Под модульным принципом конструирования понимается проектирование изделий
ЭА на основе конструктивной и функциональной взаимозаменяемости составных
частей конструкции – модулей.
Модуль –
составная часть аппаратуры, выполняющая подчиненные функции, имеющая
законченное функциональное и конструктивное оформление и снабженная элементами
коммутации и механического соединения с подобными модулями и с модулями низшего
уровня в изделии.
Модульный принцип проектирования предполагает разукрупнение
(разбивку) электронной схемы ЭА на функционально законченные подсхемы
(части), выполняющие определенные функции. Эти подсхемы чаще всего разбиваются
на более простые и так до тех пор, пока электронная схема изделия не будет
представлена в виде набора модулей разной сложности, а низшим модулем не
окажется корпус МС. Модули одного уровня связываются между собой в ЭА на
какой-либо конструктивной основе (несущей конструкции).
Конструкции ЭА представляют собой некоторую иерархию модулей, каждая ступень которой
называется уровнем модульности. Выделяют четыре основных и два
дополнительных уровня модульности. Под основными понимаются
уровни модульности, широко применяемые в аппаратуре, под дополнительными –
используемые в специальной аппаратуре, но не всегда.
Модулем нулевого уровня является электронный
компонент, то есть микросхемы и дискретные элементы.
Модуль первого уровня – типовой элемент
замены (ТЭЗ) – представляет собой печатную плату с установленными на ней
модулями нулевого уровня и электрическим соединителем.
Модуль второго уровня – блок, основным
конструктивным элементами которого является панель с ответными соединителями
модулей первого уровня. Межблочная коммутация осуществляется соединителями,
расположенными на периферии панели блока. Модули первого уровня располагаются в
один или несколько рядов.
Модуль третьего уровня – стойка, в которой
устанавливаются блоки или 2-3 рамы.
Модулем уровня 0,5 является микросборка,
состоящая из подложки с размещенными на ней безкорпусными
микросхемами. Межмодульная коммутация осуществляется введением по периферии
подложки контактных площадок.
Модуль уровня 2,5 представляет собой раму, в
которой размещаются 6-8 блоков. Рама применяется в стоечной аппаратуре.
Модульный принцип проектирования предусматривает
несколько уровней коммутации:
1-й уровень – коммутация печатным или проводным
монтажом электронных компонентов на плате;
2-й уровень – коммутация печатным или объемным
монтажом ответных соединителей модулей первого уровня в блоке;
3-й уровень – электрическое объединение блоков или рам
в стойке и стоек между собой жгутами и кабелями;
уровень 0,5 – электрическое соединение выводов безкорпусных микросхем пленочными проводниками;
уровень 2,5 – коммутация блоков в раме проводами,
жгутами или кабелями.
При разработке несложной аппаратуры высшие уровни
отсутствуют. Полная модульность используется только в сложной аппаратуре,
например в супер-ЭВМ.
Модули высших уровней поставляются разработчикам в
виде базовых несущих конструкций (БНК), которые представляют собой
деталь или совокупность деталей, предназначенных для размещения, монтажа составных частей
аппаратуры и обеспечения устойчивости ЭА в условиях внешних воздействий.
Базовым называется
принцип конструирования, при котором частные конструктивные решения реализуются
на основе стандартных конструкций модулей (БНК), разрешенных к применению в
аппаратуре определенного класса, назначения и объектов установки.
При стандартизации параметры конструкций объединяются
в параметрические ряды. Если в качестве параметров используются
геометрические размеры конструкции, то говорят о размерных рядах.