Общие сведения о лабораторном практикуме. Цели и задачи

ЛАБОРАТОРНЫХ ЗАНЯТИЙ

 

В лекциях по курсу “Основы конструирования ЭС” вводится и раскрывается ряд понятий, круг проблем и задач, а также методов их решения. Лекции помогают сформулировать систему новых знаний. Однако цель процесса обучения этим не ограничивается. Выработать ряд умений и сопутствующих им навыков, т.е. сформировать необходимые компетенции - так же неотъемлемая часть обучения. Умение применять сформулированные в мышлении понятия курса для самостоятельного решения возникающих задач, приобретение навыка проектирования ЭС - основная цель комплекса лабораторных работ по дисциплине ”Основы конструирования ЭС ”.

Учитывая тот факт, что современное конструирование немыслимо без использования ЭВМ, лабораторные работы в максимально возможной степени ориентированы на применение средств вычислительной техники.

Известно, что проектирование по сути своей — действия, совершаемые в условиях неопределенности, при неочевидных последствиях принимаемых решений. Следовательно, возможны возвратные операции, изменение условий проектирования после получения каких-либо промежуточных результатов и тому подобные действия. Поэтому применяемые программные средства принципиально ориентированы на диалог между студентом — проектировщиком и ЭВМ.

Известно, что в процессе разработке ЭС конструктор совершает различные по характеру действия: анализ проектной ситуации, синтез, принятие решения. Научить анализировать ситуацию можно с помощью теоретического курса (лекции). Труднее научить синтезировать решения. Совсем сложно — научиться с помощью лекций принимать решения. Восполнить указанные пробелы в подготовке студентов должен помочь данный практикум лабораторных работ, т.к. в каждой работе студенту придется многократно совершать действия анализа, синтеза, принятия решений.

Излагаемые в каждой конкретной лабораторной работе методики дают возможность на стадии эскизного проектирования современной электронной аппаратуры обосновать и выбрать типовые конструктивно-технические решения с использованием базовых несущих конструкций (БНК) в соответствии с нормативно-техническими документами.

Методики изложены в виде некоторых алгоритмов, позволяющих только подготовить необходимую информацию для обоснованного принятия решения о конструктивной реализации аппарата. Программная реализация алгоритмов разработана специально для данного лабораторного комплекса.

В целом цикл лабораторных работ представляет собой решение единой комплексной задачи разработки предварительного варианта конструкции блока ЭС с использованием типовых конструктивных решений в виде БНК.

Комплекс лабораторных работ задуман и реализован как учебная имитация стадий эскизного и технического проектирования реального процесса разработки конструкции современного электронного средства.

Как известно, реальный процесс конструирования состоит в разрешении последовательности проектных задач-ситуаций:

¨ разработка конструкции микроэлектронных узлов (микросборки);

¨ разработка компоновочного решения ячеек (субблоков) и блоков;

¨ всесторонний анализ полученного компоновочного решения;

¨ уточнение или коренная переработка конструкции ЭС.

Именно указанные задачи — проектные ситуации — являются объектом моделирования в лабораторных работах.

Принципиальная особенность комплекса работ, основанная на наличии разработанных автоматизированных средств конструирования, состоит в том, что в случае неудачного решения задачи синтеза конструкции, выявленного при анализе, студенты имеют возможность практической переработки конструкции. Это позволяет более полно моделировать конструкторскую работу.

Другая группа особенностей комплекса лабораторных работ состоит во взаимосвязи, цельности и определенности последовательности проведения работ. Она возникает из-за того, что имитируется реальная последовательность действий при конструировании. Отсюда следует, что результаты предыдущей лабораторной работы становятся совокупностью исходных данных для будущих работ.

Конкретные цели и задачи, специфические требования и условия, а также методики решения для каждой проектной ситуации, моделируемой в лабораторных работах, приводятся при описании соответствующих работ.

ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ К ЦИКЛУ

ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ

1. Назначение: контрольно-измерительное ЭС.

2. Условие эксплуатации: бортовые, самолетные.

3. Максимальная температура окружающей среды: +40⁰ С.

4. Сложность электрической схемы в эквивалентных усилителях и/или вентилях:

 

Вариант 1	Вариант 2	Вариант 3
2000	5000	10000

 

5. Тип схемы: аналогово-цифровая. Средний коэффициент объединения по входу одного   вентиля к₁=2.

6. Уровень интеграции микросхем, J_k:

 

Вариант 1	Вариант 2	Вариант 3
25	50	75

 

7. Элементная база микроэлектронного узла (МЭУ): бескорпусные полупроводниковые микросхемы с размерами кристаллов, мм, I_кр х В_кр=2х2; уровень интеграции кристалла J_k=5; выводы кристаллов — гибкие.

8. Типы корпусов МЭУ: согласно ГОСТ 17467-94.

9. Способы установки МЭУ на платах:   

- для обычной лабораторной работы - односторонний

- * для участников конструкторско-деловой игры: 

 

Вариант 1	Вариант 2
Односторонний	Двухсторонний

 

10.* Базовая технология изготовления МЭУ:

 

Вариант 1	Вариант 2
Тонкопленочная	Толстопленочная

 

11. Вариант конструкции блока:

- для обычной лабораторной работы – книжная

-* для участников конструкторско-деловой игры:

 

Вариант 1	Вариант 2
Разъемная	Книжная

 

12. *Техническая долговечность: 5 лет.

13. *Вероятность безотказной работы в конце срока эксплуатации:

 

Вариант 1	Вариант 2	Вариант 3
0,90	0,95	0,99

 

14. *Коэффициент эксплуатации ЭС, w:

 

Вариант 1	Вариант 2	Вариант 3
0,1	0,2	0,3

 

15. *Серийность производства ЭС:

 

Вариант 1	Вариант 2	Вариант 3
1000	100	10

 

 

16. Выбор вариантов исходных данных:

 

 

Пункт исходных	Вариант по последней цифре шифра студента (*номер бригады)
данных	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9
4	1	2	3	1	2	3	1	2	3	1
6	3	2	1	1	2	3	2	3	1	2
9	1	2	2	1	1	2	1	2	2	1
10	1	2	2	2	1	1	1	2	1	2
	*номер бригады
	1	2	3	4	5	6	7	8	9	0
11	1	2	1	2	1	2	1	2	1	2
13	2	3	1	1	2	3	3	2	1	1
14	1	2	3	3	2	1	1	2	3	3
15	1	1	2	2	3	3	2	3	1	3

 

17. Вспомогательные данные приводятся в тексте отдельных лабораторных работ.

18. Пункты, помеченные знаком * используются для участников конструкторско-деловой игры.