КОНСТРУИРОВАНИЕ МОДУЛЕЙ 1-3 УРОВНЕЙ
План лекции:
1. Конструирование типовых элементов замены (модулей 1-го уровня)
2. Основные правила конструирования элементов уровней II и Ш конструктивной иерархии ЭВМ и систем
КОНСТРУИРОВАНИЕ ТИПОВЫХ ЭЛЕМЕНТОВ ЗАМЕНЫ(МОДУЛЕЙ 1-ГО УРОВНЯ)
Типовой элемент замены (ТЭЗ) --конструктивно законченныйэлемент машины, служащий для электрического объединения ИС и компонентов, самостоятельный по технологии изготовления и взаимозаменяемый без подгонки и дополнительной настройки с однотипными ТЭЗ машины.
К ТЭЗ стационарных ЭВМ относят — ячейку и модуль-элементы первого уровня конструктивной иерархии. Рассмотрим общие правила их конструирования.
Размеры печатных плат. Количество возможных значений размеров
ПП — высота Н и ширина В — и сочетаний их очень велико.
В общем случае типоразмеры ПП выбираются исходя из требований двух направлений — функционального и технологического.
Требования функционального направления в конструктивном плане выражаются плотностью компоновки (Nис/см2), зависящей от размеров и количества корпусов микросхем и вида монтажа активных и пассивных связей (цепей) электрической схемы.
Требования технологического направления определяют ограничения типоразмеров с точки зрения технологических возможностей и эффективности производства заготовок, разрешающей способности фотолитографии, механической прочности, возможностей систем автоматизированного проектирования.
Таким образом, исходя из вышеизложенного, основные размеры ПП для средств вычислительной техники (СВТ) следует выбирать из двух рядов рекомендуемых МЭК типоразмеров, кратных размерным модулям 55,5 и 100, причем для одного семейства ЭВМ целесообразно выбирать типоразмеры одного ряда.
Однако для конкретных типов (или семейств) ЭВМ возможно использование отличающихся от рекомендованных размеров. Так, в технике ЕС ЭВМ применялся единый размер печатной платы для типовых элементов замены: 150Х140 мм.
ОСНОВНЫЕ ПРАВИЛА КОНСТРУИРОВАНИЯ ЭЛЕМЕНТОВ УРОВНЕЙ II
И III КОНСТРУКТИВНОЙ ИЕРАРХИИ ЭВМ И СИСТЕМ
К элементам уровней II и III конструктивной иерархии относятся
панели, блоки, субблоки, шкафы, стойки. К ним можно отнеститакже тумбы, столы, корпуса частичные, комплексные и другие виды конструктивных элементов, характерные для тех или иных конструкционных систем.
Все они должны обеспечивать:
1) требуемую механическую жесткость и прочность;
2) удобство в сборке, наладке и эксплуатации;
3) оперативную замену вышедших из строя конструктивных элементов;
4) минимальный вес при сохранении требуемой жесткости; надежное закрепление конструктивных элементов;
5) максимальное использование унифицированных деталей и их взаимозаменяемость.
При разработке конструкции блоков, субблоков, панелей, стоек, шкафов и т. д. следует использовать такие конструкционные материалы
и покрытия, которые отвечают предъявляемым требованиям по условиям эксплуатации.
Каждый из элементов конструктивной иерархии уровней II и III характеризуется длиной L, высотой H и глубиной (шириной) B. В зависимости от назначения того или иного типа ЭВМ соотношение размеров определенных ее конструктивных частей может быть различным. Однако эти соотношения должны подчиняться определенным правилам и закономерностям, которые устанавливают соответствующие стандарты, распространяющиеся на определенный класс аппаратуры.
В конструкционных системах любого типа электронной вычислительной аппаратуры основные размеры L, Н, В базовых конструкций для всех уровней устанавливаются соответствующими единому модулю.
В каждом направлении развития размеров по координатам x(L), у(Н), z(B) указанный модуль равен 2,5мм. Он устанавливается всоответствии с шагом координатной сетки печатных плат и выводов элементов на печатной плате и передней панели по x(L), шагом выводов элементов и соединителей на функциональной печатной плате и на кроссплате по у(Н) и z(B). В необходимых случаях применяются значения модуля, кратные основному, — 1,25; 0,625 мм.
Единый размерный модуль обеспечивает компоновку различных изделий конструкционной системы ЭВМ как в пространстве, например в трех различных плоскостях комплектного корпуса или блока, так и на плоскости — на поверхности одноплатной ЭВМ.
Для каждого уровня базовых конструкций устанавливаются ряды
размеров по L, Н, В, каждый из которых взаимосвязан с рядами размеров других уровней с целью обеспечения прежде всего конструктивной совместимости, обусловливающей и другие виды совместимости — электрические, эстетические, тепловые. Эти ряды размеров — простые арифметические. Каждый последующий член ряда образуется приращением к предыдущему принятого значения модуля. Для конкретного проектирования базовых конструкций из отдельных членов рядов составляются оптимальные типоразмеры, среди которых выделяются предпочтительные. Главным исходным требованием при выборе типоразмера является плотность компоновки, определяемая отношением числа активных элементов — корпусов ИС к площади (объему) изделия. Типоразмеры являются рабочим средством достижения сквозной совместимости изделий системы. Например, типоразмеры плат образовываются с учетом стандартной установки их в соответствующий корпус, а типоразмеры корпусов, в свою очередь, устанавливаются с учетом осуществления взаимоприменений.