Задача повышения энергоэффективности и надежности систем управления и вычислительной техники по-прежнему остается одной из важнейших в 21-ом веке. Особенно в области аэрокосмической микроэлектроники, где требуется обеспечить устойчивость к воздействию одиночных эффектов, порождаемых заряженными частицами, и одновременно обеспечить минимальное энергопотребление, так как возможности по ее генерации существенно ограничены. При всем этом производительность остается важным параметрам для разработчиков электронных устройств. Таким образом, получается сложная оптимизационная задача с варьируемыми переменными - надежности, энергоэффективности и производительности, при существующих производственных ограничениях. Цель работы - решение оптимизационной задачи синтеза цифровых устройств, способных работах в широком диапазоне температуры и напряжения при ограничениях по надежности и производительности. Самосинхронные схемы, обеспечивающие стабильную работу по реальным задержкам, в том числе и при ультранизком напряжении питания, зарекомендовали себя как хорошее решение для указанной выше области применения. Для повышения надежности в критических системах часто используется резервирование, например, тройное модульное резервирование, либо коды Хэмминга для схем с памятью. Однако в самосинхронных схемах применение указанных методов затрудняется высокой избыточностью и вносимой задержкой. Кроме того, стандартная модель Маллера не позволяет учитывать влияние на систему одиночных отказов или сбоев, в результате резервирование приводит к нарушению ключевого свойства самосинхронных схем - полумодулярности. В статье развивается предложенный метод резервирования на транзисторном уровне, который в сочетании с уже хорошо известными методами позволяет получить новые эффективные решения. Разработана модель отказоустойчивых самосинхронных схем, позволяющая аналитически подтверждать принадлежность отказоустойчивой схемы к классу самосинхронных. Предложена методика комбинированного резервирования, позволяющая проводить синтез отказоустойчивых самосинхронных схем с оптимизацией по ключевым параметрам. Выводы: проведенное исследование подтвердило, что только комбинированное резервирование обеспечивает достижение оптимума функций в поставленной задаче. В дальнейшем перспективно расширить объект исследования за счет синхронных и гибридных цифровых устройств.

  Повний текст PDF - 643.001 Kb    Зміст випуску     Цитування публікації

  Якщо, ви не знайшли інформацію про автора(ів) публікації, маєте бажання виправити або відобразити більш докладну інформацію про науковців України запрошуємо заповнити "Анкету науковця"