Проектирование устройства Post Card PCI

Если оба соединяемых устройства не заземлены, в случае их питания от одной фазы сети разность потенциалов между ними оказывается небольшой (вызванной разбросом емкостей конденсаторов в разных фильтрах). Если незаземленные устройства подключены к разным фазам, разность потенциалов между их несоединенными корпусами будет порядка 190 В, при этом уравнивающий ток через интерфейс может достигать десятка миллиампер. Когда все соединения/разъединения выполняются при отключенном питании, для интерфейсных схем такая ситуация почти безопасна. Но в случае коммутации при включенном питании возможны неприятности: если контакты общего провода интерфейса соединяются позже (разъединяются раньше) сигнальных, разность потенциалов между "схемными землями" прикладывается к сигнальным цепям и они выгорают. Самый тяжелый случай - соединение заземленного устройства с не заземленным, особенно когда у последнего мощный блок питания.

Для устройств, блоки питания которых имеют шнуры с двухполюсной вилкой, эти проблемы тоже актуальны. Такие блоки питания зачастую имеют сетевой фильтр, но с конденсаторами малой емкости (ток короткого замыкания довольно мал).

Весьма коварны сетевые шнуры компьютеров с двухполюсной вилкой, которыми подключаются блоки питания с трехполюсным разъемом. Пользователи, подключающие свои компьютеры в бытовые розетки, могут столкнуться с проблемами из-за отсутствия заземления.

Локально проблемы заземления решает применение сетевых фильтров. Питание от одного фильтра всех устройств, соединяемых интерфейсами, решает проблему разности потенциалов. Еще лучше, когда этот фильтр включен в трехполюсную розетку с заземлением (занулением). Однако заземляющие контакты (обжимающие "усики") многих розеток могут неплотно соприкасаться с вилкой вследствие своей слабой упругости или заусениц в пластмассовом кожухе. Кроме того, эти контакты не любят частых вынимания и вставки вилок, так что обесточивание оборудования по окончании работы лучше выполнять выключателем питания фильтра (предварительно выключив устройства).

Настоятельно рекомендуется отключать питание при подключении и отключении интерфейсных кабелей. Небольшая разность потенциалов, которая практически исчезнет при соединении устройств общими проводами интерфейсов, может пробить входные и выходные цепи сигнальных линий, если в момент присоединения разъема контакты общего провода соединятся позже сигнальных. От такой последовательности обычные разъемы не страхуют.

К помехам, вызванным разностью потенциалов "схемных земель" (корпусов) устройств, наиболее чувствительны параллельные порты. У последовательных портов зона нечувствительности шире (пороги ±3 В); еще меньшую чувствительность имеют интерфейсы локальных сетей, где обычно присутствует гальваническая развязка сигнальных цепей от схемной земли с допустимым напряжением изоляции порядка 1000 В.

Правила заземления в документации к импортной аппаратуре приводятся не всегда, поскольку подразумевается, что трехполюсная вилка всегда должна включаться в соответствующую розетку с заземлением, а не в двухполюсную с рассверленными отверстиями.

Проблемы разводки электропитания и заземления стоят особенно остро в локальных сетях, поскольку здесь, как правило, имеется большое количество устройств (компьютеров и коммуникационного оборудования), соединенных между собой интерфейсными кабелями и значительно разнесенных в пространстве (локальная сеть может охватывать и многоэтажное здание).

Перед началом работы следует убедиться в исправности электропроводки, выключателей, штепсельных розеток, при помощи которых оборудование включается в сеть, проверить заземление компьютера.

Для исключения поражения электрическим током запрещается: часто включать и выключать компьютер без необходимости, прикасаться к экрану и к тыльной стороне блоков компьютера, работать на средствах вычислительной техники и периферийном оборудовании мокрыми руками, работать на средствах вычислительной техники и периферийном оборудовании, имеющих нарушения целостности корпуса, нарушения изоляции проводов, неисправную индикацию включения питания, с признаками электрического напряжения на корпусе. Запрещается под напряжением очищать от пыли и загрязнения электрооборудование.

Запрещается проверять работоспособность электрооборудования в неприспособленных для эксплуатации помещениях с токопроводящими полами, сырых, не позволяющих заземлить доступные металлические части.

Недопустимо под напряжением проводить ремонт средств вычислительной техники и периферийного оборудования. Ремонт электроаппаратуры производится только специалистами-техниками с соблюдением необходимых технических требований.

Во избежание поражения электрическим током, при пользовании электроприборами нельзя касаться одновременно каких-либо трубопроводов, батарей отопления, металлических конструкций, соединенных с землей. При пользовании электроэнергией в сырых помещениях соблюдать особую осторожность.

Перед допуском к работе персонал должен пройти вводный и первичный инструктаж по технике безопасности с показом безопасных и рациональных приемов работы. Затем не реже одного раза в 6 месяцев проводится повторный инструктаж, возможно, с группой сотрудников одинаковой профессии в составе не более 20 человек. Внеплановый инструктаж проводится при изменении правил по охране труда, при обнаружении нарушений персоналом инструкции по технике безопасности, изменении характера работы персонала.

5. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

Выбор экономически наиболее эффективных решений во многом зависит от одарённости инженера. Каждый инженер должен стремиться создавать экономически эффективную продукцию высокого качества. От этого зависит экономическая деятельность фирмы, в которой он работает. Чтобы убедится в экономической эффективности применения устройства POST Card PCI для диагностики персональных компьютеров, произведём расчёт основных показателей эффективности.

5.1 Расчет затрат на разработку и внедрение в производство POST Card PCI

Прежде чем приступить к расчету затрат на разработку и внедрение устройства POST Card для шины PCI необходимо определить заработную плату разработчикам. Затраты на заработную плату приведены в таблице 5.1.

Таблица 5.1 Затраты на заработную плату

Теперь рассчитаем отчисления на социальные нужды:

СО_общ. = С_общ. · 0,11 = 270 000 · 0,11 = 29 700 тенге.

Итого заработная плата разработчиков с отчислениями на социальные нужды составит:

С_разр.= СО_общ. + С_общ.= 270 000 + 29 700 = 299 700 тенге.

Таблица 5.2 Затраты на комплектующие устройства

Капитальные затраты на неучтенное оборудование рассчитываем, исходя из 5% от общей стоимости:

С_{неуч.об.} = С_б · 0,05, (5.1)

С_{неуч.об.} = 12 300 · 0,05 = 615 тенге.

Всего капитальных затрат на приобретение устройства и средств автоматизации:

С_об. = С_{неуч.об.} + С_б, (5.2)

С_об. = 12 300 + 615 = 12 915 тенге.

Затраты на монтаж оборудования составляют 25% от стоимости капитальных затрат:

С_монт. = С_об. · 0,25, (5.3)

С_монт. = 12 915 · 0,25 = 3 230 тенге.

Итого капитальные затраты на разработку и внедрение устройства POST Card PCI в производство составят:

K_доп. = С_разр. + С_об. + С_монт., (5.4)

K_доп. = 299 700 + 12 915 + 3 230 = 370 035 тенге.

5.2 Расчет экономической эффективности от внедрения устройства POST Card PCI

Годовой экономический эффект (Эг) рассчитываться по формуле:

Э_г = Э - (Е_н) · К_доп.,(5.8)

где Э - экономия, тенге; Е_н - нормативный коэффициент эффективности.

Нормативный коэффициент экономической эффективности капитальных вложений на внедрение средств автоматизации принимается равным = 0,32.

Экономия будет складываться за счёт увеличения объёма поступающих персональных компьютеров на диагностику, т.е. появляется возможность обслуживать большее количество персональных компьютеров, в том числе и новых, имеющих шину PCI.

Себестоимость услуги диагностики персонального компьютера составляет 500 тенге. Условно-постоянные расходы составят 25 %. Это 125 тенге.

В год сервисный центр обслуживает 4 500 компьютеров. При внедрении устройства POST Card PCI количество заказов на диагностику увеличиться на 30 %. Это 5 850 компьютеров в год.

Отсюда годовая экономия составит:

Э =125 · 5 850 = 731 250 тенге.

Годовой экономический эффект по формуле (5.8) составит:

Э_г = 731 250 - 0,32 · 370 035 = 612 840 тенге/год.

Срок окупаемости рассчитываем по формуле:

Т_окуп. = К_доп. / Э, (5.9)

Т_окуп.= 370 035 /612 840 = 0,6 года.

Проведенный расчёт подтверждает экономическую эффективность от внедрения в производство устройства POST Card PCI. В результате внедрения происходит увеличение объёма заказов. Годовой экономический эффект составил 612 840 тенге в год, при сроке окупаемости устройства 0,6 года, что говорит о целесообразности внедрения данной системы.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В заключение приведу объём выполненной работы. Пояснительная записка дипломной работы включает в себя: введение, пять тематических глав, заключение и список использованной литературы. В первой главе был рассмотрен принцип работы устройства POST Card, его практическое применение для диагностики персональных компьютеров, была подробно разобрана архитектура шины PCI. Во второй главе рассматривались этапы проектирования устройства POST Card PCI, особенности его конструкции. В третьей главе был рассмотрен листинг программы прошивки написанный на языке Altera HDL. В четвёртой главе рассматриваются вопросы охраны труда при техническом обслуживании персональных компьютеров. В пятой главе был выполнен технико-экономический расчёт, который подтвердил экономическую эффективность внедрения устройства POST Card PCI в производство.

Данная дипломная работа может быть полезна всем тем, кто занимается сборкой, ремонтом и модернизацией персональных компьютеров самостоятельно и использует на практике устройство POST Card для поиска неисправностей.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. Корнев В., Киселев А. Современные микропроцессоры. - СПб.: БХВ, 2003. - 448 с.

2. Вальпа О. Полезные схемы с применением микроконтроллеров и ПЛИС. - М.: Изд. дом "Додэка-ХХI", 2006. - 416 с.

3. Мюллер С. Модернизация и ремонт ПК, 16-е издание. - М.: Изд. дом "Вильямс", 2006. - 1328 с.

4. Резников Ф.А. Сборка, диагностика, оптимизация и модернизация современного компьютера. - М.: Лучшие книги, 2000. - 352 с.

5. Таненбаум Э. Архитектура компьютера. 5-е издание. - СПб.: Питер, 2007. - 844 с.

6. Гук М.Ю. Аппаратные средства IMB PC. Энциклопедия. - СПб.: Питер, 2006. - 1072 с.

7. Гук М.Ю. Аппаратные интерфейсы ПК. Энциклопедия. - СПб.: Питер, 2002. - 528 с.

8. Максфилд К. Проектирование на ПЛИС. Курс молодого бойца. - М.: Изд. Дом "Додэка-XXI", 2007. - 408 с.

9. Бигелоу С. Устройство и ремонт персонального компьютера. Аппаратная платформа и основные компоненты. - М.: ООО "Бином-Пресс", 2005. - 976 с.

10. Новиков Ю.В., Калашников О.А., Гуляев С.Э. Разработка устройств сопряжения для персонального компьютера типа IBM PC. - М.: Издательство ЭКОМ, 2000. - 224 с.

11. Мураховский В.И. Железо ПК. Новые возможности. - СПб.: Питер, 2005. - 592 с.

12. Антонов А.П. Язык описания цифровых устройств AlteraHDL. - М.: ИП РадиоСофт, 2001. - 224 с.

13. Р. Скрипник. Устройство для ремонта компьютеров - POST Card ISA. (Журнал "Радиохобби" №4/2000, стр. 61-62).

14. Сташенко В.Б. ПЛИС фирмы ALTERA: проектирование устройств обработки сигналов. - М.: ДОДЭКА, 2000. - 128 с.

15. Бродин В.Б., Калинин А.В. Системы на микроконтроллерах и БИС программируемой логики. - М.: Издательство ЭКОМ, 2002. - 400 с.

16. Пирогова Е.В. Проектирование и технология печатных плат. - М.: ФОРУМ: ИНФРА-М, 2005. - 560 с.

17. Григорьян С.Г. Конструирование электронных устройств систем автоматизации и вычислительной техники. - Ростов-на-Дону: Феникс, 2007. - 303 с.

18. Быстров Ю.А. Электронные приборы и устройства на их основе. - М.: ИП РадиоСофт, 2002. - 656 с.

19. Грушвицкий Р.И., Мурсаев А.Х., Угрюмов Е.П. Проектирование систем на микросхемах программируемой логики. - СПб.: БХВ-Петербург, 2002. - 608 с.

20. Искусство схемотехники: в 3-х томах. Том 3. 4-е издание. - М.: Мир, 1993. - 367 с.

21. Брей Б. Микропроцессоры INTEL. - СПб.: БХВ-Петербург, 2005. - 1328

22. Костров Б.В. Микропроцессорные системы и микроконтроллеры. - М.: "ТехБук", 2007. - 320 с.

23. Угрюмов Е. Цифровая схемотехника. - М.: БХВ-Петербург, 2002. - 528

Размещено на Allbest.ru