WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!


Pages:     || 2 | 3 | 4 | 5 |
Министерство образования Российской Федерации Северо-Западный государственный заочный технический университет Кафедра конструирования и производства РЭА КОНСТРУКТОРСКО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ПРОИЗВОДСТВА ЭВМ Рабочая программа Методические указания Задание для самостоятельной работы Факультет информатики и систем управления Специальность 220100 - вычислительные машины, комплексы,системы и сети Направление 654600 – информатика и вычислительная техника САНКТ-ПЕТЕРБУРГ 2001 Утверждено редакционно-издательским советом университета УДК 621.396.6: 681.3 Конструкторско-технологическое обеспечение производства ЭВМ: Рабочая программа, задание для самостоятельной работы. - СПб.: СЗТУ, 2001,- 34с.

Рассматриваются методология конструирования и технологии производства ЭВМ с учетом требований технического задания, ограничений производства, обеспечения высокого качества и экономической эффективности; излагаются вопросы машинного проектирования при конструировании, компоновке и микроминиатюризации ЭВМ; тенденции развития микроэлектроники и прогрессивных направлений технологии производства ЭВМ.

Приведена рабочая программа дисциплины, даны методические указания к ее изучению, представлены задания на контрольные работы и методические указания для их выполнения.

Рассмотрено на заседании кафедры конструирования и производства радиоэлектронной аппаратуры 25 января 2001года, одобрено методической комиссией факультета радиоэлектроники 20 февраля 2001года.

Р е ц е н з е н т ы: кафедра конструирования и производства РЭА СЗТУ (зав.кафедрой В.Н.Воронцов, канд.техн.наук,доц.); В.И. Соколов, д-р физ-мат.

наук, проф. ФТИ им А.Ф. Иоффе С о с т а в и т е л и: В.Н.Воронцов, канд. техн. наук, доцент;

Ю.Ф.Задорин, канд. техн. наук, доцент.

© Северо-Западный государственный заочный технический университет ПРЕДИСЛОВИЕ Создание современных электронно-вычислительных машин (ЭВМ) есть сложный процесс, в котором взаимно увязаны принципы действия электронных систем, схемы и конструкции ЭВМ, технологии их изготовления.

Повышение эффективности и качества производства ЭВМ, снижение стоимости их изготовления могут быть успешно решены на базе унификации и стандартизации основных параметров и типоразмеров блоков, функциональных узлов и других устройств ЭВМ, широкого применения новых методов конструирования с использованием базовых технологических процессов производства.

Быстрое развитие микроэлектроники и необходимость сокращения сроков проектирования ЭВМ требуют от современного специалиста знаний в области физических и конструкторско-технологических основ микроэлектроники, ее элементной базы, владеть микросхемотехникой и системотехникой в соответствующей предметной области и квалифицированно пользоваться системами автоматизированного проектирования ЭВМ.

Цель изучения дисциплины заключается в освоении знаний, умений и навыков необходимых специалисту по вычислительной технике при создании новых изделий в составе коллектива разработчиков, при производстве и в процессе эксплуатации.

Содержание дисциплины включает в себя сведения о реализации этапа конструкторско-технологического проектирования ЭВМ, его обусловленность и связь с другими этапами создания ЭВМ. Основными вопросами, подлежащими изучению в настоящем курсе, являются:

- структура объекта проектирования и принципы проектирования;

- характеристика условий эксплуатации, других факторов и ограничений, влияющих на выбор проектных решений;

- структура технологических требований на проектирование ЭВМ;

- критерии качества и оптимизации конструкционных систем ЭВМ;

- конструктивно-технологические методы обеспечения надежности ЭВМ с учетом внешних воздействий и взаимовлияний;

- современные методы проектирования, основанные на применении САПР;

- технология изготовления отдельных элементов конструкционных систем ЭВМ (элементной базы, печатных плат, элементов памяти, несущих конструкций и т. д.);

- технология сборки и электрического монтажа сборочных единиц ЭВМ;

- методы контроля и испытаний ЭВМ;

- проектирование технологических процессов;

- системы конструкторской и технологической документации.

Задачи изучения курса заключаются в ознакомлении с научной проблематикой дисциплины, с существующими конструкционными системами ЭВМ, в освоении инженерных методов конструкторского проектирования и производства ЭВМ.

В результате изучения дисциплины студенты должны знать:

- основные задачи проектной и производственной деятельности при создании аппаратуры ЭВМ;

- принципы и методы проектирования аппаратуры ЭВМ на этапах выбора структуры конструкционной системы, физического (помехоустойчивость, тепловой режим, виброустойчивость) и монтажно-коммутационного (покрытие, компоновка, размещение, трассировки) проектирования;

- возможности и ограничения автоматизированного проектирования с применением САПР;

- перспективные технологические процессы изготовления компонентов и деталей аппаратуры ЭВМ, методы сборки и электрического монтажа, методы проектирования технологических процессов;

- состав конструкторской и технологической документации ЭВМ.

Овладев материалом курса, студенты должны уметь:

- формировать и делать обоснование технических требований к конструктивному исполнению ЭВМ с учетом зарубежного и отечественного опыта, условий эксплуатации, выбранной элементной базы, электромагнитной совместимости;



- делать оценку принятых конструктивных решений, пользуясь приближенными методиками конструкторских расчетов (надежности, тепловых режимов, вибропрочности, помехоустойчивости);

-учитывать технологические ограничения при проектировании, рассчитывать основные показатели технологичности конструкции, формировать в соответствии с назначением ЭВМ необходимую программу испытаний;

- работать с системой конструкторской документации (схемной, чертежной, текстовой);

- применять для решения конструкторских и технологических задач современные САПР.

Связь с другими курсами специальности. Дисциплина связана с предшествующими ее изучению дисциплинами: "Высшая математика", "Физика", "Электротехника и электроника", "Схемотехника ЭВМ", и последующими: "Интерфейсы периферийных устройств ", "Проектирование информационных систем ", "Системотехника и системное проектирование ", "Эксплуатация средств ВТ".

Знания, полученные студентами в курсе "Конструкторско – технологическое обеспечение производства ЭВМ", используются также при выполнении курсовых и дипломного проектов.

РАБОЧАЯ ПРОГРАММА (объем курса 200часов) ВВЕДЕНИЕ ( 2 часа) [1], c.5...6; [2], c.6...22; [4], c.5; [5], c.5...16; [8],c.5...Предмет и содержание дисциплины, ее роль и место в процессе создания новых моделей ЭВМ. Взаимосвязь этапов проектирования и производства новых изделий, обусловленность уровнем развития техники и технологии.

Физические и конструктивно-технологические основы микроэлектроники и ее роль при проектировании ЭВМ.

Влияние конструктивно-технологических решений на качество и надежность ЭВМ. Современные проблемы проектирования и производства ЭВМ.

Основные направления развития микроэлектроники и вычислительной техники в стране и за рубежом.

1.СИСТЕМНЫЕ ВОПРОСЫ КОНСТРУКТОРСКОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ И ПРОИЗВОДСТВА ЭВМ (12 часов) [3], c.34...43; [4], c.5...16; [10], c.5...45; 100...Основные понятия, связанные с проектной деятельностью: задание на проектирование, проектирование и конструирование, проектная процедура, проектное решение.

Принципы проектирования. Пространство состояний процесса проектирования: стадии, этапы, иерархические уровни. Методы проектирования. Квантификация целей, критерии, оптимизация в процессе проектирования. Структура технических требований на проектирование.

Конструкционная система ЭВМ, ее структурные модели (иерархические, сетевые). Различные аспекты проектирования конструкционной системы (физическое, техническое, монтажно-коммутационное проектирование) и соответствующие им математические модели.

Критерии надежности. Основные понятия теории надежности, компоненты надежности, основные соотношения, расчеты надежности, учет внешних воздействующих факторов. Диагностика работоспособности и прогнозирование надежности ЭВМ. Понятие отказа в теории надежности. Виды, механизмы, причины отказов. Методы неразрушающего контроля качества и анализа отказов ЭВМ и их элементов.

Критерии устойчивости аппаратуры ЭВМ при внутренних и внешних воздействиях. Характеристика условий эксплуатации аппаратуры ЭВМ.

Критерии технологичности. Основные задачи технологической подготовки производства. Испытания аппаратуры ЭВМ, виды испытаний, программа и методика испытаний.

Система конструкторской документации ЭВМ: состав, виды, обозначение, комплектность.

Системы автоматизированного проектирования и производства ЭВМ (САПР, ГАП). Основные определения и структуры. Характеристика видов обеспечения САПР.

2. ОСНОВЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ТИПОВЫХ КОНСТРУКЦИЙ ЭВМ (16 часов) [1], c.30...40, 45...53, 62...88, 93...110; [2], c.22...26; [3], c.18...Иерархическая структура конструкционной системы ЭВМ, общие технические требования.

Геометрическая компоновка конструкционной системы ЭВМ как задача структурного синтеза. Модели и критерии геометрической компоновки, типовые схемы. Выбор компоновочной схемы и определение геометрических разметров конструкции.

Принципы унификации конструкционных систем ЭВМ. Характеристика типовых конструкций ЭВМ, "Евромеханика", системы унифицированных конструкций "Рябина".

Элементы электрических соединений: провода монтажные, плоские кабели, соединительные платы и гребенки.

Конструктивно-технологические параметры ИМС-БИС, СБИС - и особенности конструирования ЭВМ на их основе. Перспективные методы и средства сборки и монтажа ЭВМ на БИС.

3. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ТИПОВЫХ КОНСТРУКЦИЙ ЭВМ С УЧЕТОМ ПАРАЗИТНЫХ ЯВЛЕНИЙ (12 часов) [1], с.126...146, 150, Основные задачи монтажно-коммуникационного проектирования ЭВМ:

схемная компоновка, размещение, трассировка и критерии, используемые при их решении. Виды линий связи и их электрические параметры. Помехи при передаче сигналов по линиям связи: отражение сигналов, перекрестные наводки, помехи по цепям управления и питания. Методика конструирования линий связи с учетом искажающих факторов.

4. ОБЕСПЕЧЕНИЕ НОРМАЛЬНОГО ТЕПЛОВОГО РЕЖИМА ЭВМ (16 часов) [1], с. 153... Теплообмен в ЭВМ и его влияние на надежность. Критерии оценки теплового режима ЭВМ, теплофизические параметры элементной базы. Способы переноса тепловой энергии и основные задачи теплофизического проектирования ЭВМ. Принципы расчета тепловых режимов. Тепловая модель конструкции. Электротепловая аналогия и ее применение для оценки тепловых режимов типовых конструкций различного уровня конструктивной иерархии.





Выбор вариантов конструктивного исполнения ЭВМ в зависимости от теплонагруженности и внешних условий. Специальные системы охлаждения ЭВМ, средства локального и общего охлаждения.

5. ОСОБЕННОСТИ КОНСТРУИРОВАНИЯ НЕСТАЦИОНАРНЫХ ЭВМ (16 часов) [1], c.186, 187, 189...192, 196...198, 205...Характеристика влияния на ЭВМ механических воздействий, обусловленных условиями эксплуатации и применения. Изменение надежности ЭВМ при интенсивных механических воздействиях. Математические модели конструкций ЭВМ как механических систем. Частотные характеристики элементов конструкции. Расчет собственных частот пластинчатых элементов конструкции ЭВМ (печатных плат, стенок, крышек и т.д.). Конструирование несущих элементов типовых узлов ЭВМ. Применение амортизационных систем для механической устойчивости и прочности ЭВМ.

6. ОСНОВЫ АВТОМАТИЗАЦИИ КОНСТРУКТОРСКОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ (20 часов) [1], c. 278...291, 295...305; [8], с. 263...269; [10], с.153... Структуры и принципы построения САПР, виды обеспечения САПР.

Возможности применения САПР на различных этапах конструкторского проектирования ЭВМ. Лингвистическое обеспечение САПР: языки описания данных, базовые и выходные языки. Принципы построения математического обеспечения САПР. Программное обеспечение САПР: структуры программных систем САПР (ПС САПР). Структуры КТС САПР. Математические модели объектов на этапе монтажно-коммутационного проектирования. Постановка задачи, критерии оптимизации и алгоритмы этапов покрытия, компоновки, размещения и трассировки.

7. ОСНОВЫ ТЕОРИИ И ТЕХНИЧЕСКАЯ ПОДГОТОВКА ПРОИЗВОДСТВА ЭВМ (20 часа) [4], с. 5...29, 34...44, 49...53, 357...Системный метод - основа современного исследования в науке и технике.

Системный подход к технологии ЭВМ (Т-система). Понятия о производственной и технологической системах. Принципы концептуализации производственной и технологических систем. Координация функционирования компонентов (элементов и связей) производственных и технологических систем на различных уровнях. Функциональная инвариантность производственных и технологических систем. Основные понятия в теории производства ЭВМ. Методы структурного анализа производственных и технологических процессов.

Формирование и моделирование информации о параметрах технологического процесса. Оценка информативности и выбор контролируемых параметров.

Формулировка и методы решения основных технологических задач путем:

- унификации конструктивных элементов и нормализованных узлов, а также технологических процессов их производства;

- комплексной автоматизации технологического процесса производства ЭВМ, включая монтаж, сборку, контроль и испытания.

Оптимизация решения технологических задач на основе широкого использования микропроцессорной и вычислительной техники. Система технологического обеспечения качества компонентов ЭВМ. Анализ качества новых конструктивно-технологических вариантов. Технологичность как главная характеристика производства. Связь технологичности ЭВМ с объемом и условиями производства. Принципы построения автоматизированной системы контроля технологичности разработок. Аттестация разрабатываемых технологических процессов по точности и стабильности. Проблема адаптации производства и продукции. ГПС - гибкая производственная система - высшая форма технической и технологической реализации группового безлюдного производства. Основные цели и методы решения инженерных задач ГПС ЭВМ. Основные предпосылки производства ЭВМ в едином цикле полной автоматизации. Общая характеристика ЭВМ как объекта производства. Конструктивнотехнологические особенности поколений ЭВМ. Иерархические уровни производства ЭВМ и их особенности. Исходные данные и этапы разработки техдокументации. Связь этапов разработки конструкции и технологии. Особенности структуры технологических процессов для различных типов производств.

Конструкторская, технологическая и организационная подготовка производства. Основные понятия и определения систем стандартов: единая система технологической документации (ЕСТД), единая система технологической подготовки производства (ЕСТПП). Исходные данные для технологической подготовки производства: конструкторская документация, производственная программа, ГОСТы, ОСТы и СТП. Технологические исследования для подготовки данных при проектировании технологических процессов. Выбор технологического оборудования и средств технологического оснащения, обеспечивающих эффективность технологических процессов. Структура технологического оснащения (ТО). Критерии выбора ТО по ЕСТПП.

8. ТЕХНОЛОГИЯ ИНТЕГРАЛЬНЫХ МИКРОСХЕМ (20 часов) [2], c.179...224; [5], c.3...251; [10], c.118...Роль микроэлектронной элементной базы в создании современных ЭВМ.

Классификация интегральных микросхем (ИС) по конструкторскотехнологическим признакам: полупроводниковые, гибридно-пленочные (тонко- и толстопленочные), совмещенные на пассивной подложке. Степень интеграции. Большие и сверхбольшие интегральные схемы (БИС и СБИС). Требования, предъявляемые к микросхемам широкого применения, техникоэкономические критерии при выборе и оценке конструктивно-технологического использования специализированных интегральных схем.

Pages:     || 2 | 3 | 4 | 5 |










© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.