Курсовая работа - Назначение и применение схем контроля / РАССЧЕТНАЯ ЧАСТЬ

3 Расчетная часть

3.1 Расчет быстродействия

3.1.1 Расчет быстродействия

для параллельного вычислителя контрольной суммы.

Быстродействие-это параметр интегральных микросхем, который определяется минимальной частотой переключений состояний. Быстродействие бывает различное, оно зависит от серии технологии, изготовления, степени интеграции, а также от применяемых элементов. Быстродействие определяется следующим образом: выбирается самая длинная цепь в схеме, и складываются времена задержек прохождения сигнала на этой цепочке схемы. В справочниках на каждой элемент указывается время задержки, у каждого элемента оно различно.

Чтобы определить время задержки схемы, подсчитаем количество микросхем схемы.

Оно состоит из трех микросхем серии 555.

Затем находим по справочнику время задержки микросхемы К555ЛП5:

=(+)/2;

=(22+30)/2=26

Затем находим по справочнику время задержки микросхемы К555РЕ4:

=40

Затем находим по справочнику время задержки микросхемы К555ИР35:

=27

Затем находим быстродействие всей схемы, путем суммирования времени задержек всех элементов схемы:

=26+40+27=93

3.1.2 Расчет быстродействия

для последовательного вычислителя контрольной суммы.

Чтобы определить время задержки схемы, подсчитаем количество микросхем схемы.

Оно состоит из четырех микросхем серии 555.

Затем находим по справочнику время задержки микросхемы К555ИР8:

=(+)/2;

=(32+27)/2=29

Затем находим по справочнику время задержки микросхемы К555ЛП5:

=(+)/2;

=(22+30)/2=26

Затем находим быстродействие всей схемы, путем суммирования времени задержек всех элементов схемы:

=29*2+26=84

3.2 Расчет потребляемой мощности.

3.2.1 Расчет потребляемой мощности

для параллельного вычислителя контрольной суммы.

Потребляемая мощность- это мощность потребляемая интегральной схемой которая работает в заданном режиме от соответствующего источника питания. Потребляемая мощность зависит от степени интеграции, серии микросхем и ее функциональных возможностей. Мощность микросхем вычисляют по справочным данным.

Рассчитаем потребляемую мощность микросхемы К555ИР35:

При напряжении питания 5В, ток потребляемой микросхемы составляет 27мА. Количество микросхем серии К555ИР35 равно 1.

Р =I*U*n,

где I-потребляемый ток;

U- напряжение питания;

n - число микросхем;

Р=27мА*5В*1=0,135Вт.

Рассчитаем потребляемую мощность микросхемы К555РЕ4:

При напряжении питания 5В, ток потребляемой микросхемы составляет 170мА. Количество микросхем серии К555РЕ4 равно 1.

Р=170мА*5В*1=0,85Вт.

Рассчитаем потребляемую мощность микросхемы К555ЛП5:

При напряжении питания 5В, ток потребляемой микросхемы составляет 10мА. Количество микросхем серии К555РЕ4 равно 2.

Р=10мА*5В*2=0,1Вт.

Затем найдем общую потребляемую мощность, путем суммирования найденных мощностей:

Р=0,135Вт+0,85Вт+0,1Вт=1,085Вт.

3.2.2 Расчет потребляемой мощности

для последовательного вычислителя контрольной суммы.

Рассчитаем потребляемую мощность микросхемы К555ИР8:

При напряжении питания 5В, ток потребляемой микросхемы составляет 27мА. Количество микросхем серии К555ИР35 равно 2.

Р =I*U*n,

где I-потребляемый ток;

U- напряжение питания;

n - число микросхем;

Р=27мА*5В*2=0,27Вт.

Рассчитаем потребляемую мощность микросхемы К555ЛП5:

При напряжении питания 5В, ток потребляемой микросхемы составляет 10мА. Количество микросхем серии К555ЛП5 равно 1.

Р=10мА*5В*1=0,05Вт.

Затем найдем общую потребляемую мощность, путем суммирования найденных мощностей:

Р=0,27Вт+0,05Вт=0,32Вт.

3.3 Расчет надежности.

Рассчитать элемент ЭВМ и РЭА на надежность это, значит, определить вероятность его работы в определенном интервале времени.

Вероятность исправной работы элемента должно учитывать

следующие отказы: катастрофический, параметрический и

перемещающийся. При работе элементов ЭВМ и РЭА используют ряд

положений надежности:

1. Интенсивность отказов электронной аппаратуры будет равна сумме интенсивности отказов всех элементов этой аппаратуры:

, где - интенсивность отказов

2. Величина наработки на отказ определяется по закону:

3. Вероятность безотказной работы за время Т:

4. Связь между частотой отказов и интенсивностью отказов:

Значит, интенсивность отказов компонентов в значительной степени зависит от условий работы аппаратуры и режимов использования компонентов. В реальных условиях эксплуатации, элементы могут подвергаться воздействию: вибрации, ударов, солнечной и проникающей радиации, и других факторов. Поэтому надежность элементов при реальной эксплуатации значительно отличается от надежности аппаратуры работающей в лабораторных условиях. Учет влияния условий расчета производится с помощью интегрального поправочного коэффициента К. Значение К берется из таблицы.

Kλ =1;

Величину интенсивности отказов при лабораторных условиях работы для гибридных ИС находим в таблице справочных данных:

=0,58 (1/ч) * 10^-6

Выбираем среднее значение:

=4 (1/ч)*10^-6

=4 (1/ч)*10^-6 *n =4*4*10^-6 = 16*10^-6 ,где n – количество микросхем.

tm =1/λ = 1/ (16*10^-6) =62500;

Вероятность безотказной работы за t =1000ч будет высчитываться следующим образом:

P =e^t/tm =2.72^-1000/62500 =2.72^-0.016 =0.98411737;