Рівні та задачі проектування

Окремим рівням декомпозиції функціонального опису апаратури відповідають окремі рівні її складності. Самий верхній рівень складності апаратури – система, вона складається з пристроїв, пристрій – з функціональних вузлів, а вузли – з електрорадіовиробів ЕРВ (транзисторів, резисторів, трансформаторів, мікросхем і т.д.). Функціональний вузол відрізняється від пристрою тим, що не має самостійного експлуатаційного застосування. Наприклад, ПК – це система, блок живлення, мікропроцесор, пам'ять – пристрої, генератор синхроімпульсів, регістри - функціональні вузли. Це ділення досить умовне. Так, наприк­лад, мікросхема відноситься до компонентного рівня, хоч щодо своєї внутрішньої складності може бути віднесена до вузла, приладу або навіть системи.

Традиційно процес проектування відповідно до рівнів складності апаратури розбивається на наступні рівні:

- системний,

- функціональний,

- схемотехнічний,

-конструкторсько-технологічний.

Хоча загальна методологія процесу проектування достатньо традиційна, але зміст, методи і засоби проектування для різних рівнів відрізняються і істотно залежать від вибраних елементної бази, САПР та засобу реалізації кінцевого продукту.

На кожному з цих рівнів використовуються свої поняття, свій математичний апарат, свої типові компоненти та рішення (табл. 1.1)

На системному (структурному) рівні проектування на основі аналізу ТЗ визначається архітектура, тобто склад компонентів і інформаційні зв'язки між ними, основні характеристики майбутньої системи (продуктивність, точність, надійність і т.д.), вибирається елементна база для її побудови, приймаються рішення про розподіл функцій між програмною й апаратною або між аналоговою і цифровою частинами системи. Елементна база, до речі, є визначальною для вибору відповідної САПР і подальшої технології проектування системи. Це самий складний, важко формалізуємий рівень проектування, багато в чому залежний від досвіду, знань і інтуїції розробника.

Таблиця 1.1- Рівні проектування і їхнє математичне забезпечення

Для ЦС (КС) на цьому рівні можна виділити два підрівня: регістрових передач і логічний. Підрівень регістрових передач описує систему в вигляді блоків (модулів), які зберігають і трансформують дані. Це регістри, суматори, компаратори, керуючі автомати і т.д., робота яких описується відповідними функціями або алгоритмами. На логічному підрівні всі ці модулі складаються з вентилів, робота яких описується відповідними булевими рівняннями або таблицями істинності з урахуванням часових затримок.

На схемотехнічному рівні на блоки попереднього рівня розроблюються принципові електричні схеми, програми, готуються тестові і контрольні дані, пророблюється точна форма сигналів для окремих електронних вузлів і пристроїв, уточнюються їхні внутрішні та вихідні параметри з урахуванням різних дестабілізуючих факторів.

На конструкторсько-технологічному рівні здійснюється прив'язка електричної схеми до конструктивних елементів і технологічних процесів виробництва. На цьому етапі вирішуються задачі компонування і розміщення елементів і вузлів, здійснення друкованих і провідникових з'єднань, а також задачі тепловідводу, захисту від шкідливих впливів і т.п., розробляються технологічні процеси та оснастка для виготовлення окремих блоків і системи в цілому.