Электрондық жабдықтың элементтерін, бөлшектерін және құрылғыларын жобалау. Модульдік дизайн принципі. Қондырғылар мен құрылғылар элементтерінің құрылымдық иерархиясы. Модуль түсінігі, модульдер иерархиясы.

Тақырып: Электрондық жабдықтың элементтерін, бөлшектерін және құрылғыларын жобалау. Модульдік дизайн принципі. Қондырғылар мен құрылғылар элементтерінің құрылымдық иерархиясы. Модуль түсінігі және модульдер иерархиясы

 

---

 

 1. Электрондық жабдықты жобалау

 

Электрондық жабдықты жобалау – бұл электрондық құрылғылардың функционалдық және техникалық талаптарына сәйкес элементтерді, бөлшектерді және құрылғыларды құрастыру процесі. Жобалау кезінде компоненттердің сенімділігі, тиімділігі, экономикалық қолжетімділігі және функционалдығы ескеріледі. Жабдықтың жұмыс жағдайына бейімделуін және ұзақ мерзімділігін қамтамасыз ету мақсатында жобалау кезінде әртүрлі инженерлік принциптер мен әдістер қолданылады.

 

Электрондық жабдықты жобалауда қарастырылатын негізгі аспектілер:

 

1. Функционалдық талаптар: Әрбір элемент немесе құрылғы белгілі бір тапсырмаларды орындау үшін жобаланғандықтан, оның негізгі қызметі мен функционалдығын анықтау маңызды.

 

2. Элементтердің өзара үйлесімділігі: Жабдықты құрайтын элементтер мен бөлшектердің өзара байланысы олардың бір-біріне әсерін және жалпы жүйенің тұрақты жұмысын қамтамасыз ету үшін маңызды.

 

3. Сенімділік және ұзақ мерзімділік: Электрондық құрылғылар ұзақ уақыт жұмыс істейтін болғандықтан, олардың сенімділігі мен төзімділігі басты назарда болады.

 

---

 

 2. Модульдік дизайн принципі

 

Модульдік дизайн – бұл электрондық жүйені жеке модульдерге бөлу арқылы жобалау әдісі. Әрбір модуль – тәуелсіз функционалдық бірлік болып табылады және белгілі бір қызмет атқарады. Модульдік дизайн принципі жабдықтың тиімділігін арттырады және жобалау процесін оңайлатады.

 

# Модульдік дизайнның артықшылықтары

 

1. Тәуелсіз модульдер: Әрбір модуль жеке жұмыс істей алатындықтан, жүйені оңай өзгертуге немесе жаңартуға мүмкіндік береді.

2. Жаңартуға және кеңейтуге ыңғайлы: Модульдерді ауыстыру немесе жаңарту арқылы жүйені жетілдіруге болады.

3. Күрделілікті төмендету: Жүйені бөліктерге бөлу арқылы күрделілігін төмендетіп, әрбір модульді жеке қарастыруға мүмкіндік береді.

4. Қолдану икемділігі: Әрбір модуль әртүрлі жүйелерде немесе басқа жобаларда қолданылуы мүмкін.

 

# Модульдік дизайнды қолдану салалары

 

Модульдік дизайн қазіргі заманғы электроникада кеңінен қолданылады. Ол әсіресе өнеркәсіптік жабдықтарда, деректер орталықтарында, тұрмыстық техникада, компьютерлерде және коммуникация жүйелерінде қолданылады. Модульдік дизайнды пайдалану арқылы жеке модульдерді стандарттау және әртүрлі жобаларда пайдалану оңай жүзеге асады.

 

---

 

 3. Қондырғылар мен құрылғылар элементтерінің құрылымдық иерархиясы

 

Электрондық құрылғылардың құрылымдық иерархиясы – бұл жүйенің ең кішкентай элементінен бастап, ең үлкен жүйеге дейінгі деңгейлер бойынша орналасу ретін сипаттайды. Құрылымдық иерархия жүйені оңай басқаруға, ұйымдастыруға және құрастыруға мүмкіндік береді.

 

# Құрылымдық иерархия деңгейлері

 

1. Элементтер деңгейі:

   - Элементтер деңгейі транзисторлар, диодтар, резисторлар, конденсаторлар сияқты қарапайым электрондық компоненттерден тұрады. Бұл деңгейде компоненттер тек қарапайым функцияларды орындайды, мысалы, кернеу тұрақтандыру, токты шектеу және сигналдарды күшейту.

 

2. Функционалдық блоктар деңгейі:

   - Бірнеше элементтер біріктіріліп, белгілі бір функцияларды орындауға арналған функционалдық блоктар құрайды. Мысалы, күшейткіштер, фильтрлер, осцилляторлар және басқа да функционалдық тізбектер.

 

3. Модульдер деңгейі:

   - Функционалдық блоктар бірігіп, өз алдына белгілі бір қызмет атқаратын модульдерді құрайды. Модульдер деңгейінде жиілікті басқару, сигналдарды өңдеу, деректерді сақтау сияқты күрделі функцияларды орындауға арналған құрылғылар қалыптасады.

 

4. Жүйелер деңгейі:

   - Модульдер жүйеге біріктіріліп, күрделі құрылғы немесе қондырғы құрайды. Жүйелер деңгейі компьютерлер, байланыс жүйелері, тұрмыстық техника және өнеркәсіптік автоматтандыру жүйелері сияқты кешенді құрылғыларды қамтиды.

 

5. Кешенді жүйелер деңгейі:

   - Бұл деңгейде бірнеше жүйе бірігіп, үлкен кешендер құрайды. Мысалы, деректер орталықтары, өндірістік кешендер және байланыс торабы.

 

---

 

 4. Модуль түсінігі және модульдер иерархиясы

 

Модуль – бұл біртұтас құрылғының белгілі бір қызметін атқаратын, тәуелсіз, қайта пайдалануға болатын бөлігі. Әрбір модульдің нақты функциялары және белгілі бір рөлдері болады, сондықтан модульдерді бір жүйеден екінші жүйеге оңай қосуға немесе ауыстыруға болады.

 

# Модульдер иерархиясы

 

Модульдер иерархиясы – модульдерді функционалдық рөліне және күрделілік деңгейіне қарай бірнеше деңгейге бөлу процесі. Модульдер иерархиясы жүйені басқаруды және техникалық қызмет көрсетуді жеңілдетеді.

 

1. Базалық модульдер:

   - Ең төменгі деңгейдегі модульдер. Олар негізгі функцияларды атқаратын қарапайым блоктардан тұрады. Мысалы, қуат көздері, деректерді тасымалдау блоктары, сигналды күшейткіштер.

 

2. Орта деңгейдегі модульдер:

   - Орта деңгейдегі модульдер базалық модульдерден күрделірек және бірнеше негізгі функцияларды орындайды. Олар есептеу блоктары, жады құрылғылары, байланыс модульдері сияқты элементтерден тұрады.

 

3. Жоғары деңгейдегі модульдер:

   - Бұл деңгейдегі модульдер жүйені басқаратын, бақылау және басқару функцияларын атқаратын кешенді құрылғылардан тұрады. Оларға микроконтроллерлер, микропроцессорлар, интерфейс модульдері жатады.

 

4. Жүйе модульдері:

   - Жүйе модульдері бірнеше жоғары деңгейдегі модульдерді біріктіріп, толық функционалды жүйені құрайды. Мысалы, компьютердің аналық платасы немесе өнеркәсіптік басқару жүйелері.

 

# Модульдер иерархиясының артықшылықтары

 

- Икемділік: Модульдерді оңай ауыстыру немесе жаңарту мүмкіндігі.

- Стандарттау: Әр түрлі жүйелерде қолданылатын модульдерді стандарттау мүмкіндігі.

- Техникалық қызмет көрсету: Модульдік құрылым техникалық қызмет көрсетуді жеңілдетеді.

- Өндіріс процесін жеңілдету: Жеке модульдерді құрастыру және біріктіру арқылы өндіріс процесін оңайлату.

 

---

 

 Қорытынды

 

Электрондық жабдықтарды модульдік дизайн принципіне сәйкес жобалау құрылғының икемділігін арттырады, жаңартуға және техникалық қызмет көрсетуге оңай қол жеткізуге мүмкіндік береді. Құрылымдық иерархия әрбір элементтің, блоктың және модульдің өзара байланысын көрсетеді және жүйенің сенімділігін қамтамасыз етеді. Модульдер иерархиясы модульдерді деңгейлер бойынша реттеп, күрделі жүйелерді басқаруды және жобалауды тиімді етеді.