Функциональные зависимости

ею функциями. При таком подходе отдельные функциональные устройства выполняются в виде агрегатов (модулей), которые в нужных номенклатуре и количестве объединяются в ЭВМ. Одним из агрегатов такой системы оказывается устройство обработки информации — процессор.

Функциональные устройства процессора

На основе принципов работы простейшего регистра сдвига и логических схем можно получить различные функциональные устройства, широко используемые для практических целей. Рассмотрим некоторые из них.

Развитие АВМ в 20—30-х годах обогнало развитие цифровой техники, так как в этот период еще не было технологической базы, необходимой для создания универсальных ЭВМ, хотя теория ЦВМ уже была продвинута достаточно далеко, так, в 1833 г. профессор математики Кэмбриджского университета Ч. Беббидж разработал проект аналитической машины. По своей структуре она предвосхищала первые электронные машины. В машине Ч. Беббиджа были выделены такие функциональные устройства, как арифметическое, запоминаю-

±, X) выделяется по два—три параллельно работающих устройства. Чтобы осуществлять передачу данных в функциональные устройства и из них за максимально малое время, имеется мощная регистровая память. Регистры строго закреплены по функциональным признакам (для векторов, для скалярных величин, для адресов). Максимальная скорость обмена регистр — функциональное устройство — 1 такт (такт в векторно-кон-вейерных ВС бывает в диапазоне 7—20 не). Эти группы регистров, а следовательно, и их содержание «видимы» программисту.

Поскольку векторные регистры и кэш-память открыты программисту, необходимо так сегментировать задачу, чтобы можно было наиболее выгодным образом производить обмены между ОЗУ или кэш-памятью, максимально загружать все функциональные устройства и добиваться синхронизации их работы. Короче говоря, надо максимально приблизить структуру алгоритма (программы) к архитектуре ВС.

ИНТЕГРАЛЬНЫЕ ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ УСТРОЙСТВА

Микроэлектроника: Учеб. пособие для втузов. М59 В 9 кн. / Под ред. Л. А. Коледова. Кн. 6. Гибридные интегральные функциональные устройства / Г. А. Блинов. — М. Высш. шк., 1987. •— 111 с.: ил.

Гибридные интегральные микросхемы, микросборки, гибридные интегральные функциональные устройства и узлы — все эти микроэлектронные изделия в виде сборочных единиц входят в состав микроэлектронной аппаратуры (МЭА). Их изготавливают с использованием гибридной тонко- или толстопленочной технологии (см. книгу 4). При их проектировании стремятся достичь высоких показателей микроминиатюризации МЭА (см. книгу 8). В чем же различие между ними? ГИС проектируют и выпускают серийно либо как микросхемы общего применения, а также как схемы частного применения, необходимые для производства конкретного вида МЭА. Микросборки создаются только как изделия частного применения. Существует такое", определе---ние: микросборка — это микроэлектронное изделие, кото-?11-рое выполняет определенную функцию преобразования сиг- • нала, состоит из интегральных микросхем (в корпусах или бескорпусных) и других электрорадиоэлементов, находящихся в различных сочетаниях, разрабатывается и изготавливается производителями радиоэлектронной аппаратуры для улучшения показателей ее миниатюризации.

Термин «гибридные интегральные функциональные устройства» (ГИФУ) появился в конце 70-х годов для обозначения функционально и конструктивно сложных микроэлектронных изделий, с особо высокими показателями микроминиатюризации. ГИФУ могут содержать не только бескорпусные и корпусированные ИМС и различные электрорадиоэлементы, собранные на одной коммутационной плате, но и несколько коммутационных плат, конструктивно и электрически связанных между собой. Они, так же как и микросборки, не могут быть использованы для самостоятельного применения вне той аппаратуры, для которой созданы. Этим они функционально и конструктивно отличаются от радиоэлектронных ячеек.

ГИБРИДНЫЕ ИНТЕГРАЛЬНЫЕ ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ УСТРОЙСТВА

5.16. Вольт-амперные характеристики, обеспечивающие параболические функциональные зависимости /и = а„С'п

Маховик в виде плоского диска диаметром D — 2R на периферии имеет не зависящую от радиуса г толщину b> 0 - растягивающая нагрузка; если имеется насаженный на диск бандаж, то /><()-• сжимающая нагрузка. Функциональные зависимости от г для радиальной <зг и тангенциальной аф составляющих напряжения в материале диска с коэффициентом Пуассона v определяются из решения системы двух дифференциальных уравнений: силового равновесия элемента диска и совместности его деформаций (второе уравнение можно заменить соотношением непрерывности напряжения аг или стф на границах элемента, что несколько упрощает выкладки). Расчетные выражения получаются к виде [4.7, 4.14]

В электрических системах функциональные зависимости, исключая процессы коммутации и регенерации, отображаются гладкими кривыми. Но из-за погрешностей измерений некоторые или даже большинство точек оказываются вне гладкой кривой. Поэтому неправильно проводить кривую через все точки, так как возникает неопределенность в проведении кривой. Можно полагать, что с наибольшей вероятностью истинную функциональную зависимость отображает та кривая, от которой суммарные отклонения ординат точек, лежащих над кривой и под кривой, равны.

Система автоматизированного проектирования предусматривает соединение в одну систему всех стоящих при проектировании задач. При этом выходная информация одного этапа машинного проектирования является исходной для последующего с исключением ручных процедур преобразования информации. Можно САПРЭМ разбить на следующие отдельные относительно автономные подсистемы: расчетное и конструкторское проектирование, ведение чертежной документации в серийном производстве. Можно проследить следующие основные этапы системы проектирования. На основе математической модели электрической машины (а ею является методика расчета) осуществляются оптимизационные расчеты активной части машины. Далее проводятся поверочные расчеты, которые охватывают все технические характеристики электрической машины и предусматривают унификацию и доводку важнейших элементов и узлов машины. Поверочные расчеты проводятся в диалоговом режиме работы расчетчика с ЭВМ. Проектировщик задает исходные данные с помощью дисплея и на его экране получает информацию о результатах расчета. Параметры и характеристики, полученные в результате поверочных расчетов, используются для разработки конструкции. При этом используется пакет прикладных программ машинной графики. Автоматизация проектирования конструкции предусматривает воспроизведение отдельных элементов конструкции, которые на основе многолетнего опыта имеют отработанные формы и не претерпевают существенных изменений. Проектирование конструкции с применением ЭВМ содержит в основном те же этапы, которые имеются при «ручном» конструировании, а именно: разработку общего вида, сборочных единиц и деталей, окончательное оформление чертежей, спецификации и другой конструкторской документации. Для разработки общего вида электрической машины необходимо предварительно выбрать основные принципиальные конструктивные решения, а для проектирования элементов конструкции, создать математические модели этих элементов. С этой целью должны быть определены функциональные зависимости размеров элементов от главных размеров, высоты осей вращения электрической машины. Разработка конструкции включает в себя прочностные, виброакустические и другие расчеты. Изменение конструкции в процессе проектирования требует итерационного повторения поверочных расчетов.

В реальных условиях гамма-корректор должен формировать более сложные функциональные зависимости, чем степенная, и иметь возможность оперативно их перестраивать. Для этого используют усилительные каскады с нелинейными нагрузками или нелинейными обратными связями. На 12.2, а приведен пример гамма-корректора, в котором используется безынерционная нелинейная отрицательная обратная связь (НООС). НООС формируется с помощью кусочно-линейного аппроксиматора, содержащего набор ключей (диоды VD1,..., VDn) и шунтирующих резисторов /?,—Rn, на которое подаются управляющие напряжения U\,...,Un с делителей r0, г\,...,г„, причем 1/1 < и^ <....< Uп. С увеличением напряжения на резисторе /?о поочередно отпираются диоды VDl,...,VDn, которые подключают резисторы Rl?...,Rn, параллельно Ro и уменьшают тем самым глубину НООС, что вызывает возрастание коэффициента усиления каскада. Характеристику передачи уровней гамма-корректора (см. штриховую кривую на 12.1) можно изменять, регулируя напряжения смещения U\.....1/„ или используя схему двух- или трехканального гамма-корректора ( 12.2, б), где блок / —линейный усилитель, блоки 2, 3— гамма-корректоры с фиксированной формой характеристики (причем блок 2 имеет у < 1, блок 3 — у > 1), блок 4 — сумматор. Регулируя потенциометры Rl, R2, R3, можно получить достаточно сложную форму характеристики гамма-корректора, например S-образную.

1.1. Функциональные зависимости

Обычные ЭЛТ позволяют наблюдать колебательные процессы и исследовать функциональные зависимости величин. В ряде случаев необходимо постоянно иметь информацию такого рода для управления соответствующими процессами.

Техническое описание может состоять из четырех пунктов. В первом пункте оговариваются ограничения геометрического и конструкторского характера, например указываются габаритные и присоединительные размеры. Во втором пункте даются количественные значения параметров устройства. В третьем пункте указываются функциональные зависимости параметров, например закон изменения емкости — логарифмический. В четвертом пункте приводятся сведения, не вошедшие в перечисленные пункты, например конструкция ЭРЭ должна быть технологичной. Благодаря информации, полученной в первом пункте, студент может сразу приступить к вычерчиванию устройства или его наружного контура, переходя затем к компоновке.

2. Полученные функциональные зависимости преобразуют относительно основного по мнению разработчика параметра, например формулу (4.1) приводят к виду

Статические характеристики ПТ. В качестве статических характеристик ПТ представляются функциональные зависимости между токами и напряжениями, прикладываемыми к их электродам:

Обмотка статора К. с потоком Ф^ не связана, а следовательно, он не индуктирует в ней ЭДС. Эту обмотку используют для компенсации поперечных потоков, создаваемых обмотками ротора при нагрузке вращающегося трансформатора. Таким образом, а обмотках ротора при холостом ходе индуктируются ЭДС, пропорциональные синусу или косинусу угла поворота ротора относительно соответствующего потока. Применяя различные схемы включения обмоток статора и ротора, можно получить и другие функциональные зависимости, а также уменьшить погрешности, вызываемые током нагрузки.