Stfw.RuРассмотрим алгоритм выбора элементной базы ЗУ по критерию минимума общей площади монтажных плат. Исходными данными являются: емкость ОЗУ (ПЗУ), определяемая на этапе анализа алгоритма; разрядность операндов, констант, команд и их количество; частота дискретизации входного сигнала; длитель-ность цикла вычисления результата (7ц); допустимое значение удельной мощности рассеивания; допустимое значение интенсивности отказав или нара1ботка на отказ; возможные конструктивные варианты реализации модуля ЗУ: печатная плата (одно- или двухсторонняя, многослойная), микросборка (однослойная, много-слойная). Кроме параметров реализации модуля ЗУ задают также основные характеристики и перечень заданных серий микросхем ЗУ. Этот перечень может быть задан в виде таблицы, по форме аналогичной табл. 3.4, но содержащей следующие столбцы: серия БИС ЗУ, емкость (слов), разрядность, длительность цикла обращения, потребляемая мощность, интенсивность отказов, тип корпуса или размеры кристалла и др.
1. Определяется коэффициент распараллеливания ЗУ, обеспечивающий считывание и запись информации в реальном времени:
где N0=NBX + NBb!x - общее число входных операндов, считываемых из ОЗУ (ПЗУ) (iVBx), И результатов вычислений, записываемых в ОЗУ за время одного цикла вычислений 7Ц; t0 - длительность цикла обращения, под которым понимается либо большее из времен записи ш считывания (для ОЗУ), либо время считывания ПЗУ.
2. Рассчитывается коэффициент распараллеливания ОЗУ, обеспечивающий временное согласование работы АЦП и ОЗУ, предназначенного для хранения входного массива:
Выбираем Kр>mах {К1Р, К2р}. Это значение обеспечивает работу МПУ в РМВ.
3. Распараллеливание блоков памяти приводит к необходимости использования буферного ЗУ (БЗУ), выполняющего временное согласование работы ОЗУ (ПЗУ) и МП. Можно выделить два типа БЗУ: первое принимает информацию с АЦП и МП. Общее число входов-выходов этого БЗУ равно No + l, а разрядность (N0+l)l. Между БЗУ и ОЗУ обычно находится мультиплексор, коммутирующий (N0 + 1)l входов на Kpl выходов, соединенных с входами блоков ОЗУ.
Буферное ЗУ второго типа устанавливается между выходом ОЗУ и МП. На вход БЗУ поступает информация с К выходов блоков памяти разрядностью KL Эта информация коммутируется на l входы АУ.
Число микросхем регистрового БЗУ
где l БЗУ1, lБЗУ2 - разрядность регистров БЗУ первого и второго типа. Для коммутации информации используются мультиплексоры типа (N0+ 1) X 1 и K Х 1 соответственно. ;.
4. Число микросхем для реализации ОЗУ
где Е - число слов ОЗУ, lОЗУ, EОЗУ - разрядность и число адре--сов микросхем ОЗУ соответственно.
5. Аналогично п.4 определяется число микросхем ПЗУ.
6. Определяется значение интенсивности отказов модуля ЗУ:
где Кi - число микросхем i-й серии в модуле
ЗУ; Хг - интенсивность отказов микросхем i-й серии; k - число типов микросхем, используемых при реализации модуля ЗУ. Если Лзу<лдоп, то переход к п.8, если нет, то переход к п.7.
7. Определяется тип и кратность резервирования блоков ЗУ, обеспечивающих Л3урДоп, то корректируем значение SJ:
10. Расчеты по пп. 1 - 9 повторяются для всех возможных наборов типов микросхем, заданных в исходных данных. После проведения всех вычислений получаем массив значений
где G - максимальное число возможных вариантов реализации модуля ЗУ. Оптимальным считается такой набор серий микросхем, который дает минимальное значение S3y.
При м е р 3.4. Определить структуру и оптимальные параметры модуля ОЗУ МП БО, рассмотренного в примере 3.3.
Исходные данные: емкость ОЗУ EОЗУ =256 слов, длительность цикла вычисления ТЦ = Т-О =2 МКС Разрядность массива входных отсчетов 8, выходных 16. Частота дискретизации Fд=1 МГц. Основание преобразования r=2. Допустимое значение удельной мощности рассеивания: pДOП=0,02 Вт/см2. Наработка на отказ T=104 ч. Тип конструкции - односторонняя печатная плата. Модуль ОЗУ реализуется на микросхемах, приведенных в табл. 1.5.
1. Выбираем из табл. 1.5 первый этап микросхем - КР132РУ6А.
2. Определяем коэффициент распараллеливания ОЗУ:
3. Поскольку Кр=1, модуль ОЗУ может быть реализован одним блоком; зходные, выходные и промежуточные массивы отсчетов будут записываться по свошл адресам. Разрядность слов принимается максимальной - 16 бит.
Число микросхем КР132РУ6А, необходимое для реализации модуля ОЗУ, равно
4. Полагая, что интенсивность отказов любой микросхемы из табл. 1.5 равна 10-6, определяем наработку на отказ модуля ЗУ:
5. Считая, что установочные размеры микросхемы равны 36X32,5 мм, а значения краевых полей х1=Х2=y1=5 мм, y2=10 мм, определяем площадь печатной платы, необходимую для размещения микросхем КР132РУ6А:
6. Удельная мощность рассеяния модуля ОЗУ
Корректируем значение площади печатной платы: S=8/0,02=400 см2. 7. В соответствии с алгоритмом необходимо повторить вычисления для каждой серии табл. 1.5. Однако даже поверхностный анализ показывает, что оптимальной будет серия КР537РУ8А. При условии равенства установочныж размеров микросхем площадь печатной платы для этой серии равна 24,1 см2.
Таким образом, приведенный выше алгоритм позволяет выбрать серию микросхем, обеспечивающих реализацию модулей памяти в рамках заданных ограничений и при минимальной площади монтажных плат. Без существенной переделки алгоритм может быть использован для выбора элементной базы ЗУ по другим критериям.
