Необходимо выбрать одну из этих микросхем, причем наиболее подходящую. Для этого воспользуемся методом выбора элементов по матрице параметров.[3]

Запишем матрицу параметров:

Параметры в матрице X должны соответствовать такому виду, чтобы большему значению параметра соответствовало лучшее качество ИС. Параметры, не удовлетворяющие такому условию (IПОТ, ЕП) пересчитываются по такой формуле:

,(4.1)

Пересчитав эти параметры, получаем такую матрицу Y:

После этого параметры матрицы Y нормируют по такой формуле:

, (4.2)

В результате нормирования получим матрицу A (в ней есть обязательно хотя бы один нуль). Матрица А имеет такой вид:

Для обобщенного анализа системы параметров элементов вводят оценочную функцию:

,(4.3)

где  (см. таблицу 3.1).

Определим эти оценочные функции (приведем их в матричном виде):

По полученным значениям оценочной функции можно сказать, что микроконтроллер ATmega1281(Atmel) наилучший из всех рассматриваемых (ему соответствует минимальное значение оценочной функции). Его и будем применять в схеме.

4.3 Выбор видео декодера

Выполним сравнение микросхем и осуществим выбор наиболее подходящего для условий, заданых в ТЗ. К рассмотрению приняты такие параметры как:

- количество обрабатываемых сигналов;

- потребляемый ток;

- максимальное напряжение питания.

Наиболее распространенными видеодекодерами с необходимыми параметрами являются:

·     SAA7111A

·     SAA7144HL1

·     ADV7180

Параметры этих микросхем приведены в таблице 3.2

Таблица 4.2

Параметры выбираемых микросхем. [4]

Необходимо выбрать одну из этих микросхем, причем наиболее подходящую. Для этого воспользуемся методом выбора элементов по матрице параметров.

Запишем матрицу параметров:

Параметры в матрице X должны соответствовать такому виду, чтобы большему значению параметра соответствовало лучшее качество ИС. Параметры, не удовлетворяющие такому условию (IПОТ, ЕП) пересчитываются по формуле (4.1).

Пересчитав эти параметры, получаем такую матрицу Y:

После этого параметры матрицы Y нормируют по формуле (4.2).

В результате нормирования получим матрицу A (в ней есть обязательно хотя бы один нуль).

Матрица А имеет такой вид:

Для обобщенного анализа системы параметров элементов вводят оценочную функцию, рассчитываемую по формуле (4.3):

Определим эти оценочные функции (приведем их в матричном виде):

По полученным значениям оценочной функции можно сказать, что микросхема видеодекодера SAA7144HL1 наилучшая из всех рассматриваемых (ей соответствует минимальное значение оценочной функции). Её и будем применять.

Остальные элементы принципиальной схемы выбираются аналогичным образом.

4.4 Выбор стабилизатора напряжения

Также нам необходима микросхема стабилизации напряжения. Выполним сравнение микросхем и осуществим выбор наиболее подходящих для наших условий. К рассмотрению приняты такие параметры как:

- максимальный выходной ток ток;

- максимальное напряжение питания.

- отклонение выходного напряжения он номинального

- количество выовдов

Параметры этих микросхем приведены в таблице 4.4.

Таблица 4.4

Параметры выбираемых микросхем.

При составлении таблицы использовались источники [3,4].

Наша задача выбрать одну из этих микросхем, причем наиболее нам подходящую. Для этого воспользуемся методом выбора элементов по матрице параметров. Запишем матрицу параметров:

Параметры в матрице X должны соответствовать такому виду, чтобы большему значению параметра соответствовало лучшее качество ИС. Параметры, не удовлетворяющие такому условию (N, Uвых,) пересчитываются по такой формуле:

, (4.1)

Пересчитав эти параметры, получаем такую матрицу Y:

После этого параметры матрицы Y нормируют по такой формуле:

, (4.2)

В результате нормирования получим матрицу A (в ней есть обязательно хотя бы один нуль).

Матрица А имеет такой вид:

Для обобщенного анализа системы параметров элементов вводят оценочную функцию:

, (4.3)

при этом  (см. таблицу ).

Определим эти оценочные функции (приведем их в матричном виде):

По полученным значениям оценочной функции можно сказать, что стабилизатор напряжения К1156ЕК5А наилучший из всех рассматриваемых (ему соответствует минимальное значение оценочной функции). Его и будем применять в качестве элемента схемы.

Остальные элементы принципиальной схемы выбираются аналогичным образом.

4.4   Выбор микросхемы памяти

Микросхема памяти должна обладать следующими характеристиками:

- иметь емкость для записи 30с видео материала с частотой кадров 25к/с, и разрешением 640 х 480 точек.

- иметь возможность циклической записи.

Таким требованиям отвечают микросхемы NAND Flash-памяти. Эти микросхемы имеют странично-блочную организацию и последовательный доступ к данным в пределах одной страницы. Такая организация больше всего подходит для хранения больших массивов данных, тем более что объем памяти этих микросхем достигает 8 Гбит (1 ГБайт). На основе этих микросхем построены все известные карты памяти. Объем памяти на один видео канал разрабатываемого устройства высчитывается по формуле

где:

Sкадра – размер кадра;

Iцветн – количество бит цветности;

Nк/с – количество кадров в секунду;

t – общие время записи;

Y ≈ 230 Мбайт

Наиболее распространенные микросхем емкостью 2Гбита, (256Мбайт) производят фирмы Samsung и Hynix. Samsung микросхема К9F2G08U0A, и Hynix-микросхема HY27UF082G2M. Обе микросхемы являются абсолютно идентичными по своим характеристикам, поэтому выбираем микросхему с наиболее приемлемой ценой фирмы Hynix.

5. РАЗРАБОТКА СХЕМЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ПРИНЦИПИАЛЬНОЙ

Схема электрическая принципиальная устройства автомобильной системы видео наблюдения ДК31.424313.001 Э3 должна выполнять все функции, изложенные в техническом задании к данной работе. Исходя из этого просматриваются некоторые блоки, выполняющие свои функции и находящиеся во взаимосвязи между собой.

Основой устройства является микроконтроллер ATmega1281 фирмы «Atmel». Для оцифровки видео сигналов используется 4-х канальный видеодекодер SAA7144HL1. Устройство питается от внешнего нестабилизированного источника питания постоянного тока +12В номинальным током не менее 0,5А.

5.1 Схема питания

Схема питания выполнена на стабилизаторах напряжения К1156ЕК5 (DA1), который преобразовывает напряжение «плюс 12В» в напряжение «плюс 5В», и стабилизаторе IRU1117-33 который преобразовывает напряжение «плюс 5В» в напряжение «плюс 3,3В». Также в схему питания включен конденсатор C1, C29, C30, C31 для борьбы с высокочастотными и низкочастотными помехами.

5.2 Оцифровка видеосигнала

Оцифровка видео сигнала будет производиться с помощью 4-х канального видеодекодера SAA7144HL1. Поскольку видеокамеры будут расположен за пределами печатной платы, то количество проводников подключаемых к ним должно быть минимальным. Данный видеодекодер отвечает таким требованиям и при подключении используется по одной линии на канал. Для нормальной роботы видеодекодера необходим кварцевый резонатор.

Кварцевый резонатор ZQ1 с частотой 25МГц, который тактирует работу видеодекодера. Он подключен между входами тактирования XTAL0 и XTAL1. Эти выводы являются соответственно входом и выходом инвертирующего усилителя тактового генератора. Емкости конденсаторов C10 и С11 , подключаемых между выводами резонатора и общим проводом, зависят от типа резонатора. Для кварцевого резонатора необходимы конденсаторы емкостью 10пФ. Оцифрованный сигнал подается на четыре 8-и битных порта. Каждый порт соответствует отдельному сигналу.

5.3 Блок памяти

В данном устройстве блок памяти представляет собой 4-и ИМС Hynix HY27UF082G2M которые напрямую подключаются к портам микроконтроллера и видеодекодера для управления, и записи информации соответственно.

5.4 Блок синхронизации и контроля

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14