Проектирование цифровых устройств

• Введение
• 1. Структура и направления деятельности организации
• 2. Техника безопасности
• 3. Изучение узлов и устройств ВТ. Конструкторско-технологическое обеспечение производства устройств ВТ
• 4. Выполнение работ по проектированию цифровых устройств
• Заключение
• Введение
• В соответствии с учебным планом я проходил производственную практику по ПМ.01 «Проектирование цифровых устройств» в
• ООО «Главный калибр» с 13 января 2014 года по 31 января 2014 года.
• Совместно с руководителем практики был составлен план осуществления работы, который я успешно выполнил.
• В процессе прохождения производственной практики я:
• · ознакомился с учредительным документом — уставом, утвержденным учредителем общества;
• · ознакомился со структурой организации;
• · ознакомился с организацией и выполняемыми функциями и обязанностями сотрудников;
• · ознакомился с узлами и устройством ВТ;
• · ознакомился с конструкторско-технологическим обеспечением производства СВТ и аппаратно — программных систем;
• · ознакомился с проектированием цифровых устройств.
• 1. Структура и направления деятельности организации
• Основными направлениями деятельности компании ООО «Главный калибр» являются: проектирование, монтаж и обслуживание технических систем безопасности любого уровня сложности. Кампания состоит из трех основных отделов:
• Инженерный отдел — занимается разработкой чертежей и ланов, благодаря которым и происходит дальнейшее обслуживание поступающих заказов.
• Монтажный отдел — занимается монтажом оборудования по разработанным ранее планам.
• Сервисный отдел — производит гарантийное обслуживание ранее установленных систем.
• Перечень видов работ, выполняемых компанией:
• — видеонаблюдение;
• — система контроля и управления доступом (СКУД);
• — автоматика шлагбаумов и ворот;
• — охранная сигнализация;
• — противопожарная система;
• — система оповещения;
• — система пожаротушения;
• — прокладка и тестирование ЛВС;
• — сервисное обслуживание ПК, серверов, АТС.

2. Техника безопасности

Основные моменты, с которыми меня ознакомили по правилам техники безопасности:

Персонал, эксплуатирующий средства вычислительной техники и периферийное оборудование, может подвергаться опасным и вредным воздействиям, которые по природе действия подразделяются на следующие группы:

· поражение электрическим током

· механические повреждения

· электромагнитное излучение

· инфракрасное излучение

· опасность пожара

Требования электротехнической безопасности

При пользовании средствами вычислительной техники и периферийным оборудованием каждый работник должен внимательно и осторожно обращаться с электропроводкой, приборами и аппаратами.

Во избежание поражения электрическим током необходимо твердо знать и выполнять следующие правила безопасного пользования электроэнергией:

Необходимо постоянно следить на своем рабочем месте за исправным состоянием электропроводки, выключателей, штепсельных розеток, при помощи которых оборудование включается в сеть, и заземления. При обнаружении неисправности немедленно обесточить электрооборудование, оповестить администрацию. Продолжение работы возможно только после устранения неисправности.

Во избежание повреждения изоляции проводов и возникновения коротких замыканий не разрешается:

· вешать что-либо на провода;

· закрашивать и белить шнуры и провода;

· закладывать провода и шнуры за газовые и водопроводные трубы, за батареи отопительной системы;

· выдергивать штепсельную вилку из розетки за шнур, усилие должно быть приложено к корпусу вилки.

Для исключения поражения электрическим током запрещается:

· часто включать и выключать компьютер без необходимости;

· прикасаться к экрану и к тыльной стороне блоков компьютера;

· работать на средствах вычислительной техники и периферийном оборудовании мокрыми руками;

· работать на средствах вычислительной техники и периферийном оборудовании, имеющих нарушения целостности корпуса, нарушения изоляции проводов, неисправную индикацию включения питания, с признаками электрического напряжения на корпусе;

· класть на средства вычислительной техники и периферийное оборудование посторонние предметы.

Запрещается под напряжением очищать от пыли и загрязнения электрооборудование.

Запрещается проверять работоспособность электрооборудования в неприспособленных для эксплуатации помещениях: с токопроводящими полами, сырых и не позволяющих заземлить доступные металлические части.

Недопустимо под напряжением проводить ремонт средств вычислительной техники и периферийного оборудования.

Во избежание поражения электрическим током, при пользовании электроприборами нельзя касаться одновременно каких-либо трубопроводов, батарей отопления, металлических конструкций соединенных с землей.

При пользовании электроэнергией в сырых помещениях соблюдать особую осторожность.

При обнаружении оборвавшегося провода необходимо немедленно сообщить об этом администрации, принять меры по исключению контакта с ним людей. Прикосновение к проводу опасно для жизни.

Требования по обеспечению пожарной безопасности:

На рабочем месте запрещается иметь огнеопасные вещества.

В помещениях запрещается:

· зажигать огонь;

· включать электрооборудование, если в помещении пахнет газом;

· курить;

· сушить что-либо на отопительных приборах;

· закрывать вентиляционные отверстия в электроаппаратуре.

3. Изучение узлов и устройств ВТ

Конструкторско-технологическое обеспечение производства устройств ВТ

Во время прохождения практики была поставлена задача подбора элементной базы. Был сделан выбор в сторону низкого энергопотребления и повышенной долговечности. Эксплуатационная надежность элементной базы в основном определяется правильным выбором элементов при проектировании и при использовании в режимах, которые не превышают предельно допустимые.

На этапе подбора совместимых серий ИМС по характеристикам, приводятся функциональный состав серий цифровых универсальных микросхем, базовых матричных кристаллов, программируемых логических интегральных микросхем и их структурные электрические схемы. Рассматриваются особенности работы и параметры. Даются практические рекомендации по применению цифровых микросхем, изготавливаемых по различным технологиям.

Участвовал в организации тестирования цифровых узлов. Проводились тестирования вольтамперных характеристик и целостность узлов устройства. Также тестировали обрабатываемую информацию в аналоговых устройствах. Проводили тестирование взаимодействия вычислительных приборов с устройствами хранения информации, проверялась скорость обмена данными, а также их целостность.

Составлял техническое задание по разработке электронной вычислительной аппаратуры в соответствии с государственными стандартами. Создавал чертежи в прикладной программе в соответствии с требованием к единой системе конструкторской документации. Подбирал корпуса устройства в соответствии с условиями эксплуатации и окружающей среды. Проводил выбор необходимых типов и подтипов микросхем в соответствии с техническими условиями.

Рассчитывал оценку показателей надежности работы цифровых схем на основе экспериментальных данных. Проводил расчет на прочность конструктивных элементов. Производил монтаж аппаратуры с помощью крепежных элементов. Рассчитывал срок службы конструкции на основе средней продолжительности срока службы на отказ отдельных её элементов.

Выбирал печатные платы соответствующие необходимым требованиям. Изучал создание посадочных мест для микросхем различного типа. Занимался монтажом и демонтажем микросхем на печатную плату. Были применены навыки работы с паяльником другими приспособлениями.

Разрабатывал схемы сборки цифровых устройств, а также производил сборку и оценку качества цифровых устройств. Для этого применял программы-редакторы электронных схем, в которых была возможность симулировать работу устройства.

В производственном процессе я касался многих тем, связанных с проектированием цифровых устройств, в частности создание одноуровневых и иерархических принципиальных схем. Чтение и составление принципиальных схем является неотъемлемой частью данного производства. Стандарты на составление принципиальных схем и графическое отображение элементов активно используется на предприятиях этого типа. Я познакомился с основными принципами составления принципиальных схем. Изучал описание стандартов, которые используются в обозначениях элементов и составления качественных принципиальных схем.

На производстве я коснулся теории отладки проекта на программируемой логической интегральной схеме с использованием учебного отладочного оборудования — электронных компонентов, используемых для создания цифровых интегральных схем. В отличие от обычных цифровых микросхем, логика работы программируемой логической интегральной схемы не определяется при изготовлении, а задаётся посредством программирования (проектирования). На данном предприятии используются программаторы и отладочные среды, позволяющие задать желаемую структуру цифрового устройства в виде принципиальной электрической схемы или программы на специальных языках описания аппаратуры: Verilog, VHDL, AHDL и др.

При работе с проектами на программируемой логической интегральной схеме я прошел теоретический курс по языку VHDL — язык описания аппаратуры интегральных схем. Язык проектирования VHDL является базовым языком при разработке аппаратуры современных вычислительных систем. В VHDL синтаксисе я научился описывать модель в разных стилях (структурное, потоковое, поведенческое описания), а также встраивать в описание фрагменты языков программирования высокого уровня (Си, Паскаль). Этим и достигается его большая универсальность и применяемость не только для описания архитектур вычислительных систем. Например — моделирование разных физических систем.

В процессе практики, я так же, принимал участие в синтезе комбинационных схем различного назначения. В частности конструкторские (геометрические размеры корпусов компонентов, соотношение внутренних и внешних связей, количество выводов, форма выводов), технологические (тип выводов, метод крепления и монтажа), комбинированные — сочетание конструкторских и технологических методов синтеза изделий. Кроме этого изучал процесс моделирования работы комбинационных схем.

Для реализации возможности создания, моделирования и отладки описаний на языке VHDL предназначена модель псевдопроцессора (VHDCPU). Во множество инструкций этой машины вошли команды для исполнения алгоритма работы цифровых устройств: арифметические операции, операции работы с памятью, различные команды переходы, вызов подпрограмм, обработка корректности вычислений (переполнение, выход за границу диапазона), работа с очередью событий. Для компиляции VHDL — описания был разработан специализированный компилятор в код VHDCPU. В качестве средства разбора текстов был использован универсальный синтаксический анализатор, разработанный в Гомельском госуниверситете. Для его использования было создано описание языка VHDL в виде правил БНФ, адаптированного для разбора текста. Для симуляции работы устройств, представленных в виде VHDL-описаний, была расширена система моделирования (введена delta величина для событий системы) для пошаговой отладки по исходным текстам описания. Для анализа результатов моделирования VHDL-описания доступны все средства анализа системы: окно просмотра временных диаграмм, истории значений контактов, дампов памяти, отладка по исходным текстам, а также исполнение с учётом точек остановки, пошаговая отладка, окна просмотра переменных.

Также занимался разработкой, моделированием и отладкой различных схем последовательного типа и вычислительных блоков ЭВМ с использованием систем автоматизированного проектирования.

4. Выполнение работ по проектированию цифровых устройств

вычислительный техника цифровой конструкторский

С внедрением на предприятиях систем автоматизированного проектирования существенно изменяются функции разработчика электронной аппаратуры, поэтому необходимо систематическое изложение САПР.

Во время прохождения практики мною была выполнена:

— разработка цифровых узлов и устройства с применением САПР;

— изучение разработки цифровых узлов и устройств с применением языка описания (структурного, потокового и поведенческого) цифровой аппаратуры VHDL;

— участие в разработке, моделировании и отладке различных комбинационных схем с использованием САПР.

— работал над разработкой, моделированием и отладкой различных вычислительных блоков ЭВМ с использованием САПР.

Заключение

За время прохождения практики я узнал много нового и попробовал на практике то, что знал в теории.

За время производственной практики я приобрел не только теоретические знания, но и практические навыки. Познакомился с различными системами безопасности, изучил способы монтажа. В особенности осуществление контроля основных параметров микропроцессорных и микроконтроллерных интегральных схем.

Получил полезные знания в программировании на языке Ассемблер, организации микроконтроллерных и микропроцессорных систем, поиске и устранения неисправностей различного оборудования компьютеров. Изучил средства отладки и программирования микроконтроллерных и микропроцессорных систем на языке Ассемблер.

Так же получил знания о подсоединении к микроконтроллеру различных деталей и управление ими через микроконтроллер.

Опыт, полученный мной в период прохождения практики, пригодится мне в будущем.