Разработка устройства обработки информации на базе ЦСП
Дипломная работа - Компьютеры, программирование
Другие дипломы по предмету Компьютеры, программирование
лементов схемы, т.к. они работают на большой частоте. Поэтому чтобы подавить шумы в местах их возникновения, размещаем керамические конденсаторы емкостью 0.1 мкФ на выходах элементов схемы.
6. Расчет надежности устройства
Под надёжностью устройства понимают свойство, обеспечивающее возможность выполнения этим устройством заданных функций с заданными параметрами (характеристиками), в определённых условиях эксплуатации и в течение требуемого интервала времени. Состояние устройства, при котором оно выполняет заданные функции с заданными характеристиками, называют работоспособностью. Свойство устройства сохранять работоспособность в течение требуемого интервала времени называют безотказностью. Нарушение работоспособности устройства называют отказом. Существует, также, понятие ремонтопригодности устройства, заключающееся в возможности предупреждения, обнаружения и устранения отказов путём проведения ремонтов и технического обслуживания.
Часто рассматривают предельное состояние устройства, при достижении которого дальнейшая его эксплуатация прекращается по соображениям безопасности или эффективности. Сохранение работоспособности (при установленной системе технического обслуживания и ремонтов) до предельного состояния называют долговечностью [11].
Таким образом, потенциальной свойство системы - её надёжность в общем случае проявляется в виде составляющих: безотказности, ремонтопригодности и долговечности. В зависимости от назначения системы каждая из указанных составляющих может иметь большее или меньшее значение.
Повышение надёжности является одним из главных направлений повышения качества аппаратуры. Повышенное внимание к вопросам надёжности устройств обусловлено появлением комплексов, состоящих из большого числа устройств, выполняющих различные функции. При этом выход из строя даже одного блока может вызвать нарушение работы всей системы в целом. Поиск такой неисправности может занимать, достаточно большой период времени, что естественно может негативно отразиться на объекте, для которого, и предназначена данная аппаратура.
Исходя из всего сказанного, очень важно оценить надёжность аппаратуры. Обычно надёжность аппаратуры оценивается с помощью вероятностных характеристик. Одной из таких характеристик является вероятность безотказной работы P(t):
(6.1)
где f (t) - плотность распределения вероятности отказа.
При расчёте надёжности аппаратуры принимаются следующие допущения:
все элементы системы в смысле надёжности соединены последовательно, то есть отказ любого элемента приводит к отказу всей системы;
отказы элементов являются случайными и независимыми;
интенсивность отказов всех элементов системы не зависит от времени, то есть время работы до отказа элементов и всей системы распределено по экспоненциальному закону.
При расчёте надёжности разрабатываемой аппаратуры, также, возникают дополнительные сложности:
. оборудование имеет непостоянный состав (в зависимости от конкретного применения). Разные модули имеют различную надёжность, а следовательно будут меняться надёжность аппаратуры в целом.
. интенсивность отказа для многих элементов аппаратуры неизвестна или известна весьма ориентировочно (в основном для микросхем).
В связи с этим, расчёт надёжности можно произвести лишь к очень приблизительно. Произведём оценочный расчёт надежности модуля обработки информации. Интенсивность отказов радиоэлементов приведена в таблице 6.1.
Таблица 6.1
№НаименованиеКоличество,Ni , ШТ .lmin*10-6,ч-1.lmax*10-6,ч-1lNi*10-6, ч-1minmax1Микросхемы162,42,538,4402Резисторы CAT16510,20,610,230,63Конденсаторы CAP SMD 0603660,50,73346,24Конденсаторы Tantal SMD111,22,013,2225Диоды20,30,50,61,07Разъёмы330,21,06,63,38Соединения паянные3980,010,023,987,96
Используя данные таблицы, определим параметр потока отказов по формуле:
(6.2)
где S - количество функциональных частей аппаратуры.
Таким образом имеем:
(6.3)
(6.4)
Наработка на отказ вычисляется по формуле:
(6.4)
Подставляя в неё вычисленные значения lmax и lmin получаем:
(6,5)
Отсюда легко можно определить и среднее значение наработки на отказ:
7. Разработка алгоритма программы обработки информации
Модуль обработки сигналов (МОС) является устройством осуществляющий обработку информации в многозадачном режиме реального времени.
Алгоритм функционирования устройства включает в себя следующие части
Инициализация процессов и задач
Выполнение основного цикла задачи, которая запускается событиями, возникающими в системе.
.1 Алгоритм инициализации МОСа
Алгоритм инициализации МОСа можно разбить на несколько этапов:
Установка режима аппаратных средств
Установка векторов прерываний
Установка параметров вычислительной и периодической задачи
В блоках с 1 по 7 идет установка режимов работы устройств входящих в состав МОС.
В блоках с 8 по 15 устанавливаем вектора аппаратных и программных прерываний.
В оставшихся блоках 16,17 устанавливаем параметры вычислительной и периодической задачи.
Блок схема алгоритма инициализации представлена на рисунке 7.1
Рисунок 7.1
7.2 Алгоритм обработки внешнего аппаратного прерывания контроллера ввода ПДП
Обработка аппаратных прерываний выполняется до завершения подпрограммы обработки прер