Характеристика процесса проектирования ВУ

Знать: Информационное, физическое и конструктивное обеспечение; виды описаний; формулировку задач анализа и синтеза; структуру жизненного цикла и стадии проектирования; формулировки задач проектирования, как оптимизационных задач; критерии оценки технических решений при проектировании; итерационный характер проектирования; этапы и направления проектирования.
Помнить: об аспектах рассмотрения и оптимизационном характере проектирования ВУ.
Литература: [1,14].

1 Три аспекта рассмотрения ВУ
ИО – информационное обеспечение;
ФО – физическое обеспечение;
КО – конструктивное обеспечение.

Виды описаний ВУ

Анализ и синтез устройств
Переход от описания устройства в статике (от модели структуры) к описанию устройства в динамике (к модели поведения).
Переход от описания устройства в динамике (от модели поведения) к описания устройства в статике (к модели структуры).
Система логических формул являются примером математической модели, которая описывает работу комбинационной схемы и одновременно определяет и структуру этой схемы, что существенно упрощает задачи анализа и синтеза комбинационных схем.

2 Жизненный цикл и стадии проектирования ВУ
Жизненный цикл ВУ
Разработка
Производство
Эксплуатация
Сфера создания
Сфера потребления

НИР
ОКР
ТП
Стадии проектирования ВУ
НИР – научно-исследовательская работа;
ОКР – опытно-конструкторская работа;
ТП – технический проект.

3 Оптимизационных характер проектирования
Задача проектирования формируется как оптимизационная задача. Например,
разработать ВУ, имеющее при заданном быстродействии минимальные аппаратурные затраты;
разработать ВУ, имеющее при заданном ограничении на оборудование максимальное быстродействие.
Система ограничений:
xi=fi(x1,x2,…,xi-1,xi+1,…,xI)≤ki, i=1,2,…,I.
Целевая функция: F(x1,x2,…,xi-1,xi,xi+1,…,xI)⇒max(min).
Реальные задачи проектирования редко удается описать формально как оптимизационные. Это связано с тем, что аналитическое представление функций fi и F в большинстве случаев неизвестно.

Итерационный характер процесса проектирования

Анализ технического задания (исследование принципиальной возможности создания устройства с требуемыми параметрами).
Решение задачи о целесообразности проектирования устройства (возможно использование уже готового).
Рассмотрение устройства как элемента некоторой системы (согласование на уровне форматов данных, физических сигналов, разъемов и т.п.)
Описание работы устройства во всех возможных режимах, выбор элементной базы.
Разработка технического задания на структурный этап проектирования.
4 Этапы проектирования ВУ
4.1 Системный этап

Выбор методов и точности вычислений.
Разработка вычислительных и управляющих алгоритмов.
Выбор форматов данных и управляющих слов.
Разработка структурной (операционной) схемы и микропрограмм работы ВУ во всех режимах.
Разработка технических заданий на проектирование нестандартных блоков и узлов.
4.2 Структурный этап
4.3 Логический этап
Логический синтез нестандартных узлов и блоков.
Разработка функциональной электрической схемы устройства.
Уточнение микропрограмм работы устройства.

Уточнение элементной базы и разработка принципиальной электрической схемы устройства.
Построение временных диаграмм работы узлов и блоков.
Подготовка технических заданий на разработку конструкции устройства и технологий изготовления отдельных не типовых узлов и блоков.
4.4 Технический этап
Разработка конструкции (топологии) устройства.
Разработка технологии изготовления отдельных не типовых узлов и блоков или устройства в целом
(в случае необходимости).
4.5 Конструкторско-технологический этап