Проектирование быстродействующего устройства ЭВМ с интеграцией 50000 ЛЭ в объеме одной панели
Контрольная работа - Компьютеры, программирование
Другие контрольные работы по предмету Компьютеры, программирование
0,350,83i = 33120246190271,31301,92,30,961,703,96i = 4499201699047161,04461,91,69,9713,9522,76
Расчет трассировочной способности
Расчет производится по методике, представленной в Учебном пособии Основы компоновки и расчета параметров конструкций Результаты расчета приведены в таблице 5.
Табл. 5
Уровень компоновки iMax интеграцияМПП ФБ,Nilсвi, ммNsiMsiсмсмсмсм21/смi = 1141435240,22692490,2471441100,09i = 223216118863,04731300,35i = 3619027631501107,3710731201,70i = 49904716156611181565,5815661566161964992013,95
Расчет трассировочной способности и слойности коммутационных элементов по методу представленному в Учебном пособии Основы компоновки и расчета параметров конструкций, результат сведен в таблицу 6
Так как, в силу симметричности параметры одного направления проводников (X), полностью совпадают со значениями параметров другого направления (Y), то в таблице приведены параметры только для направления (Х).
Табл. 6
Уровень компоновки iМПП ФБ,см,см,трасс.,трасс.,трасс.,трасс.,трасс.,слоиi = 1100,7249356716358423--1i = 2130i = 33120i = 4499200,5156531317833916151541610
Определим начальные значения проводников в конструкции кристалла по формулам:
- ширина Wпр=aтр/2,5…3
- толщина hпр=Wпр/8…9
Принимаем значение коэффициентов 3 и 9 соответственно.
Результаты расчетов сведены в таблицу 7.
Табл. 7
Обозначение параметраКристалл БИСМПП ФБатр, мкм11,74250Wтр, мкм3,9183,33hтр, мкм0,439,26
Значения параметров, полученные в результате расчетов, могут уточняться в процессе конкретного рабочего проектирования.
. Выбор и обоснование общей конструкции панели
Исходя из поставленный задачи, необходимо разработать многокристальный модуль на безкорпусных БИС. Ранее мы получили такие данные как размер кристалла и количество внешних выводов. Шаг расположения корпусных БИС = 38мм. В нашем случае количество корпусных БИС на последнем уровне компоновки будет составлять 4х4. Следовательно габаритные размеры
МПП Д= 38*6 = 228
Общее число внешних выводов ПАНЕЛИ = 500. Средства по выводу внешних сигнальных цепей располагаются по двум крайним вертикальным сторонам ПАНЕЛИ. А средства для подвода силовых цепей (питания и земли) будут распологаться по двум крайним горизонтальным сторонам панели. Общее число внешних выводов БИС = 144. Габаритный размер корпуса
Б = 144/4*0.5+0.5*2 = 19/
Электромонтаж внутренних логических цепей в панелях
В конструкциях панелей опытных образцов ЭВМ используются, как правило, печатные платы земля-питание, при этом логические цепи выполняются проводным электромонтажом, что обсуславливает удобство, простоту и сокращение времени внесения схемных изменений и исправления ошибок на этапе наладки. Проводной электромонтаж осуществляется методом накрутки и выполняется одножильным и двужильными(скрученная пара) проводами типа МНВ сечением 0,05 мм в соответствии с определенным правилами, которые учитываются при автоматизированной трассировке панели с помощью ЭВМ, обеспечивая возможно меньшую задержку сигналов.
Защита ПАНЕЛИ
ПАНЕЛЬ подвергается воздействию внешней агрессивной среды, которая может существенно снизить рабочие характеристики. Для защиты печатной платы и мест пайки от влаги ТЭЗ покрывается лаком УР-231
Топология МПП ПАНЕЛИ
Для того чтобы, развести большое количество выводов кристалла, необходимо применить многослойную структуру.
Проведем оценку количества слоев, исходя из задания, 2 проводника в шаге отверстий 1,25мм. Получаем 32 слоя, с учетом питания и земли.
7. Расчет параметров системного и функционального быстродействия БИС
Расчет производится по методике, представленной в Учебном пособии Основы компоновки и расчета параметров конструкций Результаты расчета приведены в таблице 8.
Табл.8
Обозначение параметраКристалл БИСлэ, нс0,2Rвых, Ом1338,33?0Al, Оммм310-5R0,Ом/мм17,62C0, пф/мм0,3
Все цепи кристалла рассматривались применительно к КМОП - элементам как RC - цепи и время задержки сигнала в них (tцi).
При расчете задержки сигнала в логических цепях учитывались ограничения на топологические нормы проектирования БИС.
Wпр 1,5*l, получим 3,91 1,5*1,13 , т.е. 3,65 1,70(верно)
hпр 0,2*l, получим 0,43 0,2*1.13 , т.е. 0,43 0,23(верно)
Результаты расчетов параметров системного быстродействия представлены в таблице 9:
Табл. 9
УровенькомпоновкиiСхемнаяинтеграцияMax интегр.,ЭЛЭБИС,ЭЛЭ,ЭЛЭ,мм,нс,нс,нс,нс,ГГцi = 1101014220,220,090,0900,20,303,34i = 213013232370,830,170,1600,20,372,71i = 331202461904233,961,630,4080,20,621,62i = 449920169904737722,834,580,6030,20,810,73
Заключение
В данном курсовом проекте была выполнена разработка ПАНЕЛИ на БИС с интеграцией 50000 ЭЛЭ. Полученная на этапе проектирования ПАНЕЛЬ на БИС удовлетворяет всем условиям, заданным в ТЗ, что делает ее актуальной для использования в настоящее время.
Список литературы
- Микитин В.М., Смирнов Н.А., Тювин Ю.Д. Электронное конструирование ЭВМ. Осно-вы компоновки и расчета параметров конструкций: Учебное пособие / Моск. гос. ин-т радиотехники, электроники и автоматики (технический университет).- М.: 2000.
- Преснухин Л.Н., Шахнов В.А. Конструирование электронных вычислительных машин и систем. Учеб. для втузов по спец. "ЭВМ" и "Конструирование и производство ЭВА".- М.: Высш.шк., 1986.
- Савельев А.Я., Овчинников В.А. Конструирование ЭВМ и систем: Учеб. для вузов по спец. "Выч. маш., компл., сист. и сети". 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Высш.шк., 1989.
- Применение интегральных микро