Разработка устройства диагностики вычислительной техники
Дипломная работа - Компьютеры, программирование
Другие дипломы по предмету Компьютеры, программирование
C/BE3, CLK, RST, FRAME, IRDY, TRDY, IDSEL, DEVSEL, назначение которых приведено в приложении В, подаются на ПЛИС DD1, которая запрограммирована в соответствии см. приложение Г, на которой реализовано простейшее Target PCI устройство вывода по фиксированному адресу 080H. EPM3064ALC44-10 запрограммирована при помощи ПО фирмы Altera прямо в изготовленном устройстве через специальный разъем JTAG. Для программирования используется специальный кабель ByteBlaster MV, подключаемый к LPT порту компьютера. При каждом поступлении POST кода с шины PCI этот POST код защелкивается во внутреннем 8-разрядном регистре ПЛИС, преобразуется в шестнадцатеричный семи сегментный код и в последовательном виде через буферный элемент DD1:1 поступает на сдвиговые регистры DD2, DD3.
По сигналу загрузки DATA_STORE, проходящему изПЛИС через буферный элемент DD1:4, POST код переписывается из внутренних последовательных регистров DD2, DD3 в их внутренние параллельные регистры и, через ток ограничительные резисторы R9..R25, подается на сдвоенный семи сегментный индикатор HL3 для индикации. Кроме того, две точки на индикаторе HL3 служат для отображения состояния сигналов RST и CLK PCI шины компьютера. Свечение точки соответствует наличию активного сигнала синхронизации CLK шины PCI, зажигание левой точки - наличию активного сигнала RST шины PCI.
На элементах DD1:2, DD1:6, DD1:5, DD1:3 собран тактовый генератор, который обеспечивает независимость работы узла индикации в случае срыва генерации CLK PCI шины в неисправном компьютере. Так как на некоторых моделях материнских плат на PCI слотах отсутствует напряжение +3,3 В, то для питания ПЛИС на ИС DD2 собран стабилизатор напряжения +3,3 В. Светодиоды VD1-VD2, VD3 служат для индикации наличия напряжений питания +12 В; -12 В; +3,3 В; +5 В, в слоте PCI, в который подключена.
2. Расчетно-конструкторская часть
2.1 Расчет надежности
Надежность - это свойство изделия сохранять работоспособность в течение заданного интервала времени при заданных условиях эксплуатации.
Надежность рассчитывается для того, чтобы определить, сколько времени изделие будет сохранять свою работоспособность при заданных условиях эксплуатации, то есть определение гарантийного срока службы изделия.
Различают три вида расчета:
-прикидочный;
-ориентировочный;
-окончательный.
Окончательный расчет проводится на этапе технического проектирования, когда отработана схема, выбрана элементная база, определены все режимы работы элементов и известны условия эксплуатации. Обязательно оценивается гарантийный срок.
Для упрощения расчета надежности принимаются два допущения:
-в устройстве имеется основное соединение элементов;
-отказы носят случайный и независимый характер.
Расчет надежности осуществляется по формуле:
lу = klSailoi ni,(1)
где, ?у- интенсивность отказов;
К?-поправочный коэффициент, учитывающий условия эксплуатации;
ai-поправочный коэффициент, учитывающий режим работы элементов и температура внутри блока;
?oi-интенсивность отказа элементов, работающих в номинальном режиме при нормальных условиях эксплуатации;
ni-количество однотипных элементов, работающих в одинаковом режиме при одинаковой температуре внутри блока.
Исходные данные для расчета интенсивности отказов занесены в таблицу 3.
Таблица 3
Наименование и тип элементаКоли чество элемен- тов ni, штИнтенсивность отказов номинальная ?oi10-6 (1/ч)Режимы работыПопра вочный коэффи циэнтiИнтенсивность отказов действительнаяКнТемпе- Ратура Сai?oi10-6(1/ч)ai ?oini106(1/ч)КонденсаторыКМ680,1214010.120,96ESX30,24110.240,72Резисторы40С2-10270,1110.12,7Светодиоды3Л365А41,4111.46,8ИндикаторыАЛС335Б10,1110.10,1СтабилизаторыLM111710,514010.50,5Микросхемы74HC1410,114010.10,1EPM3064ALC44-1010,214010.20,274HC59520,114010.10,2Пайка1180,00414010,0040,47Итого:12,5
Так как устройство разработано, в основном, для ЭВМ, то поправочный коэффициент, учитывающий условия эксплуатации будет равен К?= 1.
Исходя из формулы (1) отказов будет равна:
?y=1.012.410-6=12,410-6 (1/ч).
Среднее время наработки до первого отказа определяется по формуле:
,(2)
Таким образом, исходя из формулы (2) среднее время наработки до первого отказа равно:
Тср =106 / 12,5 =80645 (ч).
Для построения графика зависимости вероятности безотказной работы от времени рассчитывается значение вероятности безотказной работы по формуле:
Р(t) = e-lt,(3)
При ?y меньше 0.1 вероятность безотказной работы с достаточной степенью точности может быть рассчитана по формуле:
Р(t) = 1-l,t(4)
Результаты расчетов занесены в таблицу 4.
Таблица 4
t, ч01010010002000500010421045104810480645?t012,410-512,410-412,410-30,2480,0620,1240,1580,3950,9920,999P(t)10,9998760,998760,98760,97420,9380,8860,7780,670,3710,371
Зависимость вероятности безотказной работы представлена на рисунке 11, где по оси ординат берется линейный масштаб, а по оси абiисс - логарифмический.
Гарантийный срок службы изделия определяется на уровне 0,7. При этом Р(t) устройства будет равен 0,355. Отсюда гарантийный срок службы будет равен:
tг = 0,355/l= 0,355/12,4 106 = 28629 (ч).
Исходя из того, что в году 365 дней, и устройство будет использоваться 12 часов в сутки, гарантийный срок службы будут равен:
tг = 3,3 г.
2.2 Расчет печатной платы
Для Post Card изготавливается двусторонняя печатная плата из фольгированного стеклотекстолита марки СФ-2-50-1,5, так как он имеет высокую механическую прочность, влагостойкость, термостойкость и при сверлении отверстий шероховатость поверхности значительно меньше, чем у гетинакса, в