Проектирование компьютерного технического устройства
Методическое пособие - Компьютеры, программирование
Другие методички по предмету Компьютеры, программирование
и по возможности физическому моделированию, при этом исследуются модели, как отдельных составляющих, так и системы в целом.
Существенным является то, что на рассматриваемом этапе проектирования разрабатывается и выпускается эскизная техническая документация, включающая в себя схемную, программную, конструкторскую, монтажную, технологическую и текстовую документацию.
Следует иметь в виду, что одновременно с отработкой системы и ее составляющих осуществляется отработка (изменение) технической документации, которая проводится в несколько этапов.
Значительное внимание на этапе эскизного проектирования уделяется обеспечению стабильной и надежной работы системы. С этой целью анализируются границы возможных изменений статических и динамических параметров.
Обычно на этапе эскизного проектирования выполняются габаритно-массовые макеты аппаратуры системы с заданным расположением центра масс (тяжести), которые используются для макетирования размещения системы управления на объекте.
Этап эскизного проектирования завершается выпуском и защитой эскизного проекта.
В состав эскизного проекта входят: пояснительная записка с изложением теоретических предпосылок, расчетов, материалов моделирования и экспериментальных исследований, анализа полученных результатов; эскизная техническая документация; заключение о соответствии полученных результатов требованиям технического задания.
Техническое проектирование
Исходными материалами для разработки технического проекта служат: эскизный проект, заключение заказчика, уточненное по результатам защиты эскизного проекта, техническое задание на разработку системы. Все это создает возможность для разработки полного комплекта технической документации, включая и эксплуатационную, а именно:
) электрические схемы;
2) графические документы;
) программные документы: спецификация, текст программы, описание программы, формуляр, описание применения, руководство оператора, руководство системного программиста и т.д.;
) текстовые документы: общие технические условия на систему; различные инструкции.
Следует иметь в виду, что технология изготовления системы должна разрабатываться с учетом имеющихся производственных условий и возможностей. Если условия производства учитываются не на ранних стадиях проектирования, а после выпуски технической документации, то это значительно усложняет и удлиняет процесс освоения изготовления аппаратуры системы.
Испытания системы на этапе технического проектировании дают существенно больше информации, чем испытания, проводившиеся на этапе эскизного проектирования.
Испытания на этапе технического проектирования позволяют получить в первом приближении представление о статистических характеристиках основных и промежуточных параметров системы. При этом уточняются характеристики системы, и корректируется документация, и в первую очередь технические условия и инструкции по регулировке. При неблагоприятных результатах испытаний в ряде случаев может появиться необходимость в существенной переработке схем, программ и конструкций аппаратуры. На данном этапе проводятся детальные испытания системы и ее составляющих по оценке надежности. Существенно, что на этом этапе проектирования начинаются натурные испытания опытных образцов системы и завершаются они испытанием серийных образцов.
Рабочий проект
Рабочий проект создается на основании технического проекта разработчиком или коллективом разработчиков.
На стадии рабочего проекта проводят: разработку и уточнение детальной структуры проекта, его подсистем, взаимосвязи с другими системами; построение алгоритмов и структурных схем автоматизированных процессов проектирования; формирование математического, программного, информационного, организационное обеспечения, разработку документации для монтажа, настройки и эксплуатации; создание проектов программ и методик испытаний и опытной эксплуатации; оформление и утверждение.
Результатом работ на этой стадии являются документ Рабочий проект и комплект эксплуатационных документов.
Анализ методики проектирования с использованием современной элементной базы
Рассмотрим общие методы проектирования на основе ПЛИС
Методика проектирования на основе ПЛИС включает в себя пять основных последовательно выполняемых этапов:
исходное задание;
техническое задание;
техническое предложение;
эскизный проект;
технический проект;
макетирование.
Данные этапы имеют тоже само название, что и этапы проектирования традиционной методики, но в связи с ростом проектирования цифровых устройств на ПЛИС, эти этапы немного видоизменились по набору выполняемых действий. Ниже приведены новые действие выполняемые при проектировании:
ввод исходных данных проекта;
функциональное моделирование;
выполнение синтеза отдельных частей проекта и всего проекта в целом;
временное моделирование проекта;
программирование и тестирование ПЛИС.
В общем случае разработка сложных иерархических проектов на ПЛИС ничем не отличается от известных подходов к проектированию цифровых систем. Здесь возможно проектирование как сверху вниз, так и снизу вверх, использование библиотек стандартных блоков и функциональных узлов, а также заимствование опыта предыдущих разработок. Рассмотрим более подробно основные этап