СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА 2010-5

Структурная схема микроконтрол лера приведена на рисунке 1. Функци ональное назначение выводов МК соответствует назначению выво дов изделия SAK C167CR LM. Это позволяет проводить замену мик росхемы импортного производ ства на отечественный аналог и наоборот и тем самым оценивать работоспособность всего вычисли теля. Условное графическое обозначе ние нового микроконтроллера при ведено на рисунке 2. Число элемен тов микроконтроллера – порядка 320 тыс. Масса микросхемы – не бо лее 18 г. Микроконтроллер стабилен и сохраняет свои электрические па раметры в течение наработки до от каза в пределах времени, равного гамма процентному сроку сохраняе мости (25 лет), на уровне парамет ров, полученных на момент приёмки и поставки. Необходимо отметить, что в от ношении импортного прототипа у его поставщиков нет информации по многим показателям или она не подтверждается документально. Это ограничивает определение ресурсных и надёжностных пара метров основного изделия в це лом, не позволяет определять пре дельные и критические режимы его работы. По микроконтроллеру отечест венного воспроизводства такая ин формация верифицирована. Так, в таблице 3 приведены значения предельно допустимых электричес ких режимов эксплуатации и пре дельных электрических режимов. Разработанный микроконтроллер отвечает самым жёстким отрасле вым требованиям к технологичнос ти производства. Так, микросхемы устойчивы к воздействию статичес кого электричества с потенциалом до 1000 В. С целью обеспечения требуемого уровня надёжности основных из делий, в составе которых будет ис пользован новый микроконтроллер, последний был испытан на стойкость к воздействию механических и кли матических факторов. По данным па раметрам микросхема полностью соответствует общим техническим условиям на интегральные микро схемы. Значения параметров меха нических и климатических факто ров, стойкость к которым для нового микроконтроллера верифицирована, приведены в таблице 4. Современные требования к интег ральным микросхемам, которые при меняются в ВВСТ, включают в себя и требования устойчивости к воздей ствию поражающих факторов ядер ного взрыва. Эти требования обосно ваны и вытекают из того факта, что ведущие мировые державы не соби раются отказываться от оператив нотактического и стратегического ядерного оружия. Разработанный микроконтроллер успешно прошёл испытания на устойчивость к воздей ствию таких факторов. При этом учи тывается возможность временной потери работоспособности с её пос ледующим полным восстановлением за время не более 2 мс от начала воздействия. Электрические парамет ры микроконтроллера после воз действия специальных факторов и восстановления работоспособности соответствуют нормам в момент приёмки и поставки изделия потре бителю. Несмотря на жёсткость внешних воздействующих факторов, к кото рым должен быть устойчив разра ботанный микроконтроллер, дан ный компонент выполняет свои функции в соответствии с системой команд во всех условиях и режимах работы. Показатели надёжности микрос хемы, оценённые в ходе разработки и испытаний, также позволяют стро ить современные вычислительные устройства с требуемым запасом бе зотказности. Подтверждённая в хо де испытаний наработка до отказа в условиях, соответствующим усло виям применения, составляет не менее 100 000 ч. В случае работы микроконтроллера в так называе мом облегчённом режиме – не ме нее 120 000 ч. Облегчёнными усло виями работы считаются условия, при которых разброс величины пи тающего напряжения не превыша ет 5% (5 В ± 5%); ток нагрузки по каждому выходу не превышает 50% от значения, установленного для наработки 100 000 ч, и отсутству ют предельные режимы работы (кроме емкостной нагрузки). Разработанная конструкторская документация на микроконтроллер отвечает принятым в РФ требовани ям и позволяет организовать про изводство компонента на любом родственном предприятии отрасли. При этом технологическое время из готовления микросхемы составляет 100 суток. Предприятие, непосред ственно проводившее разработку микросхемы, способно организо вать её серийный выпуск в объёме не менее 1500 шт. в год. ЭЛЕМЕНТЫ И КОМПОНЕНТЫ 20 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 5 2010 Наименование параметра Обозначение Предельно допустимый режим не менее не более Напряжение источника питания, В U CC 4,5 5,5 Напряжение опорного источника АЦП, В U REF 4,0 5,5 Входное напряжение низкого уровня в режиме «ТТЛ – порог», В U 1L1 – 0,5 0,2 U CC – 0,1 Входное напряжение низкого уровня в режиме «специальный порог», В U 1L2 – 0,5 2,0 Входное напряжение низкого уровня по выводу XTAL1, B U 1L3 – 0,5 0,3 U CC Входное напряжение высокого уровня в режиме «ТТЛ – порог», В U 1H1 0,2 U CC + 0,9 U CC + 0,5 Входное напряжение специального уровня «специальный порог», В U 1H2 0,8 U CC – 0,2 U CC + 0,5 Входное напряжение высокого уровня по выводу RSTIN#, В U 1H3 0,6 U CC U CC + 0,5 Входное напряжение высокого уровня по выводу XTAL1, В U 1H4 0,7 U CC U CC + 0,5 Ёмкость нагрузки, пФ С L – 100 Тактовая частота, МГц f CI 1,0 33,0 Длительность фронтов сигнала для входа XTAL1, нс t LH1 t HL1 – 5 Длительность фронтов сигнала для остальных входов, нс t LH2 t LH2 – 10 Таблица 3. Значения предельно допустимых режимов эксплуатации микроконтроллера © СТА-ПРЕСС