Новости

НИЯУ МИФИ

Ученые НИЯУ МИФИ разработали микросхемы для устойчивой работы в космосе

Специалисты Национального исследовательского ядерного университета "МИФИ" и Научно-исследовательского института системных исследований РАН разработали элементы для проектирования асинхронных микросхем, устойчивых к сбоям и особо эффективных в работе на космических аппаратах. Результаты работы опубликованы в научном журнале "Acta Astronautica".
Ученые НИЯУ МИФИ разработали микросхемы для устойчивой работы в космосе

Микросхемы, применяемые в автомобилях или компьютерах, плохо подходят для космических аппаратов, так как допускают ошибки под действием космической радиации. Поэтому разработка интегральной схемы специального назначения (ASIC) для космических аппаратов требует специальных методов повышения надежности.

"Сложность синхронных микросхем, как и количество элементов на кристалле схемы, постоянно растет. Участки таких схем, отделенные большим расстоянием, должны быть синхронизированы по тактовой частоте (количеству тактов-операций процессора в секунду). То есть, если сигнал от генератора тактовой частоты не приходит в определенные промежутки времени, схема просто перестает работать", — рассказал доцент НИЯУ МИФИ Максим Горбунов.

Он отметил, что это довольно сложная инженерная проблема, сопряженная с ухудшением характеристик микросхемы. Поэтому сегодня перспективными считают асинхронные схемы, которые, в отличие от синхронных, не требуют синхронизации по тактовой частоте и более производительны, однако стандартного маршрута для проектирования таких схем пока не существует.

"Технологические возможности синхронных микросхем подошли к пределу. Уже сейчас проектные нормы (минимальный размер элемента микросхемы) стали меньше 10 нанометров. А при тех же нормах асинхронные схемы могут работать быстрее синхронных, так как не требуют синхронизации разных частей кристалла", — заявил эксперт.

Российские ученые предложили новые элементы для надежных и быстрых асинхронных микросхем - сбоеустойчивые C-элементы Маллера, применяемые в качестве базовых логических вентилей. C-элемент представляет собой логическое устройство со встроенным элементом памяти. Он работает как строительный блок с двумя входами, в случае совпадения которых сигнал передается дальше (а в случае несовпадения элемент хранит предыдущее значение).

По словам ученых, разработанные схемы можно применять при проектировании асинхронных микросхем, обладающих повышенной сбоеустойчивостью и предназначенных для использования в новейшей космической технике.