержат от нескольких и до сотен микросхем(гибридные большие интегральные схемы)).

Уровень ΙΙ – этот уровень включает в себя конструктивные единицы, предназначенные для механического и электрического объединения уровня Ι (панель, субблок, блок). Часто конструктивные единицы уровня ΙΙ содержат лицевую панель, не имеющую самостоятельного применения.

Уровень ΙΙΙ - уровень стойки или шкафа. 

Уровень ΙV – система включающая в себя несколько стоек соединенными кабелями.

Такое разделение конструкции ЭВА на уровни позволяет:

а) организовать производство по независимым циклам для каждого структурного уровня;

б) автоматизировать процесс сборки и монтажа;

в) сократить период настройки;

г) автоматизировать решение задач размещения элементов и трассировки межсоединений;

д) унифицировать стендовую аппаратуру для испытания конструктивных единиц;

е) повысить надежность конструктивных единиц.

Моносхемный принцип конструирования - полная принципиальная схема электронного аппарата располагается на одной печатной  плате и поэтому выход из строя одного элемента приводит к сбою всего аппарата.

Схемно-узловой принцип конструирования – на каждой печатной плате располагают часть полной принципиальной схемы, имеющую четко выраженные входные и выходные характеристики. (по этому принципу сконструирована бортовая аппаратура)

Каскадно-узловой принцип конструирования – принципиальную схему аппарата делят на отдельные каскады, которые не могут выполнять самостоятельные функций.

Функционально-узловой принцип – используется при разработки больших ЭВМ, базовым элементом которых являлся ТЭЗ (типичный элемент замены). Имея определенный набор ТЭЗ, можно поострить целый ряд вычислительных машин с различными техническими характеристиками.

Модульный принцип -  этот принцип позволяет строить аппаратуру практически неограниченной производительности, легко моделировать аппаратуру, получая необходимые параметры. Основные функциональные узлы взаимосвязаны с помощью одного канала. Чтобы установить связь с модулем-приемником, модуль передатчик посылает нужный сигнал вмести с адресом на входы всех подключенных к каналу модулей, но отвечает только запрашиваемый.