вход Вход Регистрация



3.1 Схемные методы повышения надёжности

Анализируемые инженерною практикою отказы электронных объектов принято разделять на внезапные и постепенные. Первые возникают вследствие действия неуправляемых и непрогнозируемых факторов случайного порядка. Постепенные возникают в результате действия физико-химических причин, накапливаемых во времени (старение, износ и т.п.). Такой отказ характеризуется постоянным изменением одного или нескольких параметров объекта. Поэтому его влияние может быть своевременно обнаружено во время профилактического обслуживания и нейтрализовано путём ремонта.

На практике имеют место внезапные отказы двух видов: катастрофичные и параметричные (деградационные). Статистически их довольно трудно разделить, но “львиную” долю, как правило, составляют дефекты и отказы, вызванные дрейфом параметров в ограниченном пространстве значений параметров. Т.о. интенсивность отказа электронного объекта:

 

(3.1)

 

где – интенсивность катастрофических отказов;

– условная интенсивность отказов по параметрам “i”,

– число учитываемых параметров.

Катастрофические отказы – это короткие замыкания и обрывы внутренних и внешних цепей ЭРЭ, которые приводят к безусловной потере работоспособности нерезерованного ЭРЭ независимо от его схемы. Вероятность потерь при отклонении того или иного параметра ЭРЭ от нормы в ограниченных рамках его значений существенно зависит от допустимого значения этого отклонения, т.е. от критерия отказа по параметру, реализуемого в конкретном устройстве. Например для типового транзистора с коэффициентом усиления , при . Если же схему спроектировать (рассчитать) некритичную к снижению до 20, то .

Т.е. при соответствующем схемно-конструктивном решении объект, выполненный на ЭРЭ с не очень высокими показателями стабильности и качества, может стать более надёжными, чем выполненный на ЭРЭ с более стабильными параметрами за счёт снижения доли параметрических отказов в эксплуатации.

По данным эксплуатации в том случае, когда критерий отказа элемента по определяющим параметрам в 2…3 раза шире, чем обусловлено ТУ, его интенсивность отказов уменьшается в 5…10 раз.

Случайные новости

4.1.4 Сумматор с параллельно-параллельным переносом

Сумматор с параллельно-параллельным переносом имеет параллельный перенос как в группах, так и между ними, что обеспечивает минимальное время суммирования.

В таком сумматоре дважды (в группах и между ними) повторяется принципиально идентичная организация переносов, причем для сумматора в целом группы играют ту же роль, что и одноразрядные сумматоры для группы. Для групп вырабатываются функции генерации и передачи переносов, причем функция генерации

 

 

принимает единичное значение, если из данной группы появляется перенос независимо от наличия или отсутствия входного переноса.

Функция передачи переносов

 

 

принимает единичное значение, если выходной перенос из группы появляется только при наличии входного. Заметим, что функции передачи переносов h и Н называют также функциями прозрачности или транзита. В данном случае термин «функция прозрачности» хорошо поясняет соотношение для H: группа прозрачна при прозрачности всех ее разрядов.

 

Рисунок 4.13 – Схема сумматора с параллельно-параллельным переносом

 

 

Сигнал переноса для группы вырабатывается согласно выражению

 

 

Сумматор с 4 четырехразрядными группами (рисунок 4.13) вырабатывает с помощью групп значения суммы в пределах группы, складывая поля слов А1=a3a2a1a0, В1=b3b2b1b0, А2=a7a6a5a4, B2=b7b6b5b4 и т. д. Сигналы переносов для групп формируются с помощью блоков G, Н и Р, реализующих записанные выше выражения.

Длительность суммирования в структуре с параллельно-параллельным переносом можно оценить следующим образом. После подачи слагаемых в группах вырабатываются функции прозрачности разрядов, после чего становятся известными все аргументы для выработки функций G и Н. Затем по известным значениям G, Н и внешнего переноса р вырабатываются переносы в группы, после чего в группах формируются выходные переменные smsm-1…s0 (для этого, как отмечалось при рассмотрении сумматоров с параллельным переносом, требуется 5...6 элементарных задержек).

Принимая во внимание длительности перечисленных этапов процесса суммирования, можно оценить время суммирования в сумматорах с параллельно-параллельным переносом значением в (10…11)tз. Это время достижимо уже и для многоразрядных сумматоров, поэтому является практически оценкой для сумматоров наибольшего быстродействия. Если число разрядов очень велико, то трудности построения (необходимость элементов с большим числом входов и коэффициентом разветвления) появятся и в сумматоре групповой структуры с параллельно-параллельным переносом. В этом случае можно распространить способ организации параллельных переносов на схему с тремя уровнями, в которой рассмотренный сумматор явится лишь частью всей схемы, а между частями вновь будет организован параллельный перенос. Это означает как бы троекратное вложение друг в друга структур сумматоров с параллельным переносом.

 

© 2019
  • Сайт "Литературка"
  • мы собираем различную техническую, образовательную, научную литратуру