3. Этапы проектирования эвм

Проектирование ЭВМ начинается с разработки структурных, функционально-логических и принципиально-электрических схем, в которые закладывается функциональная сущность работы ЭВМ разработчиками-схемотехниками.

Если рассматривать проектирование с позиций решения множества конкретных задач в их логической последовательности, то весь этот трудоемкий процесс можно условно разбить на следующие этапы:

• внешнее проектирование;

• операционное проектирование;

• логическое проектирование;

• техническое проектирование;

• технологическую подготовку производств.

В означенной дисциплине задачи конструирования и производства ЭВМ рассматриваются как часть процесса проектирования и внедрения в производство нового изделия.

Рассматривая указанную последовательность, можно установить, на каких этапах решаются конструкторские и технологические задачи, как взаимосвязаны эти задачи со схемотехническими.

С момента появления заказа или новой идеи на разработку ЭВМ, выполняющую определенные функции в определенных условиях, необходимо ответить на многие вопросы, чтобы составить документ «Техническое задание», а затем наметить пути его реализации.

Один из главных вопросов – возможно ли реализовать ЭВМ с учетом новых требований на базе имеющихся технологий, уровня производства, подготовленности кадров. Есть еще много вопросов, связанных с архитектурой машины, надежностью, экономической целесообразностью и т. п.

Поиск ответов на эти вопросы осуществляется на этапе внешнего проектирования.

Внешнее проектирование – это проектирование, при котором важно выявить свойства цифровой системы (ЭВМ), исходя из внешних по отношению к ней требований.

Необходимо определить, к какому типу будет относиться новая ЭВМ: универсальная общего назначения, специализированная, встраиваемая микроЭВМ, персональный компьютер и т. д.

Кроме этого, на этапе внешнего проектирования решаются следующие основные задачи:

• определяется принцип организации ЭВМ – модульный или моносхемный, иерархия – функциональная и конструкторская;

• уточняются функции, возлагаемые на систему, а также распределение этих функций по техническим, программным и микропрограммным средствам;

• выбираются критерии для оценки эффективности проекта;

• определяется элементная база, на которую могут ориентироваться разработчики;

• выясняется наличие необходимых технологий изготовления ЭВМ и если их нет, то насколько реально разработать новые технологии.

На стадии внешнего проектирования намечаются основные направления схемного и конструкторского проектирования, а также разработка математического обеспечения.

На основе анализа результатов составляется окончательный вариант технического задания.

Операционное проектирование – это проектирование, целью которого является определение:

– системы команд, форматов и способов кодирования данных;

– алгоритмов выполнения операций в цифровой системе;

– структуры системы на базе операционных алгоритмов.

На этапе операционного проектирования определяются операционные возможности ЭВМ. Выбор основывается на анализе класса алгоритмов, которые должны реализовываться цифровой системой. Иными словами, определяются алгоритмы работы схем, предназначенных для выполнения арифметических, логических и др. функций.

Логическое проектирование – это проектирование, целью которого является определение структуры и порядка функционирования цифровой вычислительной машины на уровне логических схем.

Техническое проектирование – это проектирование, которое заключается в разбиении цифровой системы на функционально-законченные модули, блоки, агрегаты, т. е. приведение в соответствие функциональной и конструкторской иерархии (соподчинения). На этапе технического проектирования разрабатывается техническая документация, решаются вопросы компоновки, размещения, трассировки и крепления элементов конструкции ЭВМ. На этом этапе определяется технология изготовления иерархических модулей конструкции ЭВМ. Например, определяется технология изготовления печатных плат, технология их сборки, технология объединения печатных плат между собой и т. д.

Технологическая подготовка – это этап проектирования, который осуществляется на основе технической документации. Эта документация оформляется в соответствии с ЕСКД и ЕСТД. На этом этапе проектируются технологические процессы (не путать с разработкой), т. е. определяется, на каком рабочем месте и с помощью каких инструментов и оборудования специалисты конкретной квалификации будут выполнять технологические операции по изготовлению деталей, сборке и настройке модулей, блоков и опытного образца ЭВМ. На этом же этапе проектируются, изготавливаются и испытываются нестандартные инструменты, приспособления, оборудование, т. е. осуществляется подготовка предприятия к освоению нового изделия – ЭВМ.