Найти

Результаты поиска

• АНАЛИЗ ХАРАКТЕРИСТИК СФК НА ОСНОВЕ МЕТОДОВ ИЗБЫТОЧНОГО КОДИРОВАНИЯ

  Д. В. Тельпухов , Т.Д. Жукова , А. Н. Щелоков

  2020-11-22

  Аннотация ▼

  Обычно сбои, возникающие в электронной аппаратуре под действием различных
  дестабилизирующих факторов, таких как, например, высокая или низкая температура или
  ионизирующее излучение, находились под пристальным вниманием разработчиков элемен-
  тов памяти. Но последние исследования в данной области показывают, что с развитием
  микроэлектронной промышленности число сбоев в комбинационных участках схемы рас-
  тет и в скором времени их частота возникновения будет сопоставима с частотой в неза-
  щищенных элементах памяти. На сегодняшний день для решения проблемы проектирова-
  ния комбинационных схем повышенной сбоеустойчивости в условиях экстремального при-
  менения особое внимание стали уделять методам синтеза схем функционального контроля
  (СФК). Данные методы, позволяют за счет внесения дополнительной структурной избы-
  точности, наделить схему способностью автоматически выполнять обнаружение и/или
  исправление возникающих в ней ошибок. Однако, в результате применения различных ме-
  тодов синтеза СФК в зависимости от исходных параметров и внутреннего строения за-
  щищаемой схемы реализуются устройства, обладающие различной эффективностью и
  характеристиками надежности. Поэтому возникает необходимость в определении и раз-
  работке оценочных функций для выполнения анализа по нахождению наилучшего метода
  построения схемы контроля для конкретного устройства без проведения предварительно-
  го моделирования. Данная работа посвящена разработке спецификации оценочных функций
  структурной избыточности и характеристик надежности на примере разработанных
  методов синтеза схем функционального контроля на базе спектрального и низкоплотно-
  стного кода. Был проведен сравнительный и корреляционный анализ аналитических данных
  с экспериментальными значениями с целью оценки эффективности полученных в резуль-
  тате исследования функций. Полученные в рамках данной статьи оценочные функции про-
  демонстрировали высокую точность в вычислении характеристик СФК.

• МЕТОДЫ ЛОГИЧЕСКОГО РЕСИНТЕЗА ДЛЯ ТОПОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ МИКРОЭЛЕКТРОННЫХ СХЕМ

  Н. О. Васильев , П. И. Фролова , Г. А. Иванова , А. Н. Щелоков

  2020-11-22

  Аннотация ▼

  С уменьшением технологических норм возрастает число правил проектирования.
  Для сокращения временных затрат на проверку правил проектирования для технологий 22
  нм и ниже переходят к использованию регулярных структур в нижних слоях топологии.
  При проектировании схем на основе регулярного шаблона становится возможным совме-
  щение логического и топологического этапов проектирования. Данная задача также ак-
  туальна для проектирования схем на ПЛИС. В данной работе рассматривается метод
  структурной оптимизации логических схем на этапе топологического проектирования.
  Метод адаптирован для применения в маршруте проектирования схем с регулярными
  структурами в нижних слоях топологии, а также для ресинтеза технологических ото-
  бражений на ПЛИС. Для схем с применением регулярных структур предлагается метод
  логического синтеза в базисе элементов, для которых построены компактные топологиче-
  ские шаблоны. Это позволяет упростить этап топологического проектирования, а также
  ведет к дополнительному снижению площади проектируемого устройства. Оптимизация
  логических схем для ПЛИС проводится при помощи алгоритма моделирования отжига,
  производящего логические операции над специальной графовой моделью, учитывающей
  особенности ПЛИС. Учет особенностей различных технологий в предлагаемом методе
  позволяет добиться хороших результатов по необходимым параметрам, в частности по
  занимаемой проектируемой схемой площади.

• ЛОГИЧЕСКИЙ РЕСИНТЕЗ КОМБИНАЦИОННЫХ СХЕМ ДЛЯ ПОВЫШЕНИЯ СБОЕУСТОЙЧИВОСТИ

  Н.О. Васильев , М.А. Заплетина , Г. А. Иванова , А.Н. Щелоков

  2020-11-22

  Аннотация ▼

  При функционировании микроэлектронных устройств в условиях космоса необходимо
  учитывать внешние воздействия. Работа устройства в подобных условиях затрудняется
  негативным влиянием радиационного излучения на электронные компоненты схемы. Воз-
  действие тяжелых заряженных частиц приводит к одиночным сбоям логических элемен-
  тов, из-за чего логика работы устройства может быть нарушена. В связи с этим при
  проектировании электронных схем, которые будут использоваться в космических аппара-
  тах, необходимо выполнение повышенных требований к устойчивости интегральных схем
  (ИС) к одиночным сбоям. По мере уменьшения технологических норм проектирования ИС
  проблема сбоеустойчивости становится актуальной и для изделий микроэлектроники
  гражданского применения. Решение данной задачи обычно осуществляется методами ап-
  паратной защиты, к которым относятся методы помехоустойчивого кодирования, мето-
  ды резервирования, а также методы логической защиты. В данной статье рассматрива-
  ются методы оценки устойчивости ИС к одиночным сбоям в логических элементах, а
  также основные методы защиты схем. В работе предлагается техника ресинтеза логиче-
  ских комбинационных схем, использующая логические ограничения, выводимые с помощью
  метода резолюций, для оценки устойчивости к одиночным сбоям. В ходе ресинтеза предла-
  гается использовать методы логической защиты уязвимых участков схемы, что не влечет
  ощутимого роста занимаемой устройством площади, свойственного методам резервиро-
  вания и помехоустойчивого кодирования.

• РАЗРАБОТКА АЛГОРИТМА ДЕТАЛЬНОГО РАЗМЕЩЕНИЯ НА ПЛИС

  Д.Б. Шокарев , Р.Ж. Чочаев , А.Н. Щелоков , С.В. Гаврилов

  2023-12-11

  Аннотация ▼

  Иерархические программируемые логические интегральные схемы (ПЛИС) состоят
  из множества логических блоков, объединенных в группы. Для успешной трассировки необ-
  ходимо оптимальное размещение элементов в пределах групп с учётом особенностей ар-
  хитектуры локальных связей. Классические алгоритмы не способны обеспечить учёт раз-
  личных особенностей архитектуры. Решение данной проблемы возможно только путем
  разработки специализированных алгоритмов. В данной работе представлен алгоритм де-
  тального размещения, в котором для вычисления оптимальных позиций элементов в группе
  была разработана новая метрика, позволяющая оценить количество доступных локальных
  связей между элементами в группах логических блоков с учётом особенностей архитекту-
  ры связей между ними. Алгоритм детального размещения состоит из нескольких этапов.
  На первом этапе группа логических элементов представляется в виде ориентированного
  графа. На втором этапе определяется порядок размещения логических элементов в группе
  с помощью алгоритма поиска в ширину. На финальном этапе для каждого элемента, со-
  гласно полученному порядку, определяется оптимальное размещение в группе с учётом
  разработанной метрики. Если среди свободных позиций для размещения в группе нет оп-
  тимальной, то проверяются занятые позиции. Текущий элемент назначается на занятую
  позицию, а для замененного элемента выполняется поиск новой. Такая замена может про-
  водиться многократно, увеличивая вероятность нахождения оптимальной конфигурации.
  Предложенный алгоритм был реализован и протестирован на наборах тестовых схем.
  На основе результатов тестирования выполнено сравнение представленного алгоритма с
  алгоритмом последовательного размещения. Сравнение алгоритмов показало, что применение разработанного алгоритма в маршруте проектирования в базисе специализированной ПЛИС позволяет сократить в среднем на 10% количество задействованных в трасси-
  ровке глобальных коммутационных шин и увеличить количество используемых локальных
  трассировочных ресурсов в среднем на 30%. Полученные результаты подтверждают работоспособность алгоритма и доказывают, что внедрение учета архитектуры внутренних связей ПЛИС повышает эффективность использования доступных трассировочных
  ресурсов.

• ПРИМЕНЕНИЕ КОДА ХЭММИНГА В ЗАДАЧЕ ПОВЫШЕНИЯ СБОЕУСТОЙЧИВОСТИ КОМБИНАЦИОННЫХ СХЕМ

  Д.В. Тельпухов , Т. Д. Жукова , А. Н. Щелоков, П. Д. Кретинина

  2021-11-14

  Аннотация ▼

  В настоящее время при проектировании интегральных схем разработчикам прихо-
  дится учитывать очень большое количество разнородных факторов, которые связаны с
  обеспечением необходимых характеристик быстродействия, занимаемой площади, энерго-
  эффективности, выходом годных, удобством последующего тестирования, требованиями
  к универсальности, автономности, и так далее. Одним из основных факторов является
  надежность функционирования при последующей эксплуатации. Этот критерий выходит
  на первый план для устройств ответственного применения, а также для устройств, ра-
  ботающих при воздействии дестабилизирующих факторов. Для обеспечения повышенной
  надежности используют различные методы и подходы на разных уровнях абстракции.
  Часть из них могут быть применены на этапе проектирования. Одним из основных мето-
  дов для повышения надежности интегральных схем на этапе проектирования – это ис-
  пользование богатого инструментария из теории помехоустойчивого кодирования. Тра-
  диционная область применения помехоустойчивых кодов – это контроль целостности
  хранимой и передаваемой информации. Комбинационные схемы, напротив, изменяют
  информацию и не имеют в своём составе запоминающих элементов. Комбинационные
  схемы на вентильном уровне реализуют таблицы перекодировок, которые каждому
  входному воздействию однозначно ставят в соответствие некоторое выходное знач е-
  ние. Тем не менее, применение помехоустойчивых кодов для построения сбоеустойчивых
  комбинационных схем оказывается весьма эффективным. Для этого требуется введение
  в состав схемы дополнительных комбинационных блоков, которые обеспечивают код и-
  рование, декодирование, контроль, а в некоторых случаях и исправление возникающих в
  схеме ошибок. В статье исследуется эффективность применения кодов Хэмминга для
  задачи построения сбоеустойчивых комбинационных схем. В работе были рассмотрены
  две основные модификации кодов Хэмминга для реализации сбоеустойчивых комбинацион-
  ных схем. Разработаны средства для автоматизированного синтеза схем функционально-
  го контроля на основе данных кодов. Исследована структурная избыточность, а также
  надежностные характеристики получаемых схем. Проведено сравнение с традиционными
  методами кратного резервирования. Выведены оценочные функции для избыточности и
  вероятности пропуска ошибки.