6. Требования, предъявляемые к конструкциям эа.

Вновь разрабатываемая ЭА должна отвечать тактико-техническим, конструктивно-технологическим, эксплуатационным, надежностным и экономическим требованиям. Эти требования должны отвечать рекомендациям соответствующих Государственных стандартов. Все требования включаются в техническое задание (ТЗ) на разрабатываемую ЭА.

Тактико-технические требования включают, в первую очередь требования к параметрам ЭА. Например электрические параметры (потребляемая и выходная мощность, напряжение питания, коэффициент усиления, полоса частот и пр.), потребительские качества (для ЭВМ – быстродействие, объем памяти, разрядность команд и данных и пр.), массо-габаритные показатели. В эту же группу входят требования по обеспечению защиты от воздействия климатических и механических факторов.

К конструктивно-технологическим требованиям относятся: обеспечения функциональн-узлового принципа построения конструкции ЭА, технологичность, требования к электронным компонентам и материалам, ремонтопригодность, защита от несанкционированного доступа, обеспечение безопасности оператора.

К эксплуатационным требованиям относят простоту управления и обслуживания, предусиотрение сигнализации опасных режимов и другие.

Требования по надежности включают вероятность безотказной работы за определенный отрезоквремени, среднюю наработку на отказ, среднюю наработку на сбой, среднее время восстановления работоспособности, срок службы, срок сохраняемости, коэффициент готовности.

К экономическим требованиям относят мнимально возможные затраты времени, труда и материальных средств на разработку, изготовление и эксплуатацию ЭА; минимальную стоимость ЭА.

7. Модульный принцип конструирования, иерархия уровней проектирования.

Под модульным принципом конструирования понимается проектирование изделий ЭА на основе конструктивной и функциональной взаимозаменяемости составных частей конструкции – модулей.

Модуль – составная часть аппаратуры, выполняющая подчиненные функции, имеющая законченное функциональное и конструктивное оформление и снабженная элементами коммутации и механического соединения с подобными модулями и с модулями низшего уровня в изделии.

Модульный принцип проектирования предполагает разукрупнение (разбивку) электронной схемы ЭА на функционально законченные подсхемы (части), выполняющие определенные функции. Эти подсхемы чаще всего разбиваются на более простые и так до тех пор, пока электронная схема изделия не будет представлена в виде набора модулей разной сложности, а низшим модулем не окажется корпус МС. Модули одного уровня связываются между собой в ЭА на какой-либо конструктивной основе (несущей конструкции).

Конструкции ЭА представляют собой некоторую иерархию модулей, каждая ступень которой называется уровнем модульности. Выделяют четыре основных и два дополнительных уровня модульности. Под основными понимаются уровни модульности, широко применяемые в аппаратуре, под дополнительными – используемые в специальной аппаратуре, но не всегда.

Модулем нулевого уровня является электронный компонент, то есть микросхемы и дискретные элементы.

Модуль первого уровня – типовой элемент замены (ТЭЗ) – представляет собой печатную плату с установленными на ней модулями нулевого уровня и электрическим соединителем.

Модуль второго уровня – блок, основным конструктивным элементами которого является панель с ответными соединителями модулей первого уровня. Межблочная коммутация осуществляется соединителями, расположенными на периферии панели блока. Модули первого уровня располагаются в один или несколько рядов.

Модуль третьего уровня – стойка, в которой устанавливаются блоки или 2-3 рамы.

Модулем уровня 0,5 является микросборка, состоящая из подложки с размещенными на ней безкорпусными микросхемами. Межмодульная коммутация осуществляется введением по периферии подложки контактных площадок.

Модуль уровня 2,5 представляет собой раму, в которой размещаются 6-8 блоков. Рама применяется в стоечной аппаратуре.

Модульный принцип проектирования предусматривает несколько уровней коммутации:

1-й уровень – коммутация печатным или проводным монтажом электронных компонентов на плате;

2-й уровень – коммутация печатным или объемным монтажом ответных соединителей модулей первого уровня в блоке;

3-й уровень – электрическое объединение блоков или рам в стойке и стоек между собой жгутами и кабелями;

уровень 0,5 – электрическое соединение выводов безкорпусных микросхем пленочными проводниками;

уровень 2,5 – коммутация блоков в раме проводами, жгутами или кабелями.

При разработке несложной аппаратуры высшие уровни отсутствуют. Полная модульность используется только в сложной аппаратуре, например в супер-ЭВМ.

Модули высших уровней поставляются разработчикам в виде базовых несущих конструкций (БНК), которые представляют собой деталь или совокупность деталей, предназначенных для размещения, монтажа составных частей аппаратуры и обеспечения устойчивости ЭА в условиях внешних воздействий.

Базовым называется принцип конструирования, при котором частные конструктивные решения реализуются на основе стандартных конструкций модулей (БНК), разрешенных к применению в аппаратуре определенного класса, назначения и объектов установки.

При стандартизации параметры конструкций объединяются в параметрические ряды. Если в качестве параметров используются геометрические размеры конструкции, то говорят о размерных рядах.