Проектирование блока буферной памяти - Курсовая работа

В настоящее время, когда компьютерные системы развиваются быстрее всего во всем мире, не говоря уже о супер стремительном росте вычислительных скоростей, появляется проблема разработки внешних дополнительных устройств, для выполнения той или иной специфической задачи. Большинство пользователей просто требует, чтобы их компьютер выполнял множество различных функций, вот например самые распространенные из них, это аудио и видео возможности, а с появлением интернета компьютер превратился в очень удобное и мощное средство общения и не только посредством текста, пользователи хотят разговаривать и видеть друг друга. Например, для ввода в компьютер графической информации используется сканер или телекамера, а с развитием общества такие потребности быстро растут. Сложность таких устройств не велика, но если требуется высокое качество и при этом на ввод информации нужно затратить минимум времени, то сложность таких устройств очень резко возрастает. Разработкой таких систем занимается целый ряд организаций, о чем свидетельствует увеличение до нескольких десятков в год числа проводимых НИР и ОКР и число выданных авторских свидетельств на устройства ввода и устройства отображения информации типа ТВ.Необходимо спроектировать блок преобразования к виду по сечениям, используемый при вводе информации с промышленной телевизионной установки со следующими параметрами: Размер изображения-N*M где N-число столбцов обрабатываемого изображения, M - число строк изображения; Спроектировать блок преобразования к виду “по сечениям”;Процесс разработки любых устройств и систем содержит стадии теоретического и практического проектирования. Для разработки структурной схемы и определения основных технических характеристик на этапе схемотехнического проектирования определим основные блоки устройства, технические характеристики, а также опишем общий алгоритм работы устройства. Обычно такие системы имеют в своем составе устройство воспринимающее информацию об исследуемом объекте, блок регистровой памяти, служащий для записи и хранения информации в режимах работы воспринимающего устройства с последующей перезаписью информации в память ЭВМ. В курсовом проекте целесообразно разработать устройство автономного цикла, для того, чтобы не загружать ЭВМ выполнением задач управления устройством. При этом устройство будет связано с ЭВМ только типом промежуточного носителя информации и структурой ее записи.На основании полученной структурной схемы устройства разработаем его функциональную схему. Блок селекторов должен выполнять функцию выделения из полного телевизионного сигнала кадрового, строчного и тактового синхроимпульса, а также видеосигнала. Блок АЦП выполняет оцифровку выделенного аналогового видеосигнала. На вход подается видео сигнал,а с выходов снимаются сигналы одного уровня, логической еденицы, именуемый «код Джонсона». Для синхронизации и управления устройством используются сигналы КСИ и ССИ, входящие в ПТС.Для построения устройств автоматики и вычислительной техники широкое применение находят цифровые микросхемы серии К155, которые изготавливают по стандартной технологии биполярных микросхем транзисторно-транзисторной логики (ТТЛ). Имеется свыше 100 наименований микросхем серии К155. При всех своих преимуществах - высоком быстродействии, обширной номенклатуре, хорошей помехоустойчивости - эти микросхемы обладают большой потребляемой мощностью. Поэтому им на смену выпускают микросхемы серии К555, принципиальное отличие которых - использование транзисторов с коллекторными переходами, зашунтированными диодами Шоттки. В результате транзисторы микросхем серии К555 не входят в насыщение, что существенно уменьшает задержку выключения транзисторов.Определим потребляемую мощность устройства. Данные по потребляемой мощности элементов приведены в таблице 2. Соответственно требуется блок питания мощностью 20Вт, и выходной силой тока 1А Для борьбы с помехами в цепь питания включим конденсаторы.Свойство устройства сохранять во времени в установленных пределах значения всех параметров, характеризующих его способность выполнять требуемые функции в заданных режимах и условиях применения, технического обслуживания и ремонтов, хранения и транспортирования, называется надежностью. Если все параметры соответствуют требованиям документации, такое состояние называют работоспособным, а событие, состоящее в нарушении работоспособности,-отказам. В зависимости от назначения и режима эксплуатации изделия можно разделять на две группы: 1) невосстанавливаемые, при отказе их заменяют исправными (к ним относят элементы электронной и электротехнической аппаратуры: резисторы, конденсаторы, диоды, интегральные микросхемы и пр.), 2) восстанавливаемые, их можно ремонтировать, заменяя в них отказавшие элементы и восстанавливая нарушенные связи. Рассматривая отказ как событие случайное, для количественной оценки надежности используют вероятность безотказной работы и вероятность отказа вероятность того. что в заданном интервале времени t отказ устройства не произойдет, т. е. его

СОДЕРЖАНИЕ

Введение

1 Техническое задание

2 Разработка структурной схемы

3 Разработка функциональной схемы

4 Выбор элементной базы

5 Выбор блока питания

7 Расчет надежности

Заключение

Список используемых источников

В настоящее время, когда компьютерные системы развиваются быстрее всего во всем мире, не говоря уже о супер стремительном росте вычислительных скоростей, появляется проблема разработки внешних дополнительных устройств, для выполнения той или иной специфической задачи. Сейчас нереально разрабатывать и продавать узкоспециализированные компьютерные системы, для широкого круга пользователей. Большинство пользователей просто требует, чтобы их компьютер выполнял множество различных функций, вот например самые распространенные из них, это аудио и видео возможности, а с появлением интернета компьютер превратился в очень удобное и мощное средство общения и не только посредством текста, пользователи хотят разговаривать и видеть друг друга. Как мы видим, возможности современных компьютерных систем далеко ушли от тех, для выполнения которых была придумана ЭВМ. Но для дополнительных функций нужны и дополнительные аппаратные и программные средства. Например, для ввода в компьютер графической информации используется сканер или телекамера, а с развитием общества такие потребности быстро растут.

Сложность таких устройств не велика, но если требуется высокое качество и при этом на ввод информации нужно затратить минимум времени, то сложность таких устройств очень резко возрастает.

Трудность заключается в том, что все эти устройства изготавливаются из элементной базы, а ее возможности тоже не безграничны. Поэтому иногда возникает потребность в обновлении самого алгоритма устройства, принципа работы и так далее, а на это необходимо затратить большое количество знаний.

Разработкой таких систем занимается целый ряд организаций, о чем свидетельствует увеличение до нескольких десятков в год числа проводимых НИР и ОКР и число выданных авторских свидетельств на устройства ввода и устройства отображения информации типа ТВ.

В настоящее время среди пользователей широко распространенны сканеры таких хорошо известных фирм как Hewlett Packard, Mustek, Canon. Много фирм продают устройства сопряжения видеокамеры с компьютером, называемых декодерами.

При использовании сканера возникает необходимость в точном перемещении считывающего устройства, в связи с чем возникают трудности при расчетах и изготовлении механических движущихся частей, а также с их заменой и ремонтом. Этих недостатков лишено устройство, основанное на считывании с помощью видеокамеры.

Выбор производится исходя из нужной скорости и нужного разрешения считывания. Так для большей скорости и меньшего разрешения используют видео камеру, а для меньшей скорости и большего разрешения используют сканер.

Основой таких устройств является преобразователь кода, в задачей которого является преобразование аналогового сигнала с телекамеры в цифровой, понятный для ЭВМ. Разработку этого устройства будем выполнять, пытаясь затратить как можно меньше элементов, то есть учитывая простоту реализации, но в тоже время наиболее качественно и выполняющей все поставленные задачи, а также максимально эффективное использование элементной базы.

Цель курсовой работы - получение навыков исследования и проектирования функциональных узлов, блоков и устройств вычислительной техники;

систематизация, закрепление и расширение теоретических знаний по синтезу логических схем и использованию современных интегральных микросхем для построения узлов ЭВМ;

приобретение навыков конструирования печатных плат;

закрепление навыков в работе с расчетной и справочной литературой;

приобретение навыков графического изображения структурных и принципиальных схем.

Задача заключается не только в изучении большого многообразия ИС, но и в развитии навыков активного их использования, проектирования на их основе более сложных узлов, блоков и устройств.