Цифровая обработка сигналов

5.3. Аппаратура должна быть стойкой к воздействию боевых поражающих факторов в соответствии с требованиями ГОСТ РВ 20.39.305-98, предъявляемым к соответствующим группам аппаратуры.

4. Конструктивные требования

5.1 Изделие должно быть сконструировано в соответствии со схемой электрической принципиальной 441-Э-6430 Э3 и перечнем элементов 441-Э-6430 ПЭ3.

5.2 Изделие долж

но быть выполнено на многослойной печатной платой с размерами 105´190 мм2. Количество слоев – четыре (два в виде полигонов для цепей питания +5 В и 0 В).

5.3 На МПП вместо микросхемы D2 (ПЗУ конфигурации ПЛИС) должна быть установлена соответствующая панель-держатель типа PLCC-20SMT.

5.4 Изделие должен быть выполнен на БНК с габаритами 285´220´34 мм3, с многослойной печатной платой с размерами 200´190 мм2

5. Требования по технологичности

6.1 Конструкция изделие должна быть серийно-способной и соответствовать общим правилам технологичности по ГОСТ 14.201.83.

6.2 Электрический монтаж печатной платы должен быть контролепригодным при использовании стандартных приспособлений и установки прозвонки.

6. Требования по надежности

7.1. Средняя наработка на отказ, час, не менее 75000.

7.2. Полный ресурс работы, часов, не менее 25000.

7.3. Полный срок службы, лет, не менее 25.

7.4. Средний срок сохраняемости в составе изделия, лет, не менее 10.

7. Требования по эксплуатации, удобству технического обслуживания и ремонту

Ремонт изделия осуществляется только в заводских условиях.

8. Требования по стандартизации и унификации

Не предъявляются.

9. Требования по метрологическому обеспечению

Основные положения и требования по метрологическому обеспечению образцов техники определены в ГОСТ РВ1.1, ГОСТ ВД16263, ОТТ1.1.7 и ОТТТ 1.2.7

10. Требования по применению комплектующих изделий и материалов

11.1 Комплектующие изделия должны соответствовать перечню элементов 441-Э-6430 ПЭ3

11.2 Комплектующие изделия, применяемость которых определяет исполнитель, должны соответствовать ограничительным перечням МОП 440001, 1-МОП 44001.20 ред.1996 с учетом дополнений, согласованных для изделия с Заказчиком.

12. Перечень разрабатываемых конструкторских документов

12.1. Спецификация

12.2. Сборочный чертеж (СЧ)

12.3. Чертежи деталей

12.4. Схема электрическая принципиальная (Э3)

12.5. Перечень элементов (ПЭ3)

12.6. Электромонтажный чертеж (МЭ)

12.7. Проект технических условий (ТУ)

12.8. Ведомость покупных изделий.

1.2 Анализ исходных данных дипломного проекта

Исходя из технического задания на разрабатываемое устройство, необходимо учесть все параметры и подобрать соответствующую элементную базу.

При разработке устройства применяется современная элементная база, а именно, программируемые логические интегральные схемы, что приводит к миниатюризации и увеличению быстродействия аппаратуры.

Основными достоинствами ПЛИС при использовании их в средствах обработки сигналов являются:

• высокое быстродействие;

• возможность реализации сложных параллельных алгоритмов;

• наличие средств САПР, позволяющих провести полное моделирование системы;

• возможность программирования или изменения конфигурации непосредственно в системе;

• совместимость при переводе алгоритмов на уровне языков описания аппаратуры (VHDL, AHDL, Verilog и др.);

• совместимость по уровням и возможность реализации стандартного интерфейса;

• наличие библиотек мегафункций, описывающих сложные алгоритмы;

• архитектурные особенности ПЛИС как нельзя лучше приспособлены для реализации таких операций, как умножение, свертка и т. п.

В настоящее время быстродействие ПЛИС достигло величин порядка 250–300 МГц, что позволяет реализовать многие алгоритмы в радиодиапазоне.

2. Описание структурной схемы устройства и принцип его работы

2.1 Выбор и обоснование элементов функциональной схемы стенда

Поскольку на выполнение данной задачи было отведено достаточно немного времени и область решений в плане интерфейса была ограничена, выбор был сделан в пользу двухпроцессорной платы сбора данных фирмы NEURO MATRIX тип МЦ 4.01 на основе одноименных процессоров (NM 6403). Плата предназначена для регистрации и обработки данных, с последующей передачей их на шину PCI ПЭВМ. Модуль МЦ 4.01 представляет собой единый конструктив, состоящий из платы, устанавливаемый в стандартный слот PCI ПЭВМ. На плате установлены два процессора NM, статическая и динамическая память по 32 МБ на каждый процессор, PCI контроллер. На каждом процессоре имеется два порта (Link ports), по интерфейсу идентичные портам процессора TMS (Texas Instruments).

Процессор цифровой обработки сигналов NM6403

§ 32-х разрядное RISC-ядро

§ 1-64-х разрядный векторный сопроцессор

§ масштабируемая производительность от 40 до 11.500 ММАС

§ обработка данных переменной разрядности от 1-го до 64-х бит

§ два 64-х разрядных программируемых интерфейса с внешней памятью различного типа

§ два высокоскоростных коммуникационных порта, аппаратно совместимых с сигнальным процессором TMS320C4x

Производительность

• скалярные операции:

> 40 MIPS

> 120 MOPS для 32-х разрядных данных

• векторные операции:

> от 40 до 11.500 ММАС (миллионов умножений с накоплением в секунду)

• ввод/вывод и интерфейсы с памятью:

> Пропускная способность двух 64-х разрядных интерфейса с памятью до 800Мбайт/с

> два коммуникационных порта со скоростью обмена до 20 Мбайт/с каждый

Особенности:

ü частота - 40 МГц (время выполнения любой инструкции 25 нс)

ü технология КМОП 0,5 мкм

ü корпус BGA256

ü напряжение питания от 2,7 до 3,6 В

ü мощность потребления не более 1,3 Вт

ü условия эксплуатации от -60° С до +85° С

RISC-ядро

• 5-ти ступенчатый 32-х разрядный конвейер

• 32-х и 64-х разрядные команды (обычно выполняется две операции в одной команде)

• два адресных регистра, адресное пространство 16 Гбайт

• два 64-х разрядных программируемых интерфейса с SRAM/DRAM разделяемой памятью

• формат данных: 32-х разрядные целые

• регистры:

> восемь 32-х разрядных регистров общего назначения

> восемь 32-х разрядных адресных регистров

> регистры управления и состояния

· два высокоскоростных коммуникационных порта, аппаратно совместимых с TMS320C4xэ

Векторный сопроцессор

§ переменная 1 -64-х разрядная длина векторных операндов и результатов

§ формат данных: целые числа, упакованные в 64-х разрядные блоки, в форме слов переменной длины от 1-го до 64-х разрядов каждое

§ поддержка векторно-матричных и матрично-матричных операций

§ два типа функции насыщения на кристалле

§ три внутренних 32X64 разрядных RAM-блока

NeuroMatrix® NM6403 TIM

 Скачать реферат