1. Анализ технического задания

При разработке устройства необходимо в первую очередь сформулировать требования, предъявляемые к нему, проанализировать функции, которые должен выполнять программно-аппаратный комплекс. В данном проекте предстоит решить комплекс технических задач, таких как обеспечение устройством выполнения заявленных в техническом задание требований, обеспечение соответствующего удобства эксплуатации, при этом не пренебрегая техническими параметрами, т.е. проектировать не в ущерб функциональности.

Основной упор в данной разработке необходимо сделать на топологию печатной палаты и грамотный подбор компонентов, т.к. планируемое преимущество устройства над аналогами в удобстве использования и меньшей стоимости. В силу того что в проектируемом устройстве планируется совмещение большого количества функциональных возможностей, то наиболее технологичным решением является разделение устройства на функциональные блоки для увеличения ремонтопригодности и упрощения этапа отладки, когда параллельно разрабатываются и отлаживаются несколько вариантов узлов и производиться тестирование каждого из них как отдельно, так и в комплексе. Как показывает современная практика многие узлы можно приобрести уже в законченном виде, зачастую это не только удобнее и быстрее, чем разработать с "нуля", но и зачастую дешевле в силу массовости производства готовых компонентов. Такие компоненты проходят всестороннее тестирование и присутствие на отечественном и мировом рынке большой номенклатуры, позволяет выбрать наиболее подходящий по всем параметрам узел.

При выборе технологических решений стоит руководствоваться такими параметрами, как взаимозаменяемость, доступность компонентов на рынке, ремонтопригодность, легкость и возможность параллельной отладки.

микропроцессор программный аппаратный комплекс

При разработке ПАК следует задействовать как можно больше возможностей микропроцессора AT91SAM9260, (что несомненно будет плюсом при отладке программного обеспечения) это необходимо для более полного использования его функций и мощностей.

Также в соответствии с техническим заданием в ПАК необходимо разместить следующие устройства:

· последовательный интерфейс RS 232

· последовательный интерфейс USB

· сетевой интерфейс Ethernet 10BASE-T/100/10BASE-TX

· последовательный интерфейс 485

Для работы платы в соответствии с необходимыми требованиями, требуется разработать программное обеспечение для микроконтроллера платы. Программное обеспечение может храниться на FLASH - микросхемах памяти, но целесообразнее хранение его в ПЗУ, так как использование flash - носителей информации подразумевает наличие устройства для считывания flash-карт. Способ хранения микропрограммы в ПЗУ существенно дешевле и проще в конструкции и монтаже.

Изделие необходимо изготовить в соответствии с группой М3 условий эксплуатации ГОСТ17516-72 и группами АА6, АВ6, АЕ4, АК1, АМ1, АR2 внешних воздействующих факторов окружающей среды ГОСТ 15150-69. То есть необходимо обеспечить соответствие изделия следующим параметрам:

· температура окружающей среды от +10 до +55 єС

Данное требование можно удовлетворить, используя микросхемы малой мощности, которые позволяют исключить рассеивание большого количества теплоты в окружающую атмосферу.

· диапазон частот вибрационных нагрузок 1 - 35 Гц

· максимальное ударное ускорение 2g

ПАК - это стационарная аппаратура, не испытывающая высоких нагрузок во время эксплуатации.

· Возможность работы в условиях "легкая пыль", то есть предусмотреть возможность Наличия легких отложений пыли в количестве более 10, но менее 35 мг/ (м2·сут).

· Возможность работы в условиях, в которых количество или характер коррозионно-активных и загрязняющих веществ не существенно.

Однако все же необходимо обеспечить покрытие платы антикоррозионными покрытиями во избежание преждевременного старения металлических проводников и поверхностей устройства.

· Возможность работы в условиях неопасного воздействия плесени, то есть в помещениях, где обеспечивается отсутствие опасности из-за растительности и/или плесени.

Однако все же необходимо обеспечить покрытие платы покрытиями, предотвращающими проникновение плесени на поверхность стеклотекстолита и повреждение всей или отдельных элементов платы.

· Возможность работы в условиях незначительного электромагнитного, электростатического и ионизирующего воздействия. То есть эксплуатация ПАК будет производиться в помещениях, где гарантировано отсутствие вредного воздействия от блуждающих токов, электромагнитного излучения, электростатических полей, ионизирующего излучения.

· Возможность работы в помещениях с низким движением воздуха, то есть движением воздуха со скоростью менее 1 м/с.

Данное требование можно удовлетворить, используя микросхемы малой мощности, которые позволяют исключить рассеивание большого количества теплоты в окружающую среду.