13:44 2018年10月23日
俄罗斯提出航天设备用可靠微电路的新元件

俄罗斯提出航天设备用可靠微电路的新元件

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科学
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据“莫斯科物理工程学院”国立核研究大学新闻处消息,该校专家与俄罗斯科学院系统研究科研所的同事们一起开发了抗故障且在航天设备上运行尤为有效的异步微电路设计元件。

应用在汽车或者计算机等普通技术设备中的微电路,由于较低的可靠性,在宇宙辐射条件下不太适合航天设备。宇宙中的高能离子会导致设备错误和事故。所以为航天设备开发专用的集成电路需要提高抗故障性(用通俗话来讲是可靠性)的特殊方法。

"莫斯科物理工程学院"国立核研究大学的副教授马克西姆·格勒布诺夫表示:"同步微电路的特点在于,它们的复杂性就像电路芯片上的元件数量一样会不断增加。这种电路距离较远的部分应该在时钟脉冲频率上保持同步(时钟脉冲频率反映处理器每秒进行时钟脉冲操作的数量)。也就是说,时钟脉冲频率振荡器应该在一定时间间隔内发出信号,如果这一切没有发生,那么电路就会停止工作"。

科学家认为,这是相当复杂的工程问题,伴随着微电路特性的退化。所以今天异步电路被认为是有前景的,与同步电路不同,它不需要在时钟脉冲频率上保持同步。
格勒布诺夫解释道:"在异步设备中同时进行转换放电,并且没有拖延:这让它比同步的类似品更有成效、电能耗量更大。数据以处理器中数据系统所允许的飞快速度进入处理单元,并在微电路相应模块准备这么做的时候进行处理"。
在使用创建这种电路的方法时,事情变得更加复杂--不存在设计它们的标准路线。尽管早在20世纪70年代就提出了创建异步微电路的逻辑,但同步电路的工作仍然是主要方向。

专家指出:"同步微电路的技术能力已经接近极限。现在设计标准(微电路元件的最小尺寸)小于10纳米。而在那些标准下,异步电路可以比同步电路运行更快,因为它们不需要芯片的不同部分保持同步"。

正因如此,俄罗斯科学家决定提出供可靠快速异步微电路用的新元件。他们在科学杂志《宇航学报》(Acta Astronautica)上发表文章,讲的就是关于穆勒的抗故障C元件--应用于异步电路设计中的基本逻辑整流器。

C元件是带有内置存储元件的逻辑设备。本质上,这是具有两个输入端的建筑部件,在输入端重合的情况下,信号继续传递(而在没有重合的情况下--元件会保存上一个数值)。

文章另一位作者,俄罗斯科学院系统研究科研所联邦科学中心联邦国家机构辐射稳定超大集成电路拓扑学部门负责人伊戈尔·达尼洛夫表示:"在对C元件电路技术的3种实施方案运用同步逻辑中著名的双重互锁单元(Dual Interlocked Cel)方法后,我们得到了C元件双重互锁单元的3种新电路,其具有较高的抗故障能力"。

科学家认为,可以在设计具有较高抗故障能力和计划被用在最新航天技术中的异步电路时,应用所开发的电路。

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科技, 俄罗斯
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