Методы конструирования. Основы модульного конструирования

Разработка конструкции выполняется с учетом конкретной технологии и эксплуатации изделия. При этом конструктор придерживается такой последовательности работ:

1. Анализирует электрическую принципиальную схему изделия.

2.Осуществляет функциональную разбивку электрической принципиальной схемы на подсхемы нескольких уровней сложности.

3. Выбирает соединители для модулей, компонует модули.

4. Анализирует аппаратуру на возможность ее перегрева.

5. Разрабатывает конструкции ячеек, ТЭЗ, блоков и т.д.

6. Разрабатывает монтажные схемы изделия и его составных частей, трассирует печатный монтаж.

7. Выбирает конструкционные материалы.

8. Разрабатывает детали изделия.

9. Обеспечивает защиту модулей и деталей от внешних воздействий.

10. Получает сборочные чертежи и рабочие чертежи деталей, оформляет текстовую документацию.

При конструировании ЭВА используются различные методы.

Машиностроительный метод применяется для конструкций несущих основные механические нагрузки (каркасы, блоки), элементов поддержания (кронштейны, направляющие) и обеспечения соединений.

Геометрический метод применяется для механических конструкций УВВ, в которых должно соблюдаться точное взаимоположение и перемещение деталей. Метод основывается на основных положениях геометрии.

При разработке монтажных схем, трассировки монтажа, решении задач компоновки используется топологический метод конструирования. При этом конструкция моделируется графической структурой связей между элементами (графом). За вершины (узлы) графа принимаются компоненты или их выводы, а ребрами являются проводники, связывающие соответствующие компоненты или выводы. Выполняя по определенным правилам преобразования графа, можно получить оптимальную конструкцию по выбранному критерию.

В основу разработки конструкции современной ЭВМ положен модульный принцип конструирования, основывающийся на функционально-узловом методе проектирования. Сущность метода заключается в том, что любая схема ЭВА может быть реализована из конечного числа логических и запоминающих функциональных узлов разной сложности, образующих серии микросхем.

Вернуться в ОГЛАВЛЕНИЕ

Требования, предъявленные к конструкции СВТ

При разработке ВТ необходимо, чтобы она удовлетворяла ряду требований, к которым относятся:

К эксплуатационным требованиям относятся:

- Качество выполнения ВТ основных функций;

- Устойчивость к старению;

К конструктивно-технологическим требованиям относятся:

- Защита от внешних факторов;

К экономическим требованиям относятся затраты времени, труда, материальных и денежных средств на разработку, изготовление и эксплуатацию.

В качестве художественно-эстетических требований выдвигаются требования эстетичности и эргономичности.

Рассмотрим некоторые из этих требований более подробно.

Качество выполнения ВТ основных функций.

В соответствии с данным требованием, параметры разработанного образца ВТ должны соответствовать требованиям ТЗ или превосходить их во всем диапазоне внешних воздействий, определенном тем же ТЗ.

Под надежностьюустройства или его отдельных блоков понимают способность устройства выполнять заданные функции в течение заданного интервала времени при определенных условиях эксплуатации.

Ремонтопригодность

При разработке ВТ необходимо предусмотреть легкое обнаружение и быстрое устранение неисправностей, проявляющихся в процессе эксплуатации.

Обнаружение неисправностей возможно как программными, так и аппаратными методами диагностики. В первом случае используется специальная тест-программа, контролирующая общую работоспособность аппаратуры и ее отдельных узлов. Во втором случае разрабатывается специальная, автономная или встроенная аппаратура диагностики со своими средствами индикации.

Вернуться в ОГЛАВЛЕНИЕ

Виды обеспечения САПР

САПР включает несколько видов обеспечения.

Принято выделять семь видов обеспечения САПР:

· Методическое обеспечение (МО) ─ включает в себя теорию процессов, происходящих в схемах и конструкциях РЭС, методы построения математических моделей объектов проектирования, методы синтеза и анализа схем и конструкций радиоэлектронных устройств, методы численного дифференцирования, интегрирования аппроксимации и интерполяции, решения задач оптимизации, методы математической статистики. В методическое обеспечение входят также терминология, нормативы, стандарты.

Разработка методического обеспечения САПР РЭС требует глубоких специальных знаний в областях системотехники, схемотехники, микроэлектроники, конструирования и технологии производства РЭС. То есть к разработке методического обеспечения САПР РЭС должны привлекаться наряду с математиками специалисты в области радиотехники и электроники.

· Математическое (МО) ─включает в себяматематические модели объектов проектирования, методы и алгоритмы ля решения задач автоматизированного проектирования.

· Техническое обеспечение (ТО) ─включает такие аппаратные средства как ЭВМ, периферийные устройства, сетевое коммутационное оборудование, линии связи, измерительные средства. Для САПР необходимы специализированные средства. В основном это автоматизированное рабочее место ─ АРМ. АРМ позволяет решать сложные проектные задачи, инвариантные к различным видам объектов проектирования, а также решать типовые инженерные, конструкторские и технологические задачи.

· Программное обеспечение (ПО) ─включает все программы и эксплуатационные документы к ним. Делится на общесистемное и прикладное. Общесистемное ПО близко по назначению к операционным системам. Оно обеспечивает функционирование технических средств и прикладного программного обеспечения. Прикладное ПО реализует математическое обеспечение для непосредственного выполнения проектных процедур.

· Информационное обеспечение (ИО) ─ этоданные о комплектующих изделиях, материалах, числовые значения параметров элементов, типовые проектные решения и процедуры и другие сведения.Совокупность данных, используемых в САПР, составляет информационный фонд САПР. Основная функция ИО ─ это ведение фонда, обновление, сохранение и организация доступа к данным.

Различают следующие способы ведения ИО САПР:

- использование файловой системы;

- использование баз данных.

Использование файловой системы и библиотек широко распространено, так как поддерживается средствами операционной системы. Однако эти способы мало пригодны для оперативной обработки справочных данных. Поэтому более предпочтительным является более универсальный способ ─ использование баз данных.

· Лингвистическое обеспечение (ЛО) ─ это совокупность языков программирования, предназначенных для:

- разработки системного программного обеспечения САПР ─ это язык Си

- разработки прикладного программного обеспечения САПР ─ это языки низкого и высокого уровня: машинный код, язык Ассемблера, Бейсик, Фортран, Паскаль, Си ;

- диалога между проектировщиками и ЭВМ;

- специализированные языки проектирования, предназначенные для описания объектов проектирования, процедур автоматизированного проектирования и проектных решений, решения геометрических задач инженерного типа .

· Организационное обеспечение (ОО) ─ это положения, приказы, штатное расписание, квалификационные требования, должностные инструкциями и другие документы, регламентирующие работу проектного предприятия.