ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ 6
ВВЕДЕНИЕ 7
1 Постановка задачи 9
2 Теоретические основы технологий проектирования на ПЛИС 10
2.1 Теоретические основы стандарта интерфейса JTAG 11
2.2 Сравнение отечественных и передовых зарубежных технологий и решений . . 12
3 Технологический раздел 14
3.1 Разработка структурной схемы устройства 14
3.2 Элементы регистратора интервалов времени 15
3.2.1 Управление питанием 15
3.2.2 ПЛИС 16
3.2.3 Делитель напряжения и компаратор 22
3.2.4 Интерфейс RS-485 27
3.2.5 Память 33
3.2.6 Контроль 34
3.2.7 Индикация 35
4 Программный раздел 36
4.1 Теоретические сведения языка описания аппаратуры VHDL 36
4.2 Цели и задачи программного обеспечения ПЛИС 37
4.3 Алгоритм работы программы ПЛИС 38
4.4 Интерфейс и тело объекта 40
5 Расчет показателей безотказности РЭУ 55
5.1 Определение поправочных коэффициентов для различных классов (групп)
изделий 59
6 Итоги и результаты 65
7 Организационно экономический раздел 71
7.1 Элементы сетевого графика 71
7.2 Расчет ожидаемой продолжительности выполнения работ 72
7.3 Технико-экономические расчеты 79
7.3.2 Себестоимость разработки 80
7.3.3 Амортизационные отчисления 81
7.3.4 Расчёт полной себестоимости и цены на разработку 81
7.3.5 Анализ технико-экономической эффективности 82
8 Безопасность жизнедеятельности 83
8.1 Требования безопасности к электротехническому изделию и его частям 84
8.2 Меры безопасности 85
8.3 Пожарная безопасность 85
8.3.1 Мероприятия по обеспечению пожаробезопасности при проведении технологических процессов 86
8.4 Требования к органам управления 87
8.5 Охрана труда пользователей ПЭВМ 88
8.6 Производственная санитария 91
8.7 Оказание первой помощи при поражении электрическим током 92
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 93
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 94
ПРИЛОЖЕНИЕ А
Процесс конструирования заключается в разработке печатных плат, и конструкций прибора с учетом технологии единичного изготовления и ее специфики на предприятии. Первым этапом разработки может служить техническое задание (ТЗ), либо уже имеющиеся схемные решения, но требующие доработки. Финальным этапом разработки является готовый функционирующий макет, который проходит серию определенных испытаний, после чего отправляется на выпуск.
В результате такого подхода к проектированию создаются более технически совершенные радиоэлектронные средства (РЭС), отличающиеся от своих аналогов и прототипов улучшенными характеристиками: эффективностью за счёт использования более совершенной элементной базы, усовершенствованной конструкции и подходов к процессам программирования.
Разрабатываемая аппаратура должна обеспечивать требуемые по ТЗ выполнения задач, оптимизирована по таким показателям как функциональным, конструкторским, технологическим и эксплуатационным. Однако устройства РЭС в современном мире не стоят на месте и постоянно усложняются и совершенствуются. Из этого следует, что процессы разработки могут обернуться достаточно сложными расчетами и вычислениями. Подобное положение вызвало интенсивное развитие новой технологии проектирования РЭС, базирующихся на системном подходе и совершенствовании процессов проектирования с применением математических методов и средств вычислительной техники, использованием эффективных методов проектирования и оптимизации, а также повышением качества управления проектированием.
Главным средством автоматизации проектирования являются ЭВМ и управляемые ими другие технические средства. С их помощью осуществляется анализ и синтез схем, их оптимизация, компоновка и размещение элементов конструкции РЭС, находятся оптимальные варианты электрического соединения элементов (трассировки) и решаются многие другие сложные задачи. Для разработки и описания технической документации на изделия также используется всевозможное специализированное программное обеспечение.
Одним из таких примеров при проектировании РЭА можно выделить пакет программ P-CAD фирмы Personal CAD Systems. Система P-CAD предназначена для проектирования многослойных печатных плат (ИИ) вычислительных и радиоэлектронных устройств. Встроенные в P-CAD модули осуществляют функции логического моделирования, проверяют соблюдение правил проектирования, создают список соединений для моделирования, автоматически размещают компоненты и трассируют печатную плату.
В данном дипломном проекте рассматривался процесс создания регистратора интервалов времени на ПЛИС и разработка программного кода, который обеспечивает управление всей системой. Проектирование и разработка по данному проекту осуществляется на основании требований, указанных в техническом задании. Рассмотрению подлежали вопросы технологического и программного характера.
В технологическом разделе рассматривались основные структурные элементы схемы, принципы работы управляющей матрицы, метод преобразования входных импульсов, выбор элементной базы устройства.
Назначение программного раздела - написание программного кода для управляющей матрицы. Он разрабатывался специально для правильного функционирования устройсва. Прошивка на матрицу разрабатывалась в САПР Quartus II, который обеспечивает доступ ко всем развитым ресурсам микросхем, позволяющий вести проектирование программно-аппаратных систем.
В процессе разработки дипломного проекта также широко использовались компьютерные средства создания электронной документации: пакет программ Microsoft Office Word, Microsoft Office PowerPoint и Microsoft Office Excel, а так же пакет программ конструкторского проектирования P-CAD.
В организационно-экономическом разделе приводится экономический анализ и сетевое планирование разрабатываемого устройства. Приводится расчет сетевого графика и его параметров, расчет заработной платы на оплату труда разработчиков, расчет полной себестоимости и цены на разработку, а также анализ технико-экономической эффективности разработки.
В разделе «Безопасность жизнедеятельности» приводятся основные нормативные документы и правила безопасности при эксплуатации. Рассмотрены общие требования безопасности, предъявляемые к устройству, уделено внимание вопросам пожарной безопасности, охраны труда пользователей ПЭВМ и производственной санитарии. В разделе 6 пояснительной записки продемонстрированы некоторые результаты дипломного проектирования.
