Групповой канальный интерфейс

8.Разработка вопросов по экологии и

безопасности жизнедеятельности.

8.1.Рабочее место проектировщика устройства управления коммутационным полем цифровой системы передачи.

Электронно-вычислительнаятехника всешире входитво все сферынашей жизни.Компьютер сталпривычным нетолько в производственныхцехах и научныхлабораториях,но и в студенческихаудиторияхи школьныхклассах.

Непрерывнорастет числоспециалистов,работающихс персональнымкомпьютером,который становитсяих основнымрабочим инструментом. Ни экономические,ни научныедостиженияневозможнытеперь безбыстрой и четкойинформационнойсвязи ибезспециальнообученногоперсонала.

Однакодлительноепребываниеу экрана компьютерабез соблюдениянеобходимыхправил небезвреднодля здоровьяоператоров.В первую очередьони отмечаютнарушениезрения, утомлениемышц рук ипозвоночника,общую слабость.

Основныефакторы вредноговлияния компьютерана организм— это электромагнитныеполя и излучения,электроннаяразверткаизображенияи его мельканиена экране, длительнаянеподвижностьпозы оператора.Предупредитьвоздействиеэтих факторов— значит сохранитьздоровье.

8.2. Дисплей.

Средства отображения визуальной информации, обеспечивающиеэффек-тивноеинформационноевзаимодействиечеловека сэлектронно-вычислительноймашиной (ЭВМ),получают широкоераспространениев различныхавтоматизированныхсистемах управленияи являютсяосновным средствомобмена информациейв малых и микро-ЭВМ.

Компьютерыимеются нетолько в научныхлабораторияхи производственныхцехах , их устанавливаюти в домах . Этосоздает людямкомфорт и облегчаетделовую жизнь.

Ежедневнов течение несколькихчасов операторынаходятся передэкранами электронныхдисплеев, чтопри несоблюдениисанитарно-гигиеническихнорм и правилможет повлечьза собой развитиенекоторыхпрофессиональныхзаболеваний.

На состояниездоровья операторадисплея могутвлиять такиевредные факторы,как длительноенеизменноеположение тела,вызывающеемышечно-скелетныенарушения;постоянноенапряжениеглаз; воздействиерадиации (излучениеот высоковольтныхэлементов схемыдисплея иэлектронно-лучевойтрубки); влияниеэлектростатическихи электромагнитныхполей, что можетприводить ккожным заболеваниям,появлениюголовных болейи дисфункцииряда органов.

За последнеевремя привлекаетк себе вниманиетакое явление,как техностресс.Дело в том, чтос внедрениемвидеодисплеевработающиес ними

пытаютсяполучить ответна следующиевопросы: являетсяли силовойтрансформаторвидеодисплеяопасным с точкизрения излучения?Создает ливидеодисплейдругие опасныеизлучения?Возможны лииные проблемысо здоровьем?Даже в случаеотрицательногоответа на этивопросы остаютсянекотораянеопределенностьи ощущениетревоги, чтоможет привестик плохомусамочувствиюи даже развитиюфобии — боязнидисплея. Поэтомупсихическоесостояниечеловека,находящегосяперед экраномдисплея, — однаиз важнейшихпроблем, надрешением которойработают тысячиспециалистов.

Исследованиявзаимосвязиусловий работыи здоровьяслужащих включают:

— медицинскоеобследование(офтальмологическое,ортопедическое,аллергологическоеи др.);

— анализрабочих задач,уровня умственнойнагрузки инагрузки назрительныйаппарат;

— количественнуюоценку времени,требуемогодля выполненияпоставленныхзадач;

— анализгигиеническихусловий — изменениекачественныхпараметроввоздуха;

— проверкуправильностиработы и эффективностисистемы кондиционирования;

— анализокружающегошума;

— анализсветотехническихусловий (освещение,яркость, контрастность).

Неионизирующееэлектромагнитноеизлучение внеоптическомдиапазонечастот можетнанести вредздоровью, приэтом имеютзначениенапряженностьполя, диапазончастот, видизлучения(импульсноеили непрерывное)и время воздействия.В некоторыхрабочих помещенияхвидеодисплеиявляются сильнымиисточникаминеионизирующихэлектромагнитных,оптическихи субоптическихизлучений .

Большаярабочая нагрузкаможет вызватьнекоторыесимптомы кожныхзаболеваний,но нельзя суверенностьюутверждать,что это следствиевоздействиявидеодисплеев.

Затруднениязрительноговосприятияможно объяснитьследующимифакторами:

— резкимиконтрастоммежду яркостьюэкрана компьютераи освещенностьюпомещения(предпочтительнымявляется среднийконтраст);

— недостаточнойосвещенностьюрабочего места(наиболее оптимальнаосвещенность600—400 лк).

Мельканиеи дрожаниеэкрана и изображения,резкое падениеконтраста привнешней засветкеотмечаютсяпри работе надисплеях свакуумнымитрубками .

Альтернативнымитехнологиямиявляются плоскиеплазменные, электролюминесцентныеи новейшиежидкокристаллические(ЖК) экраны .

Плазменнаятехнологияпрактическиисключает мелькание.Наибольшейэкономичностьюобладают ЖК-дисплеикак для переносных,так и для стационарныхкомпьютеров.

8.3. Электромагнитныеполя и излучения.

Дисплеи сэлектроннолучевымитрубками (ЭЛТ)являютсяпотенциальнымиисточникамимягкого рентгеновского,ультрафиолетового,инфракрасного,видимого,радиочастотного,сверх- и низкочастотногоэлектромагнитногоизлучения(ЭМИ).

ИсточникамиЭМИ радиочастотногои низкочастотногодиапазоновмогут являтьсясистема горизонтальногоотклонениялуча электронно-лучевойтрубки (ЭЛТ)дисплея, работающегона частотах15 —53 кГц, блокмодуляции лучаЭЛТ — 5—10 МГц,система вертикальногоотклоненияи модуляциилуча ЭЛТ — 50—81Гц.

С учетомширокополосностиспектра ЭМИвидеотерминалапредложен самыйширокий норматив— в диапазонечастот 0,06—300 МГц— 10,0 В/м по электрическойсоставляющейи 0,3 А/м по магнитнойсоставляющей.

8.4.Действие света на организм человека .

Свет является одним из важнейших условий существования человека. Он влияет на состояние человека , правильно организованное освещение стимулирует протекание процессов высшей нервной деятельности и повышает работоспособность. При недостаточном освещении человек работает менее продуктивно, быстро устает, растет вероятность ошибочных действий , что может привести к травматизму. В зависимости от длины волны свет может оказывать возбуждающее( оранжево-красный) или успокаивающее( желто-зеленый) действие .

Спектральный состав влияет на производительность труда .

Освещенность рабочих помещений должно удовлетворять следующим условиям :

• уровень освещенности рабочих поверхностей должен соответ-ствовать гигиеническим нормам для данного вида работы ;

• должны быть обеспечены равномерность и устойчивость уровня освещенности в помещении, отсутствие резких контрастов между освещенностью рабочей поверхности и окружающего пространства;

• в поле зрения не должно создаваться блеска источниками света и другими предметами;

• искусственный свет , используемый на рабочем месте , по своему спектральному составу должен приближаться к естественному.

Освещение может быть естественным, искусственным и совмещен-ным.

Естественное освещение осуществляется через окна (боковое освещение) , световые фонари( верхнее ) или одновременно через фонари и окна ( комбинированное) . Нормирование естественного освещения производится с помощью коэффициента естественной освещенности( КЕО), выраженного в процентах:

КЕО = Е_В*100/Е_Н, где Е_В –освещенность точки внутри помещения , лк; Е_Н – одновременная наружная освещенность горизонтальной поверхности рассе-янным светом небосвода( без учета прямых солнечных лучей ) , лк .

Значения КЕО при естественно и совмещенном освещении рабочих поверхностей приведены в таблице 8.1 :

Характеристика и разряд зрительной работы	Наименьший линейный размер объекта различения,мм	Естественное освещение		Совмещенное освещение
		верхнее	боковое	верхнее	боковое
Наивысшей точности –I Очень высокой точности– II Высокойточности –III Средней точности –IV Малой точности –V Грубая– VI Работа со светящимися материалами– VII Общее наблюдение за ходом технологического процесса –VIII	менее0,15 0,15 – 0,3 0,3 – 0,5 0,5 – 1 1 – 5 более 0,5 более 5	10 7 5 4 3 2 3 1	3,5 2,5 2 1,5 1 0,5 1 0,3	6 4,2 3 2,4 1,9 1,2 1 0,7	2 1,5 1,2 0,9 0,6 0,3 0,6 0,2

Таблица8.1 .

Искусственное освещение по функциональному назначению делится на рабочее , дежурное, аварийное ,эвакуационное и охранное .По расположению источников света искусственное освещение делится на общее , местное и комбинированное.

В качестве источников света при искусственном освещении используются лампы накаливания и газоразрядные лампы . Основными характеристиками источников света являются номинальное напряжение,

потребляемая мощность , световой поток , удельная световая отдача и срок службы.

8.5.Влияние микроклиматических условий

на организм человека.

Микроклимат помещенияоказывает значительное влияние на проекти-ровщика. Отклонения отдельных параметров микроклимата от реко-мендованных значений снижают работоспособность, ухудшают самочув-ствие работника и могут привести к профессиональным заболеваниям.

Температура, влажность и скорость движения воздуха играют заметную роль в создании микроклимата на рабочем месте .

Оптимальные нормы параметров микроклимата с учетом периода года и категории работ приведены в таблице 8.2 :

Период работы	Категория работы	Температура, оС	Скоростьдвижения воздуха, м/с , не более
Холодный Теплый	Iа Iб IIа IIб III Iа Iб IIа IIб III	22–24 31–23 18–20 17–19 16–18 23–25 22–24 21–23 20–22 18–20	0,1 0,1 0,2 0,2 0,3 0,1 0,2 0,3 0,3 0,4

Таблица8.2 .

Допустимые нормы параметров микроклиматав холодный и теплый периоды года приведены в таблице 8.3 :

Категория работы	Температуравоздуха , оС	Относительная влажность воздуха , % , не более	Скоростьдвижения воздуха, м/с , не более
Iа Iб IIа IIб III	21–25/22–28 20–24/21–28 17–23/18–27 15–21/16–27 13–19/15–26	75/55 при28оС 75/60 при27оС 75/65 при26оС 75/70 при25оС 75/75 при24оС и ниже	0,1/0,1–0,2 0,2/0,1–0,3 0,13/0,2–0,4 0,4/0,2–0,5 0,5/0,2–0,6

Таблица8.3 .

Помимо микроклимата помещения большое значение имеют те или иные примеси, содержащие в воздухе .

В зависимости от сил , вызывающих перемещение воздуха , различают естественную и искусственную вентиляцию.

При естественной вентиляции воздухообмен осуществляется за счет разности температур воздуха в помещении и снаружи – теплового напора и воздействия ветра – ветрового напора .

При искусственной вентиляции перемещение воздуха осуществляется при помощи вентиляторов через систему воздуховодов.

По санитарным нормам на каждого проектировщика должно быть подано свежего воздуха не менее 30 м³/ч, если объем помещения не менее 20 м³.

Система вентиляции должна обеспечивать требуемую кратность воздухообмена: n = L_b/V_п, где L_b– количество воздуха , поступающего( или удаляемого) в помещение, м³/ч; V_п– объем помещения, м³ .

L_b– не менее 30 м³/ч, если объем помещения не менее 20 м³, а у нас объем помещения (комнаты ) – V_п≈ 3,5 м _*3 м _*2,7 м= 28,35 м³ .

n = 30/28,35 = 1,058

При большей кратности воздухообмена применяется искусственная вентиляция.

8.6. Зрениеи компьютер.

Современныйслужащий, работающийна компьютере,читает не отраженныетексты, как приобычной работес бумагой иписьменнымипринадлежностями,а смотрит наисточник света— дисплей. Егоглаза перебегаютс бумаги наэкран и обратно.Сотни, тысячираз в день глазадолжны перестраиватьсяс одного способачтения на другой.Поэтому предупреждениезаболеванийглаз у операторовдисплея — однаиз ведущихпроблем, касающихсяих здоровья.

8.7. Очки для работы с компьютером.

За последнеевремя получилираспространениеразличные видыочков (в частности,с затемненнымиполяроиднымипленками), которые,по мнению ихизготовителей,могут сохранитьзрение приработе с компьютернымивидеотерминалами.С нашей точкизрения, этоможет быть лишьчастичнымрешением проблемы,так как главнаяпричина длябеспокойстви главная угрозадля здоровья— это неподвижность,статичностьпозы, особенноглазных мышц,которые нуждаютсяв динамическомрежиме работы.Поэтому главноевнимание следуетуделять созданиюспециальногодвигательногорежима как длямышц глаза(тренировки,упражнения),так и для всегоорганизмаоператора ЭВМ.Еще одной основнойпроблемойявляется влияниенизкочастотныхполей, создаваемыхвокруг экрана,а также высокочастотныхкомпонентовизлучений присканированииэлектронноголуча по экранудисплея.

Рис8.1.

ВоВсероссийскомНИИ физическойкультуры испорта намисозданы изапатентованыновые специальныеочки для работыс компьютерами(рис. 8.1),

которые,осуществляясовмещениеизображенийэкрана и клавиатурыили планшета,уменьшаютутомление иисключаютлишние движения,убыстряют ввод информации в ЭВМ . Созданы также и новые призматическиеочки для

работы скомпьютером,обеспечивающиекомфортностьпозы оператораи исключающиенаклоны головыи изгибы шеи.

8.8.Болезни, вызванныетравмой

повторяющихсянагрузок .

Исследованияамериканскихспециалистовпоказывают,что интенсивнаяи продолжительная работана компьютереможет статьисточникомтяжелых профессиональныхзаболеваний.

В отличиеот сердечныхприступов иприступовголовной болизаболевания,обусловленныетравмой повторяющихсянагрузок (ТПН),представляютсобой постепеннонакапливающиесянедомогания.Легкая больв руке, если еевовремя невылечить, можетв конечномитоге привестик полной инвалидности.Недели, месяцы,годы работына клавиатуребез соблюдениярекомендуемыхправил приведутк тому, что вамбудет труднозакинуть чемоданчикна полку в самолете.Обычно начинаетболеть праваярука, но затемзаболеваети левая, посколькуна нее ложитсябольшая нагрузка.

Так называемыеэргономическиезаболеваниястановятсяв Америке быстрорастущим видомпрофессиональныхболезней. В1992 г. в США доляэтих заболеванийсоставила 52 %,в то время какв 1981 г. и в 1984 г.—18% и 28 % соответственно.Интересно, чтотемпы ростазаболеванийэтого видасоответствуюттемпам ростакомпьютеризацииучрежденийСША.

Экономическиепотери, наносимыеамериканскомубизнесу болезнямиоператоровЭВМ, необычайновелики: одинтяжелый случайможет обойтисьв 100 тыс. долл. Сюдавходят затратына лечение,административныерасходы и вынужденнуюпотерю производительноститруда заболевшегоработника.Страховаякомпания "Голубойкрест" в 1990 г.выплатилакомпенсациюв среднем по20 тыс. долл. покаждому из 30случаев заболеванияТПН.

Приводимаястатистикапредставляетсобой лишьчасть проблемы,потому чтокаждое такоезаболеваниеозначает тяжелуюличную драму.Множество людейвынужденыограничитьили полностьюпрекратитьсвою трудовуюдеятельностьи стать постояннымипосетителямиврачей ифизиотерапевтическихкабинетов. Вконце концовпрактическивсех их ждетхирургическаяоперация, котораястала обычнойдля лиц, страдающихот ТПН. Вероятностьуспешногооперативноговмешательствасоставляетпримерно 80 %;пациенты, какправило, проходятпродолжительныйпериод послеоперационнойреабилитации,но у некоторыхиз них прежняяработоспособностьполностью всеже не восстанавливается.Возвращаясьна прежнееместо, они могутработать толькос системойввода информациив компьютерс голоса.

Анализируяпричины резкогороста "компьютерных"профессиональныхзаболеваний, американскиеспециалистыотмечают преждевсего слабую

эргономическуюпроработкурабочих местоператороввычислительныхмашин. Средипричин заболеваний— слишком высокорасположеннаяклавиатура,неподходящеекресло, эмоциональныенагрузки,продолжительноевремя работына клавиатуре.В отличие отмашинистокоператоры ЭВМсегодня работаютна клавиатуречасами безперерыва. Еслидвадцать летназад сотрудникиофисов выполнялиразличныеработы: выходилив копировальноебюро для ксерокопированиядокументов,занималисьс картотекойи во время печатанияна машинкепериодическиударяли порычагу переводакаретки нановую строку,— то сегоднявсе эти операциивыполняеткомпьютер.

Специалистыполагают, чтоестественнымположениемкистей рукявляетсявертикальное,как при рукопожатии,а вовсе не ладоньювниз, как приработе на клавиатуреЭВМ. Ведущиеамериканскиекомпьютерныефирмы, обеспокоенныеростом профессиональныхзаболеваний,начали финансироватьработы поисследованиюих причин. Изучаютсявозможныеварианты конструкцииклавиатуры,однако специалистыне уверены втом, что новаяклавиатурасможет полностьюрешить проблему,посколькупричины заболеванийТПН до сих порполностью невыявлены.

"Эпидемия"ТПН вызваларезкий скачокактивностимножества фирм,производящих"эргономическое"оборудованиерабочих местоператоровЭВМ. При этомни одно изпредлагаемыхизделий неможет решитьпроблему целиком,а в данном случаетребуетсясистемныйподход, учитывающийпозу оператора,особенностирабочего местаи основныеприемы работына компьютере.

Сегоднявладельцы ЭВМмогут купитьразличныеприспособления,облегчающиетруд оператора,— от опоры длязапястья,удерживающейкисть в нужномположении вовремя наборана клавиатуреили работы с"мышью", допрограммногообеспечения,предупреждающегооператора онеобходимостисделать перерывв работе. Однакобольшее значениеимеет возможностьрегулировкиположения всехузлов рабочегоместа — высотыповерхностистола, креслаоператора.Следует добиватьсятого, чтобырабочее местосоответствовалохарактеруработы и фигуреоператора, ане наоборот.

Во многихофисах стандартнымоборудованиемстали подзапястники— плоские илиизогнутыепластины измягкого материала,которые располагаютсяперед клавиатурой.Они недороги,могут иметьразличныеразмеры и форму,некоторыемодели оснащенытаймерами,подающимиоператору,работающемупродолжительноевремя, сигналперерыва.Эффективностьэтих приспособленийзависит отпривычек истиля работыоператора. Еслив процессенабора операторвместе с ударомпо клавишеопускает своезапястье, топодзапястникипомогут удержатьзапястье внейтральномположении.Основное ихпредназначение— служить опоройдля запястьяво время паузмежду ударамипо клавишам.Если клавиатурарасполагаетсяслишком высоко,

это приспособление может принести больше вреда, чем пользы ,поскольку

работник часто опирается руками на подзапястник вместо того, чтобы

скользитьнад клавиатурой.Это приводитк перенапряжениювсей кисти .

Борьба с ТПНне ограничиваетсятолько эргономическимоснащениемрабочего местаоператора. Вближайшее времядолжны появитьсяклавиатурыновых конструкций,значительноотличающиесяот привычнойплоской клавиатуры.В новой моделиона разделенана две части,которые могутнаклонятьсяотносительногоризонтали.Одна из фирмразместилаклавиши на двухвогнутых дисках,что значительносокращаетнагрузку наладони. Однакодля оценкиистинной эффективностиновых конструкцийклавиатуртребуютсядополнительныеисследования.

Другое устройство,привлекающееособое вниманиеспециалистовв области эргономики,— это манипулятортипа "мышь".При каждомподнятии рукии повторяющемсяее удержаниинад каким-либопредметомпредплечьеиспытываетзначительнуюнагрузку. Поэтомудля операторов,которые используютв своей работеклавиатуруи манипулятор"мышь", могутоказатьсявесьма полезнымиопоры для кистей,повторяющиеих перемещения.Эти опоры должныбыть размещенытак, чтобы кистисвободно свисалис них.

Правильныйрежим работыимеет важноезначение впрофилактикепрофессиональныхзаболеванийрук операторовЭВМ. Перерывыв работе, потягивания,разогреваниемышц, участвующихв процессенабора на клавиатуре,— все это поможетпредотвратитьболезнь.

Наиболеедальновидныеруководителифирм предпринимаютспециальныемеры по профилактикезаболеванийрук операторовЭВМ. В американскойкомпании "Голубойкрест", например,была разработанапрограмма,предусматривающаяинтенсивноеобучение всехсотрудников.Восьмичасоваяпрограммаобучения даетруководящемусоставу компаниизнания о том,как распознаватьсимптомы болезни.Руководителямбыло порученосоздать такуюобстановку,чтобы служащиенемедленносообщали освоих недомоганиях.Служащие, сосвоей стороны,во время одночасовойбеседы получалиначальныесведения обопасностизаболеванияТПН. Их такженаучили распознаватьпервые признакиболезни, крометого, были данырекомендациипо организациисвоего рабочегоместа. Специалистыфирмы осмотрелинесколькомоделей "эргономическихкресел" и выбралисреди них одну,регулировкакоторой позволяетподогнать еепод размерытела каждогосотрудника.

Выполнениеэтой программыпотребовалосотен тысячдолларов, однакопольза от неезначительноперекрыларасходы. Экономияот выплатыкомпенсациипо нетрудоспособноститолько за одингод составил1 млн. долл. Интересно,что число претензийпо страхованиюпосле проведенияпрограммывыросло, однакосредняя стоимостькомпенсациисократиласьс 20 тыс. долл. до3 тыс. долл. Представители компании объясняютэто более раннейдиагностикойзаболеваний.

ПроблемаТПН встретиланеоднозначнуюреакцию средиизготовителейвычислительнойтехники, владельцевфирм и дажеоператоровЭВМ.

Однииз них считают"эпидемию"подобных болезнейочереднойвыдумкой, полагая,что через нескольколет проблемаразрешитсясама собой.Другие настаиваютна расширенииисследованийпричин заболеваний.А в это времятысячи работников,занятых на ЭВМ,ежегодно пополняютряды заболевших.Только совместныеусилия изготовителейвычислительнойтехники, медицинскихработникови пользователей могут остановитьраспространениеэтих недугов.

Заболевания,обусловленныетравмой повторяющихсянагрузок, включаютболезни нервов,мышц и сухожилийруки. Наиболеечасто страдаюткисть, запястьеи плечо (сегментверхней конечностиот туловищадо локтя), хотямогут бытьзатронутыплечевая ишейная области.У операторовЭВМ заболеваниеобычно наступаетв результатенепрерывнойработы на неудобноили неправильнорасположеннойклавиатуре,например причрезмерновысоком положенииповерхностистола или плохоподогнанномпод фигурукресле.

В числе такихпрофессиональныхзаболеваний— тендовагинит,травматическийэпикондилит,болезнь деКервена, тендосиновит,синдром каналазапястья.

Тендовагинит— воспалениеи опуханиесухожилий.Заболеваниераспространяетсяна кисть, запястье,плечо.

Травматическийэпикондилит (теннисныйлокоть, лучеплечевойбурсит) — раздражениесухожилий,соединяющихмышцы предплечьяи локтевойсустав.

Болезньде Кервена— разновидностьтендовагинита,при которойстрадают сухожилия,связанные сбольшим пальцемкисти руки.

Тендосиновит— воспалениесиновиальнойоболочки сухожильногооснования кистии запястья.

Синдромканала запястья— ущемлениемедиальногонерва руки врезультатеопухания сухожилияили синовиальнойоболочки либоповторяющегосяизгиба запястья.

Чтобы предупредитьэти заболевания,необходимотщательноевыполнениевсех рекомендуемыхправил.

ОператорЭВМ, прежде чемприступитьк работе скомпьютером,должен ответитьна следующиевопросы:

— являютсяли регулируемымивсе конструктивныеэлементы рабочегокресла;

— немешают ли опорыдля рук работена клавиатуре;— можно ли изменитьвысоту и расположениеклавиатуры;

— какрасполагаетсяверхний крайэкрана по отношениюк глазам оператора;

— используетли оператордля ответа нателефонныезвонки специальнуютелефоннуюгарнитуру(укрепляемыена голове микрофони наушники).Рекомендацииоператорам:— не работатьна клавиатуреЭВМ непрерывноболее 30 минут;

— менятьхарактер своейработы в течениедня;

— применятьдля разговоровпо телефонугарнитуру, чтопозволяет вовремя телефонногоразговораподняться сместа;

— устраиватьразминку передпродолжительнойработой наклавиатуреи выполнятьрекомендуемыеупражнениядля пальцев(см. приложения);

— еслимерзнут руки,надевать легкиеперчатки безпальцев;

— припервых признакахболи немедленнообращатьсяк врачу.

Рекомендациируководящемуперсоналу:

— организоватьработу сотрудниковтаким образом,чтобы характервыполняемыхопераций изменялсяв течение рабочегодня;

— оценитьрегулируемостьрабочих местоператоров;

.—провести учебуперсонала,сообщив о болезнях,связанных сработой наклавиатуре,и о важностиих профилактики;

— содействоватьтому, чтобыслужащие нескрывали своипроблемы, связанныес работой наЭВМ.

8.9.Работа у дисплеяи пути ее оптимизации(видеоэргономика).

Визуальныйканал вводаинформациив мозг человекаиспользуетсяпри работе сдисплеями.Передача информациипри этом производитсятолько в одномнаправлении— в мозг человека,при этом человекне может обходитьсябез постоянногозрительногоконтроля выполняемыхдействий.

Работа сдисплеем зачастуюпроисходитв помещенияхс искусственнымосвещением.Роль искусственногоосвещения вжизни современногообщества неизмеримовелика. Светлампы, создающийнеобходимыеусловия дляфункционированияоргана зренияи, следовательно,обеспечивающийполноценнуютрудовуюдеятельность,фактическиудлиняет периодсознательногосуществованиячеловека. Однакотакое освещениедолжно обеспечиватьправильнуюработу глази приближатьсяк оптимальнымусловиям зрительноговосприятияв условияхестественногосолнечногоосвещения.Только тогдавозможны высокаяпроизводительностьтруда и качествопродукции принаименьшемутомлениичеловека, в томчисле при работес дисплеями.

Как показалимногочисленныенаучные исследования,при повышенииосвещенностирабочих местот 100 до 1000 лк происходитрост производительноститруда для работысредней трудностина 5—6%, а при оченьтрудной зрительнойработе —на 15%.Как установили,например, сотрудникиЛенинградскогоинститутаохраны труда,рост освещенностиот 70 до 700 лк увеличилпроизводительностьтруда на обмоткестартеровэлектрическихмашин болеечем на 100 %. Бесспорнароль количестваи качествасвета для повышениякачества продукции,безопасностина производстве.Большое влияниена психологическийстатус человека,работающегос компьютером,оказывает испектральныйсостав излученийискусственныхисточниковсвета. Приняторазличатьтеплые цвета(красный,

оранжевый,желтый) и холодные(голубой, синийи фиолетовый).Кроме того,пульсация визлучениилюминесцентныхламп приводитк появлениютак

называемогостробоскопическогоэффекта, искажающеговосприятиедвигающихсяпредметов иинформациюна экране дисплея.

Выполнениеприводимыхниже практическихрекомендацийпоможет снизитьваше утомлениепри работе сдисплеем.

При работерасполагайтесьна расстояниивытянутой рукиот экрана; соседниедисплейныемониторы должнынаходитьсяот вас на расстояниине менее 2 м 22 см.

Постарайтесьпо возможностирасположитьэкран дисплеянемного вышеуровня глаз.Это создастразгрузку техгрупп окологлазныхмышц, которыенапряжены приобычном взоре— вниз или вперед.Желательно,чтобы вечернееосвещениетерритории(или стены) вокругдисплея былосинего илиголубого цветас яркостью,примерно равнойяркости экрана.При дневномосвещении такжерекомендуетсяобеспечитьголубой фонвокруг дисплея(окраска стенили обоев).

Для большегоудобства накресле следуетрасположитьнебольшую опорув поясничномизгибе позвоночника— продолговатуюподушечку иливалик.

Послекаждых 40 — 45 минработы необходимафизкультурнаяпауза — вращениеглазами почасовой стрелкеи обратно, простыегимнастическиеупражнениядля рук (подробнеесм. в приложении).

Помещение,где находятсякомпьютерыи видеомониторы,должно бытьдостаточнопросторным,с постояннымобновлениемвоздуха. Минимальнаяплощадь дляодного видеомониторасоставляет9—10м'.

Недопустимвизуальныйконтакт работникас другими мониторамиили телевизионнымиэкранами. Наэкране мониторане должно бытьникаких бликов.Следует такжеизбегать большойконтрастностимежду яркостьюэкрана и окружающегопространства;оптимальнымсчитаетсявыравниваниеяркости экранаи компьютера.Запрещаетсяработа с компьютеромв темном илиполутемномпомещении.

Как известно,у человекаимеется какцентральное(фотопическое),так и периферическое(скотопическое)зрение. Первоедает восприятиецветов и объектовмалых размеров,второе — восприятиеокружающегофона и крупныхобъектов. Центральноезрение требуетбольших яркостей,а периферическое,напротив, действуетв сумерках ипри полумраке.При работе свидеодисплеемосновную рольиграет именноцентральноезрение, поэтомустановитсяпонятнымнеобходимостьдостаточногоосвещениякомнаты, гденаходитсякомпьютер.

Близорукость,дальнозоркостьи другие рефракционныенарушениядолжны бытьполностьюкорригированыочками. Приболее серьезныхотклоненияхвопрос о возможностиработы с видеотерминаламирешают с участиемврача-офтальмолога.

Работодателиуже в начале1993 г. столкнулисьс необходимостьюсоблюдениядиректив, касающихсяминимальныхтребованийк дисплеям,текст которыхбудет отраженв национальныхзаконах.

Первый вопрос,который долженпоставить передсобой работодатель,может бытьсформулированследующимобразом: "Могули я гарантировать,покупая отдельныефункциональныеблоки системы,что рабочееместо и условияработы будутсоответствоватьтребованиямзакона?" Второйвопрос связанс потенциальнымиразличиямимежду требованиями,существующимив различныхстранах, прираспространениидирективы иустановлениив связи с этимуровня требований, значительноболее высокого,чем минимальные,указанные вдирективе.

8.10. Мебельдля операторовдисплеев .

Рабочая мебельпри работе скомпьютеромиграет оченьважную рольв созданииоптимальныхусловий деятельностичеловека иснижении степениего утомления(рис. 6).

Отечественныекресла и стулья(ГОСТ 19.19.17.14) дляработы с компьютеромимеют подъемно-поворотныймеханизм,регулируемыйнаклон спинки,предусматриваемоеизменениеположенияподлокотников,установленныхна подвижныхили неподвижныхопорах. Отдельныемодификациикресел и стульевснабженыподлопаточнойопорой.

В моделяхряда иностранныхфирм ("Редифон","Тошиба", "Никояэлектроник","Нокия дата","Кон-с Берг"и т.д.) такжепредусмотреныизмененныепараметрыотдельныхкомпонентовконструкциикресла операторау дисплея. Однакоэти моделиимеют ряднедостатков.

Правильное положение запястья и кисти

Неправильное положение запястья и кисти

Рис8.2.

Например,кресло фирмы"Редифон"оснащено четырьмяшарнирнымиопорами, позволяющимиоператору безособых усилийперемещатьсяв пределахрабочего места,легко поворачиватьсявокруг вертикальнойоси. Можно изменятьвысоту креслас учетом ростаоператора.Кресло полужесткое,глубина сиденьянеизменяема,что не позволяетучитывать длинубедра оператора,а соответственнои распределениенагрузки наосновные опорныеповерхности(седалищныебугры, бедра).

Полная свободаперемещенияпо поверхностипола и вертикальныйповорот креслатребуют отоператорапостояннойего фиксацииза счет статическогонапряжениямышц голени,стопы, бедра;это вызываетих быструюутомляемость,требует дополнительныхнецелесообразныхэнерготрат,что, в свою очередь,снижает общуюработоспособностьи являетсясерьезнымнеудобством.

Низкая ичрезвычайносвободнаяспинка создаетдополнительнуюопору толькодля поясничногоотдела позвоночника,при этом другиемышечные группыспины находятсяв постоянномнапряжении.В результатенаступаетбыстрая утомляемость,развиваютсяпрофессиональныепатологическиеизгибы позвоночника(грудной гиперкифоз,уплощениешейного лордоза)и формируютсясколиозы —изгибы в сторону.Отсутствиеподлокотниковвынуждаетоператорадержать в постоянномнапряжениимышцы, поднимающиепояс верхнихконечностей;такую же нагрузкув течение всегорабочего дняиспытываютмышцы — сгибателиплеча, локтевогосустава.

Таким образом,конструкциякресла фирмы"Редифон" неучитывает нистатичностипозы оператора,ни соответствующегостатическогорежима работыпрактическивсех мышц телачеловека, заисключениемпредплечья.Это существенновлияет наутомляемостьоператора вцелом, снижаетобщую работоспособностьи внимание, чтов итоге сказываетсяна производительноститруда и конечномрезультатеработы. Единственнымдостоинствомконструкциикресла даннойфирмы являетсяизменяемаявысота егосиденья.

Креслофирмы "Тошиба"практическине создаетдополнительныхопор для различныхчастей тела.Оператор весьрабочий деньпроизводитмышечные усилияпреимущественностатическогохарактера,приводящиек быстройутом-ляемости,необоснованнымэнергозатратами в конечномитоге к снижениюпроизводительноститруда.

Согласнопроспекту фирмы"Нокия", поставляющейуниверсальныевидеодисплеи,трудно полностьюсудить о конструкциикресла оператора.Однако изпредлагаемогопроспекта ифотографийможно заключить,что креслопозволяетизменять глубинусиденья и еговысоту, отделановоздухопроницаемойтканью, но отсутствиеподлокотниковзаставляетоператорасоздаватьдополнительнуюопору для локтевыхсуставов ипредплечийна областибедер, что являетсядалеко не лучшимвариантомконструкциикресла. Недостаточнаяпрофилизацияспинки не учитывает

индивидуальныхособенностейстроения иформы поясничногоотдела позвоночногостолба. Поза,которую принялана рабочемместе оператор,ясно показываетее напряженность,что с течениемвремени будетвызывать быструюутомляемостьвсего организма.

Рассмотренныеконструкциирабочего креслаоператора неучитываютравномерностираспределениясил тяжестизвеньев телана опорныеповерхностии ведут к статическомунапряжениюбольших мышечныхгрупп, чтоотрицательносказываетсяна работе оператораи ведет к профессиональнымзаболевания.Все это даетоснование дляразработкинового, универсальногокресла, позволяющегооператорусвободно, беззатраты излишнихсил производительнотрудиться втечение всегорабочего времени.

8.11. Заключение.

Итак, четкоустановленаглавная угрозаздоровью операторовдисплеев — этонеподвижность,статичностьпозы и глазныхмышц, особеннонуждающихсяв динамическомрежиме работы.Это требуетсоздания специальногодвигательногорежима для тех,кто трудитсяна ЭВМ. Крометого, необходимоснять влияниенизкочастотныхполей, создаваемыхвокруг экрана,а также высокочастотныхкомпонентовизлучений присканированииэлектронноголуча по экранудисплея.

Во ВНИИФКепредложенадвухкомпонентнаясхема послетрудовойреабилитацииоператоров,работающихс электроннымидисплеями. Напервом этапереабилитациииспользуетсякомплекс динамическихупражненийдля внутриглазныхи цилиарныхмышц по оригинальнойметодике сприменениемспециальныхглазных тренажеров.На втором этапереализуетсянетрадиционныйпуть общефизическойтренировкии процесса"вхождения"в работу с дисплеемпосле отдыха,связанного. с выполнениемупражненийдля глазныхмышц. Общефизическаятренировкаосуществляетсяв аэробномрежиме на специальныхспортивно-гимнастическихтренажерах.В их конструкциювходят нагрузочныеустройства(беговая дорожка,велотренажери т.п.), соединенныес ПК (персональныйкомпьютер)особым электроннымблоком сопряжения,что позволяетуправлятьсоздаваемойна экране дисплеяигровой, спортивной,развлекательнойситуацией.

Двухкомпонентнаясхема послетрудовойреабилитацииобеспечиваетвысокий оздоровительныйэффект.

РАЗРАБОТКА ПРИНЦИПИАЛЬНОЙ СХЕМЫ

ПРОЕКТИРУЕМОЙ БИС

Для построения принципиальной схемы на основе функциональной необходимо разработать библиотеку элементов. Библиотека элементов включает в себя наиболее часто используемые элементы функциональной схемы, такие как счетчики, триггеры и др. Библиотечные элементы составляются из базовых ячеек, разработанных ранее. Затем библиотечные элементы объединяются на одной принципиальной схеме.

1. РАЗРАБОТКА БИБЛИОТЕКИ ЭЛЕМЕНТОВ

6.1.1. ТАКТИРУЕМЫЙ D-ТРИГГЕР

Т

актируемые D-триггеры используются в схеме приемника циклового и сверхциклового синхронизма (на них собран регистр сдвига); у тактируемого триггера добавлен еще один вход для синхроимпульса, по которому и срабатывает триггер. Схема D-триггера, обозначение и таблица переходов приведены на рисунке 6.1.

Рис. 6.1. Схема D-триггера.

Рассмотрим принцип работы триггера, его схема содержит два входа: один информационный (D), а другой синхронизирующий (C). При подаче логического нуля на вход С, как видно из осциллограмм, состояние триггера не изменяется, т.к. сигнал не проходит через элементы И-НЕ на входе схемы, и следовательно состояние триггера не изменяется. При подаче на вход С напряжения логической единицы, поступающий на вход D сигнал изменит состояние триггера, т.к. на один из входных элементов И-НЕ поступит единица. При поступлении логическойединицы на вход D (на входе С действует напряжение логической единицы), триггер перейдет в состояние, когда на выходе Q действует напряжение логической единицы; а при поступлении логического нуля триггер перейдет в состояние, когда на выходе Q действует напряжение логического нуля.

6.1.2.СЧЕТЧИКИ.

С

четчики присутствуют во всех частях схемы. Простейшим двоичным счетчиком будет обыкновенный делитель на два, который при поступлении на вход импульса, на выходе будет выдавать логическую единицу до тех пор, пока на вход не поступят ещеодин импульс. Такой делитель можно собрать на одном D-триггере, соединив выход Q со входом D и снимая информацию с этого же выхода. Двухразрядный счетчик импульсов получится объединении двух делителей на два, причем вход С второго делителя необходимо присоединить к выходу Q первого делителя. Схема двухразрядного двоичного счетчика приведена на рисунке 6.2.

Рис. 6.2. Схема простейшего двухразрядного счетчика.

Принцип работы данной схемы заключается в следующем, при подаче первого импульса на вход схемы (Т) входной триггер переходит в состояние, когда на выходе Q действует логический ноль, при этом на инверсном выходе образуется логическая единица, поступающая на вход D. Следовательно, при поступлении следующего импульса логическая единица на входе D «перебросит» триггер в состояние, когда на выходе Q начинает действовать логическая единица, запускающая второй триггер, который работает аналогичным образом. Таким образом, на выходах схемы формируется последовательность двоичных чисел (см. осциллограммы на рис. 7.2), сначала 00, затем 01, затем 10 и, наконец, 11; после поступления следующего импульса на вход Т, на выходе снова образуется 00.

У

приведенного выше счетчика существует один недостаток, его нельзя «сбросить» в исходное, нулевое состояние. Этот недостаток легко устраним, т.к. у D-триггера имеется возможность вывести еще один вход для сброса триггера в нулевое состояние ®, тогда схема такого счетчика примет следующий вид (см. рис. 6.3).

Рис. 6.3 Двухразрядный счетчик.

Принцип работы данной схемы не отличается от принципа работы схемы приведенной выше, за исключением того, что в нулевое состояние (на выходе 00) эту схему можно перевести в любой момент времени по сигналу R.

При необходимости увеличить разрядность счетчика можно, добавляя в схему новые триггеры (таким образом строятся схемы на 3, 4 и более разрядов), но иногда возникает необходимость сбросить не все выходы счетчика, а лишь один разряд. Такую схему можно построить, добавив элемент ИЛИ-НЕ, подключенный к триггеру обслуживающему заданный разряд. Рассмотрим схему четырехразрядного счетчика, с возможностью сброса четвертого разряда. Схема такого устройства представлена на рисунке 6.4.

Рис. 6.4. Схема четырехразрядного счетчика с возможностью сброса четвертого разряда.

Принцип работы данной схемы практически не отличается от принципа работы счетчика, рассмотренного выше, кроме того, что сброс четвертого разряда может осуществляться как вместе со сбросом всего счетчика, так и отдельно, для этого в схему добавлен элемент ИЛИ-НЕ.

6.1.3. ДЕШИФРАТОРЫ

Д

ешифраторы, как и счетчики, встречаются во всех элементах схемы. Применяемые в устройстве дешифраторы являются позиционными, они преобразуют двоичный код в импульс на соответствующем коду номере выхода. Для построения такой схемы, в отличие от предыдущих, не нужно использовать элементы с памятью (такие как триггеры), ее можно собрать лишь из схем НЕ и И. Схема трехразрядного дешифратора представлена на рисунке 6.5.

Рис. 6.5. Схема трехразрядного дешифратора.

Схема работает следующим образом, при поступлении кодовой комбинации (от 000 до 111) на вход ищется совпадение (при помощи схем И) и на соответствующий выход поступает напряжение логической единицы. Инверторы требуются для преобразования кодовых комбинаций, содержащих логические нули.

В разрабатываемой БИС существует необходимость и в дешифраторах на большее количество разрядов (4 и 5), поэтому необходимо рассмотреть схемы таких дешифраторов. Принципы функционирования таких схем не отличаются от принципа функционирования трехразрядного дешифратора, только количество схем совпадения (И) увеличивается в соответствии с увеличением выходов (N):

N= 2ⁿ; [6.1]

где n - количество входов, и количество инверторов увеличится до количества входов.

Схема дешифратора на четыре входа представленана рисунке 6.6. Аналогично строится схема и пятиразрядного дешифратора.

Р

ис. 6.6. Схема четырехразрядного дешифратора.

6.1.4.МУЛЬТИПЛЕКСОР

Мультиплексор является устройством, подключающим один из входов к выходу по сигналу управления. В схеме проектируемого устройства мультиплексор встречается всего один раз, но так как схема его получается достаточно простой, то было решено вынести мультиплексор в библиотеку элементов. У разрабатываемого мультиплексора 10 информационных входов, разбитых на две группы по 5 входов, и 5 выходов, к которым подключается соответствующая группа входов, управление производится при помощи одного управляющего входа. Схема такого мультиплексора представлена на рисунке 6.7.

Рассмотрим принцип работы данной схемы, при поступлении на вход А уровня логического нуля через инвертор подключаются схемы совпадения для первой группы входов, при прохождении через любой из входов этой группы сигнала логической единицы, одна из схем И срабатывает и выдает на своем выходе напряжение логической единицы, через схему ИЛИ подключены выходы, и при поступлении на один из входов схемы ИЛИ, сигнал проходит на выход. При подаче напряжения логической единицы на вход А первая группа входов отключается, и подключается вторая группа входов, схема работает в аналогичном первому случаю режиме, только на выход поступают сигналы со второй группы входов. Этот принцип работы хорошо иллюстрируется при помощи осциллограмм приведенных на рисунке 6.7.

Рис. 6.7. Схема мультиплексора.

2. РАЗРАБОТКА ПРИНЦИПИАЛЬНЫХ СХЕМ

БЛОКОВ ПРОЕКТИРУЕМОЙ БИС

6.2.1.РАЗРАБОТКА ПРИНЦИПИАЛЬНОЙ СХЕМЫ ПРИЕМНИКА

ЦИКЛОВОГО И СВЕРХЦИКЛОВОГО СИНХРОНИЗМА

Разработку принципиальной схемы на основе разработанной библиотеки элементов необходимо вести по функциональной схеме данного блока. В функциональной схеме имеется регистр сдвига на тактируемых триггерах (следовательно, нам понадобятся 8 D-триггеров), схемы совпадения собраны на собраны на элементах И (на 4 и на 6 входов), счетчики и дешифраторы также являются библиотечными элементами, следовательно, по сравнению с функциональной схемой принципиальная не несет в себе изменений. Принципиальная схема, построенная с помощью программы схемотехнического моделирования, представлена на рисунке 7.7, единственным отличием, связанным со спецификой программы является построение схемы в стандарте ANSI. Функционирование схемы, подробно были описаны ранее .

Рис. 6.8. Принципиальная схема приемника циклового и

сверхциклового синхронизма.

6.2.2.РАЗРАБОТКА ПРИНЦИПИАЛЬНОЙ СХЕМЫ

КОММУТАЦИОННОГО ЭЛЕМЕНТА

Принципиальная схема КОММУТАЦИОННОГО ЭЛЕМЕНТА также строится на основе функциональной схемы, но в данном случае необходимо рассмотреть соединение ячеек памяти, входящих в состав двух ОЗУ (запоминающего устройства адреса и информационного запоминающего устройства).

В

запоминающем устройстве адреса, как следует из описания структурной схемы запись и считывание производятся словами по 6 бит, следовательно, необходимо объединить входы и выходы ячеек, расположенных в одной строке, а адресные входы необходимо объединить у ячеек, расположенных в одном столбце (см. рис. 6.9).

Рис. 6.9. Принципиальная схема запоминающего устройства адреса.

В информационном запоминающем устройстве запись производится побитно, а считывание словарно (по 8 бит), для этого необходимо объединить входы всех ячеек, а выходы ячеек объединить по строкам , при этом необходимо к каждому адресному входу подключит элемент И, который и позволит выбрать именно ту ячейку памяти, которую и необходимо (см. рис. 6.10 ). При таком построении запоминающего устройства адрес строки и адрес столбца должны задаваться для каждой ячейки отдельно.

Рис. 6.10. Принципиальная схема запоминающего устройства

коммутации.

Дальнейшая разработка принципиальной схемы КОММУТАЦИОННОГО ЭЛЕМЕНТА сводится к подстановке разработанныхбиблиотечных элементов в соответствии с функциональной схемой данного блока. Запоминающие устройства на принципиальной схеме блока представлены в виде отдельных элементов. Разработка принципиальной схемы велась при помощи программы схемотехнического моделирования, и все элементы данного устройства представлены в стандарте ANSI.

В запоминающем устройстве коммутации при записи и считывании информация представляется в разной форме (при записи побитно, а при считывании словарно) и поэтому дешифратор строк при считывании информации необходимо отключить.

6.2.3.ПРИНЦИПИАЛЬНАЯ СХЕМА БЛОКА ФОРМИРОВАНИЯ

ИСХОДЯЩИХ КАНАЛОВ

Разработка принципиальной схемы БЛОКА ФОРМИРОВАНИЯ ИСХОДЯЩИХ КАНАЛОВ, не отличается от разработки предыдущих принципиальных схем. Рассмотрим принцип работы запоминающего устройства. При записи запоминающее устройство воспринимает информацию словарно по 8 бит, и записывает ее в соответствующий столбец (для этого необходимо объединить входы элементов входящих в одну строку), а считывание информации происходит из соответствующей строки (для этого необходимо объединить элементы, входящие в один столбец) (см. рис. 6.11)

Рис. 6.11. Принципиальная схема запоминающего устройства.

Д

ля построения принципиальной схемы всего блока, также была использована программа схемотехнического работающая в стандарте ANSI. Принципиальная схема блока представлена на рисунке 6.12.

Рис. 6.12. Принципиальная схема блока формирования исходящих каналов.

РЕЗУЛЬТАТЫ РАСЧЕТА ВЫБОРА ТЕХНОЛОГИИ ПОСТРОЕНИЯ БИС

ТЕХНОЛОГИЯ КРИТЕРИИ	ВЕС	ТТЛ(Ш)	ЭСЛ	пМДП	КМДП
1.Быстродействие	0,07	0,19	0,65	0,07	0,09
2.Помехоустойчивость	0,11	0,21	0,09	0,29	0,41
3.Потребление	0,05	0,09	0,04	0,29	0,58
4.Площадь	0,45	0,21	0,05	0,43	0,31
5.Совместимость	0,28	0,13	0,04	0,41	0,42
6.Стоимость	0,04	0,56	0,26	0,11	0,07
Глобальный приоритет		0,19	0,09	0,33	0,39

РЕЗУЛЬТАТЫ РАСЧЕТА ОСНОВНЫХ ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ

Показатель	Обозначение	Единицы измерения	Значение
1. Интенсивность отказов.		1/ч	10 -6
2. Время наработки на отказ.	T	ч	106
3. Вероятность безотказной работы в течение года.	Р	--	0,991
4. Себестоимость.	С	руб.	15,35
5. Оптовая цена.	Ц	руб.	17,65

РАЗРАБОТКА ФУНКЦИОНАЛЬНО–ЛОГИЧЕСКОЙ СХЕМЫ БЛОКОВ ПРОЕКТИРУЕМОГО

УСТРОЙСТВА

3.1.Функциональные характеристики, архитектура и

схемотехника блока группового канального интерфейса.

Блок ГКИ предназначен для обеспечения стыка ( подключения) групповых цифровых входящих каналов ИКМ-30/32 абонентских и соединительных линий с коммутационным оборудованием цифровых АТС синхронной сети связи .

Основные функции , выполняемые ГКИ следующие:

–поиск и выделение сигналов цикловой и сверхцикловой синхронизации входящего ИКМ тракта ;

–фазовая и цикловая синхронизация входящего ИКМ канала с групповыми входами АТС;

–ввод служебных сигналов АТС в любой информационный канал группового тракта ИКМ ;

–ввод / вывод служебного 16-го канала группового тракта ИКМ ;

–соединение шины управляющейЭВМ с любым информационным каналом ИКМ тракта ( ввод/ вывод ) ;

–формирование циклового исверхциклового синхронизма исходящего группового канала ИКМ-30/32 ;

–ввод служебных сообщений в 16-й канал исходящего интерфейса группового канала ИКМ-30/32 .

Входящий групповой канал ИКМ-30/32 поступает на вход блока фазовой синхронизации. С выхода блока фазовой синхронизации групповой канал ИКМ ,синхронизированный по фазе ( по тактам ) с АТС, поступает на входы блока выделения циклового синхросигнала и буфера цикловой синхронизации.

Блок выделения циклового синхросигнала обеспечивает поиск синхросигнала и вхождение в синхронизм, а также задает моменты установки начального адреса каналов при записи в буфер цикловой синхронизации и выдает служебные сигналы в устройство управления при возникновении сбоев .

С выхода буфера цикловой синхронизации входящий канал ИКМ , синхронный с АТС , через мультиплексор/демультиплексор и буферную схему поступает на выходы ГКИ.

Мультиплексор/демультиплексор осуществляет связь внутренней шины ГКИ с информационными и служебными каналами тракта ИКМ .

Мультиплексная внутренняя шина служит для обмена информацией между каналами ИКМ тракта и шиной управляющей микро-ЭВМ , через соответствующие интерфейсы:

– интерфейс служебных сигналов выполняет функции выделения, буферизации и ввода/вывода сигналов информационных каналов ( например,посылка вызова, отбой и др . )

(Рассматриваются варианты :синтезатор, непосредственный доступ к каналам и др .) ;

–интерфейс 16-го канала осуществляет ввод/вывод служебной информации 16-го канала ,необходимой для межпроцессорного обмена ;

–интерфейс абонентских каналов обеспечивает доступ к любому абонентскому каналу и может использоваться для сопряжения уплотненного канала передачи данных с групповым трактом ИКМ, а также для диагностики абонентских каналов .

Передатчик цикловых синхроимпульсов предназначен для формирования в групповом исходящем канале ИКМ-30/32циклового и сверхциклового синхросигналов в формате внутрисистемного обмена , либо в формате стандартного канала ИКМ-30/32.

Управление режимами работы ГКИ , типами и адресами обмена осуществляется с помощью устройства управления по командам, поступающим из микро-ЭВМ.

3.1.1.Схема выравнивания по фазе и циклам.

Схема выравнивания по фазе и циклам представлена на рисунке и содержит блок фазовой синхронизации. Блок фазовой синхронизации включает в себя ЗУ с раздельной адресацией ячеек по записи и считывания, счетчики записи( сч..1 ) и считывания( сч.2 ) , дешифратор адреса записи( ДШ ) , мультиплексор считывания( МХ ) , вычислитель( ∆φ ) и ПЗУ предустановки счетчика .

Раздельные независимые режимы записи и считывания ячеек ЗУ мо-гут быть реализованы при использованиив качестве ячеек ЗУ D–триггеров.Разделение этих режимов позволяет избежать искажений информации. Запись в ЗУ осуществляется в ячейки , адресуемые счетчиком записи , на счетныйвход которого подаются тактовые импульсы ,синхронные с входным ИКМ трактом . Считываниеинформации из ЗУ производится с задержкой относительно входящей информациииз ячеек , определяемых счетчиком считывания, который работает с фазой тактовых импульсов АТС.

Число ячеек ЗУ определяется максимально возможной величиной изменения фазы входящего канала относительно фазы тактовых импульсов АТС( фазового дрожания) за время сеанса связи :

N =2_*∆φ_макс ,

где N – число ячеек ЗУ ,

∆φ_макс– максимальный сдвиг фазы относительно средней величины, кратный длительности интервала .

Предварительная установка счетчиков записи и считывания производится при каждом цикле вхождения в синхронизм или в случай-ных сбоев . Разность кодов предустановки, записываемых в счетчики ,должна составлять:

А1 – А2= N/2 = ∆φ

С целью контроля записи по фазе в схему целесообразно ввести вычитатель( ∆φ ) , определяющий разность кодов счетчиков , и индициру-ющий превышение допустимого фазового сдвига. ( Прорабатывается воз-можность введения цифровой ФАП ) .

С выхода блока фазовой синхронизации информация поступает в буфер цикловой синхронизации, представляющий собой ЗУ с последовате-льной записью и считывания объемом 256 бит, осуществляющее временн-ую задержку входящего канала . Чередование циклов записи/считывания производится с тактовой частотой сфазой АТС . Адреса ячеек при записи и считывания определяются счетчиками адресов с предустановкой, со-ответственно цикловыми синхроимпульсами входящего канала ИКМ –30/32 ( ЦСИАб ) и АТС( ЦСИАТС ) . Сигналы предустановки вырабатываются блоком выделения циклового синхросигнала в процессе вхождения в синхронизм. Данная функциональная схема выравнивания представлена на рисунке 3.1.

3.1.2.Блок выделения синхросигнала.

Цикловая синхронизация в системе ИКМ– 30/32 осуществляется путем передачи в групповом канале ИКМ односимвольного синхросигнала ( 7–битовое слово нулевого канала цикла ) . Код синхросигнала принимаем стандартным для системы ИКМ – 30/32 .

В функции устройства выделения циклового синхросигнала входят :

• поиск циклового синхросигнала;

• установление состояния синхронизма( выделение циклового синхросигнала) ;

• обнаружения нарушений синхронизма;

• защита от случайных сбоев синхронизации.

На этапе вхождения в синхронизм целесообразно использовать метод скользящего поиска временного положенияпериодической последователь-ности сосредоточенных синхрогрупп в принимаемом сигнале .

D

C

M X

DI

A

З / С

ИКМ

ИКМ

D

C

D

C

ЗУ

DO

M X

A

D1

D2

СЧ3

R

R

ПЗУ

СЧ1

∆φ

ЦСИ_АТС

ЦСИ_Аб

ДШ

ТИ_АТС

∆φ

СЧ4

ТИ_Аб

+ –

Рис .3.1. Схема выравнивания.

В системах, где прием символовсинхросигнала в интервалы надежного приема информации осуществляется с высокой достоверностью ( вероятность ошибки 10^–4…10^–5 и менее ) , применение метода скользящего поиска позволяет обеспечить высокое быстродействие установления и восстановления синхронизма по циклам .

Схемувыделения циклового синхросигнала( ЦСС ) можно представить в виде , изображенном на рисунке 3.2.

Символы группового канала ИКМ поступают на вход опознавателя циклового синхросигнала, содержащего регистр сдвига. В течение каждого такта происходитсравнение 7–разрядной кодовой группы с кодом синхросигнала и на выход выдается результат сравнения .Анализатор сравнивает сигналы опознавателя и цикловые импульсы ,поступающиес делителя .На выходе анализатора формируются сигналы наличия или отсутствия циклового синхросигнала в канале .

ТИ

ИКМ

+1

=512

СЧ_ТИ

СЧ_ВЫХ

+1

РГ

R

R

&

&

ДШ

&

СЧ_ВХ

–1

ЦСС

1

R

НЕТ

СИНХР.

+1

Р

=N_ВЫХ

=N_ВХ

НЕТ

СИНХР.

ис.3.2. Схема Выделения ЦСС.

Решающее устройство на основе поступающих из анализатора сигналов определяет, имеется ли состояние синхронизма и управляет делителем .Решающее устройство при отсутствии синхронизма переводит устройство поиска и контроля цикловой синхронизации в режим поиска синхронизма.

Структуру циклового синхроимпульса примем стандартнойдля системы передачи ИКМ– 30/32 . Данная структура предусматривает отличие цикловых синхросигналов, передаваемых в соседних циклах для предотвращения состояния должного синхронизмапри наличии «молчащего» информационного канала в групповом тракте . Контроль цикловой синхронизации может осуществляться как по наличию ЦСС в четных циклах , так и по синхросигналам четного и нечетного циклов . Алгоритм работы устройства цикловой синхронизациипредставлен на рисунке 3.3.

Рис .3.3. Алгоритм работы устройства цикловой синхронизации.

После пуска счетчика тактовых импульсов( сч . ТИ ) , выполняющего функции делителя( рисунок ) происходит счет тактов в течение двух циклов передача. В конце счета производится проверка наличия ЦСС .

При пуске устройства синхронизации вероятность этого события мала и в этом случае происходит заполнение счетчика по выходу из синхронизма( сч . вых .) в течение 10 первых циклов передачи (коэффициент счета данного счетчика уточняется) . После заполнения счетчика отрабатывается цикл вхождения в синхронизм, заключающийся в поиске циклового синхросиг-нала и его проверка.

Поиск синхросигнала начинается с проверки в каждом такте его наличия в групповом канале . При обнаружении ЦСС ( или кодовой после-довательности совпадающей с ним ) производится сброс счетчика тактовых импульсов, сброс счетчика по входу в синхронизм( сч . вх . ) и вычитание единицы из счетчика по выходу синхронизма.

Если кодовая группа , приходящая через два цикла не совпадает с кодом ЦСС, то счетчик по выходу из синхронизма вновь заполняется и цикл поиска возобновляется.

Вслучае обнаружения истинного синхросигнала производится приращение счетчика по входу в синхронизм и проверка наличия ЦСС в следующем четном цикле. Заполнение сч . вх . свидетельствует о вхождении в синхро-низм. Сигналом с его выхода сбрасывается счетчик по выходу из синхронизма.

Функциональная схема устройства, реализующая данный алгоритм представлена на рисунке 3.4 .

Недостатком данной схемы является отсутствие проверки кодовых комбинаций в нечетных циклах группового сигнала . Вследствие этого возможно установление синхронизма при наличии “ молчащего” канала , т.е. синхронизма по кодовой комбинации, совпадающей с ЦСС и передаваемой длительное время .

В стандарте на линию ИКМ– 30/32 предусмотрено разделение циклов на четные и нечетные с соответствующей подачей синхросигналов четного ( ЦССч) и нечетного( ЦССн ) циклов. Ввиду упрощенной структуры ЦССн эти сигналы могут быть использованы только для проверки правильности нахождения ЦССч . Таким образом вхождение в цикловый синхронизм должно состоять из следующих этапов :

1 – поиск во входящем ИКМ–сигнале кодовой комбинации, совпадающей с ЦССч ;

2. – ожидание через 256 тактовых импульсов прихода ЦССн;

3. – ожидание через 256 тактовых импульсов прихода ЦССч и т.д.

Таким образом поиск нулевого цикла производится только по сигналу ЦССч , а проверка правильности нахождения( накопления) – по сигналу ЦССч , и ЦССн.

РГ

СЧ_ТИ

Вход

ИКМ

Схема однократного сброса с самоблокировкой

R

R^/

ТИ

Разблокировка

256

256

ДШ

ЦСС_Н

ЦСС_Ч

&

1

CR

124

CЧ_ВХ

&

1

&

CR

124

1

CЧ_ВЫХ

&

1

Рис.3.4. Функциональная схема устройства цикловойсинхронизации.

Алгоритм, реализующий последовательность операций ,представлен на рисунке .Функциональная схема устройства, работающего по данному алгоритму ,представлена на рисунке .На рисунке имеется блок “ схема однократного сброса с самоблокировкой” , работающий следующим обра-зом : при поступлении на его вход R первого импульса ЦССч он выра-батывает один короткий импульс сброса СЧ_ТИ и самоблокируется( т.е. далее на импульсы ЦССч не реагирует) до поступления сигнала “РАЗ-БЛОКИРОВКА” , который вырабатывает решающее устройство в случае отсутствия синхронизма.

Данные алгоритмы и функциональная схема приняты за базовые при построении устройства цикловой синхронизации.

СВЕРХЦИКЛОВАЯ СИНХРОНИЗАЦИЯ.

Сигнал ИКМ– 30/32 кроме циклов разбивается еще и на сверхциклы. Каждый сверхцикл состоит из 16 циклов . Сверхцикловый синхросигнал ( СЦСС ) передается в 16–том канальном интервале нулевого цикла. Алгоритм вхождения в сверхцикловый синхронизм в основном схож с алгоритмом вхождения в цикловый синхронизм при наличии только ЦССч.

Отличие состоит только в разрядности счетчика СЧ_ТИ и других коэффици-ентах накопления N _ВХ и N _ВЫХ. Т. к. СЦСС поступает один раз в 16 циклов , то далее пользоваться десятичной системой счисления при указании состояния СЧ_ТИ неудобно. СЧ_ТИ в системе сверхцикловой син-хронизации должен содержать 12 двоичных разрядов . Для удобства разобьём эти разряды на три тетрады условно по 4 разряда в каждой и будем пользоваться шестнадцатиричной системой счисления для обозначе-ния состояния СЧ_ТИ.

Устройство сверхцикловой синхронизации начинает работать только после вхождения в цикловой синхронизм. Алгоритм работы устройства сверхцикловой синхронизации приведен на рисунке 3.5 .

Функциональная схема устройства, работающего по данному алгоритму, приведена на рисунке 3.6.

Совмещеннаяфункциональная схема устройствацикловой и сверх-цикловой синхронизации приведена нарисунке 3.7.

Коэффициетннакопления N_{ВХ Ц}= 2 , N_{ВЫХ Ц} = 4 , N_{ВХ СЦ} = 2 , N_{ВЫХ СЦ} = 2

Для индикации состояний схемы ( есть цикловый синхронизм нет сверхциклового синхронизма) в схему введены два флаговых триггера ТГ_Ц и ТГ_СЦ, к выходам которых подключены по два светодиода– зеленый и красный .

Функциональная схема устройства( рисунок ) состоит из следующих устройств :

1. Входного сдвигового регистра РГ_ВХ.

2. Дешифратора сигналов синхронизации ДШ_СНХ, имеющего выходы ЦН , ЦЧ , СЦС , на которыхпоявляются сигналы логической

единицы при подачи на входы 1 … 8 кодовых комбинаций, соответствующих ЦСС_Н ,ЦСС_Ч, СЦСС .

3. Счетчика тактовых импульсовСЧ_ТИ, разбитого на 3 тетры и име-ющего 2 входа сигналов : СБР– сбрасывает весь счетчик и СБР₃– только старшую тетраду .

4. Дешифратора состояния СЧ_ТИ– ДШ_ТИ. Назначение выходов ДШ_ТИ:

• ЧЦ– код ЦСС_Ч

• НЦ– код ЦСС_Н

• 16 – код КИ₁₆ любого цикла

• СЦ– код СЦСС

• СК– код слежебного канала ( т.е. КИ₁₆любого цикла, кроме ЦО )

Кроме того, имеется возможность “ настроить” ДШ_ТИ на любой ί–тый канал путем подачи на его дополнительные входы двоичногокода , соответствующего номеру этого канала .

5. Параллельных регистров РГ_СК и РГ ί , служащих для выделения сигналов ( 16–того) и ί–того каналов. Сигналы записи поступают на входы С регистров с выходов СК и ί ДШ_ТИ.

ФлагЦ =

зел.(есть

Цсинхр.)

СЧ_ТИ+1

СЧ_ТИ=16

нет

СЦСС=1

нет

СЧ_ТИ=N_СЦ

Блокировка

установки СЧ_ТИ

СЧ_ТИ+1

нет

СЧ_ТИ=N_СЦ

СЦСС=1

СЧ_ВЫХСЦ+1

СЧ_ВХСЦ+1

СЧ_ВЫХСЦ=N_ВЫХСЦ

СЧ_ВХСЦ=N_ВХСЦ

СЧ_ВХСЦ=0

СЧ_ВЫХСЦ=0

Разблокировка

установки СЧ_ТИ

Есть СЦ

синхр.

Нет СЦ

синхр.

Рис . 3.5. Алгоритм работы устройства сверхцикловойсинхронизации.

Вход

ИКМ

Схема однократного установки с самоблокировкой

ТИ

РГ

СЧ_ТИ

УСТ

УСТ

Разблокировка

N_СЦ

N₁₆

ДШ

&

СЦСС

CR

124

CЧ_ВХ

&

CR

124

&

CЧ_ВЫХ

1

Рис.3.6. Функциональная схема устройства сверхцикловойсинхронизации.

6. Схемы совпадениясигналов цикловой синхронизации с состояниями СЧ_ТИ– СВП_Ц . Эта схема генерирует сигнал ДА при совпадении сигналов ЦН и НЦ или ЦЧ и ЧЦ . Если при наличии сигнала ЧЦ не будет сигнала ЦЧ ,или при наличиисигнала НЦ не будет сигнала ЦН , то СВП_Ц выдаст сигнал НЕТ .

7. Счетчика входа в цикловый синхронизм СЧ_ВХЦ .

8. Счетчика выхода из циклового синхронизма СЧ_ВЫХЦ.

9. Схемы совпадения сигналов сверхцикловой синхронизации с состояниями СЧ_ТИ– СВП_СЦ.

10. Счетчика входа в сверхцикловый синхронизм СЧ_{ВХ СЦ}.

11. Счетчика выхода из сверхциклового синхронизма СЧ_{ВЫХ СЦ}.

12. Шести схем триггеров: ТГ_СБР( триггер сброса) , ТГ_УСТ( триггер установки) , ТГ_{ВХ Ц}( флаговый триггер входа в цикловый синхро-низм), ТГ_{ВЫХ Ц}( флаговый триггер выхода из циклового синхро-низма, ТГ_{ВХ СЦ}( флаговый триггер входа в сверхцикловый синхро-низм) , ТГ_{ВЫХ СЦ}( флаговый триггер выхода из сверхциклового синхронизма)

КОНСТРУКТИВНЫЕ ОСОБЕННОСТИ

ПРОЕКТИРУЕМОГО УСТРОЙСТВА

7.1. ВВЕДЕНИЕ

В настоящее время существует несколько стандартных технологий производства кристалла с линиями рисунка от 0,25 до 3,0 мкм. Но в связи с тем, что в нашей стране технологии 0,25 и 0,35 мкм еще не отработаны, то приходится разрабатывать устройства с учетом имеющихся технологий, т.е. приходится прибегать к схемотехническим изощрениям для получения конкурентоспособной интегральной схемы. В результате была выбрана технологияизготовления кристалла с минимальной шириной рисунка 1,2 мкм, как наиболееотработанная и наиболее экономически выгодная. При появлении в нашей стране более современных технологий на одном кристалле при тех же размерах можно будет разместить коммутатор на большее количество каналов.

7.1.1. ОСНОВНЫЕ ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ

КРИСТАЛЛА

Рассмотрим основные характеристики проектируемой БИС, в основном, определяемые технологией производства:

• Напряжение питания - 5 В;

• Ток потребления - не более 1 мА;

• Диапазон рабочих температур - от -20 до +60 ⁰С;

• Технология производства - стандартная, 1,2 мкм;

• Предполагаемый тип корпуса - 2123.40-1, стандартный, с количеством выводов – 40.

7.1.2. НАЗНАЧЕНИЕ ВЫДОВ МИКРОСХЕМЫ

Предварительно принятое назначение выводов микросхемы

Выводы	Назначение
1 - 8 9 - 16 17,18 - 22 - 26 - 30 31 32 33 34 35	Групповые входы Групповые выходы Питание и «земля» Шина обмена информацией между кристаллами по горизонтали Шина обмена информацией между кристаллами по вертикали Адресные выводы кристалла Ввод команды Вывод результатов Выбор кристалла Ввод тактовой частоты Ввод синхроимпульсов

Таблица 7.1

2. ЭЛЕМЕНТЫ ТОПОЛОГИИ

1. КОНСТРУКТИВНО - ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ОГРАНИЧЕНИЯ

В данном разделе приведены основные конструкторско-технологические ограничения на проектирование микросхемы, определяемые заводом изготовителем в соответствии с применяемой технологией.

Конструкторско-технологические ограничения предназначены для проектирования топологии цифровых КМДП БИС по технологии, предусматривающей использование «карманов» п-типа проводимости, изоляцию элементов посредством заглубленных в объем монокристаллического кремния, легированного фосфором, самосовмещенных транзисторных структур и двухуровневой разводки, сформированной на основе сплавов алюминия.

Перечень и последовательность слоев фотолитографии, существенных при проектировании БИС, приведены в таблице 7.2.

Минимальная ширина топологического рисунка - 1,2 мкм. Остальные минимально-допустимые размеры элементов топологии, существенные для проектирования блоков БИС, приведены в таблице 7.3.

Транзисторные структуры, выполненные по данной технологии характеризуются следующими физико-технологическими параметрами:

• Эффективная длинна канала транзистора - 1,0 мкм;

• Удельная емкость затвора - 800 пф/мм;

• Подвижность электронов в канале - 400 см/Вс;

• Подвижность дырок в канале - 200 см/В с;

• Пороговое напряжение

п-канальных транзисторов - 0,5 … 1,5 В;

р-канальных транзисторов - 0,8 … 2,0 В.

Перечень слоев фотолитографии

Номер слоя

Наименование слоя

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Карман п-типа Диффузионные области р-охраны Активные области транзисторов (тонкий окисел) Затворы из поликристаллического кремния, легированного фосфором Диффузионные области истока-стока р-канальных транзисторов Диффузионные области истока-стока п-канальных транзисторов Первые контактные окна в диэлектрическом слое Алюминиевая металлизация первого уровня Вторые контактные окна в диэлектрическом слое Алюминиевая металлизация второго уровня

Таблица 7.2

Минимально-допустимые размеры элементов топологии

№ пп	Наименование элемента топологии	Размер, мкм
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19	Перекрытие области тонкого окисла областьюкармана п-типа Перекрытие области охраны р-типа областью тонкого окисла Расстояние между границей области кармана и границей области охраны р-типа Ширина области локального окисла внутри области кармана п-типа Расстояние от границы тонкого окисла до контактной площадки из поликристаллического кремния Расстояние между двумя соседними областями из поликристаллического кремния Ширина затворов из поликристаллического кремния Размер стороны контактной площадки из поликристаллического кремния Ширина шин из поликристаллического кремния вне области канала Расстояние между областью охраны р-типа и областями исток-сток п-канальных транзисторов Расстояние между областями исток-сток р-канальных транзисторов и карманом п-типа Размер стороны контактного окна Расстояние от края контактного окна до края контактной площадки Ширина шин алюминия первого уровня металлизации Ширина шин алюминия второго уровня металлизации Расстояние между двумя шинами алюминия в одном уровне металлизации Расстояние от линии рельефа до края контактного окна Расстояние от края контактного окна к диффузионной области истока-стока до поликристаллического затвора Перекрытие локального окисла поликремневым затвором п- и р-канальных транзисторов.	0,5 1,0 4,0 2,0 0,5 1,2 1,2 4,0 2,0 2,0 1,2 1,0 1,2 3,0 4,0 1,2 0,5 1,0 1,2

Таблица 7.3.

7.2.2 ПРИМЕР ТОПОЛОГИИ ВЫПОЛНЕНОЙ С УЧЕТОМ НОРМ КОНСТРУКТИВНО - ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ОГРАНИЧЕНИЙ

Проектирование топологии кристалла определяется с одной стороны конструктивно-технологическими ограничениями, описанными в предыдущем разделе, а с другой стороны - требованиями минимизации площади, занимаемой схемой. Кроме того, выбранная архитектура кристалла позволяет использовать предварительно разработанные библиотечные элементы. К числу таких элементов относятся инвертор, двух-, трех- и четырехпроводные логические элементы, триггеры различного назначения, регистровые ячейки. Однако, требования миниатюризации, особенно для блоков ОЗУ, привели к необходимости разработки оригинальных устройств. На рисунках 7.1 и 7.2 показана разработанная топология запоминающей ячейки и фрагмент ОЗУ из четырех ячеек.

- Al

- Si

Р⁺

Активная

область

N⁺⁺

N⁺⁺

Р⁺

Активная

область

Р⁺

N⁺

N⁺

Активная

область

Рис. 7.1. Топология запоминающей ячейки ОЗУ.

«Земля»

Вход

Адрес

Питание

Выход

Рис. 7.2. Фрагмент топологии ОЗУ из 4^х стандартных ячеек.

ПАТЕНТНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ

Патентные исследования проводились при помощи онлайновой службы поиска американского национального патентного бюро. Поиск производился по ключевым словам: «communications AND E1», искались патенты 1997 и 1998 годов, результаты поиска отображены ниже.

РезультатыПеребора вPATBIB-97-98 db для:

(communicationAND E1): 13патентов.

Отображено:с 1 по 13 из 13

Номер

Заглавие

1. 5,727,160Блок радиоуправленияпортом в беспроводнойперсональнойсистеме связи

2. 5,724,610СелекторныеподсистемыCDMA системы, использующиепару первыхпроцессоровдля выбораканалов CDMA, связывающиеподсистемуи центр обслуживанияподвижныхабонентов

3. 5,708,660Соглашениядля принятияи отправленияпакетов сообщенияс оборудованиемсвязи АТМ

4. 5,705,178Методы и композиции,основанныена запрещениивторженияклетки и фиброзаанионичнымиполимерами

5. 5,705,177Методы и композиции,основанныена запрещениивторженияклетки и фиброзаанионичнымиполимерами

6. 5,701,465Методы и прибордля сохраненияресурсов системы,гарантирующиекачествообслуживания

7. 5,692,038Методы дляидентификацииисточникателефоннойсвязи

8. 5,674,844Лечение, дляпредотвращенияпотери массыкости и увеличенияв метаболическихпроцессов вкости

9. 5,671,251Приборы и методработы устройствапередачи данных,для избирательнофункционирующегокак аналоговыймодем, как цифровоймодем, и кактерминальныйадаптер

10. 5,654,815Методы синхронизациии единицысинхронизации,для терминальногообмена

11. 5,605,938Методы и композициидля запрещениявторженияклетки и фиброза,использующегосульфат декстрана

12. 5,598,401Приборы и методдля цифровогоустройствапередачи данных,функционирующегов аналоговомрежиме

13. 5,592,607Интерактивныйметод и системадля созданияадресной информации,использующейуказанныепользователемзоны адреса

Резюме Перебора

communication:12683 слова в 6493 патентах.

E1:193 слова в 127 патентах.

(communication AND E1): 13 патентов.

Время Перебора:0.36 секунд.

На основе результатов перебора для рассмотрения были выбраны следующие патенты: 5,724,610 5,708,660 5,701,465 5,692,038 5,671,251 5,654,815 5,598,401 5,592,607. Ни один из них не является патентом на подобную БИС, более подробно каждый из выбранных патентов рассмотрен далее. Следовательно проектируемая БИС обладает патентной чистотой и является потенциально перспективной для производства.

Патент,Соединенныештаты

№ 5,724,610

Март 3, 1998

СелекторныеподсистемыCDMA системы, использующейпару первыхпроцессоровдля выбораканалов CDMA, связывающиеподсистемуи центр обслуживанияподвижных абонентов

Изобретатели: Han; Jin Soo(Daejeon, KR); Cheong;Yoon Chae(Kyoungki-do, KR).

Представитель: HyundaiElectronics Industries Co., Ltd.(Kyoungki-do, KR).

Приложение №: 478,030

Зарегистрировано: 7.06.1995

ОсновнойРевизор: Lee; Thomas C.

ПомощникРевизора: Luu; LeHien

Поверенный,Агент или Фирма:Merchant, Gould, Smith, Edell, Welter & Schmidt

Краткое содержание

Селекторнаяподсистемабанка коллективногодоступа с кодовымразделением.В систему включеныдва блока: блокSBSC и блок S/V. БлокONE SBSC разработан,чтобы управлятьдвенадцатьюS/V направлениями,чтобы обеспечить96 каналов движенияза SBS, и такимобразом, одноS/V правлениеобеспечиваетвосемь каналовсвязи. Селекторнаяподсистемабанка (SBS) коллективногодоступа с кодовымразделением(CDMA) система, включает:блок SBS, блок SBS, состоящий изпары первыхпроцессоровдля управления движением фрейма CDMA и связываетподсистему(CIS), выбирая каналмежду CIS и центромобслуживания(MSC); двухпортоваяоперативная память (DRAM) служитдля храненияфрейма и управленияпервым процессором,а также управлениемпрямого доступав память (DMAC); второй процессорслужит дляуправленияDMAC; E1 сопрягаютблок данныхфрейма с MSC, получаясинхронизмиз TFU CPS приемника;и блок S/V, связываемыймежду DRAM и E1 сопрягаеткак множествопродолженийформ карты, идля полученияфрейма движенияк блоку интерфейсаE1 после DSP. Следовательно,массовое производствомодуля, имеющегоконкурентоспособность,избегает сложногостроения оборудованияи уменьшаетвозможностьконфликта междусигналамиуправлениями.

Патент,Соединенныештаты

№ 5,708,660

Январь 13, 1998

Соглашения для принятияи отправленияпакетов сообщенияс оборудованиемсвязи ATM

Изобретатели:Riedel; Michael(Dresden, DE).

Представитель: SiemensAktiengesellschaft(Munich, DE).

Приложение №: 610,366

Зарегистрировано: 4.03.1996

ОсновнойРевизор: Safourek; BenedictV.

Поверенный,Агент или Фирма:Hill, Steadman & Simpson

Краткое содержание

Оборудованиесвязи ATM обслуживаетотправляемыепакеты сообщений,поставленныхчерез, по крайнеймере одну магистраль(E1,...,En) в течениепроцесса виртуальныхсвязей с подчиненнымимагистралями(A1,...,An) входящимив соответствующуювиртуальнуюсвязь. Характерныепараметрытакже, как, покрайней мере,два различныхприоритета,определеныдля соответственнойвиртуальнойсвязи в течениеустановленногозапроса. Соответствующеерасположениемагистралиобслуживанияимеет управляющееустройство(BHE) распределением, имеющим центральнуюпамять (СМ), вкоторой связанныезапросом спискиочередностизаказов пакетовустановленныедля храненияпакетов сообщения.Контрольноеустройство(STE), в которомсохраняетсятаблица распределения(LUT), соединеннаяс пакетом. Этатаблица распределенияраспределяетидентификаторсписка очередностизаказов такжекак идентификаторприоритета запроса информации(VPA/VCI) содержащийсяв пакетах сообщения.Базирующиесяна критериииндивидуальныхидентификаторовприоритета,идентификаторысписка очередностизаказов принадлежностивставляютсяв список очередностизаказов рассылки(Q1, Q2) распределенныйсоответственноприоритету.Эти спискиочередностизаказов рассылкиобрабатываютсяс различнымиприоритетами,посредством идентификаторовсписка очередностизаказов, вследствиеэтого предлагаемые,добавленияк пакету (СМ)для созданияпакета сообщения.

Патент,Соединенныештаты

№ 5,701,465

Декабрь 23,1997

Методыи прибор длясохраненияресурсов системы,гарантирующиекачество обслуживания

Изобретатели:Baugher; MarkJohn (Austin,TX); Chang;Philip Yen-Tang(Austin, TX); Morris;Gregory Lynn(Round Rock, TX); Stephens;Alan Palmer(Austin, TX).

Представитель:InternationalBusiness Machines Corporation(Armonk, NY).

Приложение№: 674,074

Зарегистрировано: 1.07.1996

ОсновнойРевизор: Black; Thomas G.

ПомощникРевизора: Lewis; C.

Поверенный,Агент или Фирма:Emile; Volel

Краткое содержание

Методдля обеспечениядоступа к узлу,включая шагиопределения,является лиширина полосычастот доступнойдля передачипо линии связи,запрошеннаяудаленнымузлом, сохранениеширины полосычастот длязапрошенногодоступа, еслиширина полосычастот определена,как доступная,и открытиезапрошенногодоступа дляпропусканиятолько, еслиширина полосычастот, сохранена.Кроме того,прибор дляобеспечениядоступа к удаленномуузлу, включаяприбор дляопределения,является лиширина полосычастот доступнойдля передачипо линии связи,запрошеннаяудаленнымузлом, прибордля сохраненияширины полосычастот длязапрошенногодоступа, еслиширина полосычастот определена,как доступная,и прибор дляоткрытия запрошенногодоступа дляпропускания,только еслиширина полосычастот, сохранена.

Патент,Соединенныештаты

№ 5,692,038

Ноябрь 25, 1997

Метод дляидентификацииисточникателефоннойсвязи

Изобретатели:Kraus; Evan(Atlanta, GA); Yue;Drina C.(Atlanta, GA); Smets;Raymond J.(Atlanta, GA); Moquin;Thomas Joseph(Roswell, GA).

Представитель:BellSouthCorporation(Atlanta, GA).

Приложение№: 743,751

Зарегистрировано:7.11.1996

ОсновнойРевизор: Matar; Ahmad F.

Поверенный,Агент или Фирма:Jones & Askew

Краткое содержание

Методдля идентификацииисточникасвязи, включаяшаги: получениесвязи на линиизапроса; идентификациястроки вызывающегономера, связанногос линией запроса;доступ к базеданных, дляобеспеченияидентичностьисточника, находя входбазы данных,соответствующийстроке вызывающемуномеру; объявлениеэтой идентичности источнику; изапрос подтверждения.Приоритетвызывающегооператора может использоваться,для идентификацииисточника.Факсимильныесообщения такжемогут бытьидентифицированыпрежде, чемсообщениепоступило.

Патент,Соединенныештаты

№ 5,671,251

Сентябрь23, 1997

Приборы иметод устройствапередачи данных,для избирательнофункционирующегокак аналоговыймодем, как цифровоймодем, и кактерминальныйадаптер

Изобретатели:Blackwell; StevenR. (Huntsville,AL); Pearson;John Timothy(Huntsville, AL); Fridlin;C. C. (BocaRaton, FL).

Представитель:Motorola,Inc.(Schaumburg, IL).

Приложение №: 395,332

Зарегистрировано: 28.02.1995

ОсновнойРевизор: Chin; Wellington

ПомощникРевизора: Luther;William

Поверенный,Агент или Фирма:Gamburd; Nancy R.

Краткое содержание

Прибори метод дляустройствапередачи данных,для избирательногофункционированияв множествеаналоговыхи цифровыхспособов, такихкак аналоговыймодем, как цифровоймодем, и кактерминальныйадаптер. Конструктивныеисполненияобеспечиваютединственноеустройствосвязи сгруппированныхданных, котороебудет конфигурированои впоследствииреконфигурирован,чтобы обеспечитьпередачу данныхв ряд сетей,включая общественныетелефонныесети и цифровыесети, включаяT1, E1 и ISDN. Различныеконструктивныеисполнениятакже обеспечиваютсигнальноемоделированиеразличныхсетей, так, чтофактическаясеть являетсяпрозрачнойдля терминалаи пересылкиинформациичерез устройствосвязи в сеть.

Патент,Соединенныештаты

№ 5,654,815

Август 5, 1997

Методысинхронизациии единицысинхронизации,для терминальногообмена

Изобретатели:Bunse; Stephan(Stuttgart, DE).

Представитель: Alcatel N.V.(NL).

Приложение №: 440,822

Зарегистрировано:15.05.1995

Краткое содержание

Синхронизациямежду двумяместами в оптическойсистеме связи, соотнося полученныйсигнал синхронизациис сигналомсинхронизациис станции иуправляя тактамисобственностанции соответственно,корреляцияпроисходитв одном месте,но изделиекорреляцииработает вдругом месте(E1-E3), и сигнал тактапоследнихуправляетсясоответственно.Это может бытьвыполнено, посылая первуюпоследовательностьбитов синхронизацииот терминала(E1-E3), и делая петлю,это поддерживаютв обмене скоростипередачи информациив битах второйпоследовательностибитов синхронизации,генераторсинхронизматерминала(E1-E3) управляетсясогласно полученнойпоследовательностибитов корреляций.Это имеетпреимуществопри обмене, таккак синхронизациятребует толькооптическихпереключателейи никакихоптико-электронныхпреобразователей.Это разрешаетвсе оптическиеобмены и устраняетодин оптико-электронныйпреобразовательсоединенногоабонента.Единственныйнедостаток- то, что дляпередатчикабез приемника,дополнительныйобратный каналявляется необходимым.

Патент,Соединенныештаты

№ 5,598,401

Январь 28, 1997

Приборыи метод дляцифровогоустройствапередачи данных,функционирующегов аналоговомрежиме

Изобретатели:Blackwell; StevenR. (Huntsville,AL); Pearson;John T.(Huntsville, AL); Fridlin,IV; Charles C.(Boca Raton, FL).

Представитель:Motorola, Inc.(Schaumburg, IL).

Приложение№: 407,749

Зарегистрировано:21.03.1995

ОсновнойРевизор: Marcelo; Melvin

Поверенный,Агент или Фирма:Gamburd; Nancy R

Краткое содержание

Прибори метод дляустройствапередачи данных,для избирательногофункционированияв множествеаналоговыхи цифровыхспособов, такихкак аналоговыймодем, как цифровоймодем, и кактерминальныйадаптер. Конструктивныеисполненияобеспечиваютединственноеустройствосвязи и группированиеданных, котороебудет конфигурированои также впоследствииреконфигурировано,чтобы обеспечитьпередачу данныхв ряд сетей,включая общественные телефонныесети, выделенныйканал, и цифровыесети, включаяT1, E1 и ISDN. Различныеконструктивныеисполнениядалее обеспечиваютвыбор основногоцифровогорабочего режимапри одновременномобеспеченииавтоматическойреконфигурациидля вспомогательногоили запасногоаналоговогорабочего режима.Различныеконструктивныеисполнениятакже обеспечиваютсигнальноемоделированиеразличныхсетей, такой,что фактическаясоединеннаясеть являетсяпрозрачнойдля терминалаи пересылкиданных черезустройствосвязи в сеть.

Патент,Соединенныештаты

№ 5,592,607

Январь 7, 1997

Интерактивныйметод и системадля создания адресной информации,использующейуказанныепользователемзоны адреса

Изобретатели:Weber; Karon A.(San Francisco, CA); Poon;Alex D.(Mountain View, CA); Moran;Thomas P. (PaloAlto, CA).

Представитель:Xerox Corporation(Stamford, CT).

Приложение№: 138,545

Зарегистрировано:15.10.1993

ОсновнойРевизор: Powell; Mark R.

ПомощникРевизора: Ho; RuayLian

Поверенный,Агент или Фирма:Bares; Judith C.

Краткое содержание

Интерактивныйметод и система,для поддержанияи облегчениязадачи в урегулирования,прежде всего, в реальномвремени. В одномконструктивномисполнении,пользовательсистемы используетпишущее устройство,чтобы войтив форму рукописныхштрихов, которыесохранены исоотнесеныс адресом, типавремени, обеспеченногосинхронизациейсистемы. Счетасобраны в структуреданных, представляемойпространственнойобластью напоказе названномадресом, иливременем, зона,которая создана,когда пользовательвходит в нее,запрашивающееадрес из системы.Все счета, введенныев специфическуюобласть часовогопояса в экспозиционнойплощади сохраненыв блоке структурыданных, соотнесеннойсо временем,связанным собластью зонытого времени,и, в то времякак часовыепояса созданыв последовательномприказе, ограниченномпо времени,счет - можетбыть введенв зоны временив любой последовательностии все еще можетбыть соотнесенс зоной тоговремени. Дополнительнаявозможностьобеспечиваетобозначениеблока пользовательскихсчетов какключевое слово,которое можетзатем бытьсвязано с другимичасовыми поясами,чтобы соединитьключевые словасо временамии счетами. Штрихивошли и обозначили,посколькуключевое словоназначеноуникальный,распознаваемыйсистемойидентификатор.Структураданных хранитштрихи ключевогослова, расположениев экспозиционнойплощади и зонахвремен, с которымиэто связано.Хорошо разработанныйинтерфейспользователяобеспечиваетрабочие областиокна для созданияи использованиячасовых поясови для легкоотображенияи использованияключевых слов.

РАЗРАБОТКА ПРИНЦИПИАЛЬНЫХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СХЕМ БАЗОВЫХ ЯЧЕЕК ПРОЕКТИРУЕМОЙ ЗАКАЗНОЙ БИС

5. РАЗРАБОТКА ПРИНЦИПИАЛЬНЫХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СХЕМ БАЗОВЫХ ЯЧЕЕК ГРУППОВОГО КАНАЛЬНОГО ИНТЕРФЕЙСА ЦИФРОВОЙ СИСТЕМЫПЕРЕДАЧИ .

Любое цифровое устройство предназначено для выполнения той или иной логической функции, следовательно, такое устройство можно представить в виде элементарных ячеек, таких как НЕ, И-НЕ, ИЛИ-НЕ. Рассмотрим их схемы и принцип работы.

Из-за того, что разработка элементов велась на программе схемотехнического моделирования в стандарте ANSI, то обозначения элементов не совпадают принятыми в нашей стране; соответствие элементов показано на рисунке 5.1.

Рис. 5.1. Таблица соответствия элементов.

1. ЯЧЕЙКА НЕ (ИНВЕРТОР).

Инвертор представляет собой элемент, с помощью которого реализуется логическая функция НЕ, т.е. при поступлении на вход логической единицы на выходе образуется логический ноль, а при поступлении на вход логического нуля на выходе образуется логическая единица. Результат схемотехнического моделирования и таблица истинности данного элемента представлены на рисунке 5.2.

Принцип работы этой схемы заключается в следующем, при поступлении на вход напряжения логической единицы транзистор VT1 открывается, а VT2 закрывается, напряжение на выходе падает до величины логического нуля (см. осциллограмму на рисунке5.2). При подаче на вход схемы напряжения логического нуля транзисторы VT1 закрывается, а VT2 открывается, на VT1 возникает падение напряжения и напряжение на выходе начинает возрастать до величины логической единицы (см. осциллограмму на рисунке 5.2).

Рис. 5.2. Схема инвертора.

2. ЯЧЕЙКА ИЛИ-НЕ

СхемаИЛИ-НЕ представляет собой элемент, который при поступлении хотя бы на один его из входов напряжения логической единицы выдает на выходе логический ноль, в противном случае на выходе схемы ИЛИ-НЕ будет логическая единица.

Ячейка ИЛИ-НЕ на два входа представлена на рисунке 5.3. Рассмотрим принцип работы данного элемента. При поступлении напряжения логической единицы на один из входов схемы, один из входных транзисторов (VT1 или VT2) открывается, а соответствующий ему нагрузочный транзистор (VT3 или VT4) закрывается, в результате выход оказывается

подключенным к «земле», т.е. на выходе образуется логический ноль. При поступлении на оба входа схемы напряжения логического нуля, транзисторы VT1 и VT2 закрываются, а нагрузочные транзисторы наоборот открываются, в результате на закрытых транзисторах образуется падение напряжения и на выход схемы поступает напряжение логической единицы. На осциллограмме (см. рис. 5.3) представлены эпюры напряжений на входах и выходе схемы, иллюстрирующие работоспособность данного элемента, на этом же рисунке представлена таблица истинности элемента ИЛИ-НЕ.

Иногда требуются схемы ИЛИ-НЕ с большим количеством входов. Для построения таких схем достаточно добавить по два транзистора на каждый вход, транзистор п-типа подключить параллельно другим транзисторам п-типа, а транзистор р-типа подключить последовательно другим транзисторам р-типа. Схема ИЛИ-НЕ на три входа изображена на рисунке 5.4. Принцип работы данной схемы не отличается от принципа работы схемы ИЛИ-НЕ на два входа.

Рис. 5.3. Ячейка ИЛИ-НЕ на два входа.

Рис. 5.4. Схема ИЛИ-НЕ на три входа.

3. ЯЧЕЙКА И-НЕ

Схема И-НЕ представляет собой элемент, который при поступлении на все входы напряжения логической единицы выдает на выходе напряжение логического нуля, в противном случае на выходе будет логическая единица.

Схема И-НЕ на два входа представлена на рисунке 5.5. Рассмотрим принцип работы данного элемента. При поступлении хотя бы на один из входов напряжения логического нуля один из входных транзисторов (VT1 или VT2) закрывается, на нем образуется падение напряжения, а один из нагрузочных транзисторов (VT3 или VT4) открывается, в итоге на выходе образуется напряжение логической единицы. При поступлении на оба входа напряжения логической единицы, оба транзистора VT1 и VT2 открываются, а транзисторы VT3 и VT4 закрываются, и выход оказывается подключен к «земле», другими словами на выходе действует напряжение логического нуля.

Рис. 5.5. Схема И-НЕ на два входа.

Иногда требуются схемы И-НЕ с большим количеством входов. Для построения таких схем достаточно добавить по два транзистора на каждый вход, транзистор п-типа подключить последовательно другим транзисторам п-типа, а транзистор р-типа подключить параллельно другим транзисторам р-типа. Схема ИЛИ-НЕ на три входа изображена на рисунке 6.6. Принцип работы данной схемы не отличается от принципа работы схемы ИЛИ-НЕ на два входа.

Рис. 5.6 Схема И-НЕ на три входа.

5.4 ЭЛЕМЕНТЫ «И» И «ИЛИ»

Элементы И и ИЛИ получаются добавлением на выход элементов И-НЕ и ИЛИ-НЕ инверторов, в результате двойного логического отрицания на выходе схемы получается требуемая логическая функция. Эквивалентные логические схемы элементов И и ИЛИ представлены на рисунках 5.7 и 5.8.

Р

ис. 5.7. Эквивалентная схема элемента И.

Рис. 5.7. Эквивалентная схема элемента ИЛИ.

5.5 ЯЧЕЙКА ПАМЯТИ

Ячейка памяти является еще одним базовым элементом, на основе которого строятся запоминающие устройства различных блоков. Ячейка памяти предназначена для хранения информации поступившей по входной

шине и считывания информации по выходной шине, причем ячейка должна памяти должна обеспечивать координатную выборку информации. Ячейка памяти представляет собой простейший триггер, содержащий две пары КМДП транзисторов и два п-канальных транзистора в качестве ключей (см. рис. 5.8). Необходимо отметить, что при разработке элементов ячейки памяти учитывались требования миниатюризации с одной стороны и требования обеспечения определенного запаса по быстродействию с другой.

Рис. 5.8. Принципиальная схема запоминающей ячейки.

Рассмотрим принцип работы данной ячейки. При поступлении напряжения логической единицы на адресный вход (Адрес), транзисторы VT5 и VT6 открываются и триггер, собранный на VT1 - VT4, начинает работать в обычном режиме, т.е. при поступлении на вход логической единицы, на выходе образуется логический ноль, и, наоборот, при поступлении логического нуля, на выходе образуется логическая единица. Это происходит из-за того, что один из транзисторов VT1 или VT2 открыт, т.к. они включены в противофазе. Транзисторы VT3 и VT4 играют роль динамической нагрузки . Если использовать один из входов триггера для записи

информации (Запись), а с другого эту информацию считывать (Считывание), то получится ячейка памяти, но с инверсным выходом, т.к. считанные сигналы необходимо усилить, то это можно сделать при помощи инвертирующих усилителей считывания.

Для объединения ячеек памяти в единое запоминающее устройство необходимо объединить в общие шины входные и выходные выводы, так чтобы была возможность записывать и считывать информацию в соответствии с функциональными требованиями, а выводы выбора адреса объединить в одну параллельную шину. Схема фрагмента запоминающего устройства из четырех ячеек приведена на рисунке 5.9.

Рис. 5.9. Схема объединения запоминающих ячеек.

Результаты разработки топологии запоминающих ячеек проектируемой БИС рассмотрены в главе « Конструктивные особенности проектируемого устройства», там же рассмотрен принцип размещения ячеек на одном кристалле .

РАЗРАБОТКА СТРУКТУРНОЙ СХЕМЫ ПРОЕКТИРУЕМОГО УСТРОЙСТВА

БИС группового канального интерфейса( ГКИ ) необходима для сопряжения исходящих и входящих абонентских каналов с линией передачи ИКМ-30/32 со стороны абонентского оборудования, а также сопряжения линии ИКМ-30/32 с коммутационным полем со стороны ЭАТС и обеспечиваеткроме того ввод/вывод служебных каналов линии ИКМ для передачи служебной информации коммутационной системы (КС ),что позволяет сократить номенклатуру требуемых БИС. БИС ГКИ может подключаться на обоих концах линии ИКМ-30/32 .

3.РАЗРАБОТКА СТРУКТУРНОЙ СХЕМЫ УСТРОЙСТВА

1. СРАВНЕНИЕ ПРОЕКТИРУЕМОЙ СИСТЕМЫ С ЦИФРОВОЙ ТРАНСПОРТНОЙ СЕТЬЮ КОМПАНИИ “МТУ-ИНФОРМ”.

Прежде всего необходимо отметить, что обе системы имеют в своей основе кольцевой принцип построения сети, что обеспечивает преимущества по сравнению с радиальной схемой построения сети . Основным отличием проектируемой системы от сети , построенной по принципу Синхронной Цифровой Иерархии, является снижение минимальной пропускной способности канала до 2,048 Мбит/с, это накладывает определенные условия на построение устройств обеспечивающих работу сети. Вторым важным отличием проектируемой системы является децентрализация управления, которая позволяет использовать устройства системы независимо от центрального узла управления, что в конечном итоге позволяет продолжить работу сети при выходе из строя центрального управляющего элемента , и тем самым повысить надежность системы вцелом.

2. АНАЛИЗ РАЗЛИЧНЫХ ВАРИАНТОВ ПОСТРОЕНИЯ СТРУКТУРНОЙ СХЕМЫ ГКИ .

Исходя из назначения устройства, можно представить устройство в виде некоего блока, который обеспечивает сопряжение 64^х входящих цифровых каналов с линией передачи ИКМ–30/32 32 со стороны абонентского оборудования, а также сопряжения линии ИКМ-30/32 с коммутационным полем со стороны ЭАТС и обеспечиваеткроме того ввод/вывод служебных каналов линии ИКМ для передачи служебной информации коммутационной системы (КС ). Структурная схема такого устройства показана на рисунке 3.1.

Комму-татор

Групповой

канальный

интерфейс

Групповой

канальный

интерфейс

УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ

Шина обмена

Входящий канал 16,384 Мбит/с.

Исходящий канал 16,384 Мбит/с.

Групповыеканалы 2,048 Мбит/с.

Рис. 3.1. Общее строение устройства.

Для выделения из входящего тракта 16,384 Мбит/с групповых кана-лов ИКМ-30/32 и служебного канала в КАНАЛЬНОМ ИНТЕРФЕЙСЕ необходим специальный блок , отвечающий за их выделение (назовем этот блок БЛОКОМ ТАКТОВОЙ СИНХРОНИЗАЦИИ), а для синхронизации по циклам необходимо выделить синхроимпульсы цикловой и сверхцикловой синхронизации. Тогда структурная схема примет вид, показанный на рис. 3.2. Этот вариант укрупненной структурной схемы включает в себя дополнительно БЛОКЦИКЛОВОЙСИНХРОНИЗАЦИИ.

БЛОК

ЦИКЛОВОЙСИНХРОНИЗАЦИИ

БЛОК

ТАКТОВОЙ СИНХРОНИЗАЦИИ

УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ

2,048 Мбит/с

Шины обмена

Рис. 3.2.

Далее необходимо выравнивание по циклам (синхронизация по нача-лу цикла входящего тракта с началом КС ) . Это можносделать в БУФЕ-РЕ ЦИКЛОВОЙ СИНХРОНИЗАЦИИ. Одновременно в БЦС выполняется преобразование формата входящих групповых каналов ИКМ-30/32 в формат тракта коммутационного поля ( рисунок3.3.).

БУФЕР

ЦИКЛОВОЙСИНХРОНИ-ЗАЦИИ

БЛОК

ТАКТОВОЙ СИНХРОНИ-ЗАЦИИ

БЛОК

ЦИКЛОВОЙСИНХРОНИЗА-ЦИИ

УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ

2,048 Мбит/с

Шины обмена

Рис. 3.3.

Для связи внутренней шины ГКИ с информационными и служебными каналами тракта ИКМ служит МУЛЬТИПЛЕКСОР/ ДЕМУЛЬТИПЛЕ-КСОР. И для передачи цикловыхсинхроимпульсов в формате стандарт-ного канала ИКМ-30/32 нужен ФОРМИРОВАТЕЛЬ ИКМ ( рис3.4.) .

• 2,048 Мбит/с

• 16,384 Мбит/с

• Шины обмена

УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ

Шина обмена с внешним контроллером управления

Рис. 3.4.

При детальном рассмотрении структуры можно заметить, что для обеспечения циклового выравнивания входящих групповых каналов необходимо запомнить информацию из этих каналов, приходящую в разное время, а затем начать считывание информации по сигналу синхронизации из УСТРОЙСТВА УПРАВЛЕНИЯ. Для выполнения временной коммутации также необходимо запомнить приходящую информацию, а затем считывать эту информацию в порядке соответ-ствующим карте коммутации. Отсюда несложно сделать вывод о целесообразности объединенияБЛОКА ЦИКЛОВОЙ СИНХРОНИЗАЦИИ и БУФЕРА ЦИКЛОВОЙ СИНХРОНИЗАЦИИ. Такая структурная схема представлена на рис. 3.5.

УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ

• 2,048 Мбит/с

• 16,384 Мбит/с

• Шины обмена

Шина обмена с внешним контроллером управления

Рис. 3.5.

Рассмотрим подробнее назначение блоков:

Блок тактовой синхронизации.

Синхронизацияпо тактам ( фазе) входящей линии тракта передачи с фазой коммутационного поля КС .

Блок цикловой синхронизации.

Блок цикловой синхронизации должен выполнять следующие фун-кции :

• поиск синхросигнала;

• вхождение в синхронизм;

• поддерживание синхронизма;

• обнаружение входа из синхронизма при сбоях .

Блок мультиплексора/ демультиплексора.

Мультиплексор/ демультиплексоросуществляет связь внутренней шины с информационными и служебными каналами тракта ИКМ . Мульти-плексная внутренняя шина служитдля обмена информацией между каналами ИКМ тракта и шиной управляющей микро-ЭВМ , через соответствующие интерфейсы:

• интерфейс служебных сигналов выполняет функции выделения, буферизации и ввода/вывода сигналов информационных каналов ( например, посылка вызова, отбой и др .) ;

• интерфейс 16–го канала осуществляетввод/вывод служебной информации 16–го канала, необходимой для межпроцессорного обмена ;

• интерфейс абонентских каналов обеспечивает доступ к любому абонентскому каналу и может использоваться для сопряжения уплотненного канала передачи данных с групповым трактом ИКМ, а также для диагностики абонентских каналов .

Блокформирователя ИКМ .

Передатчик цикловых синхроимпульсов предназначен для формирования в групповом исходящем канале циклового и сверхциклового синхросигналовв формате внутрисистемного обмена , либо в формате стандартного канала ИКМ–30/32.

ВЫБОР СХЕМО-ТЕХНОЛОГИИ

ПРОЕКТИРУЕМОЙ БИС

1. КРАТКИЙ ОБЗОР СУЩЕСТВУЮЩИХ СХЕМО-ТЕХНОЛОГИЙ ПРИМЕНЯЕМЫХ В

ИНТЕГРАЛЬНЫХ СХЕМАХ

Рассмотрим наиболее распространенные схемотехнологии применяемые в интегральных схемах:

1. Транзисторно-транзисторная логика (ТТЛ).

2. Эмиттерно-связанная логика (ЭСЛ).

3. Логика, построенная на основе структуры метал-диэлетрик-полупроводник с п-каналом (пМДП).

4. Логика, построенная на основе структуры метал-диэлетрик-полупроводник с транзисторами разной проводимости (КМДП).

1. ТЕХНОЛОГИЯ ТТЛ.

Технология ТТЛ основана на биполярных структурах. Базовый элемент ТТЛ представляет собой схему, содержащую один многоэмиттерный транзистор и один обычный (см. рис. 4.1), это логическая схема И-НЕ (функцию И выполняет транзистор VT1, а функцию инверсии выполняет транзистор VT2).

Рис. 4.1. Базовый элемент ТТЛ.

Подобная схема обладает низкой помехоустойчивостью и низким быстродействием, быстродействие можно увеличить, используя сложный инвертор, который позволяет сократить время включения (переход из логического «0» в логическую «1»); но время выключения (переход из логической «1» в логический «0») сократить, не удается.

Более высокое быстродействие позволяют получить схемы субсемейства ТТЛШ (транзисторно-транзисторная логика с использованием транзисторов с барьером Шотки; см. рисунок 4.2). В таких схемах барьер Шотки создает нелинейную обратную связь в транзисторе, в результате транзисторы не входят в режим насыщения, хотя и близки к этому режиму. Следовательно, практически исключается время рассасывания, что позволяет существенно увеличить быстродействие.

Р

ис. 4.2. Транзистор Шотки.

2. ТЕХНОЛОГИЯ ЭСЛ.

Т

ехнология ЭСЛ является так же, как и технология ТТЛ, биполярной, т.е. элементы строятся с использованием биполярных структур. Основой элементов ЭСЛ является так называемый «переключатель тока», на основе которого строится базовый элемент этой технологии - ИЛИ- -НЕ (см. рис. 4.3); по выходу1 данной схемы реализуется логическая функция ИЛИ-НЕ, а по выходу2 - ИЛИ.

Рис. 4.3. Базовый элемент ЭСЛ.

Из-за низкого входного сопротивления схемы ЭСЛ обладают высоким быстродействием и работают преимущественно в активном режиме, следовательно, помеха попавшая на вход усиливается. Для повышения помехоустойчивости шину коллекторного питания делают очень толстой и соединяют с общей шиной.

По сравнению со схемами ТТЛ схемы ЭСЛ обладают более высоким быстродействием, но помехоустойчивость у них гораздо ниже. Схемы ЭСЛ занимают большую площадь на кристалле, потребляют большую мощность в статическом состоянии, так как выходные транзисторы открыты и через них протекает большой ток. Схемы, построенные по данной технологии не совместимы со схемами, построенными по другим технологиям, использующим источники положительного напряжения.

3. ТЕХНОЛОГИЯ пМДП.

В отличие от технологий, рассмотренных выше, технология пМДП основана на МДП - структурах, которые обеспечивают следующие преимущества по сравнению с биполярными:

1. Входная цепь (цепь затвора) в статическом режиме практически не потребляет тока (высокое входное сопротивление);

2. Простая технология производства и меньшая занимаемая площадь на кристалле.

Основными логическими схемами изготовлеваемыми на основе пМДП являются схема ИЛИ-НЕ и И-НЕ (см. рис. 4.4 и рис. 4.5).

Р

ис. 4.4. Схема ИЛИ-НЕ.

Рис. 4.5. Схема И-НЕ.

К недостаткам этих схем можно отнести невысокое быстродействие, по сравнению со схемами ТТЛШ и ЭСЛ. Но в настоящее время благодаря применению новых технологий (окисная изоляция, использование поликремневых затворов, технология «кремний на сапфире») создаются быстродействующие МДП структуры.

4.1.4. ТЕХНОЛОГИЯ КМДП.

Следующим шагом развития МДП технологии стало использование комплиментарных МДП транзисторов, т.е. транзисторов с разным типом проводимости, причем основными являются транзисторы п-типа; а транзисторы р-типа используются в качестве динамической нагрузки.

Использование КМДП-схем по сравнению со схемами пМДП позволяет снизить потребляемую мощность, повысить быстродействие и помехоустойчивость, однако это достигается за счет увеличения площади занимаемой на кристалле и усложнения технологии производства.

Б

азовыми элементами КМДП-схем являются, как и для пМДП, логические элементы ИЛИ-НЕ и И-НЕ (см рис.4.6 и 4.7).

Рис. 4.6. Схема ИЛИ-НЕ.

Рис. 4.7. Схема И-НЕ.

К особенностям интегральных схем, построенных по технологии КМДП можно отнести следующее:

1. Чувствительность к статическому электричеству (для защиты в буферные каскады ставятся диоды);

2. Тиристорный эффект (в КМДП структурах образуются паразитные биполярные, подобные тиристору, структуры между шинами питания). При включении питания тиристор включается и замыкает шину «+» на общую шину (для защиты используется окисная изоляция).

2. ВЫБОР СХЕМОТЕХНОЛОГИИ ПОСТРОЕНИЯ БИС

При сравнении рассмотренных выше схемотехнологий не трудно придти к следующим выводам:

1. В биполярных технологиях базовым является элемент реализующий лишь одну логическую функцию (И-НЕ в ТТЛ(Ш) и ИЛИ-НЕ в ЭСЛ), в то время как базовыми в МДП технологиях являются и те и другие логические элементы. Конечно, можно любую логическую функцию перевести в базисы И-НЕ или ИЛИ-НЕ, но это усложняет и процесс создания схемы, и саму схему. Следовательно с этой позиции схемы предпочтительней строить на основе МДП структур.

2. Так как внутреннее умножение частоты в проектируемой БИС было устранено, то быстродействие не играет значительной роли, следовательно, технология ЭСЛ отпадает; так как интегральные схемы, построенные по данной технологии, потребляют значительную мощность и менее помехоустойчивы, чем все остальные; а для обеспечения питания таких схем необходимы специальные каскады.

3. У схем МДП более простая технология изготовления, что сказывается на себестоимости всего устройства в целом, следовательно, с этих позиций технология МДП предпочтительней биполярной.

В результате анализа различных технологий (см. ГЛАВА 9) было отдано предпочтение технологии КМДП, как наиболее оптимальной для решения данной задачи.

3. СХЕМЫ КМДП С ТРЕЬИМ СОСТОЯНИЕМ

Для решения некоторых задач, например, таких как подключение нескольких устройств к одной шине, используются схемы с третьим состоянием. Помимо двух логических уровней у такой схемы есть еще одно - третье состояние, в котором выход (иногда вход)схемы отключен, и сигналы проходящие по шине в этот момент не влияют на элементы данной схемы, и в тоже время на шину не поступают сигналы от отключенных таким способом элементов. В результате схемы с третьим состоянием позволяют избежать наложения сигналов от разных устройств, подключенных к одной шине и, следовательно, избежать помех в общих для нескольких устройств проводниках. Так как для построения схемы была выбрана технология КМДП, то рассмотрим схему с тремя состояниями на примере инвертора построенного по технологии КМДП, схема этого устройства изображена на рисунке 4.8.

Транзисторы VT1 и VT2 представляют собой обычный КМДП инвертор, подключенный к источнику питания и общей шине через транзисторные ключи, построенные на транзисторах VT3 и VT4.

Р

ис. 4.8. Схема КМДП с тремя состояниями.

Р

ассмотрим принцип работы данной схемы. Управление ей осуществляется двумя входами Z и Z. Если на вход Z подать напряжение логической единицы, то транзисторы VT3 и VT4 откроются и схема работает как обычный инвертор, а при подаче на управляющий вход напряжения логического нуля транзисторы VT3 и VT4 закроются и на выходе схемы окажется очень большое сопротивление. Таблица истинности такого элемента сведена в таблицу 4.1.

Вход	Z	Z	Выход
0 1 0 1	0 0 1 1	1 1 0 0	Отключен Отключен 1 0

Таблица 5.1.

ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ

РАЗРАБОТКИ БИС ГРУППОВОГО КАНАЛЬНОГО

ИНТЕРФЕЙСА ЦИФРОВОЙ СИСТЕМЫ ПЕРЕДАЧИ

1. ОБОСНОВАНИЕ ВЫБОРА ЗАКАЗНОЙ БИС

Увеличение степени интеграции ИС приводит к их функциональной специализации и затратам на разработку. Это приводит к тому , чтозаказные БИС обычно производятся малыми партиями по специальному заказу, поэтому такие БИС являются очень дорогими, по сравнению с серийными, так как требуют тех же затрат на разработку, при намного меньшем числе БИС в серии. Кроме этого высокая степень функциональной специализации таких БИС требует от проектировщика глубоких специальных схемотехнических знаний . Но при использовании серийных интегральных схем их количество в проектируемом устройстве составляло бы несколько десятков, что существенно снизило бы надежность, увеличило бы количество потребляемой энергии, потребовало бы намного большей площади, при тех же реализуемых функциях; и в итоге оказалось бы экономически нецелесообразным. Поэтому было решено строитьинтерфейс в виде одной заказной БИС.

2. ОБОСНОВАНИЕ ВЫБОРА СТРУКТУРНОЙ СХЕМЫ

Выбор оптимального строения структурной схемы БИСинтерфейса в наибольшей степени зависит от выбора оптимальных условий формирования уплотненного временного канала.

Проведем сравнение этих условий по следующим критериям:

• по числу функций, выполняемых блоками интерфейса;

• по внутренней частоте;

• по стоимости реализации интерфейса;

• по рациональному использованию оперативной памяти.

Рассмотрим три способа выделения и вставки каналов:

1 - традиционный;

2 – реализованный в прототипе;

3 – с параллельной шиной.

Традиционный способ состоит в выделения( или вставки) одного уплотненного по времени канала из 64^х входящих групповых каналов простым извлечениемего из всеобщего потока посредством увеличения( или уменьшения) числа интерфейсом. Этот способ невыгоден, так как с увеличением числа интерфейсов увеличивается количество коммутаторов.

Это приводит к увеличению объема обработки, выполняемогокоммутатором и увеличением тактовой частоты в два , четыре , восемь раз по

сравнению с данной . А это приводит ктому , что уменьшается количество операций выполняемых отдельными блоками коммутатора и усложняется схемотехника всего устройства в целом.

Способ, реализованный в прототипе, заключается в выделении и вставке 16 ^гослужебного канала если тактовая частота совпадает со станционной частотой . Этот способ хоть и позволяет устранить некоторые сложности схемотехнического плана , но не решает всей проблемы в целом , т.к. не всегда эти частоты совпадают и на выравнивание приходится применять более сложную аппаратуру.

В качестве оптимального выбран 3^ий способ . Этот способ подразумевает выделение 16^го канала из внутренней оперативной памяти , в которую записываются каналы , которые пришли ранеесинхросигнала( нулевого канала) . Все это позволяет в некотором виде снизить себестоимость устройства в целом .

ОБОСНОВАНИЕ ВЫБОРА ТЕХНОЛОГИИ ПОСТРОЕНИЯ БИС

К разрабатываемой БИС интерфейса предъявляются следующие требования, которые позволяют более плодотворно вести работу по созданиюданного устройства:

• возможностьинтегрирования в существующие цифровые системы передачи данных (в частности построение одно- и многозвенных систем на основе разрабатываемой БИС);

• простотауправления;

• невысокаястоимость.

Для обеспечения возможности интегрирования в существующие цифровые системы необходимо применятьстандартные схемотехнологии построения БИС, обладающие широкой распространенностью. Следовательно, для своей реализации разрабатываемое устройство требует определенные промышленные наработки различных технологий. На современном этапе производительность той или иной технологии не может бытьизмерена только количеством элементов (чаще всего транзисторов) на единице площади, как это часто делается для интегральных схем. Логическая функция (И-НЕ или ИЛИ-НЕ) реализованная по одной технологии необязательно эквивалентна по количеству элементов соответствующейлогической функции реализованной на основе другой технологии,поэтому числоэлементов на единицу площади не является основным критерием сравнения технологий.В этом случае важны и другиехарактеристикиБИС реализованных на основе разных технологий, отражающие их функциональные возможности, способы реализации логических функций.

Отдругих типов БИС, заказные интегральные схемы отличаются следующими своими свойствами:

1. Большая степень интеграции;

2. Меньшая функциональная гибкость;

3. Аппаратная поддержка выполняемых команд.

Все эти и некоторые другие свойства позволяют реализовыватьна них сложные алгоритмы обработки цифровых сигналов при относительнонизких затратах.

Таким образом, использование заказной БИС, реализованной на отработанной технологии производства, существенно уменьшит ограничения на сложность реализации интерфейса при относительнонизких затратах на производство.

Выбор технологии производства БИС производится методом анализаиерархий . Варианты, которые былирассмотрены, представленыв таблице 9.1.

Возможные варианты технологий производства заказной БИС.

Технология	Краткое описание (реализуемая базовая функция)
ТТЛ(Ш)	Биполярная (И-НЕ)
ЭСЛ	Биполярная (ИЛИ-НЕ)
NМДП	МДП с n-каналом (И-НЕ и ИЛИ-НЕ)
КМДП	Комплиментарная МДП (И-НЕ и ИЛИ-НЕ)

Таблица9.1

При заполнении таблиц использовалась шкала относительной важности, приведенная в таблице 9.2.

Шкалаотносительнойважности.

Интенсивностьотносительной важности	определение
1	равнаяважность
3	умеренноепревосходство
5	сильноепревосходство
7	значительноепревосходство
9	очень сильноепревосходство
2,4,6,8	промежуточныесуждения

Таблица 9.2.

Выбор производится по следующим критериям:

• Быстродействие;

• Помехоустойчивость;

• Потребляемая мощность;

• Площадь, занимаемая на кристалле;

• Совместимость (возможность интеграции БИС, построенной по данной технологии, с БИС, построенными по другой технологии);

• Стоимость.

На основании этих данных были составлены 7 матриц: матрица попарных сравнений для критериев, по которой определяется наиболее важный (таблица 9.3) ,6 матриц попарных сравнений альтернатив по отношению к каждому критерию (таблицы 9.4, 9.5, 9.6, 9.7, 9.8, 9.9).

В матрицах приняты следующие обозначения:

X_i -локальный приоритет, определяемыйпо формуле :X_i=

,

- сумма по столбцу .

A - вариант реализации на ТТЛ(Ш),

B - вариант реализации на ЭСЛ,

C - вариант реализации на nМДП,

D - вариант реализации на КМДП.

	1	2	3	4	5	6		Xi
1.Быстродействие	1	1/5	3	1/3	1/7	3	0,66	0,07
2.Помехоустойчивость	3	1/5	3	1	1/7	3	0,96	0,11
3.Потребление	1/3	1/7	1	1/3	1/5	3	0,46	0,05
4.Площадь	7	3	5	7	1	7	4,15	0,45
5.Совместимость	5	1	7	5	1/3	5	2,58	0,28
6.Стоимость	1/3	1/5	1/3	1/3	1/7	1	0,32	0,04
							9,13	1,00

Таблица 9.3.

Рассчитаем отношение согласованности по следующей формуле:

ОС = ИС/СС,где (9.1)

ИС = (_il- n)/(n - 1); (9.2)

n=6; СС=1,2

_il = X_i* y_ij= 1,17 + 1,33 + 0,96 + 1,54 + 0,88 + 0,88 = 6,76; (9.3)

ИС = (6,76- 6)/(6 - 1) = 0,152;

ОС = 0,152/1,2 = 0,127.

ОС

Быстродействие.

	A	B	C	D		Xi
A	1	1/5	3	3	1,16	0,19
B	5	1	7	7	3,96	0,65
C	1/3	1/7	1	1/2	0,39	0,07
D	1/3	1/7	2	1	0,56	0,09
					6,07	1,00

Таблица9.4

Рассчитаемотношение согласованностипо следующейформуле:

ОС = ИС/СС,где (9.1)

ИС = (_il- n)/(n - 1); (9.2)

n=4; СС=0,9

_il = X_i* y_ij= 1,27 + 0,97 + 1,04 + 0,92 = 4,20; (9.3)

ИС = (4,2- 4)/(4 - 1) = 0,067;

ОС = 0,067/0,9 = 0,074.

ОС

Помехоустойчивость.

	A	B	C	D		Xi
A	1	5	1	1/3	1,14	0,21
B	1/5	1	1/5	1/7	0,48	0,09
C	1	5	1	1/3	1,56	0,29
D	3	7	3	1	2,20	0,41
					5,37	1,00

Таблица9.5

Рассчитаем отношение согласованности по следующей формуле:

ОС = ИС/СС,где (9.1)

ИС = (_il- n)/(n - 1); (9.2)

n=4; СС=0,9

_il = X_i* y_ij= 1,09 + 0,90 + 1,09 + 0,96 = 4,04; (9.3)

ИС = (4,04- 4)/(4 - 1) = 0,013;

ОС = 0,013/0,9 = 0,014.

ОС

Потребление.

	A	B	C	D		Xi
A	1	5	1/5	1/7	0,61	0,09
B	1/5	1	1/7	1/9	0,24	0,04
C	5	7	1	1/3	1,85	0,29
D	7	9	3	1	3,71	0,58
					6,41	1,00

Таблица9.6

Рассчитаем отношение согласованности по следующей формуле:

ОС = ИС/СС,где (9.1)

ИС = (_il- n)/(n - 1); (9.2)

n=4; СС=0,9

_il = X_i* y_ij= 1,19 + 0,88 + 1,26 + 0,92 = 4,25; (9.3)

ИС = (4,25- 4)/(4 - 1) = 0,083;

ОС = 0,083/0,9 = 0,092.

ОС

Площадь.

	A	B	C	D		Xi
A	1	5	3	5	0,99	0,21
B	1/5	1	1/3	1/2	0,24	0,05
C	1/3	3	1	3	2,03	0,43
D	1/5	2	1/3	1	1,47	0,31
					4,73	1,00

Таблица9.7

Рассчитаем отношение согласованности по следующей формуле:

ОС = ИС/СС,где (9.1)

ИС = (_il- n)/(n - 1); (9.2)

n=4; СС=0,9

_il = X_i* y_ij= 1,07 + 0,99 + 0,75 + 1,24 = 4,05; (9.3)

ИС = (4,05- 4)/(4 - 1) = 0,017;

ОС = 0,017/0,9 = 0,019.

ОС

Совместимость.

	A	B	C	D		Xi
A	1	5	1/3	1/5	0,76	0,13
B	1/5	1	1/7	1/9	0,24	0,04
C	5	7	1	1/2	2,41	0,41
D	3	9	2	1	2,47	0,42
					5,88	1,00

Таблица 9.8.

Рассчитаем отношение согласованности по следующей формуле:

ОС = ИС/СС,где (9.1)

ИС = (_il- n)/(n - 1); (9.2)

n=4; СС=0,9

_il = X_i* y_ij= 1,19 + 0,88 + 1,08 + 0,94 = 4,09; (9.3)

ИС = (4,09- 4)/(4 - 1) = 0,03;

ОС = 0,03/0,9 = 0,033.

ОС

Стоимость.

	A	B	C	D		Xi
A	1	3	5	6	3,08	0,56
B	1/3	1	3	4	1,41	0,26
C	1/5	1/3	1	2	0,60	0,11
D	1/6	1/4	1/2	1	0,38	0,07
					5,47	1,00

Таблица9.9

Рассчитаем отношение согласованности по следующей формуле:

ОС = ИС/СС,где (9.1)

ИС = (_il- n)/(n - 1); (9.2)

n=4; СС=0,9

_il = X_i* y_ij= 0,95 + 1,19 + 1,04 + 0,91 = 4,09; (9.3)

ИС = (4,09- 4)/(4 - 1) = 0,03;

ОС = 0,03/0,9 = 0,033.

ОС

Глобальный приоритет для каждой альтернативы вычисляется как сумма произведений локальных приоритетов на соответствующий весовой коэффициент. Глобальные приоритеты приведены в таблице 9.10, изкоторой видно, что наибольший приоритет у варианта реализации БИС коммутации с использованием КМДП технологии.

	1	2	3	4	5	6	Глобальный Приоритет
Вес	0,07	0,11	0,05	0,45	0,28	0,04
ТТЛ(Ш)	0,19	0,21	0,09	0,21	0,13	0,56	0,19
ЭСЛ	0,65	0,09	0,04	0,05	0,04	0,26	0,09
пМДП	0,07	0,29	0,29	0,43	0,41	0,11	0,33
КМДП	0,09	0,41	0,58	0,31	0,42	0,07	0,39

Таблица 9.10.

Выводы:С помощью метода анализа иерархий проведено сравнениеследующих типов технологий производства БИС по следующим критериям: 1) быстродействие; 2) помехоустойчивость; 3) потребляемая мощность; 4) площадь, занимаемая на кристалле; 5) совместимость; 6) стоимость.Предпочтение отдается технологии КМДП. В таблице 9.3. приведена матрица сравнения критериев.Наибольший локальный приоритет у критерия «площадь».По данным таблицы 9.9 локальныйприоритет пМДП технологии превалирует над локальными приоритетамидругих технологий, но в других случаях локальный приоритет КМДП выше. Конечным этапом сравнения является синтез глобальных приоритетов. Наибольший глобальный приоритет имеет КМДП технология,она и будет использоваться для реализации заказной БИС интерфейса.

9.4 РАСЧЕТ ОСНОВНЫХ ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИХ

ПОКАЗАТЕЛЕЙ

9.4.1 РАСЧЕТ ПОКАЗАТЕЛЕЙ НАДЕЖНОСТИ.

При расчете определим следующие показатели:

1. наработка на отказ Т [ч];

2. вероятность безотказной работы за год (8760 часов).

T=1/  , где —интенсивностьотказов устройства;

,где _i— интенсивностьотказов i-гоэлемента;

Р_бр(t= 8760) = е ^-t = e ^-8760. (9.4)

Расчет интенсивностиотказов элементовприведен втаблице 9.11.

Наименование Элемента	Количество k	Интенсивностьотказов одного элементаi,1/ч	Интенсивность отказов всех элементовk*i,[1/ч]
Интегральнаясхема	1	10-6	1*10-6
Итого	1		=10-6

Таблица 9.11

 = 10^-6 [1/ч];

T =1/ =1/10^-6=10⁶[час];

Время наработки на отказ производители различных электронных компонентов стараются сделать как можно больше, для того чтобы при интегрировании этих компонентов в одном устройстве(на одной печатной плате) время наработки на отказ тоже было бы большим (при интеграции п компонентов время наработки на отказ уменьшается приблизительно в п раз). И поэтому время наработки на отказ данной БИС составляет около 114 лет, т.е. намного больше срока морального старения.

Р_бр(t= 8760) = е^-t = e ^-8760 0,991.

9.4.2РАСЧЕТ СЕБЕСТОИМОСТИ ИЗГОТОВЛЕНИЯ БИС.

БИС изготовлена на основе кремниевого кристалла по технологии КМДП. Себестоимость БИС равна: С_БИС= П + С_кр+З+ ЦР + ОЗР,где

П — стоимость покупных деталей (корпус, проводники и т.д.);

С_кр— себестоимость изготовления кристалла ИС;

З — расходына основнуюзаработнуюплату;

ЦР —цеховые расходы;

ОЗР —общезаводскиерасходы.

1. Рассчитаем стоимость покупных изделий П.(Ценына компонентысведены в таблицу9.12.)

Наименование Элемента	Тип	Количество, шт.	Цена за Единицу, $	Сумма , $
Кристалл	Кремниевый	1	0,02	0,02
Корпус	2123.40 - 1	1	0,05	0,05
Проводники		40	0,004	0,16
Изготовление фотошаблона ИС		Площадь,см2	Цена за См2,$
		3,5	0,02	0,07
Итого				0,3

Таблица9.12

2. Себестоимость изготовления кристалла ИС.

Расходы назарплату:

Плотность компоновки_факт=498/3,5=142,28 эл/см²,а _норм= 75 эл/см².

ОпределимкоэффициентпересчетаК_{пересч.}=_факт/ _норм= 142/75 = 1,9

Расценок на 1 см²:

Р_ц=0,8*Р_д+Р_ц; P_д =0,1руб/см²

Р_ц= Р_д*0.2*К_пересч

Р_ц= 0,8*0,1+0,1*0,2*1,9 = 0,12 руб/см²

Расходы назарплату (без учета расходов на социальные нужды):

З_кр1=Р_ц1*S_кр=0,5* 3,5= 1,75 руб.

Расходы на зарплату (с учетом расходов на социальные нужды +41%):

З_кр=1,41 * Р_ц1*S_кр=1,41 * 0,5 * 3,5= 2,47 руб.

Себестоимостьизготовлениякристалла ИС:

С_кр= З_кр+ М + Н, где Н— накладныерасходы

Н=2,2*З_кр=2.2*2,47=5,43руб.

С_кр=2,47+ 2,38 + 5,43 = 10,28 руб.

3. Расчет расходовна зарплатупри изготовленииБИС.

Трудоемкостьработ:

• подготовка кристалла к фотолитографии t_пф.=S_кр* 10 сек/см²= 3,5 * 10 = 350 сек =0,01 ч;

• непосредственно процесс фотолитографии и формирования элементов t_фл.=S_кр*5 ч/см²=3,5*5 = 17,5ч;

• пайка внешних выводов t_пвв.=S_кр*1сек/10см²=3,5/10 = 0.35сек =0,0001ч;

• проверка работоспособности и настройка t_прн.=S_кр*10мин/10см²=3,5*10/10 = 3,5мин= 0,06ч;

• промывка и лакировка корпуса t_плк.=S_кр*4мин/10см²=3,5*4/10=1,4мин= 0,02ч.

Рассчитаемрасходы назарплату приизготовленииблока. Результатыможно свестив таблицу (см. таблица 9.13)

Виды работ	Трудоемкость нормо-час	Разряд работы	Часоваяставка руб./ч	Расходы назарплату руб.
1.Подготовка кристалла	0,01	2	2,032	0,02032
2.Фотолитография	17,5	3	0,010	0,175
3.Пайка	0,0001	3	0,010	0,00001
4.Проверка	0,06	4	6,689	0,40134
5.Промывкаи лакировка	0,02	2	2,188	0,04376
Итого:				0,65

Таблица9.13

4. Цеховыенакладныерасходы наизготовлениеустройства; примем коэффициент увеличения равным 2,7 (среднеотраслевой коэффициент):

ЦР = 2,7* З_устр= 2,7*0,65 = 1,76 руб.

5. Общезаводскиенакладныерасходы наизготовлениеустройства; примем коэффициент увеличения равным 1,3 (среднеотраслевой коэффициент):

ОЗР = 1,3* З_устр= 1,3*0,65 = 0,84руб.

Себестоимостьизготовленияразрабатываемой БИС:

П = 0,3*6,05 = 1,82 руб.

С_БИС= П + С_кр+ З_устр+ ЦР + ОЗР= =1,82+10,28+0,65+1,76+0,84 =15,35 руб.

Расчет оптовойцены:

Ц_опт= С_БИС (1+ /100)=15,35(1+0,15) = 17,65 руб.

5. ВЫВОДЫ

Основываясь на вышеприведенных фактах, было выбрано использование заказной БИС на основе КМДП технологии. Как видно из экономического расчета такая БИС обладает достаточно низкой себестоимостью и хорошими показателями надежности, что очень важно при использовании данной БИС в системах общего пользования, таких как городские телефонные сети, работающих круглые сутки.

ВВЕДЕНИЕ

В настоящее времяв России, каки во всем миренаблюдаетсяинформационныйбум и объеминформации,передаваемойпо коммутируемым (в том числе и телефонным) каналам связи, сильно возрастает и, поэтому, возникает необходимость в коммутационном оборудовании, которое обеспечивало быстрое и качественное соединение абонентов и соответствовало бы современным стандартам на коммутацию цифровых каналов передачи.

В начале прошлого года (14.01.97) Министерством Связи был издан приказ «О мерах по защите интересов российских производителей телекоммуникационного оборудования», в первом пункте которого говорится: «Предприятиям связи на сети общественного пользованияпреимущественно применять коммутационное оборудование отечественного производства, в том числе и производимых на совместных предприятиях»[1].

Сейчасфирмы-производителиведут широкие исследовательские и опытно-конструкторские работы по созданию электронных систем коммутации для передачи телефонной и телеграфной информации, данных и так далее в электронных автоматических телефонных станциях с временным разделением каналов, чтопозволяет одновременно устраивать несколько соединений через один и тот же коммутационный элемент. Это приводит к повышению использования оборудования коммутационного поля, а, следовательно, к улучшению экономических показателей при сохранении требуемого качества передачи информации. Электронные автоматические телефонные станции с цифровым коммутационным полем, построенные по принципу преобразования сигналов в форме импульсно-кодовой модуляции (ИКМ), являются основой для организации интегральных цифровых сетей связи. То есть систем коммутации, в которых аппаратура коммутации и передачи выполнена на единых принципах и единой элементной базе, а все виды информации передаются по сети в единой цифровой форме.

В настоящее время все более широкое распространение получают цифровые сети построенные по кольцевому принципу, где передача информации происходит в одном направлении это позволяет сократить затраты на прокладку магистральных кабелей и предоставляет возможность наращивания сетей, а также объединение нескольких низкоскоростных потоков в один высокоскоростной. Примером действующей в настоящее время кольцевой сети построенной по принципу Синхронной Цифровой Иерархии может служить сеть компании «МТУ-Информ», более подробно особенности функционирования этой сети рассмотрены в главе 1.

Учитывая все вышеперечисленное, видится актуальной разработка отечественной системы коммутации, не уступающей своим зарубежным аналогам по характеристикам, и в том числе разработка коммутационной БИС, которая послужит основой интегральной цифровой сети связи.

Мне в данном дипломном проекте предложено спроектироватьБИС – интерфейс, работающую в стандартной системе связи на основе импульсно кодовой модуляции формата ИКМ– 30/32.

Рассмотрим назначение данной БИС в системе передачи цифровой информации: проектируемая БИС , представляет собой блоксопряжения временных каналов входящих и исходящих соединительных цифровых линий передачи. Кристалл предназначен для сопряжения 64 каналов входящих абонентов с таким же количеством исходящих . Существующий формально еще один канал - нулевой - используется для синхронизации. Передача ведется в симплексном режиме, то есть только в одном направлении. Кристалл принимает информацию по восьми параллельным входным групповым трактам (групповым входам) и выдает ее синхронно по восьми групповым выходам.

Кроме собственно сопряжения, БИС предназначена для выполнения ряда других операций, задаваемых внешним или внутренним управляющим устройством. Информация от внешнего управляющего устройства передается БИС в виде команды определенного формата. О результатах выполнения команды кристалл также передает информацию внешнему управляющему устройству.

Внутреннее управляющее устройство непосредственно интегрировано с БИС на одном кристалле и выполняет ряд специфичных для данного устройства функций, в данном дипломном проекте строение внутреннего управляющего устройства не рассматривается.

АТС

АТС

Абонент1

Абонент1

Однонаправленное соединение по кольцу

Рис.В Кольцевая структура

АТС

АТС

АТС

АТС

АТС

АТС

Абонент2

Абонент2

Дуплексное соединение по любому

маршруту

Рис.А Радиальная структура

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В результатепроведенной работы спроектирована интегральная схема высокой степени интеграции, построенная на основе технологии КМДП, которая предназначена для функционирования в абонентских подсистемах связи. Разработанная интегральная схема позволяет осуществить Преобразование канала ИКМ-1920 в 64 групповых канала передачи данных ИКМ-30/32 (Е1), что позволяет интегрировать разработанную интегральную схему в существующие системы связи без дополнительных технических преобразований. Интегральная схема также позволяет ответвлять требуемое количество каналов из одного потока информации. Приведенные расчеты показывают соответствие разработанного устройства требованиям технического задания.

С экономической точки зрения спроектированная интегральная схема получилась относительно дешевой и потенциально конкурентоспособной.Приведенные технико-экономические расчеты показывают, что интегральная схема получилась высоко надежной и ее можно рекомендовать к использованию в сетях, работающих круглосуточно.

Проведенный патентный поиск показывает, что данная интегральная схема является«патентно-чистой», т.е. на данный момент нет патента на аналогичное устройство, что также способствует продвижению данной рынке.