Модернизация схемы сетевой карты UMC 9003 с целью расширения пропускной способности

20 ноября 2000 года Intel представила  Pentium 4, ставший первым микропроцессором, в основе которого лежала принципиально  новая, по сравнению с предшественниками  архитектура седьмого поколения  – NetBurst. Архитектура NetBurst разрабатывалась  компанией Intel, в первую очередь,  с целью достижения высоких  тактовых частот процессоров.  NetBurst не является развитием архитектуры Р6, использовавшейся в процессорах Pentium III, а представляет собой принципиально новую, по сравнению с предшественниками, архитектуру. Характерными особенностями архитектуры NetBurst являются гиперконвейеризация и применение кэша последовательностей микроопераций вместо традиционного кэша инструкций.

АЛУ процессоров архитектуры NetBurst также имеет существенные отличия  от АЛУ процессоров других архитектур, Процессоры Pentium 4 разрабатывались для  настольных компьютеров («настольные»), а также часть процессоров  для ноутбуков («мобильные»). Процессоры Intel Pentium 4 работали на частотах 1300-3800 Мгц, частотой шины 400-1066 Мгц.

27 июля 2006 года был представлен  Core 2 Duo, которые делятся на Solo (одноядерные), Duo (двухъядерные), Quad (четырехъядерные)  и Extreme (двух – или четырехъядерные  с повышенной частотой и разблокированным  множителем).

 

В отличие от процессоров  архитектуры NetBurst, в архитектуре Core 2 ставка делается не на повышение тактовой частоты, а на улучшение других параметров процессоров, таких как кэш, эффективность  и количество ядер.

AMD представил свою версию процессоров Phenom – многоядерный центральный процессор, предназначенный для использования в стационарных персональных компьютерах с частотой от 1,8 -2 Ггц, с кэшом от 2 до 6 МБ.

В 2008 году появляется Intel Core i7, с частотой ЦП 2,66-3,33 Ггц. Название Core i7 показывает поколение процессора. Микроархитектура содержит ряд новых  возможностей, таких как: контроллер памяти находится в самом процессоре, не в отдельном чипсете, таким  образом, процессор имеет прямой доступ к памяти; контроллер памяти поддерживает до 3-х каналов памяти и в каждом может быть один или  два блока памяти DDR 3 DIMMs. Поэтому  материнские платы для Core i7 поддерживают до 6 планок памяти, а не 4, как Core 2. Поддержка  только памяти стандарта DDR 3.

Однокристальное устройство: все четыре ядра, контроллер памяти и кэш находятся на одном кристалле. Поддержка Hyper-thredaind (гиперпоточность), с которым получается восемь виртуальных  ядер. Эта возможность была представлена в архитектуре NetBurst, но от неё отказались в Core 2. 8-ми Мб кэш третьего уровня.

В 80-х годах в нашей  стране сложилась ситуация компьютерной безграмотности, это было связано  с тем, что уровень практического  применения ЭВМ был низок. В связи  с этим была начата реформа профессионального  образования для борьбы с этой безграмотностью. Были выделены средства на оснащение вычислительных центров, компьютерных классов, учебных лабораторий  средствами ЭВМ, а предметы «Основы  информатики», «Программирование» были введены во все учебные планы  школ, колледжей, вузов, даже на непрофилирующие  специальности.

В свете вышеизложенного  в данном курсовом проекте модернизируется  схема сетевой карты UMC 9003. Собран, протестирован и отлажен действующий  макет, который может быть использован  в учебном процессе.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Обоснование выбора схемы 

СК UMC9003

 

 
Сетевая карта UMC 9003 достаточно широко представлена на рынке сетевых технологий. Данная сетевая карта применяется  для объединения компьютеров  в общую информационную сеть на производстве. В таблице 1 приведены параметры данной сетевой карты.

 

Таблица 1.

Напряжение питания	10 В
Интерфейс подключения	PCI
Разрядность	32 Бит
Тактовая частота	40 Мгц
Поддерживаемая сетевая  среда передачи	BNC
Скорость работы	Ethernet 100 Mbit
Поддержка FullDuplex режим работы	+

 

В Таблице 2 приведены некоторые  сетевые карты (далее СК) из серии UMС 90. Данные СК имеют высокую надежность и высокую тактовую частоту.

 

Параметры	UMC 9003	UMC 9003 AF	UMC 9000
Напряжение питания	10 В	7 В	5 В
Интерфейс подключения	PCI	PCI	PCI
Разрядность	32 Бит	32 Бит	32 Бит
Тактовая частота	40 Мгц	20 Мгц	15 Мгц
Поддержка FullDuplex режим работы	+	+	-

 

По сравнению с аналогами, UMC 9003 имеет большую тактовую частоту и разрядность, что обусловило выбор данной схемы.

 

Данное устройство выполнено  на односторонней ПП, плотность монтажа  Б (повышенный) 

 

 

 

 

 

 

Описание работы

СК UMC9003 по схеме 

электрической структурной

 

Схема электрическая структурная  СК 9003 представленная на листе 13, состоит  из следующих функционально-законченных  частей:

- микроконтроллера

- оперативного запоминающего  устройства

- перепрограммируемое постоянно запоминающее устройство

- кварцевого резонатора

Основой схемы СК 9003  является МК БИС UM9151BT9151-3 с тактовой частотой 60 МГц, такт работы определяется резонатором, который обеспечивает выполнение всех операций по вводу, обработке и выводу данных через любые доступные порты и интерфейсы.

ОЗУ БИС UM62275 – в нем хранятся данные и команды, необходимые микроконтро-ллеру для выполнения операции. Энергозависимо

ППЗУ БИС 27С128 – в нем  хранится массив неизменяемых данных. Энергонезави-симо

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Необходимость модернизации

схемы СК UMC9003

 

 
Поставлена задача модернизации схемы СК UMС 9003 с целью расширения пропускной способности. Для расширения пропускной способности в схеме  СК были заменены МК UM9003 на UM9151BT9151-3 фирмы  UMC Corporation, ППЗУ 27С32 на 27С128 и ОЗУ UM61256AK-15 на UM62275.

 

Исходный МК БИС UM9003      Новый МК  БИС UM9151BT9151-3

Шина данных, бит	16		Шина данных, бит	16
Шина адреса, бит	20		Шина адреса, бит	20
Flash память, Кб	4		Flash память, Кб	4
Тип корпуса	DRC-10		Тип корпуса	DRC-10
Тактовая частота, Мгц	40		Тактовая частота, Мгц	60
Объем адресуемой памяти, Кб	32		Объем адресуемой памяти, Кб	42
Напряжение питания, В	7		Напряжение питания, В	7
Температурный диапазон, С	-30…+95		Температурный диапазон, С	-35…+95
Uну, В	Не более 0,8		Uну, В	Не более 0,8
Uвых.ву, В	2,4		Uвых.ву, В	2,4
Uвых.ну, В	Не более 0,45		Uвых.ну, В	Не более 0,45
Iпотр., мА	25		Iпотр., мА	25

 

В данном случае новый микроконтроллер  в отличии от старого имеет  увеличенную тактовую частоту на 20 Мгц, при одинаковых шинах данных и адресов.

 

Исходное ППЗУ БИС 26С32     Новое ППЗУ БИС 27С128

Шина данных, бит	8		Шина данных, бит	8
Шина адреса, бит	12		Шина адреса, бит	12
Объем памяти, Кб	32		Объем памяти, Кб	64
Срок хранения данных, лет	6		Срок хранения данных, лет	6
Напряжение питания, В	5		Напряжение питания, В	5
Uвых.ву, В	2,4		Uвых.ву, В	2,4
Uвых.ну, В	0,4		Uвых.ну, В	0,45

В данном случае новое ППЗУ в отличии от старой имеет увеличенный  объем памяти в 2 раза, при одинаковых шинах данных и адресов.

 

 

Исходное ОЗУ БИС UM61256AK-15     Новое ОЗУ БИС UM62275

Шина данных, бит	15		Шина данных, бит	15
Шина адреса, бит	12		Шина адреса, бит	12
Объем памяти, Кб	8		Объем памяти, Кб	16
Напряжение питания, В	5		Напряжение питания, В	5
Uвых.ву, В	2		Uвых.ву, В	2
Uвых.ну, В	0,5		Uвых.ну, В	0,5

 

В данном случае новое ОЗУ  в отличии от старой имеет увеличенный  объем памяти в 2 раза, при одинаковых шинах данных и адресов.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Обоснование выбора

элементной базы

модернизированной схемы 

СК UMC9003

 

Схема электрическая принципиальная модернизированная СК UMC 9003 построена  на следующих БИС:

Шина данных, бит	16
Шина адреса, бит	20
Flash память, Кб	4
Тип корпуса	DRC-10
Тактовая частота, Мгц	60
Объем адресуемой памяти, Кб	42
Напряжение питания, В	7
Температурный диапазон, С	-35…+100
Uну, В	Не более 0,8
Uвых.ву, В	2,4
Uвых.ну, В	Не более 0,45
Iпотр., мА	25

 

Шина данных, бит	8
Шина адреса, бит	12
Объем памяти, Кб	128
Срок хранения данных, лет	8
Напряжение питания, В	5
Выходное напряжение высокого уровня
режим «считывание», В	2,4
программирование, В	2
Выходное напряжение низкого  уровня
режим «считывание», В	0,4
программирование, В	1
Время выборки адреса в  режиме «считывание», нс	400

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Шина данных, бит	15
Шина адреса, бит	12
Объем памяти, Кб	16
Напряжение питания, В	5
Uвых.ву, В	2
Uвых.ну, В	0,5