Разработка печатной платы отладочной платы S7600A

ДЕПАРТАМЕНТ ОБРАЗОВАНИЯ ГОРОДА МОСКВЫ 

ГБОУ СПО ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ КОЛЛЕДЖ №19

 

 

 

 

 

 

 

Курсовой проект

 

По дисциплине:

«Конструирование, производство и эксплуатация средств вычислительной техники»

 

На тему:

«Разработка печатной платы отладочной платы S7600A»

 

 

 

 

 

Выполнил:                                                                                / Андреевских Д.В./

 

 

Руководитель                                                                               / Пехотник Н.Р. /             

 

 

 

 

 

 

 

Москва 2013 год

ДЕПАРТАМЕНТ ОБРАЗОВАНИЯ ГОРОДА МОСКВЫ

ГОУ СПО ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ КОЛЛЕДЖ  №19

 

ЗАДАНИЕ

 

Для курсового проектирования по дисциплине: «Конструирование. производство и эксплуатация средств вычислительной техники»      

Студенту IV курса 4BM11 группы 230101 специальности «Вычислительные машины,   комплексы, системы и сети»          

                                              Андреевских Дмитрий Витальевич     

 

ТЕМА ЗАДАНИЯ: «Разработка печатной платы отладочной платы (ОП) S7600A»

 

Курсовой проект на заданную тему выполняется студентом

колледжа в следующем  объёме:

 

  I. Пояснительная записка

   Введение

   1.Конструкторская часть

1.1 Обоснование выбора схемы и элементной базы ОП S7600A

1.2 Компоновка узлов на печатной плате ОП S7600A

1.3 Конструкторский расчёт элементов на печатной плате ОП S7600A

1.4 Расчёт надёжности модернизированной  схемы ОП S7600A

 

   2. Технологическая часть

2.1 Трассировка печатной платы ОП S7600A

2.2 Расчёт элементов на печатной  плате ОП S7600A

2.3 Технологический процесс монтажа микросхем на печатную плату 

2.4 Процесс и время изготовления  печатной платы

2.5 Вопросы охраны труда и  техники безопасности при изготовлении печатной платы ОП S7600A

2.6 Разработка технологического  процесса сборки и электромонтажа  печатной платы ОП S7600A

2.7 Разработка маршрутной карты

 

    3. К защите представить

 

3.1 Пояснительную записку

3.2 Схему электрическую принципиальную  модернизированную ОП S7600A

3.3 Конструктивный сборочный чертёж  печатной платы ОП S7600A со спецификацией(компоновка)

3.4 Конструктивный сборочный чертёж ОП S7600A (Трассировка)

 

 

 

Дата выдачи ___________

  Срок окончания ___________

 

Председатель ПЦК         /А.В.Беседин/

Преподаватель         /Н.Р.Пехотник/

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Содержание

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Лист

 I. Пояснительная записка

   Введение                             2

 

   1.Конструкторская часть

 

1.1 Обоснование выбора схемы и элементной базы ОП S7600A                                 5

1.2 Компоновка узлов на печатной плате ОП S7600A                                  11

1.3 Конструкторский расчёт элементов на печатной плате ОП S7600A                    16

1.4 Расчёт надёжности модернизированной  схемы ОП S7600A                                18

 

   2. Технологическая часть

 

2.1 Трассировка печатной платы ОП S7600A                                                        23

2.2 Расчёт элементов на печатной  плате ОП S7600A                                           30

2.3 Технологический процесс монтажа  микросхем на печатную плату ОП

S7600A                             34

2.4 Процесс и время изготовления  печатной платы ОП S7600A                     40

2.5 Вопросы охраны труда и  техники безопасности при изготовлении                               

 печатной платы ОП S7600A                                                          46          

2.6 Разработка технологического  процесса сборки и электромонтажа 

печатной платы ОП S7600A                                     51

2.7 Разработка маршрутной карты             

 

     3. Заключение

4. Список используемой литературы                                                                                 59                                                                          

5. Список используемых  технических средств                                                                 61  

Перечень. Периферийных элементов

 

     4. К защите представить

 

3.1 Пояснительную записку

3.2 Схему электрическую принципиальную  модернизированную ОП S7600A

3.3 Конструктивный сборочный чертёж  печатной платы ОП S7600A со спецификацией(компоновка)

3.4 Конструктивный сборочный чертёж ОП S7600A (Трассировка)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Пояснительная записка

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

За время своего развития средства ЭВТ прошли ряд этапов, которые принято называть поколениями.

Первое поколение создавалось  на основе вакуумных электроламп, машина управлялась с пульта и перфокарт  с использованием машинных кодов. Эти  ЭВМ размещались в нескольких больших металлических шкафах,  для соединения элементов использовался навесной монтаж проводами, наборный способ компоновки, модульный принцип конструирования.

Второе поколение появилось в 1953г. Элементы ЭВМ выполнялись на основе полупроводниковых транзисторов. Печатные платы представляли собой пластины из изолирующего материала, на который наносился токопроводящий материал. Для крепления транзисторов имелись специальные гнезда. Эти машины обрабатывали информацию под управлением программ на языке Ассемблер. Ввод данных и программ осуществлялся с перфокарт и перфолент. Широко стал использоваться блочный принцип конструирования машин, который позволяет подключать к основным устройствам большое число разнообразных внешних устройств, что обеспечивает большую гибкость использования компьютеров. Тактовые частоты работы электронных схем повысились до сотен килогерц.

Третье поколение  выполнялось на печатных платах, содержавших  на одной пластинке сотни или  тысячи транзисторов. Пример машины третьего поколения - ЕС ЭВМ. Управление работой  этих машин происходило с алфавитно-цифровых терминалов. Для управления использовались языки высокого уровня и Ассемблер. Данные и программы вводились как с терминала, так и с перфокарт и перфолент. Применялся модульно – агрегатный принцип конструирования, модульное построение их операционных систем создали широкие возможности для изменения конфигурации вычислительных систем и применение ТЭЗов. Это поколение малой степени интеграции (МИС).

Значительно более мощным становится программное обеспечение, обеспечивающее функционирование ЭВМ в различных режимах эксплуатации. Появляются развитые системы управления базами данных (СУБД), системы автоматизирования проектных работ (САПР) различного назначения, совершенствуются АСУ, АСУТП и др. Большое внимание уделяется созданию пакетов прикладных программ (ППП) различного назначения. В СССР и странах СЭВ в начале 70-х было налажено серийное производство первых моделей ЕС ЭВМ (аналог  IBM-360).

Новым этапом для развития ЭВМ послужили  большие интегральные схемы (БИС). Элементная база компьютеров четвертого поколения это БИС и СБИС. Стремительное развитие электроники, позволило разместить на одном кристалле тысячи полупроводников. Такая миниатюризация привела к появлению недорогих компьютеров. Небольшие ЭВМ могли разместиться на одном письменном столе. За одним таким компьютером, через терминалы, работало сразу несколько десятков пользователей. В отличии от предыдущих поколений,  основными характеристиками ЭВМ четвертого поколения являлись мультипроцессорность, языки высокого уровня, появление первых компьютерных сетей, параллельная и последовательная обработка данных.

Первым микропроцессором стал Intel-4004 созданный 1971 г. Он содержал в себе более  двух тысяч полупроводников, которые  разместились на одной подложке. В  одной интегральной схеме разместились арифметическое - логическое устройство и управляющее устройство.

В 1985 году появился и Intel 80386DX. Он открыл класс 32-разрядных 

процессоров. Микропроцессор Intel 80386 имел 275 тыс. транзисторов и изготавливался по технологии 1,5 мкм. Адресуемое адресное пространство оперативной памяти увеличилось до 4 Гб   вследствие увеличения разрядности процессора с 16 бит до 32 бит. Новый микропроцессор работал на частотах: 16, 20-40 МГц.

В 1989 Intel выпускают МП Intel 80486, этот процессор был совместим с Intel 80-86, кроме того содержал математический сопроцессор и 8кб памяти.

Процессор Am486DX является функциональным аналогом процессора Intel 80486. Имеет 8 Кб объединённой (для инструкций и данных) кэш-памяти первого уровня. Кеш второго уровня расположен на системной плате в виде микросхем SRAM. Как и Intel 80486, Am486DX является полностью 32-битным процессором, содержит пятиступенчатый целочисленный конвейер и имеет встроенный математический сопроцессор, совместимый по командам с Intel 80387.Частота работы ядра Am486DX совпадает с частотой системной шины и составляет 25—40 МГц.

В 1993 году появились первые процессоры Pentium с частотой 60 и 66 МГц  – это были 32-разрядные процессоры с 64-битной шиной данных. Pentium имел 3,1 млн. транзисторов, и был изготовлен по технологии 0,8 мкм; питание 5В.

От фирмы AMD был представлен AMD K5, как конкурент процессору Intel Pentium . Его особенностями были пять модулей для целочисленных вычислений, поддерживающие out-of-order выполнение, один модуль для операций с плавающей точкой, сравнимый по производительности с двумя такими модулями в Pentium, а так же, основной кэш имел 4-way ассоциативность, тогда как у Pentium — только 2-way.

20 ноября 2000 года Intel представила Pentium 4 , ставший первым  микропроцессором, в основе которого лежала принципиально новая по сравнению с предшественниками архитектура седьмого поколения. Процессоры Pentium 4 разрабатывались для настольных компьютеров («настольные»), а также часть процессоров для ноутбуков («мобильные»). Процессоры Intel Pentium 4 работали на частотах 1300—3800 МГц, частотой шины 400—1066 МГц.

27 июля 2006 года был  представлен Core 2 Duo . Делятся на  модели Solo (одноядерные), Duo (двухъядерные), Quad (четырёхъядерные) и Extreme (двух - или четырёхъядерные с повышенной частотой и разблокированным множителем). В отличие от процессоров Pentium, в архитектуре Core 2 ставка делается не на повышение тактовой частоты, а на улучшение других параметров процессоров, таких как кэш, эффективность и количество ядер.

AMD представил свою версию процессоров Phenom - многоядерный центральный процессор, предназначенный для использования в стационарных персональных компьютерах с частотой от 1,8Ггц-2Ггц, с кэшом от 2 Мб-6Мб.

В 2008 году появляется Intel Core i7, с частотой ЦП: 2,66—3,33 ГГц. Название Core i7 показывает поколение процессора (Core 2 Duo/Quad/Extreme были 6-го поколения) и продолжает использовать успешную серию брендов: Core 2 и Core. Микроархитектура содержит ряд новых возможностей, таких как: контроллер памяти находится в самом процессоре, не в отдельном чипсете, таким образом, процессор имеет прямой доступ к памяти; контроллер памяти поддерживает до 3-х каналов памяти, и в каждом может быть один или два блока памяти DDR3 DIMMs. Поэтому материнские платы для Core i7 поддерживают до 6 планок памяти, а не 4, как Core 2.Поддержка только памяти стандарта DDR3.

Для построения ЭВМ 4-го поколения  используются 6 (0-5) уровней конструирования:

Уровень 0. На этом уровне находится конструктивно неделимый  элемент — интегральная микросхема.

Уровень I. На уровне I неделимые  элементы объединяются в схемы сочетания, имеющие более сложный функциональный признак, образуя ячейки, модули, типовые  элементы замены.

Уровень II. Этот уровень  включает в себя конструктивные единицы, предназначенные для механического и электрического объединения элементов уровня I (панель, субблок, блок). Часто конструктивные единицы уровня II содержат лицевую панель, не имеющую самостоятельного применения.

Уровень Ш. Уровень Ш  может быть реализован в виде стойки или шкафа, внутренний объем которых заполняется конструктивными единицами уровня II.

Уровень IV. Уровень IV —  ЭВМ или система, включающая в  свой состав несколько стоек (шкафов), соединенных кабелем.

В свете вышеизложенного в данном курсовом проекте разрабатывается печатная плата S7600A с использованием современных принципов конструирования и перспективных технологий.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.1 Обоснование выбора схемы и элементной базы ОП S7600A