Файл: Видершайн, М. Н. Производственный контроль параметров элементов цифровой автоматики.pdf

Для случая экспоненциального закона распределения отказов критерием надежности является параметр потока отказов Л рассматриваемых схем, определяемый по формуле

К

Для оценки изделий все критерии качества сводятся в матрицу параметров вида

Х11Х12' ’ ' х 1т

Х21Х22 ' " ' х 2т

• Хц Хп1ХП2 ' ’ ‘ х пт

где i = l, 2, . . ., п — номер рассматриваемого комплекса функ­ циональных узлов;

/ = 1, 2, . . ., т — номер учитываемого параметра. Критерии матрицы X, имеющие количественные выражения,

приводятся к такому виду, чтобы большему значению критерия соответствовало лучшее качество комплекса.

Критерии, не удовлетворяющие этому условию, пересчиты­ ваются по формуле

В результате получим матрицу приведенных параметров

У = \УцЬ

Нормирование параметров производим по формуле

У шах j — У lj

где Утах j — максимальное значение /-го параметра.

31

В результате определим матрицу нормированных параметров, где каждому приведенному параметру Yи соответствует норми­ рованный параметр аи

а = К/1-

Для обобщенного анализа комплексов ФУ вводится оценоч­ ная функция вида

Для учета основных параметров серий ФУ применим оценоч­ ную функцию вида ___________

Лучшим комплексом ФУ соответствует меньшие величины оценочных функций.

При сравнительной оценке вновь разрабатываемой серии ФУ с существующими необходимо определить совокупность исполь­ зуемых при анализе критериев.

Сравнительная оценка серий функциональных узлов по их параметрам производится с учетом важности этих параметров. Экспертные оценки показателей важности параметров комплек­ сов (Bj) получают путем широкого опроса специалистов, имеющих опыт проектирования, изготовления и эксплуатации функциональ­ ных узлов. Совокупность всех вариантов экспертных оценок, полученных таким путем, называется случайным потоком тре­ бований.

Используя матрицы нормированных параметров а и поток требований, производится расчет оценочных функций. Последние рассчитываются по всем вариантам экспертных оценок. При этом по каждому из вариантов по величине оценочной функции опре­ деляется место, занятое каждым из рассматриваемых серий функ­ циональных узлов в отношении лучшего удовлетворения данному набору требований. По результатам расчета оценочных функций для каждой из выбранных схем составляют итоговую таблицу вероятностных характеристик.

В качестве вероятностных характеристик принимаются ве­ личины вида

32

функциональных узлов для проектирования аппаратуры опре­ деленного класса производится в два этапа. Выбор серий функцио­ нальных узлов производится из пригодных к применению, которые наилучшим, образом удовлетворяют требованиям в отношении стоимости, надежности, потребляемой мощности и т. д.

При решении этой задачи должны быть определены т важ­ нейших критериев качества.

Для серий, удовлетворяющих техническим требованиям на аппаратуру, составляются матрицы X, Y, а.

Сравнительная оценка по совокупности выбранных критериев производится с помощью оценочной функции Q, причем пред­ почтение следует отдавать серии, имеющей меньшее значение функции Q.

Эталонное устройство (ЭУ), как было показано выше, пред­ назначено для определения усредненных количественных значе­ ний характеристик качества серий функциональных узлов, при­ меняемых в устройствах вычислительной техники и цифровой авто­ матики. На ЭУ проверяется качество исследуемых серий и оно состоит из наиболее часто встречающихся схем.

Обязательным для ЭУ является выполнение следующих one-, раций:

пересчет единиц счетчиком; сдвиг единицы в сдвигающемся регистре в одном направ­

лении; расшифровка кода счетчика схемой дешифратора;

сравнение кодов с выходов дешифратора и регистра схемой сравнения;

сложение текущего кода счетчика с предыдущим в сумматоре; увеличение суммы на единицу; сравнение кода счетчика с четырьмя старшими разрядами

суммы; выработка импульсов, обеспечивающих циклическую работу

ЭУ в случае отсутствия отказов, а также сигнала «останов». Допустимо совмещение отдельных операций во времени. Например, сложение 1-го и 2-го слагаемого можно совместить

с добавлением дополнительной единицы.

Для проверки качества исследуемых серий необходимо спро­ ектировать эталонное устройство на функциональных узлах сравниваемых серий. Для этого устройства подсчитывают коли­ чество используемых функциональных узлов различного типа л£, приходящееся на один элемент типа триггер

где п\ — количество узла /-го типа, необходимых для реализаций ЭУ;

N — количество элементов типа триггер в ЭУ.

Суммарное количество функциональных узлов различных ти­ пов, приходящееся на один элемент типа триггер, принято за единицу оборудования.

Анализ различных устройств цифровой автоматики, а также цифровых вычислительных машин показывает, что в них наблю­ дается достаточно хорошая устойчивость функционального со­ става.

При разработке структурной схемы ЭУ необходимо стремиться к выполнению следующих основных требований:

эталонное устройство следует разрабатывать таким образом, чтобы оно отражало особенности построения типовых узлов; устройств цифровой автоматики;

ЭУ должно учитывать специфику устройств и систем всего класса аппаратуры, в связи с чем структурная схема и разряд­ ность отдельных типовых схем необходимо подбирать так, чтобы

чем сложнее устройство, тем полнее раскрываются в нем особен­ ности комплекса;

следует обеспечивать возможность проектирования ЭУ до­ статочно простыми методами. Чем совершеннее структура типо­ вых узлов, тем более высокие показатели будут получены в ре­ зультате анализа эталонного устройства;

ЭУ должно функционировать с проверкой правильности ра­ боты каждого функционального узла, причем отказ одного узла вызывает отказ всего устройства;

схемы ЭУ необходимо разрабатывать в соответствии с нормами ТУ. Применение эталонных устройств позволяет унифицировать методы и условия испытаний серий функциональных узлов в про­

ные характеристики, позволяющие с приемлемой степенью при­ ближения прогнозировать качество цифровых устройств автома­ тики и вычислительной техники.

На рис. 4 показан пример такого эталонного устройства, а на рис. 5 — его временная диаграмма.

Цикл работы эталонного устройства состоит из двух тактов. Запуск схемы производится кнопкой «Пуск». Импульс ИО уста­ навливает запоминающие элементы типа триггер в исходное со­ стояние:

все разряды счетчика в состоянии «О»; все разряды сдвигающего регистра, кроме младшего (правого),

в состоянии «О»; младший разряд сдвигающего регистра в состоянии «1»;

34

№

Рис. 4. Блок-схема статистического эталонного устройства

Рис. 5. Временная диаграмма работы статистического эталонного устройства

3

Г л а в а II

КОНТРОЛЬ КАЧЕСТВА ОДНОСЛОЙНЫХ

ИМНОГОСЛОЙНЫХ ПЕЧАТНЫХ ПЛАТ

1.Основные требования к электромонтажу

иобразцам для испытаний

При производстве функциональных узлов устройств цифровой автоматики важнейшее значение имеют применяемые для компо­ новки этих узлов в блоки и субблоки печатные платы *. Переход к микроминиатюрным элементам, выполняемым в виде интеграль­ ных микросхем в тонкопленочном, гибридном или полупроводни­ ковом исполнении требует применения многослойных печатных плат. Необходимость их применения обусловлена значительным количеством выводов интегральной микросхемы, расположенных в ограниченном пространстве, и невозможностью в связи с этим обеспечить соединения элементов на обычной плате с односторон­ ним или двусторонним печатным монтажом.

Контроль качества печатных плат вырастает в самостоятель­ ную проблему. Обеспечение надежных, с высокой степенью без­ отказности функциональных узлов устройств автоматики в зна­ чительной степени определяется качеством монтажных соединений. По некоторым данным на долю электромонтажа падает до 60% всех отказов радиоэлектронной аппаратуры.

При печатном монтаже соединения между всеми компонентами электронного устройства или их частью, включая экранирующие детали, состоят из проводящих полосок, находящихся внутри материала подложки или связанных с его поверхностью.

Основные размеры печатных плат устанавливаются ГОСТ 10317— 72 «Платы печатные. Основные размеры».

Одним из важных процессов стандартизации в печатном мон­ таже является установление размеров координатной сетки. В со­ ответствии с рекомендацией Международной электротехнической комиссии (МЭК), координатной сеткой называется прямоуголь­ ная сетка, состоящая из параллельных равноудаленных друг от друга линий, служащих для разметки отверстий на печатной плате. ГОСТ 10317— 72 устанавливает, что шаг координатной сетки в двух взаимно перпендикулярных направлениях должен быть 2,50 мм. Для особо малогабаритной аппаратуры, а также в исключительных технически обоснованных случаях для отдель­ ных элементов, когда необходимо использовать координатную сетку с шагом менее 2,50 мм, допускается применение дополни­ тельного шага 0,50 мм.

37