Разработка для контроля и определения типа логических интегральных микросхем методом сигнатурного анализа

LPT-порта для чтения данных из мультиплексоров. Для записи данных

понадобятся четыре 8-разрядных регистра, для чтения данных - четыре

двухвходовых 4-разрядных мультиплексора.

Поскольку входные и выходные линии разделены (для ввода и вывода данных

будут использоваться различные физические линии LPT-порта), то

мультиплексоры можно адресовать параллельно регистрам (для адресации

понадобится 4-е линии вместо 8-ми). При этом для управления выборкой входов

мультиплексоров будет использоваться один бит LPT-порта на вывод (0-й бит

порта 378H).

В блоке питания аналогично входным будут использованы еще три 8-разрядных

регистра (2 на управление и 1 на коммутацию, речь о них пойдет ниже),

которые потребуют еще 3 адресные линии.

Таким образом, для адресации 7-ми регистров понадобятся 3 дополнительные

линии LPT-порта (37AH) на вывод (адресуемые при помощи дешифратора 3x8). И

еще одна линия порта 37AH на вывод будет нужна для управления записью в

регистры.

Так как проектируемое устройство предназначено как для тестирования

микросхем ТТЛ, так и для тестирования микросхем КМОП, то после входных

запоминающих регистров необходимо ввести устройство согласования по входу

(для преобразования выходных ТТЛ-уровней регистров в уровни испытуемой

микросхемы (КМОП или ТТЛ, в зависимости от серии). Для чтения данных с

выходов испытуемой микросхемы, перед входами мультиплексоров необходимо

поставить аналогичное устройство согласования по выходу (преобразование

выходных КМОП или ТТЛ сигналов в ТТЛ-уровни).

При определении типа микросхемы для каждого разряда заранее неизвестно,

является ли подключенный к нему вывод микросхемы входом или выходом. Потому

ток, протекающий через ее вывод, должен быть выбран таким, чтобы

обеспечивать максимально возможный входной ток для проверяемой серии. Нужно

учесть тот факт, что ток выхода некоторых микросхем меньше этого входного

тока, потому при попытке определения их типа, результаты могут быть

искажены; т.к. таких микросхем очень мало, они могут быть исключены из

списка определяемых. Также необходимо учитывать различие входных/выходных

токов для микросхем КМОП и ТТЛ серий.

[pic]

Рис.3. Структурная схема блока питания.

Блок питания устройства должен обеспечивать необходимое питание аппаратной

части проектируемого устройства. Структурная схема блока питания

представлена на рис.3. Величины напряжения и максимально потребляемого тока

в цепи нагрузки должны устанавливаться программно. Регулировка напряжения и

тока нужна для того, чтобы иметь возможность измерить минимальное

напряжение питания и максимально потребляемый ток для каждого конкретного

экземпляра. Учитывая все вышеизложенное, в его состав включены следующие

узлы:

1) источник питания устройства;

2) 8-разрядный регистр для запоминания выставленного значения

напряжения питания испытуемой микросхемы;

3) 8-разрядный ЦАП для преобразования цифрового значения напряжения в

аналоговое, источник опорного напряжения для него;

4) регулируемый стабилизатор напряжения испытуемой микросхемы;

5) 8-разрядный регистр для запоминания выставленного значения

максимально потребляемого тока;

6) 8-разрядный ЦАП для преобразования цифрового значения макс. тока в

напряжение, источник опорного напряжения для него;

7) датчик и преобразователь потребляемого тока в напряжение (с

усилением - для согласования со следующим звеном);

8) устройство сравнения (компаратор) выставленного значения тока с

реально потребляемым микросхемой (при превышении последнего должна

срабатывать аппаратная защита);

9) 1-разрядный регистр для запуска регулируемого источника питания в

случае срабатывания защиты;

10) 8-разрядный регистр управления коммутацией напряжения питания ИМС;

11) устройство коммутации питания ИМС.

8-разрядные регистры и ЦАП’ы могут обеспечить ступенчатую регулировку

в 28=256 значений напряжения. Т.е. при опорном напряжении в 9в, шаг будет

равен [pic], этого вполне достаточно для регулировки напряжения питания

ИМС. Так как максимально допустимый потребляемый микросхемой ток выбран

~250мА, то изменяя коэффициент усиления преобразователя можно добиться

дискретности изменения тока в [pic]. Для определения реально потребляемого

тока такой точности будет вполне достаточно.

Для чтения состояния устройства сравнения потребляемого тока необходим еще

один разряд LPT-порта на ввод (3-й бит порта 379H).

Поскольку у различных микросхем питание подается на различные выводы (к

примеру, у К155ЛА3 - 14 и 7 выводы, а у К155ИЕ2 - 5 и 10 выводы для подачи

+5в и GND соответственно), необходимо предусмотреть все варианты подачи

питания на различные выводы колодки, предназначенной для испытуемой

микросхемы. Как показал анализ разновидностей питания микросхем [3,4],

возможны 6 вариантов включения “+” питания и 3 варианта включения GND

(микросхема вставляется со смещением в сторону 16-го контакта колодки,

“ключ” микросхемы при этом должен быть направлен в сторону 1-го контакта

колодки). Таким образом, устройство коммутации содержит:

1) регистр коммутации питания

2) 2 дешифратора (для “+” и GND соответственно);

3) коммутационные ключи по «+» питания;

4) коммутационные ключи по GND.

Структурная схема устройства коммутации приведена на рис.4.

[pic]

Рис.4. Структурная схема устройства коммутации питания ИМС.

4. Выбор технических и программных средств реализации.

5. Выбор элементной базы.

Для реализации программного управления напряжением питания и током

потребления ИМС в качестве ЦАП выбран К572ПА1А, отвечающий требованиям

разрядности (>=8 бит) и быстродействия (, либо “Микросхема не опознана или

неисправна”).

9) Вынимаем микросхемы из колодки устройства.

10) При необходимости повторного анализа (например, для другой

микросхемы) повторяем пп.5-9.

11) По окончании работы выключаем устройство переключателем SA1.

12) Выключаем компьютер.

13) Отсоединяем от компьютера интерфейсный кабель.

14. Экономическая часть.

В настоящей главе производится расчет производственной себестоимости

устройства.

Себестоимость устройства включает в себя:

1. Стоимость сырья и основных материалов

2. Стоимость покупных изделий и полуфабрикатов

3. Заработную плату производственных рабочих

4. Отчисления на социальное страхование

5. Накладные расходы

Расчет стоимости материалов сведен в табл.18.

Таблица 18

|Материалы |Кол-во|Единица |Цена за единицу |Сумма |

| | |измерения |(тыс. руб./ед.) |(тыс. руб.) |

|Провод МГТФ |10 |м |0.6 |6 |

|Припой ПОС-61 |0.1 |кг |45 |4.5 |

|Канифоль |0.005 |кг |50 |0.25 |

|Спирт технический |0.02 |л |44 |0.88 |

|Итого: | | | |11.63 |

Транспортные расходы составляют 10% от стоимости материалов и равны

1.16 тыс. руб.

Таким образом, затраты на материалы составляют ~12.8 тыс. руб.

Расчет затрат на покупные изделия и полуфабрикаты сведен в табл.19.

Таблица 19

|Наименование |Цена/шт. |Кол-во |Цена |

| |(тыс. руб.) |(шт.) |(тыс. руб.) |

|Микросхемы: | | | |

| К555ИД7 |1 |3 |3 |

| К555ИР27 |2 |7 |14 |

| К155ЛП4 |1 |1 |1 |

| К561ТМ2 |1 |1 |1 |

| К555КП11 |1 |4 |4 |

| К142ЕН1А |2.5 |1 |2.5 |

| К142ЕН5А |1.5 |1 |1.5 |

| К554СА3А |3 |1 |3 |

| К140УД6 |3 |1 |3 |

| К572ПА1А |5 |2 |10 |

|Транзисторы: | | | |

|КТ315, КТ361 |0.3 |39 |11.7 |

|КТ814, КТ815 |0.8 |11 |8.8 |

|КП301 |2 |32 |64 |

|КП303 |2 |32 |64 |

|Диоды и стабилитроны: | | | |

|КД522А |0.2 |64 |12.8 |

|КД202В |1 |8 |8 |

|Д814А, КС818Г, КС147А, КС168А |0.5 |5 |2.5 |

|АЛ307Б |0.3 |1 |0.3 |

|Резисторы: | | | |

|Постоянные МЛТ-0.125 |0.2 |197 |39.4 |

|Подстроечные СП5-3ВА |1.5 |1 |1.5 |

|Прецизионные С5-16 |3 |1 |3 |

|Конденсаторы: | | | |

|Керамические КМ-3б |0.5 |1 |0.5 |

|Электролитические K50-6, |4 |2 |8 |

|2000мк x 16в | | | |

|Электролитические К50-16 |1 |5 |5 |

|10мк x 16в, 100мк x 16в | | | |

|Переключатели ПКН-41 |3 |1 |3 |

|Печатная плата |20 |1 |20 |

|Панель SLC-32 |1 |1 |1 |

|Разъемы DB25M |2 |1 |2 |

|Вставка плавкая 0.5А,с держателем |2.5 |1 |2.5 |

|Итого: | | |301 |

Основная заработная плата равна: [pic]

Bri - часовая тарифная ставка рабочего

Tнi - норма времени

Расходы на основную заработную плату составят 120 тыс. руб.

Дополнительная заработная плата составляет 8% от основной и равна 9.6

тыс. руб.

Отчисления на социальное страхование составляют 41% от заработной

платы основных производственных рабочих, и равны 49.2 тыс. руб.

Накладные расходы составляют 300% от заработной платы основных

производственных рабочих, и равны 360 тыс. руб.

Стоимость разработки равна Sраз.= Bосн.(N((1+Wс+Wд), где

Sраз. - стоимость разработки, тыс. руб.

Bосн. - заработная плата разработчика, тыс. руб. в месяц

N - количество месяцев разработки

Wс - отчисления на социальное страхование

Wд - дополнительная заработная плата.

Sраз. = 400(2((1+0.41+0.5) = 800(1.91 = 1528 тыс. руб.

Таким образом, накладные расходы, включающие затраты на разработку,

равны 1888 тыс. руб.

На основании проведенных выше расчетов определим цену устройства

(табл.20):

Таблица 20

|N п/п |Статьи расходов |Сумма |

| | |(тыс. руб.) |

|1 |Основные материалы |12.8 |

|2 |Покупные изделия и полуфабрикаты |301 |

|3 |Заработная плата производственных рабочих |129.6 |

|4 |Отчисления на социальное страхование |49.2 |

|5 |Накладные расходы, включая затраты на разработку |1888 |

| |Производственная себестоимость: |2380.6 |

|6 |Прибыль (25%) |595.2 |

| |Цена устройства |2975.8 |

Прибыль составляет 25% от себестоимости устройства и равна 595.2 тыс.

руб.

Таким образом, цена устройства составляет 2975.8 тыс. руб.

10. Вопросы охраны труда и техники безопасности.

1 Потенциально опасные и вредные производственные факторы.

Имеющийся в настоящее время в нашей стране комплекс разработанных

организационных мероприятий и технических средств защиты, накопленный

передовой опыт работы ряда вычислительных центров показывает, что имеется

возможность добиться значительно больших успехов в деле устранения

воздействия на работающих опасных и вредных производственных факторов.

Однако состояние условий труда и его безопасности в ряде ВЦ еще не

удовлетворяют современным требованиям. Операторы ЭВМ, операторы подготовки

данных, программисты и другие работники ВЦ еще сталкиваются с

воздействием таких физически опасных и вредных производственных факторов,

как повышенный уровень шума, повышенная температура внешней среды,

отсутствие или недостаточная освещенность рабочей зоны, электрический ток,

статическое электричество и другие.

Многие сотрудники ВЦ связаны с воздействием таких психофизических

факторов, как умственное перенапряжение, перенапряжение зрительных и

слуховых анализаторов, монотонность труда, эмоциональные перегрузки.

Воздействие указанных неблагоприятных факторов приводит к снижению

работоспособности, вызванное развивающимся утомлением. Появление и развитие

утомления связано с изменениями, возникающими во время работы в центральной

нервной системе, с тормозными процессами в коре головного мозга. Например

сильный шум вызывает трудности с распознанием цветовых сигналов, снижает

быстроту восприятия цвета, остроту зрения, зрительную адаптацию, нарушает

восприятие визуальной информации, уменьшает на 5-12% производительность

труда. Длительное воздействие шума с уровнем звукового давления 90 дБ

снижает производительность труда на 30-60 %.

Медицинские обследования работников ВЦ показали, что помимо снижения

производительности труда, высокие уровни шума приводят к ухудшению слуха.

Длительное нахождение человека в зоне комбинированного воздействия

различных неблагоприятных факторов может привести к профессиональному

заболеванию. Анализ травматизма среди работников ВЦ показывает, что в

основном несчастные случаи происходят от воздействия физически опасных

производственных факторов при заправке носителя информации на вращающийся

барабан при снятом кожухе, при выполнении сотрудниками несвойственных им

работ. На втором месте случаи, связанные с воздействием электрического

тока.

2 Обеспечение электробезопасности.

Электрические установки, к которым относится практически все

оборудование ЭВМ, представляют для человека большую потенциальную

опасность, так как в процессе эксплуатации или проведении профилактических

работ человек может коснуться частей, находящихся под напряжением.

Специфическая опасность электроустановок: токоведущие проводники, корпуса

ЭВМ и прочего оборудования, оказавшегося под напряжением в результате

повреждения (пробоя) изоляции, не подают каких-либо сигналов, которые

предупреждают человека об опасности. Реакция человека на электрический ток

возникает лишь при протекании последнего через тело человека. Исключительно

важное значение для предотвращения электротравматизма имеет правильная

организация обслуживания действующих электроустановок ВЦ, проведения

ремонтных, монтажных и профилактических работ. При этом под правильной

организацией понимается строгое выполнение ряда организационных и

технических мероприятий и средств, установленных действующими “Правилами

технической эксплуатации электроустановок потребителей и правила техники

безопасности при эксплуатации электроустановок потребителей” (ПТЭ и ПТБ

потребителей) и “Правила установки электроустановок” (ПУЭ). В зависимости

от категории помещения необходимо принять определенные меры, обеспечивающие

достаточную электробезопасность при эксплуатации и ремонте

электрооборудования. Так, в помещениях с повышенной опасностью

электроинструменты, переносные светильники должны быть выполнены с двойной

изоляцией или их напряжение питания не должно превышать 42В. В ВЦ к таким

помещениям могут быть отнесены помещения машинного зала, помещения для

размещения сервисной и периферийной аппаратуры. В особо опасных же

помещениях напряжение питания переносных светильников не должно превышать

12В, а работа с напряжением не выше 42В разрешается только с применением

СИЗ (диэлектрических перчаток, ковриков и т.п.). Работы без снятия

напряжения на токоведущих частях и вблизи них, работы проводимые

непосредственно на этих частях или при приближении к ним на расстояние

менее установленного ПЭУ. К этим работам можно отнести работы по наладке

отдельных узлов, блоков. При выполнении такого рода работ в

электроустановках до 1000В необходимо применение определенных технических и

организационных мер, таких как:

. ограждения, расположенные вблизи рабочего места и других

Страницы: 1, 2, 3, 4