Игнатов Крсач. Задача синтеза структуры проектируемой аппаратуры сводится к выбору имс, реализующих требуемые функциональные преобразования с минимальной избыточностью, а также рациональному соединению этих узлов.
 Скачать 405.36 Kb.
|
Задача синтеза структуры проектируемой аппаратуры сводится к выбору ИМС, реализующих требуемые функциональные преобразования с минимальной избыточностью, а также рациональному соединению этих узлов. Например, при проектировании аналогового электронного коммутатора с цифровым управлением методом наращивания функции мы приходим к решению, структурная схема которого приведена на рисунке 1. Здесь для синтеза аппаратуры требуется узлы, реализующие функцию усиления, коммутации напряжения и ячейки памяти триггеры. Используя справочные материалы ИМС, нетрудно выбрать конкретные ИМС и сгенерировать принципиальную схему.  Рисунок - Синтез электронного коммутационного поля методом наращивания функций. Выбор типа ключа Электронные ключи аналоговых сигналов(ЭКАС) применяются в бытовой радиоаппаратуре, системах телефонии, звукового и телевизионного вещания, телеметрии и телеуправлении, в устройствах сбора и обработки данных, аналого-цифровых и цифро-аналоговых преобразователях и др. Перспективным типом ИМС являются мультиплексоры –многоканальные коммутаторы с цифровыми схемами управления. В основном мультиплексоры применяются в устройствах временного разделения каналов. Мультиплексоры позволяют коммутировать 2N входных линий на одну выходную. Серийные ИМС мультиплексоров имеют от 2 до 64 выходов» (т.е. N=1…6). Мультиплексоры могут коммутировать как аналоговые, так и цифровые сигналы. Использование мультиплексоров позволяет существенно сокращать объем и массу электронного оборудования. Обратное преобразование – коммутацию одной входной линии на 2M выходных линий – производят с помощью демультиплексоров. Структурная схема Основным базовым блоком электронного коммутационного поля может являться мультиплексор типа Nx1, имеющий N входов и один выход. Электронно-коммутационное поле организуется путем объединения одноименных входов требуемого числа мультиплексоров типа Nx1, которое, в свою очередь определяется числом выходов. В нашем случае нам требуется электронно-коммутационное поле 28х28.  Рисунок – Обобщенная схема ЭКП на мультиплексорах В настоящее время у инженеров-разработчиков электронной аппаратуры имеется много альтернативных вариантов. Выбор оптимального варианта возможен лишь при решении многокритериальных задач, связанных с анализом огромных массивов справочной литературы. Поэтому актуальной задачей является разработка автоматизированных систем анализа известных и выбора перспективных технических решений с помощью ЭВМ. Такие системы являются логическим дополнением и развитием АСУ, разрабатываемых и внедряемых на предприятиях и в ВУЗах связи. Они так же будут полезны разработчикам САПР. При создании систем автоматизированного выбора перспективных технических решений решаются задачи:
Важной и трудоемкой задачей в рассматриваемой системе является создание банка данных по всем типам технических решений (ТР). Банк данных представляет собой информационный массив, содержащий набор данных о параметрах и показателях ТР. Параметры ТР выбираются из справочной литературы. При отсутствии значений отдельных параметров технического решения в справочной литературе необходимо их экспериментальное отделение. Если возможность экспериментального определения недостающих параметров отсутствует, то массив получается неполным. Для работы на ЭВМ в таком массиве свободные места приходится заполнять условными знаками. В случае, если известна неполная совокупность параметров некоторых ТР и отсутствует возможность их экспериментального определения, решение задачи по выбору оптимального ТР является приближенным. Точность такого решения тем выше, чем меньше неизвестных параметров имеется у технического решения. Учет количества неизвестных параметров mнj по сравнению с общим числом параметров m, характеризующим каждое ТР производится с помощью коэффициента неопределенности:  Каждое ТР характеризуется совокупностью электрических, конструктивных, экономических и других параметров. Требуется определить значимость отдельных параметров зависимости от области применения ТР. Одним из методов определения значимости каждого параметра является метод априорного ранжирования П.1. Он основывается на опросе высококвалифицированных специалистов (экспертов) в данной области. При проведении практических занятий роль экспертов выполняют студенты. Экспертам ставится задача расположить параметры ТР в порядке убывания их значимости (весомости). В тех случаях, когда эксперт считает одинаковой значимость двух или более параметров, то этим параметрам присваиваются одинаковы номера. В зависимости от занимаемого номера (ранга) параметру присваивается весовой коэффициент. Затем данные опросы экспертов приводятся к нормированным значениям весовых коэффициентов, где максимально возможный коэффициент принята единица. При выборе значений весовых коэффициентов можно воспользоваться рекомендациями, приведенными в таблице П.1. Для решения задачи по автоматизированному выбору оптимального ТР, отвечающего заданным техническим требованиям, необходимо разработать критерии оценки качества, рассматриваемого ТР, в зависимости от области применения этого решения. Для выработки единой системы оценки качества ТР по отдельным параметрам предлагаются две формулы. Для параметров, максимальным значениям коэффициентов качества используется формула:  Где і – номер учитываемого параметра; j – номер технического решения;  справочное значение i-го параметра среди всех ТР.Для параметров, минимальные значения которых должны соответствовать максимальным значениям коэффициентов качества, используется следующая формула:  Для определения качества ТР с учетом значимости отдельных параметров вводится абсолютный коэффициент качества. Абсолютный коэффициент качества вычисляется как сумма произведения весовых коэффициентов значимости на коэффициент качества по отдельным параметрам:  Где m – количество параметров. Для оценки качества ТР по совокупности параметров вычисляется нормированный коэффициент качества  Для определения степени приближения параметров ТК к оптимальному решению вводится коэффициент идеальности:  Здесь, под «идеальным» подразумевается ТР, имеющее наилучшие показатели по всем параметрам. На основании изложенных критериев оценок качества разработан алгоритм выбора перспективных типов ТР. Таблица 2.1
  Рисунок 3 – Общая схема алгоритма оптимальных технических решений
С помощью ЭВМ, выбираем перспективный в нашей схеме тип БУ. Наиболее перспективным будет схема 544УД1А, имеющая высокое входное сопротивление (1012Ом), высокий коэффициент усиления KuБУ=100000  Рис. 4.1 – Схема включения 544УД1А С помощью ЭВМ, выбираем перспективный в нашей схеме тип ключа. Наиболее перспективным будет схема блока коммутаций, состоящей из мультиплексора типа ADG706(16x1) и ADG408(8x1). | ||||||||||||||||||||||||||||||