Главная страница
Навигация по странице:

  • Контрольная работа По дисциплине: «Элементная база телекоммуникационных систем» Тема: «Анализ Технико-Экономической эффективности внедрения

  • 1. Задание.

  • 2. Исходные данные.

  • 3. Определение выигрыша во времени безотказной работы.

  • 4. Определение выигрыша по занимаемому объему.

  • 6. Определение выигрыша по потребляемой мощности

  • 7. Определение выигрыша в стоимости

    		•

    Контрольная работа по Элементная база телекоммуникационных систем. Контрольная работа. Анализ ТехникоЭкономической эффективности внедрения наноэлектронных изделий


    Скачать 41.27 Kb.
    НазваниеАнализ ТехникоЭкономической эффективности внедрения наноэлектронных изделий
    АнкорКонтрольная работа по Элементная база телекоммуникационных систем
    Дата22.05.2023
    Размер41.27 Kb.
    Формат файлаdocx
    Имя файлаКонтрольная работа.docx
    ТипКонтрольная работа
    #1151827

    Федеральное государственное образованное бюджетное учреждение

    высшего профессионального образования

    «Сибирский государственный университет телекоммуникаций и информатики»

    (ФГОБУ ВПО «СибГУТИ»)

    Контрольная работа

    По дисциплине: «Элементная база телекоммуникационных систем»

    Тема: «Анализ Технико-Экономической эффективности внедрения

    наноэлектронных изделий»

    Выполнил:

    Проверил:.


    Новосибирск

    2023 г

    Содержание


    4. Определение выигрыша по занимаемому объему. 6

    5. Определение выигрыша в массе 8

    6. Определение выигрыша по потребляемой мощности 9

    7. Определение выигрыша в стоимости 10

    Выводы 11


    1. Задание.

    1.1. Определить выигрыш во времени безотказной работы наноэлектронного изделия по отношению к реализации изделия аналогичной сложности на электровакуумных приборах, транзисторах и на интегральных схемах большой степени интеграции.

    1.2. Определить выигрыш по занимаемому объему наноэлектронного изделия по отношению к реализации изделия аналогичной сложности на электровакуумных приборах, транзисторах и на интегральных схемах большой степени интеграции.

    1.3. Определить выигрыш по массе наноэлектронного изделия по отношению к реализации изделия аналогичной сложности на электровакуумных приборах, транзисторах и на интегральных схемах большой степени интеграции.

    1.4. Определить выигрыш по потребляемой мощности наноэлектронного изделия по отношению к реализации изделия аналогичной сложности на электровакуумных приборах, транзисторах и на интегральных схемах большой степени интеграции.

    1.5. Определить выигрыш по стоимости наноэлектронного изделия по отношению к реализации изделия аналогичной сложности на электровакуумных приборах, транзисторах и на интегральных схемах большой степени интеграции.
    2. Исходные данные.

    Наноэлектронное изделие представляет собой интегральную схему ультравысокой степени интеграции (УБИС), приведенную в таблице 2.1.

    Данные наноэлектронного изделия и параметры компонентов, которые используются для реализации изделия соответствующего по сложности наноэлектронному, приведены в таблицах 2.2-2.5.


    Цифра пароля
    Тип наноизделия
    Тип транзистора
    Тип ЭВП
    Тип БИС

    7
    Dual-Core Intel Xeon 5110
    КТ368Б
    6Э13Н
    ATF1504AS
    Таблица 2.1 – Данные для вариантов элементной базы


    Таблица 2.2 – Параметры ЭВП

    №
    Тип
    Iнак, мА
    Uнак, В
    Iанод, мА
    Uанод, В
    Nвывод
    Диаметр Ø,

    Высота h,



    Масса, г
    Цена, руб

    8
    6Э13Н
    140
    6,3
    7
    27
    12
    11
    20,8
    5
    140


    Таблица 2.3 – Параметры транзисторов

    №
    Наименование
    Iпотр, мА
    Uпит, В
    Диаметр Ø,

    Высота h,

    Масса, г
    Цена, руб

    6
    КТ368Б
    30
    10
    5,84
    5,3
    1
    27,44


    Таблица 2.4 – Параметры БИС

    №
    Наименование
    Iпот, мА
    Nэлем
    Uпит, В
    Nвывод
    Площадь S,

    Высота h,

    Масса, г
    Цена, руб

    9
    ATF1504AS
    130
    6000
    5,0
    100
    144
    1,2
    12
    86,32


    Таблица 2.5 – Параметры наноизделий

    №
    Наименование процессора
    Количество элементов, млн
    Количество выводов
    Потребляемая мощность, Вт
    Тактовая частота, ГГц
    Площадь S, кв. мм
    Напряжение питания, В
    Высота h, мм
    Технология, нм
    Цена, руб.

    Min
    Max
    Min
    Max

    7
    Dual-Core Intel Xeon 5110
    321
    771
    65
    95
    1,60
    80
    1,2
    1,4
    2,6
    65
    8257


    Таблица 2.6 – Интенсивность отказов дискретных элементов

    Название радиоэлемента
    Интенсивность отказов, , 1/час

    Транзисторы
    0,01

    Паяное соединение
    0,0003

    БИС
    0,02

    Наноиздение
    0,03

    ЭВП
    0,25

    Механическое соединение
    0,01


    3. Определение выигрыша во времени безотказной работы.

    Время безотказной работы изделий на ЭВП и транзисторах рассчитываются по формуле:



    где – число элементов (это число равно числу элементов наноэлектронного изделия);

    - интенсивность отказа элемента (для случая транзисторов данные берутся из таблицы 2.6);

    – число паянных или механических соединений (для случаев транзистора );

    – интенсивность отказа соединения (данные для транзисторов и ЭВП приведены в таблице 2.6);

    – вероятность отказа (для изделий широкого применения принимается равной 0,05).

    Время безотказной работы наноизделия:



    Время безотказной работы изделия на ЭВП:



    Время безотказной работы изделия на транзисторах:




    (5.2)
    Время безотказной работы изделий на основе БИС рассчитывается по формуле:



    где – округляется до ближайшего числа, число элементов в одной БИС ( ) берется из таблицы 2.4;

    – интенсивность отказа БИС указана в таблице 2.4;

    = (число выводов БИС, указаны в таблице 2.4, 2.5).

    Количество БИС:



    Время безотказной работы изделий на основе БИС:


    Таблица 3.1 – Данные времени безотказной работы

    НЭ изделие,

    , час
    Изделие на ЭВП,

    , час
    Изделие на транзисторах, , час
    Изделие на БИС, , час

    191351
    0,0006
    0,0015
    4,047


    Таблица 3.2 – Выигрыш во времени безотказной работы

    ,раз


    раз

    318106
    127106
    47103


    4. Определение выигрыша по занимаемому объему.

    Объем наноэлектронного ( ) и одного БИС изделия ( ) рассчитываются по формулам:





    где S – площадь наноэлектронного изделия (либо площадь одного БИС);

    h – высота наноэлектронного изделия (либо высота одного БИС).

    Объем для одного ЭВП и транзистора находится по формулам:





    где D – диаметр ЭВП;

    R – радиус транзистора.

    h – высота ЭВП или транзистора.

    Данные объема изделий на основе ЭВП и транзисторов рассчитываются по формулам:





    где и объем занимаемый одним ЭВП и одним транзистором, соответственно.

    Данные объема изделий на основе БИС рассчитываются по формуле:



    Объемы единичных изделий:








    Данные объема изделий на основе ЭВП и транзисторов:





    Данные объема изделий на основе БИС рассчитываются по формуле:


    Таблица 4.1 – Данные показателей объема

    НЭ изделие,
    Изделие на ЭВП,
    Изделие на транзисторах,
    Изделие на БИС,

    2,110-7
    635
    33
    9


    Таблица 4.2 – Выигрыш по занимаемому объему

    , раз
    , раз
    , раз

    3,1109
    1,6108
    4,2107


    5. Определение выигрыша в массе

    Данные массы наноэлектронного изделия указаны в таблице 2,5.

    Данные массы изделий на основе ЭВП и транзисторов рассчитываются по формулам:





    Значения и приведены в таблице 2.2 и таблице 2.3, соответственно.

    Данные массы изделия на основе БИС рассчитываются по формуле:



    Значения приведены в таблице 2.4.

    Определим массы изделий.






    Таблица 5.1 – Данные массы

    НЭ изделие,
    Изделие на ЭВП,
    Изделие на транзисторах,
    Изделие на БИС,

    0,0215
    1605000
    321000
    642


    Таблица 5.2 – Выигрыш в массе

    , раз
    , раз
    , раз

    75106
    14106
    2,9104


    6. Определение выигрыша по потребляемой мощности

    Потребляемая мощность наноэлектронного изделия указана в таблице 2.5.

    Потребляемая мощность изделия на основе ЭВП рассчитывается по формуле:



    где – средний выходной ток, потребляемый ЭВП, А;

    – напряжение питания ЭВП, В;

    – ток канала ЭВП, А;

    - напряжение канала ЭВП, В.

    Значения параметров для ЭВП приведены в Таблице 2.2.

    Потребляемая мощность изделия на основе транзисторов рассчитывается по формуле:



    где – средний ток, потребляемый транзистором, А;

    – напряжение питания, В;

    Потребляемая мощность изделия на основе БИС рассчитывается по формуле:



    где – средний потребляемый ток одной БИС, А;

    – напряжение питания, В;

    Потребляемые мощности изделий:






    Таблица 6.1 – Данные потребляемой мощности

    НЭ изделие,
    Изделие на ЭВП,
    Изделие на транзисторах,
    Изделие на БИС,

    95
    343106
    96106
    0,03106


    Таблица 6.2 – Выигрыш в потребляемой мощности

    , раз
    , раз
    , раз

    3,6106
    1,01106
    315


    7. Определение выигрыша в стоимости

    Стоимость изделий указана в таблицах исходных данных.

    Расчет общей стоимости готового изделия на ЭВП, транзисторах и БИС эквивалентные наноизделию производятся по формулам:

    Для ЭВП

    Для транзисторов

    Для БИС

    В расчетах затраты на изготовление изделий (материалы, сборка и др.) учитываются коэффициентами: .

    – количество ЭВП, транзисторов, БИС для реализации наноэлектронного изделия с аналогичными функциями.

    Общие стоимости:






    Таблица 7.1 Данные стоимости

    НЭ изделие,
    Изделие на ЭВП,
    Изделие на транзисторах,
    Изделие на БИС,

    8257
    8,91010
    1,31010
    5,5106


    Таблица 7.2 Выигрыш в стоимости

    , раз
    , раз
    , раз

    10106
    1,5106
    666


    Выводы

    Выигрыш во времени безотказной работы наноэлектронного изделия по отношению к реализации изделия аналогичной сложности на электровакуумных приборах – 318106 раз, транзисторах – 127106 раз, интегральных схемах большой степени интеграции – 47103 раз.

    Выигрыш по занимаемому объему наноэлектронного изделия по отношению к реализации изделия аналогичной сложности на электровакуумных приборах – 318106 раз, транзисторах – 127106 раз, интегральных схемах большой степени интеграции – 47103 раз.

    Выигрыш по массе наноэлектронного изделия по отношению к реализации изделия аналогичной сложности на электровакуумных
    приборах – 75106 раз, транзисторах – 14106 раз, интегральных схемах большой степени интеграции – 2,9104 раз.

    Выигрыш по потребляемой мощности наноэлектронного изделия по отношению к реализации изделия аналогичной сложности на электровакуумных приборах – 3,6106 раз, транзисторах – 1,01106 раз, интегральных схемах большой степени интеграции – 315 раз.

    Выигрыш по стоимости наноэлектронного изделия по отношению к реализации изделия аналогичной сложности на электровакуумных
    приборах – 10106 раз, транзисторах – 1,5106 раз, интегральных схемах большой степени интеграции – 666 раз.

    написать администратору сайта