Система реєстрації даних як високопродуктивний обчислювач з процесором або контролером, накопичувачем інформації й інтерфейсом зв"язку. Розробка функціональної схеми й вибір елементної бази. Аналіз принципової електричної схеми. Економічні розрахунки.
У наш час у розвитку мікроелектроніки, як в Україні, так і за рубежем пройшов певний етап, що дозволив по іншому подивитися на проектування сучасних радіотехнічних приладів. Одну із провідних ролей стали грати процесорні технології, широко застосовується цифрова обробка. Сучасна система реєстрації даних - це високопродуктивний обчислювач, що має у своїй основі процесор або контролер, накопичувач інформації великого обєму й високошвидкісні інтерфейси звязку.Основною вимогою, що повинне дотримуватися при здійсненні сполучення розроблювальної системи реєстрації вхідних сигналів і проміжних результатів обробки сигналів зі спеціалізованим обчислювачем, є забезпечення штатного функціонування спеціалізованого обчислювача без істотного погіршення його динамічних характеристик (не більше 3 %). У штатній роботі спеціалізований обчислювач проводить виміри висоти вектора шляхової швидкості із частотою 33 Гц. З малюнка 1.1 видно, що процес підготовки пакета швидкісного каналу, його випромінювання розподілений по трьох циклах роботи спеціалізованого обчислювача, у той час як видача масиву в розроблювальну систему здійснюється в кожному циклі. Такі вихідні дані, як число імпульсів у сеансі випромінювання, тривалість випромінювання, період повторення імпульсів, впливають на розмір переданого блоку інформації.Тому, дані, призначені для передачі від осередку АЦП-079-03 до розроблювальної системи реєстрації даних, будуть мати мінімальний розмір, рівному одному слову мікропроцесора (32 біта). Для цього кожний пакет починається з певного коду, що є ознакою початку пакета й номера пакета. Змінні, що зберігають результати обробки вертикального каналу, наведені в таблиці 1.2. Таблиця 1.2 - Змінні, що зберігають результати обробки вертикального каналу. Змінні, що зберігають апріорні дані швидкісного каналу, наведені в таблиці 1.3.Корпус Корпус Корпус Корпус КорпусIMG_5a8cd218-a273-4e3a-8222-3f228562122a
IMG_df74791b-4450-42cf-894e-ab2c63f100f6
IMG_de0efc50-dd75-4b2b-95ff-eb92f09b4c64Для того щоб виконати дане завдання нам необхідно мати наступні вузли: - вузол прийому інформації з комунікаційного порту уведення/висновку мікропроцесора 1879ВМ1; Інформація надходить із темпом 20 Мбайт/сек, тобто період відновлення інформації 50 нс. Для забезпечення необхідного обєму региструємої інформації (8 Гб) у прийнятних геометричних розмірах доцільно застосовувати накопичувачі на базі мікросхем Flash або малогабаритні жорсткі диски. Тому що розроблювальний блок буде використовуватися у твердих кліматичних і механічних умовах, у яких не можуть працювати жорсткі диски, то буде використовуватися накопичувач. Прийнятий пакет даних, збережений у проміжній буферній памяті, необхідно переписати в основний накопичувач до приходу наступної пачки інформації (33 мс).Блок обміну з послідовним портом приймає інформацію від спеціалізованого обчислювача по комунікаційному порту уведення/висновку мікропроцесора 1879ВМ1 і передає її в блок обміну із проміжною буферною памяттю. Даний блок містить наступні вхідні сигнали: - восьми розрядну шину даних; Даний блок виконує наступні функції: - приймає інформацію ; формує сигнал відповіді для комунікаційного порту уведення/ висновку мікропроцесора 1879ВМ1 про те, що дані прийняті, котрий необхідний для функціонування інтерфейсу LINK;Даний блок служить для перетворення інтерфейсу швидкісної буферної памяті й забезпечує три наступні режими роботи памяті: - запис прийнятої інформації, що надходить від блоку обміну з послідовним портом у швидкісну буферну память; надання доступу мікроконтролеру до швидкісної буферної памяті; надання автомату перезапису доступу до швидкісної буферної памяті для зчитування отриманих даних. У блок надходять сигнали: - від блоку обміну по послідовному інтерфейсі: 1) шина адреси; із блоку виходять сигнали: 1) шина даних для автомата перезапису й мікроконтролера;Даний блок прямо працює тільки із блоком обміну з буферною памяттю (блок перетворення інтерфейсу).Блок узгодження з мікроконтролером необхідний для узгодження інтерфейсу мікроконтролера з усіма іншими функціональними вузлами. З керуючих сигналів мікроконтролера будуть формуватися сигнали читання й запису всіх основних вузлів. Так само даний блок здійснює розподіл адресного простору мікроконтролера. узгодження прийому й передачі інформації від мікроконтролера до зовнішніх пристроїв і назад; формування безперервного адресного простору, у якому будуть перебувають всі функціональні вузли.Даних блок погодить внутрішній інтерфейс передачі й прийому інформації від мікроконтролера з послідовним інтерфейсом годин реального часу. Вхідні сигнали блоку: шина даних від блоку обміну з мікроконтролером;Блок обміну з основним накопичувачем погодить інтерфейси накопичувача й внутрішнього інтерфейсу передачі інформації. Блок формує роботу накопичувача в спеціалізованих режимах роботи: - передача інформації зі швидкісної буферної памяті в накопичувач без участі мікроконтролера; Вхідні сигнали блоку: шини адреси від блоку обміну з мікроконтролером
План
Зміст
Введення
1. Аналіз вихідних даних
1.1 Аналіз алгоритму роботи спеціалізованого обчислювача
1.2 Вибір переліку й обєму региструємої інформації
1.3 Аналіз конструкції
2. Розробка функціональної схеми й вибір елементної бази
2.1 Опис функціональної схеми системи
2.1.1 Вузол прийому інформації з комунікаційного порту уведення/висновку мікропроцесора 1879ВМ1
2.1.2 Блок обміну з послідовним портом
2.1.3 Блок обміну з буферною памяттю
2.1.4 Швидкісна буферна память
2.1.5 Блок узгодження з мікроконтролером
2.1.6 Блок обміну з годинниками реального часу
2.1.7 Блок обміну з основним накопичувачем
2.1.8 Мікроконтролер
2.1.9 Накопичувач
2.2 Вибір елементної бази
3. Розробка принципової електричної схеми
3.1 Мікросхема ПЛИС зі схемою завантаження
3.2 Контролер обміну з USB каналом
3.3 Мікросхема годин реального часу і їхнє живлення
3.4 Компонування банків накопичувача
3.5 Швидка проміжна память
3.6 Вихідні дані на проектування розроблювальної системи
4. Розробка алгоритму роботи системи
5. Економічні розрахунки
5.1 Розрахунок прямих витрат на виробництво системи
5.1.1 Розрахунок витрат на сировину й матеріали
5.1.2 Розрахунок витрат на комплектуючі системи й напівфабрикати (покупні)
5.1.3 Розрахунок заробітної плати виробничих робітників
5.1.4 Розрахунок витрат на електроенергію
5.1.5 Амортизаційні відрахування
5.1.6 Накладні витрати
Висновок
Список джерел
Вывод
У результаті роботи над дипломним проектом були розроблені вбудовуватися система, що, реєстрації вхідних сигналів і проміжних результатів обробки сигналів для спеціалізованого обчислювача.
У процесі проектування був зроблений аналіз технічного завдання, вибір схеми електричної функціональної, на підставі якої була розроблена схема електрична принципова. Сформовано вихідні дані на розробку конструкції. Розроблено алгоритм роботи системи. Зроблено розрахунок собівартості пристрою керування й відбиті питання, що ставляться до безпеки й екологічності проекту.
Аналіз технічного завдання й розрахунків, проведених у процесі дипломного проектування, приводить до наступних висновків.
Розроблений пристрій відповідає всім вимогам, зазначеним у технічному завданні на дипломне проектування.
На даний момент система реєстрації проходила автономні випробування, випробування в приладах А-079 і А-079-01, а так само брала участь у літних випробуваннях приладу А-079.
Список литературы
1 Агуров П.В. Інтерфейси USB. Практика використання й програмування. - К., 2003
2 Стешенко В.Б. ПЛИС фірми «Altera»: елементна база, система проектування й мови опису апаратури. - К., 2006
3 Altera Documentation Library: Data Sheet. «FLEX 10K, Embeddeb Programmable Logic Device Famili», 2003.9, p.128.
