Другие предметы \ Проектирование цифровых устройств

Устройство синхронизации сигналов. Проект конечного автомата, осуществляющего синхронизацию информационных импульсов, поступающих в произвольные моменты времени, страница 10

Интенсивность отказов устройства, содержащего разные элементы, определяется соотношением , где  - число элементов i-ого типа, r– число элементов в составе устройства,  - интенсивность отказов элементов i-го типа.

Среднее время наработки на отказ устройства составляет:

. Для ИС КР 1554 .

Характеристики надежности элементов приведены в табл. 31.

№

Тип элемента

Число элементов Q

λ [час-1]

Q*λ[час-1]

1

ЛА3

3

0.01*10-6

0.03*10-6

2

ЛА4

3

0.01*10-6

0.03*10-6

3

ЛА1

1

0.01*10-6

0.01*10-6

4

ЛН1

1

0.01*10-6

0.01*10-6

5

Паяные соединения

86

10-9

0,086*10-6

6

Конденсаторы

3

0,004*10-6

0,012*10-6

7

Вилка разъема

2

0,011*10-6

0,022*10-6

Суммарная интенсивность отказов

0,200*10-6

Таблица 31. Перечень комплектующих элементов конечного автомата и значений интенсивности их отказов

Время наработки на отказ разрабатываемого устройства при этом составит Tотк==106/0,2=5000000 ч.        

Моделирование работы устройства

Смоделируем синтезированное устройство в САПР OrCAD 9.2. Для моделирования используются зарубежные аналоги микросхем в соответствии с табл. 31. Моделирование производится при настройке температуры 270С и типовом времени переключения микросхем.

Типа элемента

Обозначение (в серии КР1554)

Зарубежный аналог (в серии 74AC)

4 х 2И-НЕ

КР1554ЛА3

74AC00

3 х 3И-НЕ

КР1554ЛА4

74AC10

2 х 4И-НЕ

КР1554ЛА1

74AC20

6 х НЕ

КР1554ЛН1

74AC04

Таблица 32. Аналоги микросхем ИС КР1554

В результате получаем временную диаграмму работы синтезированного автомата (рис. 14, 15).

Рисунок 14. Временная диаграмма работы синтезированного автомата А

Рисунок 15. Временная диаграмма работы синтезированного автомата А

Из приведенной диаграммы видно, что функционирование автомата происходит правильно, в соответствии с заданным словесным описанием его работы и сформулированным формальным описанием в виде графа автомата и таблиц переходов и выходов. Время переключения смоделированного автомата соответствует рассчитанным значениям.

Оценка степени выполнения задания

В результате проведенного проектирования разработано устройство синхронизации информационных импульсов, поступающих в произвольные моменты времени с тактовыми импульсами.

Анализ степени выполнения требований ТЗ приведен в табл. 33.

№

Параметр

Требования ТЗ

Полученное значение

Оценка степени выполнения

1

Тактовая частота

1.5 МГц

> 1.6 МГц

Выполнено

2

Потребляемая мощность

Не более 110 мВт

< 44 мВт

Выполнено

3

Наработка на отказ

Не менее 5*106 ч.

5*106 ч

Выполнено

4

Срок эксплуатации

15 лет

20 лет

Выполнено

Таблица 33. Анализ выполнения ТЗ

Список использованной литературы

1)  Музыченко О.Н. Проектирование цифровых устройств. Методические указания по курсовому проектированию (Синтез конечных автоматов), С.Пб., БГТУ, 2010.

2)  Петровксий И.И. Логические ИС КР 1533, КР 1554: Справочник. Ч.1,2/ТОО «Бином», 1993.

Скачать файл