Математические модели РЭС на метауровне. Схемотехническое проектирование

15.6. Общая характеристика задач автоматизации конструкторского проектирования РЭС

Этап конструкторского проектирования радиоэлектронных средств представляет собой комплекс задач, связанных с преобразованием функциональных или принципиальных электрических схем разработанных устройств в совокупность конструктивных компонентов, между которыми будут существовать необходимые пространственные или электрические связи. Конструкторский этап является завершающим в общем цикле разработки радиоустройств и заканчивается выдачей конструкторско-техно-логической документации для их изготовления и эксплуатации.

При конструировании радиоэлектронных средств ведущим принципом является модульный,заключающийся в выделении конструктивных модулей (компонентов) различной степени сложности, находящихся в отношении соподчиненности.

Таким образом, конструкцию радиоэлектронного устройства можно представить в виде иерархической структуры, состоящей из компонентов разной степени сложности.

Согласно ГОСТ Р 52003-2003 принята такая иерархия РЭС:

1. 1 уровень - разукрупнения радиоэлектронного средства; УР РЭС: уровень структуры внутренней организации радиоэлектронного средства и соотношение его элементов;
2. радиоэлектронное средство; РЭС: изделие и его составные части, в основу функционирования которых положены принципы радиотехники и электроники;
3. модульное исполнение радиоэлектронного средства;

   МИ РЭС: метод создания радиоэлектронного средства на основе электронных модулей;
4. магистрально-модульное исполнение радиоэлектронного средства;

   ММИ РЭС: конструктивно-технологический метод создания радиоэлектронного средства в модульном исполнении с использованием рациональной структуры соединения и коммутации его составных частей, обеспечивающий взаимозаменяемость радиоэлектронных средств и их составных частей, а также техническую совместимость в соответствии с заданными требованиями к их разработке.

   Уровни разукрупнения радиоэлектронных средств по функциональной сложности:
5. радиоэлектронная система; РЭ система: радиоэлектронное средство, представляющее собой функционально законченную совокупность радиоэлектронных комплексов и устройств, обладающее свойством перестроения своей структуры для рационального решения тактических и/или технических задач при изменении условий эксплуатации;
   Примечания

   1. Радиоэлектронная система является высшим уровнем разукрупнения радиоэлектронного средства.
   2. В состав радиоэлектронной системы могут входить механические, электромеханические и другие средства, без которых невозможна эксплуатация этой радиоэлектронной системы.
   3. В зависимости от сложности решаемых задач радиоэлектронная система может быть автономной частью другой радиоэлектронной системы или совокупности систем.
6. радиоэлектронный комплекс; РЭК: радиоэлектронное средство, представляющее собой функционально законченную совокупность радиоэлектронных устройств, которые не соединены на предприятии-изготовителе сборочными операциями, выполненное с использованием интерфейсов и обладающее свойством перестроения своей структуры для сохранения работоспособности при решении тактических и/или технических задач в различных условиях эксплуатации;
7. радиоэлектронное устройство; РЭУ: радиоэлектронное средство, представляющее собой совокупность функционально и конструктивно законченных сборочных единиц и используемое для решения технической задачи в соответствии с его назначением;
   Примечания

   1. В зависимости от сложности технической задачи радиоэлектронное устройство может быть составной частью другого радиоэлектронного устройства.
   2. В состав радиоэлектронного устройства могут входить механические, гидравлические, электромеханические и другие устройства, без которых невозможна эксплуатация этого радиоэлектронного устройства.
   3. Радиоэлектронное устройство реализует функции передачи, приема и преобразования информации.
8. радиоэлектронный функциональный узел; РЭФУ: радиоэлектронное средство, представляющее собой функционально и конструктивно законченную сборочную единицу, выполняющее радиотехническую и/или электронные функции (функцию) и не имеющее самостоятельного применения.

   Уровни разукрупнения радиоэлектронных средств в немодульном исполнении по конструктивной сложности:
9. шкаф (ГЭС):радиоэлектронное устройство, представляющее собой совокупность входящих в него электронных устройств и устройств, без которых невозможна его эксплуатация, выполненное на основе несущей конструкции третьего уровня;
10. блок (РЭС):радиоэлектронное устройство или радиоэлектронный функциональный узел, выполненное (выполненный) на основе несущей конструкции первого или второго уровня;
11. ячейка (РЭС):радиоэлектронное устройство или радиоэлектронный функциональный узел, выполненное (выполненный) на основе несущей конструкции первого уровня.

    Уровни разукрупнения радиоэлектронных средств в модульном исполнении по конструктивной сложности:
12. электронный модуль; ЭМ: конструктивно и функционально законченное радиоэлектронное устройство или радиоэлектронный функциональный узел, выполненное (выполненный) в модульном или магистрально-модульном исполнении с обеспечением конструктивной, электрической, информационной совместимости и взаимозаменяемости;
13. унифицированный электронный модуль; УЭМ: электронный модуль, соответствующий заданным требованиям для нескольких радиоэлектронных средств;
14. стандартный электронный модуль; СЭМ: электронный модуль, широко применяемый в различных радиоэлектронных средствах, соответствующий наиболее высоким требованиям по внешним воздействующим факторам, установленным стандартом;
15. специализированный стандартный электронный модуль; ССЭМ: стандартный электронный модуль, доработанный для выполнения определенного набора функций для конкретного изделия в целях тесного взаимодействия заказчика, разработчика, изготовителя и потребителя на всех стадиях жизненного цикла этого модуля и радиоэлектронных средств на его основе;
16. электронный модуль третьего уровня; ЭМ 3: электронный модуль, выполненный на основе базовой несущей конструкции третьего уровня радиоэлектронного средства;
17. электронный модуль второго уровня; ЭМ 2: электронный модуль, выполненный на основе базовой несущей конструкции второго уровня радиоэлектронного средства;
18. электронный модуль первого уровня; ЭМ 1: электронный модуль, выполненный на основе базовой несущей конструкции первого уровня радиоэлектронного средства;
19. электронный модуль нулевого уровня; ЭМ 0: электронный модуль, выполненный на основе изделий электронной техники и электротехнических изделий, размерно координируемый с базовой несущей конструкцией первого уровня радиоэлектронного средства.

Метод модульного конструирования обладает рядом неоспоримых достоинств, одним из которых является упрощение алгоритмической реализации методов решения конструкторских задач на различных уровнях разработки радиоаппаратуры. Вместе с тем применение этого метода возможно лишь при решении проблемы конструктивной и схемной унификации модулей различного уровня, возможность которой определяется достигнутым уровнем технологии.

При выполнении этого условия можно выделить ряд стандартных задач конструкторского этапа проектирования, которые приходится решать на различных уровнях. Очевидно, что на содержание этих этапов накладывает специфические особенности вид проектируемой аппаратуры.

Так, если говорить о микроэлектронных устройствах, составляющих 70% всех радиоустройств, то к этим задачам следует отнести задачи:

• компоновки модулей;
• размещения модулей низшего уровня в модуле высшего;
• трассировки межсоединений;
• получения конструкторско-технологической документации.

Эти задачи обладают рядом особенностей по сравнению с задачами других этапов проектирования радиоустройств, например схемотехнического, поэтому далее разберем их подробнее.

Контрольные вопросы

1. К какому уровню относится моделирование аналоговых РЭС?
2. В чем заключается сложность проектирования аналоговой РЭС?
3. Что является основой снижения размерности задач?
4. Какие положения используются при проектировании цифровых РЭС?
5. Поясните уровни моделирования цифровых РЭС.
6. Поясните ММ элементов на логическом подуровне.
7. Дайте краткую характеристику ППП, используемым для схемотехнического проектирования.
8. Назовите отечественный ППП и его перспективы развития.
9. В чем заключается модульный принцип конструирования?
10. Приведите иерархию конструктивных модулей.