Проектирование быстродействующего устройства ЭВМ с интеграцией
Курсовой проект - Компьютеры, программирование
Другие курсовые по предмету Компьютеры, программирование
?сти применения корпуса МКМ со штырьковыми выводами.
Для увеличения плотности располагаем выводы в шахматном порядке с шагом 2,5 мм.
При таком расположении выводов площадь кристалла с отступом от слоев займет 153 вывода (9х9 + 8х8 выводов (см. рис.3)). Таким образом, при расчете габаритов корпуса как прямоугольной модели с равномерным расположением выводов, общее число контактов можно определить как 990 + 153 = 1143 выводов.
Определим количество рядов и выводов в них.
Для простоты примем корпус МКМ квадратным, с равным числом выводов по горизонтали и вертикали. Запишем уравнение
x 2 + (x - 1) 2 = 1143
где
x - число выводов по горизонтали (вертикали).
Решив квадратное уравнение, получаем x25 выводов.
Таким образом, реализуем корпус с 1201 (25 х 25 + 24 х 24) выводом и прямоугольным окном под кристалл (минус 153 вывода).
Общий вид такого корпуса представлен на рис.9.
Габариты корпуса (длину стороны) можно определить по формуле
Lкор = tВ (mст - 1) + (1,5-2), где (7.2)
mст - число выводов на стороне, шт;
tВ - шаг выводов корпуса, мм.
Lкор = 2,5 (25 - 1) + (1,5-2) = 60+ 2 =62 мм.
Итак, окончательно, получили корпус 57 х 57 мм со штырьковыми выводами, расположенными в шахматном порядке с шагом 2,5 мм. Количество выводов 990 шт.
Для квадратного симметричного корпуса необходимо выполнить маркировку первого вывода, что бы обеспечить правильную установку МКМ в разъемный соединитель. Маркировку можно осуществить краской или введение конструктивных элементов (выступов, фасок). Т.к. в качестве маркировки в современных процессорах используется принцип введения фасок или выступов, мы тоже будем маркировать наш корпус таким методом, тем более он обеспечивает более удобный и технологически простой процесс производства.
Выводы делаем круглого сечения для простоты изготовления и контактирования. Диаметр выводов принимаем равным 0,5 мм, что, с одной стороны, позволит обеспечит необходимую жесткость для правильного контактирования, а с другой стороны, позволит реализовать гнездо в разъемном соединителе.
В качестве материала для изготовления корпуса используем керамику, которая дает возможность выполнить разводку выводов кристалла, а также обеспечивает, заданные в задание механические и тепловые характеристики.
7.2 Крепление кристалла в корпусе
Установка кристалла в корпус можно осуществить на клей марки ВК-32-2000 с последующей распайкой контактных площадок кристалла на соответствующие выводы корпуса, с применением микропроволоки и использованием автоматизированных средств.
7.3 Герметизация корпуса
МКМ подвергается воздействию внешней агрессивной среды, которая может существенно снизить рабочие характеристики. Для предотвращения этого используют герметизацию корпуса, а именно запрессовку выводов, и запайки крышки, последующей откачкой воздуха.
8. Расчет параметров системного и функционального быстродействия МКМ
Для определений значений схемной задержки (tлэ) и входного сопротивления (Rвых) ЛЭ типа КМОП используем эмпирические соотношения, полученные на основе "принципа масштабирования":
tлэ=0,188*l0,91; Rвых=1200*l0,91, где l в мкм, tлэ в нс, Rвых в Ом.
Результаты сведем в таблицу 8.1:
Таблица 8.1
Обозначение параметраПодложка МКМ?лэ, нс0,09Rвых, Ом584,89?0Al, Оммм310-5R0, Ом/мм166,7C0, пф/мм0,3
Конструктивная задержка ЛЭ по уровням компоновки (tсвi) определялась по формуле (7.16) главы 7 по схеме, представленной на стр.105.
Все цепи кристалла рассматривались применительно к КМОП - элементам как RC - цепи и время задержки сигнала в них (tцi) определялась по формуле (7.20), где средняя длинна логической цепи рассчитывается по формуле (6.8).
При расчете задержки сигнала в логических цепях учитывались ограничения на топологические нормы проектирования МКМ, Исходные данные для получения которых были получены в п.6.4.
Wпр 1,5*l, получим 1,17 1,5*0,45, т.е.1,17 0,675 (верно)
hпр 0,2*l, получим 0,15 0,2*0,45, т.е.0,15 0,09 (верно)
Результаты расчетов параметров системного быстродействия представлены в таблице 8.2:
Таблица 8.2
УровеньСхемная интеграцияMax интегр
,
МКМКомпо-новкиЭЛЭi
ЭЛЭЭЛЭ ммнснснснсГГцi = 11010142,452,450,030,010,010,090,1010,34i = 2250253123,448,360, 190,040,020,090,119,01i = 340002044453,4628,930,680,130,040,090,137,90i = 4175000363480004,48129,663,511,260,080,090,175,88
9. Выбор и обоснование технических решений по конструкции разъемного соединителя для МКМ
Условие монтажа в конструктивном модуле более высокого уровня является разъемный принцип установки. Вследствие того, что наш МКМ имеет большое количество контактов, для этих целей уместно применить разъемный соединитель с нулевым усилием сочленения (НУС соединитель). Он позволяет без усилия вставить МКМ, при этом обеспечивает надежное фиксирование МКМ в разъеме, после применения фиксатора.
Одним из важным элементом конструкции соединителя является контактная пара, которая состоит из двух частей - штыря и гнезда. У нас штырь - вывод, а гнездо - отверстие в НУС соединителе.
Контактная пара характеризуется требованиями высокой надежности соединения при воздействии допустимых механических и климатических воздействий. Этот параметр зависит от: способа контактиров?/p>