Расчет задач по конструированию промышленных ЭВС

БОЛЬШАЯ ЛЕНИНГРАДСКАЯ БИБЛИОТЕКА - РЕФЕРАТЫ - Расчет задач по конструированию промышленных ЭВС

Расчет задач по конструированию промышленных ЭВС

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ ТА НАУКИ УКРАЇНИ

НАЦІОНАЛЬНИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

Решение

1. 1.

2.

3.

4.

5.

Задача № 2

Решить задачу №1 графически, используя метод Бержерона.

Решение

Найдем значение К1 для обоих случаев переходного процесса:

Вычислим сопротивление нагрузки Zн:

1) При К1=0,795 т.е. в случае апериодического характера переходного процесса:

2) При К1= - 0,795 т.е. в случае колебательного переходного процесса:

Ответ: При апериодическом характере переходного процесса

при колебательном характере переходного процесса .

Задача № 4

Построить передний и задний фронты прямоугольного импульса (в начале и в конце линии), передаваемого по «длинной» линии с с выхода одной микросхемы на вход другой с учетом реальных вольтамперных характеристик микросхем (рис. 5.10 из книги: Савельев А. Я., Овчинников В. А. Конструирование ЭВМ и систем. М., ВШ, 1989 г., стр. 134). Из построенных графиков определить и .

=33 Ом =

Ответ: , , .

Задача № 5

Оценить минимальную задержку распространения сигнала между наиболее удаленными элементами устройства, которое предполагается выполнить в виде многорамной стойки прямоугольной формы. Рассчитать геометрические размеры стойки. В разрабатываемом устройстве количество микросхем N = 7000, объем корпуса микросхемы Vo = 0,5cм3, плотность компоновки оценивается коэффициентом заполнения объема kV = 0,02, погонная задержка распространения сигнала ЗР = 4 нс/м

N = 7000

Vo = 0,5 cм3

kV = 0,02

ЗР = 4 нс/м

tЗ min

Lb, Lh, Ll

Lh

Ll Lb

Решение:

1. Объем устройства:

V = NVo / kV = 7.103.0,5/0,04 = 175.103 (см3)

2. Длина линии связи (при k=0):

lсв min = 211 (см)

3. Минимальная задержка распространения сигнала:

tЗ min = lсв min . ЗР = 2,11. 4 = 8,46 (нс)

4. Длина, высота и ширина стойки соответственно (оценка получена снизу, так как lсв min определялась как минимальная длина линии связи между ТЭЗами):

Lb = lсв min / 6 = 211 / 6 = 35,2 (см)

Lh = Ll = lсв min / 3 = 211 / 3 = 70,5 (см)

Ответ: tЗ min = 8,46 нс, Lb = 0,35 м, Lh = Ll = 0,7 м

Задача № 6

Рассчитать размеры основания панели и платы ТЭЗа и выбрать компоновочную схему панели. Длительность такта синхронизации функционального устройства, которое конструктивно оформляется в виде панели, Tc = 30 нс; задержка сигнала между наиболее удаленными микросхемами устройства должна составлять не более 0,14Tc. Коэффициент трассировки kтр=3,9.

lb

Tc = 30 нс

t3 = 0,18Tc

kтр=3,9

lh

li

Решение:

1. Допустимая задержка сигнала в линии связи:

tЗ доп = 0,14.Tc = 0,14.30 = 4,2 (нс)

2. Так как внутрипараллельные связи выполнены печатными проводниками на многослойной печатной плате, примем ЗР = 8 нс/м:

lсв доп = tЗ доп / ЗР = 4,2 / 8 = 0,525 (м)

3. Размеры основания панели:

l1 = l2 = lсв доп / 3 = 0,525 / 3 = 0,175 (м)

4. При коэффициенте трассировки kтр = 3,9 длина ТЭЗа:

lт = lсв доп / (3.3,9)=0,525/ (3.3,9) = 0,045 (м)

Расчет ширины платы ТЭЗа и выбор компоновочной схемы панели вычисляется для двух вариантов соотношения длины ТЭЗа к его ширине lТ/bТ.

Ответ: Длина линии не должна превышать 9,8 (0,532) метра, поскольку размеры печатной платы таковы, что при любых комбинациях размещения микросхем длина связей между их выводами наверняка не превысит 9,8 (0,532) м, то ограничений на применение печатной платы предложенного размера нет.

Задача №10

В линии связи между ТТЛ-микросхемами МСх1 и МСх2 преобладает емкостная (случай 1) и индуктивная (случай 2) составляющая паразитных параметров линии связи. Определить неизвестные характеристики линии и импульсного сигнала, передаваемого по этой линии. Расчет выполнить отдельно для случая 1 и для случая 2. Дать заключение о применимости в качестве линии связи печатного проводника длиной l = 0,09 м с погонной емкостью C0 = 50 пФ/м (случай 1) или погонной индуктивностью L0 = 0,5.10-6 Гн/м (случай 2)

U1п = 3,5 B

U0п = 0,4 В

Um = 4,5 B

R1вых = 170 Oм

R0вых = 27 Ом

Rвх = 1600 Ом

tЗ1 = 7.10-9 с

С= ?

L = ?

tЗ2 = ?

Случай 1. Емкостная составляющая

C*п = C0 . l = 50.10 -12 . 0,09 = 4,5.10 -12 (Ф) С*п < Cп

Случай 2. Индуктивная составляющая

L*п = L0 . l = 0,5.10 -6 . 0,09 = 0,045.10 -6 (Гн) L*п < Lп

Ответ: Cп = 115 пФ, tЗ2 = 60,4 нс

Lп = 10,7 мкГн, tЗ2 = 10,23 нс

Предложенный вариант исполнения линии связи в виде печатного проводника предпочтительнее исходного, поскольку собственные паразитные параметры проводника значительно меньше соответствующих параметров исходной линии связи (и в случае 1, и в случае 2).