Экономические требования.

К ним относятся минимально возможные затраты времени, труда и материальных средств на разработку, изготовление и эксплуатацию ЭВМ, минимальную стоимость машины после освоения её в производстве.

Стоимость ЭВМ определяется затратами труда и материальных средств, вкладываемых в машину при её изготовлении.

С точки зрения рассмотрения экономических требований можно привести некоторые характеристики, которыми должна обладать электронно-вычислительная аппаратура в соответствии с рекомендациями в государственных стандартах. Например: для ЭВМ общего назначения предусмотрено 6 классов производительности до 20×10⁶ и более коротких операций в секунду с минимальной емкостью ОЗУ – не менее 4 Мбайт. Для персональных ЭВМ предусмотрено 5 типов исполнения с разрядностью от 8 до 32, производительность – не менее 4×10⁶ коротких операций в секунду, емкость ОЗУ – не менее 8 Мбайт.

ЭВМ общего назначения должны обладать следующими показателями надежности: - средняя наработка на отказ (в зависимости от класса машин) должна составлять 500-2000 часов;

- среднее время восстановления работоспособности выбирается из следующего ряда: 0,25;0,5;0,75;1,0 ч.;

- средний срок службы с учетом восстановительных работ должен иметь примерно 10 лет;

- коэффициент технического использования должен быть не менее 0,95 из расчета круглосуточной работы в течение одного года;

- средний срок сохраняемости до ввода в эксплуатацию установлен – не менее 0,98%;

Для персональных ЭВМ средняя наработка на отказ не менее 15000 ч., среднее время восстановления работоспособности не должно превышать 0,25 часа, а время готовности – 2 мкс.

В таблице 6 приведены весовые коэффициенты требований, устанавливаемых для универсальных, управляющих, портативных и бортовых и морских ЭВМ. Меньшему числовому значению коэффициента соответствует большая значимость соответствующего требования.

Таблица 6.

Для большой ЭВМ (универсальной) наиболее важное требование – обеспечение максимального быстродействия, наименее важное – обеспечение минимальных габаритов.

Для управляющих ЭВМ (встраиваемых) наиболее важное требование – высокая надежность и малая стоимость (при производстве большими сериями), наименее важное требование – мощность потребления.

Портативные ЭВМ, рассчитываемые для массового потребления, должны иметь малую стоимость. Достижение высокого быстродействия здесь не обязательно.

Бортовые ЭВМ, устанавливаемые на военные и гражданские объекты, должны быть надежны. При этом стоимость в некотором смысле для них не имеет никакого значения. Применение ЭВМ в военной технике накладывает достаточно жесткие требования. Это связано с тем, что в условиях военных действий жизнь людей экипажей-танков, самолетов, полностью зависит от безотказной работы оборудования. Использование ЭВМ в ракетах стратегического действия требует их постоянной готовности к работе во всех климатических зонах Земли и атмосферы. Поэтому основное требование к ЭВМ – надежность, а также – ремонтоспособность, малые габариты, масса и мощность потребления.

Тема 1.12Виды и типы навесных элементов-2

Виды навесных элементов

Типы навесных элементов

Навесные элементы – электро- и радиокомпоненты (ЭРК), устанавливаемые на ПП и имеющие электрический контакт с печатными проводниками.

Классификация

Электронные компоненты делятся, по способу действия в электрической цепи, на активные и пассивные.

Пассивные

У пассивного радиоэлектронного компонента вольт амперная характеристика имеет линейный характер.

Базовыми элементами, имеющимися практически во всех электронных схемах радиоэлектронной аппаратуры (РЭА), являются:

-сопротивления, реализованные в виде резисторов и

-ёмкости, в виде конденсаторов.

С использованием электромагнитной индукции

-Трансформатор

-дроссель (катушка индуктивности)

На базе электромагнитов:

-Соленоид

-Реле

Кроме того, для создания цепи используются всевозможные соединители и разъединители цепи — ключи.

Для защиты от перенапряжения и короткого замыкания —предохранители.

Для восприятия человеком сигнала — лампочки и динамики (динамическая головка громкоговорителя).

Для формирования сигнала — микрофон и видеокамера; для приёма аналогового сигнала, передающегося по эфиру, приёмнику нужна антенна, а для работы вне сети электрического тока — аккумуляторы.

Активные

У активного радиоэлектронного компонента вольт амперная характеристика имеет не линейный характер.

Вакуумные приборы

С развитием электроники появились вакуумные электронные приборы:

Электронная лампа

Триод

Пентод

Полупроводниковые приборы

В дальнейшем получили распространение полупроводниковые приборы:

Диод, стабилитрон;

Транзистор: полевой, биполярный, биполярный транзистор с изолированным затвором (IGBT), биполярный транзистор со статической индукцией;

Тиристор, симистор

и более сложные комплексы на их основе — интегральные микросхемы

По способу монтажа

Технологически, по способу монтажа, радиодетали можно разделить на:

-предназначаемые для объёмной (пространственной) пайки;

-предназначаемые для поверхностного монтажа на печатные платы;

-имеющие цоколь для установки в панель (радиолампа и др.)

Тема 1.13Интегральные микросхемы-2

Классификация ИС.

Система обозначений ИС.

Корпуса ИС.

Важнейшие характеристики.

Интегра́льная (микро)схе́ма (ИС, ИМС, м/сх, англ. integrated circuit, IC, microcircuit), чип, микрочи́п (англ. microchip, silicon chip, chip — тонкая пластинка — первоначально термин относился к пластинке кристалла микросхемы) — микроэлектронноеустройство — электронная схема произвольной сложности (кристалл), изготовленная на полупроводниковой подложке(пластине или плёнке) и помещённая в неразборный корпус, или без такового, в случае вхождения в состав микросборки.

Бо́льшая часть микросхем изготавливается в корпусах для поверхностного монтажа.

Часто под интегральной схемой (ИС) понимают собственно кристалл или плёнку с электронной схемой, а под микросхемой(МС, чипом) — ИС, заключённую в корпус. В то же время выражение чип-компоненты означает «компоненты для поверхностного монтажа» (в отличие от компонентов для пайки в отверстия на плате).

История

7 мая 1952 года британский радиотехник Джеффри Даммер (англ. Geoffrey Dummer) впервые выдвинул идею интеграции множества стандартных электронных компонентов в монолитном кристалле полупроводника, а год спустя Харвик Джонсон подал первую в истории патентную заявку на прототип интегральной схемы (ИС). Реализация этих предложений в те годы не могла состояться из-за недостаточного развития технологий.

В конце 1958 года и в первой половине 1959 года в полупроводниковой промышленности состоялся прорыв. Три человека, представлявшие три частные американские корпорации, решили три фундаментальные проблемы, препятствовавшие созданию интегральных схем. Джек Килби из Texas Instruments запатентовал принцип интеграции, создал первые, несовершенные, прототипы ИС и довёл их до серийного выпуска. Курт Леговец из Sprague Electric Company изобрёл способ электрической изоляции компонентов, сформированных на одном кристалле полупроводника (изоляцию p-n-переходом (англ. P–n junction isolation)). Роберт Нойс из Fairchild Semiconductor изобрёл способ электрического соединения компонентов ИС (металлизацию алюминием) и предложил усовершенствованный вариант изоляции компонентов на базе новейшей планарной технологии Жана Эрни (англ. Jean Hoerni). 27 сентября 1960 года группа Джея Ласта (англ. Jay Last) создала на Fairchild Semiconductor первую работоспособную полупроводниковую ИС по идеям Нойса и Эрни. Texas Instruments, владевшая патентом на изобретение Килби, развязала против конкурентов патентную войну, завершившуюся в 1966 году мировым соглашением о перекрёстном лицензировании технологий.

Ранние логические ИС упомянутых серий строились буквально из стандартных компонентов, размеры и конфигурации которых были заданы технологическим процессом. Схемотехники, проектировавшие логические ИС конкретного семейства, оперировали одними и теми же типовыми диодами и транзисторами. В 1961—1962 парадигму проектирования сломал ведущий разработчик Sylvania Том Лонго, впервые использовав в одной ИС различные конфигурации транзисторов в зависимости от их функций в схеме. В конце 1962 Sylvania выпустила в продажу первое семейство разработанной Лонго транзисторно-транзисторной логики (ТТЛ) — исторически первый тип интегральной логики, сумевший надолго закрепиться на рынке. В аналоговой схемотехнике прорыв подобного уровня совершил в 1964—1965 годах разработчик операционных усилителей Fairchild Боб Видлар.

Первая в СССР гибридная толстоплёночная интегральная микросхема (серия 201 «Тропа») была разработана в 1963-65 годах в НИИ точной технологии («Ангстрем»), серийное производство с 1965 года. В разработке принимали участие специалисты НИЭМ (ныне НИИ «Аргон»)^[2][3].

Первая в СССР полупроводниковая интегральная микросхема была создана на основе планарной технологии, разработанной в начале 1960 года в НИИ-35 (затем переименован в НИИ «Пульсар») коллективом, который в дальнейшем был переведён в НИИМЭ («Микрон»). Создание первой отечественной кремниевой интегральной схемы было сконцентрировано на разработке и производстве с военной приёмкой серии интегральных кремниевых схем ТС-100 (37 элементов — эквивалент схемотехнической сложности триггера, аналога американских ИС серии SN-51 фирмы Texas Instruments). Образцы-прототипы и производственные образцы кремниевых интегральных схем для воспроизводства были получены из США. Работы проводились в НИИ-35 (директор Трутко) и Фрязинским полупроводниковым заводом (директор Колмогоров) по оборонному заказу для использования в автономном высотомере системы наведения баллистической ракеты. Разработка включала шесть типовых интегральных кремниевых планарных схем серии ТС-100 и с организацией опытного производства заняла в НИИ-35 три года (с 1962 по 1965 год). Ещё два года ушло на освоение заводского производства с военной приёмкой во Фрязино (1967 год)^[4].

Параллельно работа по разработке интегральной схемы проводилась в Центральном конструкторском бюро при Воронежском заводе полупроводниковых приборов (ныне — ОАО «НИИЭТ»). В 1965 году во время визита на ВЗПП министра электронной промышленности А. И. Шокина заводу было поручено провести научно-исследовательскую работу по созданию кремниевой монолитной схемы — НИР «Титан» (приказ по министерству № 92 от 16.08.1965 г.), которая была досрочно выполнена уже к концу года. Тема была успешно сдана Госкомиссии, и серия 104 микросхем диодно-транзисторной логики стала первым фиксированным достижением в области твердотельной микроэлектроники, что было отражено в приказе МЭП № 403 от 30.12.1965 г.^[5][6]