В состав внутренней Микро-ЭВМ входит программируемый контроллер прерываний (Р1С) типа КР181ОВН59А (элемент DD32), обеспечивающий обслуживание запросов на прерывания от таких источников как программируемый интервальный таймер (РТТ), схема ИКМ - тракта, контроллер стыка RS/232 с технологической ПЭВМ.

Программируемый интервальный таймер (PIT) типа КР580ВИ53 (элемент DD24) выполняет несколько функций: генерация таймерных прерываний и синхронизация схемы контроля наличия сверхцикловой синхронизации (частота 500 Гц) - канал 0, при этом необходимо на канале 0 иметь период генерируемых сигналов более 2 мсек.; синхронизация контроллера стыка RS/232 происходит по каналу 1 таймера; контроль наличия несущей ИКМ тракта внутренней сети АТС осуществляется каналом 2 таймера. При этом несущая частота ИКМ - тракта (2048 КГц) поступает на управляющий вход канала 2 таймера, в то же время на счетный вход канала 2 поступает внутренняя контрольная частота 2 МГц. Канал 2 запрограммирован на режим ждущего одновибратора (режим 1) и при наличии несущей ИКМ на его выходе всегда "О", этот выход подключает внешнюю синхронизацию схемы сопряжения с ИКМ - трактом, состояние этого выхода программно доступно для контроля внутренней микро-ЭВМ. Если имеет место пропадание несущей ИКМ, на выходе канала 2 таймера появляется " 1" - сигнал аварии; синхронизация схемы сопряжения с ИКМ аппаратно переключается на внутренний источник с частотой 2 МГц (для возможности тестирования).

Контроллер стыка RS/232 с технологической ПЭВМ выполнен на микросхеме КР580ВВ51А (элемент DD28). Этот контроллер синхронизируется отдельного генератора (элементы ZQ1, С6О, R2, R3, DD16), обеспечивающего формирование стандартного ряда скоростей обмена с ПЭВМ (на вход микросхемы КР580ВВ51А поступает 1.8432 Мгц). Имеются элементы согласования по уровням сигналов со стыком RS/232 (DA2, DA3). Подключение блока БОС к технологической ПЭВМ необходимо при отладке программного обеспечения микро-ЭВМ блока БОС.

При обращении к любому устройству ввода-вывода в цикл внутренней микро-ЭВМ вводится четыре такта ожидания, что необходимо для согласования по быстродействию относительно быстрого процессора микро-ЭВМ с медленными микросхемами ввода-вывода серий 580 и 1810.

Схема сопряжения с ИКМ трактом имеет в своем составе мультиплексоры адресов (MUX-ADR), обеспечивающие переключение адресов буферного ОЗУ ИКМ - тракта (элементы DD53, DD54) поочередно к счетчику синхронизации (активный буфер), или к внутренней микро-ЭВМ (пассивный буфер). Информация из буфера схемы сопряжения с ИКМ трактом побайтно записывается в регистр передачи (RG-T) и обновляется там (аппаратно) каждые 3.9 мкс, из регистра передачи байт переписывается в сдвиговый регистр-формирователь последовательного кода и далее в последовательном коде передается в ИКМ тракт. Передаваемая во внутренний ИКМ тракт информация доступна всем блокам БОС внутристанционной сети (в том числе и тому блоку БОС, который ее передает в ИКМ тракт внутренней сети АТС).

Принимаемая со стороны ИКМ тракта информация заносится в последовательном коде в сдвиговый регистр приема и далее - в регистр приема (RG-R), из которого каждые 3.9 мкс происходит аппаратурное переписывание информации в буфер схемы сопряжения с ИКМ трактом.

Особенностью схемы сопряжения с ИКМ трактом является наличие двух буферов обмена с линией ИКМ. Эти буфера условно обозначаются 0 и 1. При этом, когда буфер-0 активен ( ведет обмен с ИКМ трактом ), буфер-1 пассивен ( доступен для внутренней микро-ЭВМ ). Каждый двух-миллисекундный сверхцикл активный и пассивный буфера меняются местами. Так, например, если в данном сверхцикле буфер-0 активен, а буфер-1 пассивен, то в следующем сверхцикле буфер-0 пассивен, а буфер-1 активен. При смене сверхцикла - каждые 2 мс, в сторону процессора внутренней микро-ЭВМ поступает очередной сигнал прерывания, сигнализирующий о том, что информация, полученная в предшествующем сверхцикле, доступна (в течение 2-х мс) для чтения, а информация предназначенная для передачи по сети и записываемая в текущем сверхцикле, будет передана по сети в следующем сверхцикле (при условии что в текущем сверхцикле будет установлен триггер разрешения передачи во время следующего сверхцикла).

Таким образом, схема сопряжения с ИКМ трактом имеет два идентичных узла в состав каждого из них входят: буферное ОЗУ, мультиплексоры адресов, регистры передачи и приема. Передающий и приемный сдвиговые регистры, как и счетчики синхронизации, являются общими для обоих вышеуказанных узлов.

Буферное ОЗУ внутристанционного ИКМ тракта доступно для внутренней микро-ЭВМ блока БОС как память, при этом в цикле обращения к буферному ОЗУ отсутствуют такты ожидания, что повышает пропускную способность блока БОС.

В буферной области имеется 512 байт - область передачи и такого же объема - область приема. Общий объем буфера, доступный для обращения от микро-ЭВМ блока БОС, составляет 1024 байта.

В составе блока БОС имеется схема аварийного контроля (элементы DD27, DD34). Принцип аварийного контроля заключен в периодическом (каждые 2 мс) сбросе счетчика аварийного контроля при чтении в процессор внутренней микро-ЭВМ информации из приемной области пассивного буфера. Если по каким либо причинам (сбой; отказ оборудования) в течении 15-ти сверхциклов нет чтения, то счетчик аварийного контроля, досчитав до состояния 1111 (OFH), заблокируется и зафиксирует состояние "АВАРИЯ". Сигнал "АВАРИЯ", генерируемый на БОС, программно доступен для центрального процессора. Время формирования состояния "АВАРИЯ" составляет 30 мсек.

В случае поступления сигнала "АВАРИЯ" от БОС, или при отсутствии этого сигнала, если центральный процессор зафиксировал нарушения в принимаемых сообщениях, имеется возможность сброса процессора внутренней микро-ЭВМ по команде от центрального процессора.

Интерфейс с центральным процессором содержит: два информационных регистра (ввод и вывод информации микро-ЭВМ блока БОС) - элементы DD68, DD70; регистр состояния блока БОС (элементы DD61, DD63, DD29,DD39) для центрального процессора и регистр управления от центрального процессора (элемент +DD66); дешифратор адресов, поступающих от центрального процессора, обеспечивающий выбор конкретного блока БОС в циклах обращения со стороны центрального процессора (элементы DD62,DD65); триггер запроса прерываний в сторону центрального процессора (элемент DD29).

При работе блока БОС от центрального процессора поступает сообщение, подлежащее передаче по сети, это сообщение попадает в память микро-ЭВМ блока БОС, и после предварительной подготовки, данное сообщение (целое или по частям) передается в буфер интерфейса внутреннего ИКМ тракта АТС.

Если сообщение, адресованное модулю в котором находится данный БОС, поступило по внутренней сети АТС, тогда микро-ЭВМ блока БОС анализирует правильность принятого сообщения и, если обнаружены ошибки (подсчитанная контрольная сумма не совпадает с переданной), перезапрашивает сообщение. Когда сообщение принято правильно и находится в ОЗУ микро-ЭВМ блока БОС, устанавливается запрос прерываний в сторону центрального процессора. По этому запросу на центральном процессоре запускается процедура приема сообщения от БОС.

Применение внутренней микро-ЭВМ в блоке БОС позволяет организовать гибкое управление обменом по сети, тестирование узлов блока

БОС и многие другие дополнительные функции, серьезно разгружая центральный процессор того модуля АТС, где находится блок БОС, от многих дополнительных действий, связанных с обслуживанием внутренней сети.

3. ВЫБОР И ОБОСНОВАНИЕ ЭЛЕМЕНТНОЙ БАЗЫ, УНИФИЦИРОВАННЫХ УЗЛОВ, УСТАНОВОЧНЫХ ИЗДЕЛИЙ И МАТЕРИАЛОВ КОНСТРУКЦИИ

3.1 Обоснования выбора элементной базы

Все используемые электро-радио компоненты, ИМС и другие покупные изделия, а также материалы должны обеспечивать показатели надежности и экономическую эффективность станции.

Применяемые комплектующие изделия не должны требовать:

- разбраковки и отбора по техническим параметрам после входного контроля;

- разработки специальных средств для входного контроля.

Элементная база для перспективной аппаратуры должна включать следующие изделия:

- аналоговые и цифровые ИС общего применения;

- современные комплектующие компоненты (резисторы, конденсаторы, реле и т.д.) отвечающие требованиям комплексной миниатюризации и имеющие электрические и массогабаритные показатели, совместимые с ИС;

- специализированные полупроводниковые БИС;

- специализированные гибридно-пленочные БИС.

Для разработки современной аппаратуры необходимы комплектующие изделия, отличающиеся при большой сложности высокой надежностью и ограниченным числом внешних выводов. Такими изделиями являются БИС и СБИС. Стоимость аппаратуры на основе БИС ниже стоимости аналогичной аппаратуры на другой элементной базе. Это объясняется использованием перспективной технологии и уменьшением объема монтажно-сборочных работ. При разработке современных технических решений в системах электросвязи решающими критериями выбора элементной базы являются надежность, долговечность и энергопотребление применяемых компонентов. Стоимость применяемых микроэлектронных изделий должна рассматриваться в комплексе с затратами на монтажные узлы, их производство и настройку. Учитывая, что стоимость собственно компонентов имеет тенденцию к постоянному снижению в соответствии с освоением технологии производства и увеличением серийности на заводе-изготовителе, а стоимость производства аппаратуры, как правило, возрастает, целесообразно закладывать в новые разработки перспективную элементную базу в виде специализированных БИС, Единственное ограничение на применение таких изделий - это степень их отработанности на заводе-изготовителе, гарантирующая надежность и функциональное соответствие применяемых компонентов.

Таким образом, можно выделить следующие основные критерии выбора элементной базы:

- надежность;

- долговечность;

- энергопотребление;

- степень интеграции;

- стоимость.

В настоящее время наиболее распространенными интегральными схемами являются схемы транзисторно-транзиторной логики. Компоненты данной группы широко освоены отечественной промышленностью. Наиболее современная технология ТТЛШ с малым энергопотреблением используется в массовой серии 1533, включающей в свой состав широкую номенклатуру ИС. Данная серия применяется при построении логических узлов аппаратуры в пределах ТЭЗ. Допускается применение ИС серий 555, 531 и схем малой интеграции, входящих в состав МГЖ 580, 1810 для узлов интерфейса, требующих повышенной нагрузочной способности и быстродействия. При применении указанных ИС вместе с ИС основной серии 1533 следует применять схемотехнические решения, обеспечивающие помехоустойчивость узлов.

Для применения в разработке используется широко распространенные МПК серий 580, 1810, производимые отечественной промышленностью. Эти комплекты имеют сильно развитые средства поддержки разработки ПО и широкую номенклатуру периферийных и специализированных БИС, Для разработки микропроцессорных узлов также применяются серии 537,

3.2 Анализ элементов на устойчивость к внешним воздействиям

Применяемые в конструкции радиоэлементы должны сохранять работоспособность при воздействии на них внешних дестабилизирующих факторов. Основные справочные данные используемых элементов на устойчивость к внешним воздействиям приведены ниже.

Микросхемы серии 1533 имеют пониженную рабочую температуру среды минус 10 °С, повышенная температура 70 °С. Амплитуда ускорения синусоидальной вибрации - 10g, линейное ускорение - 50g.

Микросхемы типа КР580 сохраняют свою работоспособность при температуре окружающей среды в пределах от минус 10 °С до 70 °С. Относительная влажность среды до 98 %. Воздействие синусоидальной вибрации в пределах 1 - 600 Гц с амплитудой ускорения 10 g. Удар - 75g. Линейное ускорение 25g.

Микросхемы типа КР1810 выдерживают воздействие пониженной температуры среды минус 10 °С, повышенной температуры 70 °С. Амплитуда ускорения синусоидальной вибрации 10g. Линейное ускорение 50g,

Микросхемы типа К170 имеют пониженную температуру окружающей среды минус 10 °С, повышенную температуру 70 °С. Амплитуда ускорения синусоидальной вибрации 10g. Линейное ускорение 500g,

Микросхемы серии КР537 также выдерживают воздействие температуры окружающей среды в пределах от минус 10 °С до 70 °С. Амплитуда ускорения синусоидальной вибрации 10g, Линейное ускорении 50g.

Конденсаторы типа К10-17 сохраняют свою работоспособность при воздействии на них пониженной температуры среды минус 60 °С, повышенной температуры среды 125 °С. Влажность окружающего воздуха не более 98 % при 35 °С. Воздействие синусоидальной вибрации в пределах от 1 до 5000 Гц с амплитудой ускорения 40g. Многократный удар 40g, однократный 150g. Линейное ускорение 500g,

Конденсаторы типа К53-4А имеют диапазон рабочих температур в пределах от минус 60 до 85 °С. Влажность 85 % при 35 °С. Вибрация в диапазоне частот 1...3000 Гц с амплитудой ускорения до 20g. Ударные перегрузки 150g. Линейное ускорение 200g.

Резисторы типа С2-ЗЗН имеют повышенную рабочую температуру 85 °С. Работоспособны при воздействии синусоидальной вибрации в пределах от 1 до 5000 Гц с амплитудой ускорения 30g. Однократный удар l000g, многократный удар 150g. Линейное ускорение 500g.

Набор резисторов HP 1-4-9 имеет пониженную рабочую температуру среды минус 60 °С, повышенную температуру 155 °С. Относительная влажность воздуха при 20 °С не превышает 98 %. Воздействие синусоидальной вибрации с частотой 1 - 2000 Гц с амплитудой ускорения 10g. Воздействие многократного удара 40g., однократного 150g. Линейное ускорение 50g.

Резонатор РК169МА имеет диапазон рабочих температур в пределах от минус 60 °С до 85 °С. Воздействие синусоидальной вибрации 1 - 2000 Гц с амплитудой ускорения 20g. Ударное воздействие 500g. Линейное ускорение 50g.

Пониженная температура окружающей среды для индикатора АЛ3076 составляет минус 60 °С, повышенная 75 °С. Частота вибрации 1 - 2000 Гц с амплитудой ускорения 20g. Линейное ускорение составляет 200g.

Диод типа 2Д522Б сохраняет свою работоспособность в диапазонах температур от минус 60 до плюс 125 °С. Относительная влажность воздуха составляет 98 % при 35 °С. Синусоидальной вибрация частотой от 1 до 600 Гц с амплитудой ускорения 10g. Однократный удар 15g. Линейное ускорение 20g.

Таким образом, проанализировав характеристики элементов на устойчивость к внешним воздействиям и сравнив их с требованиями предъявляемыми к АТС можно сделать вывод о том, что выбранная элементная база удовлетворяет требованиям работоспособности в части воздействия внешних дестабилизирующих факторов.

3.3 Описание материалов конструкции

Для изготовления слоев МПП в качестве основания используется стеклотекстолит, для получения которого применяют стеклянную безщелочную ткань и эпоксифенолоформальдегидный лак. Пропитку стеклоткани лаком производят на вертикальных пропиточных машинах, снабженных сушилкой. Пропитанная и просушенная стеклоткань наматывается на барабан. Затем эта стеклоткань, находящаяся в стадии неполного отвердения, и фольга нарезаются на листы необходимого размера. Склеивание фольги и стеклотекстолита производится на гидравлических прессах. Установлено, что оптимальным режимом термообработки является выдержка заготовок МПП после прессования в камере тепла при 140 °С в течение 2ч. Термообработка заготовок MПП в указанном режиме делает более стабильными характеристики твердости материала и расширяет диапазон его рабочих температур [10].

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13