Курсовая работа: Проектирование блока буферной памяти
Справочные данные обычно приводятся для одиночных элементов в нормальных условиях эксплуатации. Реальные условия эксплуатации могут отличаться от нормальных, а устройства, надежность которых надо определить, содержат большое число различных элементов.
Влияние условий эксплуатации (электрических режимов, температуры, радиации, влажности вибрации и ударов) проявляется в изменении интенсивности отказов, определяемом опытным путем. Утяжеление условии существенно повышает интенсивность отказов. Например, увеличение рабочего напряжения на конденсаторе на 10% может повысить λ1 более чем вдвое.
Способы соединения элементов и узлов, связей между ними разнообразны. Обычно выделяют основное и резервное соединения. Соединение, когда отказ любого из элементов приводит к отказу всего устройства, называют основным (например, бытовая аппаратура). Модель расчета надежности для такого соединения - последовательная цепочка элементов, когда работоспособному состоянию устройства соответствует исправность P первого, P второго,..., P n-го элементов. Вероятность исправного состояния системы, содержащей n элементов:
В этом причина низкой надежности сложных систем с большим числом элементов: если Р = 0,999, а n = 1000, то Рс = 0,37. Другие показатели надежности для основного соединения элементов выводят из формулы произведения вероятностей:
Найдем показатели надежности нашей разработанной схемы. Из справочника знаем λi равно конденсаторов 0,25*10-6 и интегральной микросхемы 0,06*10-6 . Найдем λс для всех элементов схемы. Расчеты представлены в табл. 3.
Таблица 3
| № | Элемент | Кол-во, N | λmin | λave | λmax | N * λmin | N * λave | N * λmax |
| 1 | Интегральные микросхемы | 47 | 0,046*10-6 | 0,06*10-6 | 0,072*10-6 | 2,162*10-6 | 2,82*10-6 | 3,384*10-6 |
| 2 | Конденсаторы | 6 | 0,2*10-6 | 0,25*10-6 | 0,3*10-6 | 1,2*10-6 | 1,5*10-6 | 1,8*10-6 |
| Итого: | 3,362*10-6 | 4,32*10-6 | 5,184*10-6 | |||||
По вычисленным значениям ∑ λmin , ∑ λave , ∑ λmax , строим графики зависимостей P(t) в полулогарифмическом масштабе. Вычисленные значения представлены в таблице 4.
Таблица 4
| t | P1 (t) | P2 (t) | P3 (t) |
| 100 | 0,99999746600321 | 0,99999676000525 | 0,99999611202016 |
| 101 | 0,99997466032106 | 0,99996760052487 | 0,99996112075582 |
| 102 | 0,99974663210307 | 0,99967605248233 | 0,99961127557293 |
| 103 | 0,99746920786785 | 0,99676524313589 | 0,99611954848599 |
| 104 | 0,97497836302477 | 0,96811925691656 | 0,96186612615635 |
| 105 | 0,77615735678016 | 0,72325024237984 | 0,67786983042356 |
| 106 | 0,07934102062807 | 0,03916389509899 | 0,02048627764798 |
| 107 | 0,00000000000989 | 0,00000000000001 | 0,00000000000000 |
Вычислим время наработки на отказ:
Tmin = 257202 ч.
Tср = 308642 ч.
Tmax = 394633 ч.
Графики, построенные по вычисленным значениям, представлены на графике.
График вероятности безотказной работы устройства для λmin
График вероятности безотказной работы устройства для λave
График вероятности безотказной работы устройства для λmax
Заключение
В курсовом проекте разработана принципиальная схема устройства ввода изображения в ЭВМ по сечениям. В устройстве предусмотрены два режима работы: ввод изображения в буферный блок памяти и передача данных в формате сечений в ЭВМ.
Для построения устройства использовали микросхемы серии К555, т.к. они являются более современными и менее мощными, чем серия К155. В работе выполнены расчеты потребляемой мощности и вероятности безотказной работы устройства, разработаны структурная и функциональная схема устройства.
Список используемых источников
1. Методические указания к курсовой работе по дисциплине «Цифровая схемотехника» на тему «Проектирование цифрового устройства».
2. Шило В.Л. Популярные цифровые микросхемы: справочник, - Москва; металлургия, 1988,-352 с.
3. Орнадский П.П. Автоматические измерения и приборы. - К.; Техника,1990 - 448с.
4. Цифровые и аналоговые интегральные микросхемы: Справочник / С.В.Якубовский, Л.И.Нильсон, В.И.Кулешова и др./ Под ред. С.В.Якубовского.-М.: Радио и связь, 1990.-496с.