Разработка устройства суммирования по модулю девять двух двоичных трехразрядных, страница 23

Сравнение характеристик показывает, что наилучшим базисом по сложности является базис И, ИЛИ, Не. По параметрам глубины он так же превосходит остальные базисы. Вследствие того, что данная серия микросхем для элементов И и И-НЕ, а так же ИЛИ и ИЛИ-НЕ имеет почти схожее время переключения, то окончательным для дальнейшего рассмотрения возьмем схему в базисе И, ИЛИ, НЕ.

Сложность проектируемой схемы, невелика, для ее реализации нужны всего четырнадцать ИС, поэтому разбиение ее на подсистемы не требуется.

В выбранном схемном решении три незадействованных входа, которые мы используем для повышения контролепригодности проектируемого устройства за счет повышения его показателей наблюдаемости.

Выберем для установки на плате один конденсатор емкостью для исключения низкочастотных помех. Выберем конденсатор типа  1.5 мкФ. А так же выберем конденсатор емкостью  для исключения высокочастотных помех. Выберем два конденсатора типа  0.047 мкФ. Они полностью соответствуют требованиям, предъявляемым к проектируемому устройству по условиям эксплуатации и надежности.

Поскольку суммарное количество входных, выходных и шин питания разрабатываемого устройства равно 15, выберем для установки на плате разъем типа ГРПМ1-21ШУ2.

9.  Расчет основных параметров устройства (время переключения, потребляемая мощность, время наработки на отказ)

Для оценки быстродействия необходимо определить пути распространения сигналов от входа к выходу максимальной глубины. Анализ схемы показывает, таких путей:

1. Буф. эл.→2ИЛИ→2И→2ИЛИ→2ИЛИ→НЕ→2И→НЕ→2И

2. Буф. эл.→2ИЛИ→2И→2И→2ИЛИ→2ИЛИ→НЕ→2И→2ИЛИ

3. Буф. эл.→2И→2И→2И→2ИЛИ→2ИЛИ→НЕ→2И→2ИЛИ

Максимальное время переключения схемы при распространении сигнала по каждому из рассмотренных вариантов пути составляет:

При :

1.  7+7,5+7,5+7,5+7,5+7+7,5+7+7,5=66 нс

2.  7+7,5+7,5+7,5+7,5+7,5+7+7,5+7,5=66,5 нс

3.  7+7,5+7,5+7,5+7,5+7,5+7+7,5+7,5=66,5 нс

При :

1. 7,5+8,5+8,5+8,5+8,5+7,5+8,5+7,5+8,5=73,5 нс

2. 7,5+8,5+8,5+8,5+8,5+8,5+7,5+8,5+8,5=74,5 нс

3. 7,5+8,5+8,5+8,5+8,5+8,5+7,5+8,5+8,5=74,5 нс

Таким образом, максимальное время переключения синтезированной схемы равно 74,5 нс, что не превышает заданного значения 125 нс.

Проведем расчет потребляемой мощности  разработанного устройства. Сначала рассчитаем максимальный потребляемый ток:

Следовательно, потребляемая схемой мощность равна:

 мВт.

 мВт

Рассчитаем показатели надежности разработанного устройства.

Интенсивность отказов устройства, содержащего разнотипные элементы, определяется следующим соотношением:

где  - число элементов i-го типа,  - число типов элементов  в составе устройства,  - интенсивность отказов элементов i-го типа.

Проведем расчет показателей надежности разработанного устройства: