अंतरिक्ष माइक्रोप्रोसेसरों का एक संक्षिप्त इतिहास, भाग एक

10 जुलाई, 1962 को, बोर्ड पर पहला वाणिज्यिक दूरसंचार उपग्रह वाला टो रॉकेट रॉकेट केप कैनावेरल में लॉन्च स्थल से लॉन्च किया गया था। टेलस्टार -1 अंतरिक्ष यात्रियों के एक नए युग की सुबह थी, जिसने दिखाया कि अंतरिक्ष लोगों को वास्तविक लाभ पहुंचा सकता है। यह उपकरण एक महान भविष्य की प्रतीक्षा कर रहा था, लेकिन एक दिन पहले प्रशांत महासागर के रेगिस्तान भाग में स्थित जॉनसन एटोल के ऊपर आकाश में, स्टारफिश प्राइम परमाणु बम विस्फोट हुआ। इस विस्फोट ने डेढ़ हजार किलोमीटर दूर स्थित हवाई में तीन सौ स्ट्रीटलाइट को नष्ट कर दिया, और पृथ्वी के चुंबकीय क्षेत्र द्वारा मानव निर्मित विकिरण बेल्ट में उठाए गए मुक्त इलेक्ट्रॉनों की एक बड़ी मात्रा भी बनाई। हर बार जब टेलसैट -1 इस बेल्ट से गुजरता था, तो एक उन्नत ट्रांजिस्टर फिलिंग विकिरण की एक खुराक प्राप्त कर रहा था, और नवंबर 1962 तक इसने काम करना बंद कर दिया था। इस घटना के परिणामों के अध्ययन के साथ विकिरण से अंतरिक्ष इलेक्ट्रॉनिक्स के संरक्षण का इतिहास शुरू हुआ।

सौभाग्य से, वे उच्च-ऊंचाई वाले परमाणु विस्फोटों में बहुत जल्दी शामिल होने लगे, लेकिन यहां तक ​​कि उनके बिना भी पर्याप्त काम है, और आधुनिक उपग्रहों की विश्वसनीयता और स्थायित्व के लिए आवश्यकताएं अधिक महत्वाकांक्षी होती जा रही हैं। हर चीज के बारे में बात करना असंभव है, लेकिन मैं विभिन्न देशों के अंतरिक्ष माइक्रोप्रोसेसरों के अतीत और वर्तमान को संक्षेप में कवर करने की कोशिश करूंगा। वास्तव में माइक्रोप्रोसेसरों क्यों? उनमें से ज्यादातर उनके बारे में जानकारी हैं और वे गैर-विशेषज्ञों द्वारा बेहतर समझे जाते हैं। लेख लंबा हो गया, इसलिए मैंने इसे दो भागों में विभाजित किया: संयुक्त राज्य अमेरिका और यूरोप के उदाहरण पर एक प्रारंभिक इतिहास (कट के नीचे) और आधुनिक - रूस ( यहां ) के उदाहरण पर। चलो चलते हैं!

खेल के नियम

आइए नियमों और परिभाषाओं से शुरू करें। "माइक्रोप्रोसेसर" से मेरा मतलब है कि माइक्रोक्रिस्चिट या एकीकरण के उच्च स्तर के माइक्रोकिरसीट का एक सेट, जिसे प्रोग्राम चलाने के लिए डिज़ाइन किया गया है। पहली लोकप्रिय सिंगल-चिप माइक्रोप्रोसेसर चार-बिट इंटेल 4004 थी, जिसे 1971 में जारी किया गया था - यह अमेरिकियों के चंद्रमा पर उतरने के बाद है, इसलिए इस परिभाषा के साथ, वीर अंतरिक्ष अन्वेषण के युग के ऑन-बोर्ड कंप्यूटर चित्र से बाहर हो जाते हैं, जो हमें केवल उबाऊ "वर्कहॉर्स" छोड़ते हैं। हालाँकि, इतना कुछ लिखा गया है कि वीरता युग के ऑनबोर्ड कंप्यूटरों के बारे में, जिनमें हैबे भी शामिल है। इधर , इधर उधर । वे, एक नियम के रूप में, एक विशिष्ट मिशन के लिए डिज़ाइन किए गए थे, जिसमें 13 बिट्स की कुछ प्रकार की कमांड प्रणाली और थोड़ी गहराई थी, फिर 17, फिर 21 - सामान्य रूप से, इसे घर पर दोहराने की कोशिश न करें। चंद्र दौड़ की समाप्ति के बाद और विभिन्न उपग्रह नक्षत्रों की एक साथ तैनाती के साथ बजट में कटौती के साथ एकीकरण शुरू हुआ। नतीजतन, लगभग सभी इच्छुक पार्टियां सीमित संख्या में सार्वभौमिक चिप्स के लिए आईं, जहां भी यह निकला।

दूसरा महत्वपूर्ण बिंदु सूचना की उपलब्धता है। अंतरिक्ष उद्योग कभी भी विशेष रूप से खुला नहीं रहा है। पहला उपग्रह, चंद्रमा पर अंतरिक्ष यात्री की पहुंच या ग्लोनास तारामंडल में उपग्रहों की संख्या एक सरल और समझ में आने वाला विज्ञापन है, लेकिन स्पुतनिक -3 में रेडियो ट्रांसमीटर के डिजाइन की उपभोक्ता विशेषताओं के बारे में डींग मारना मुश्किल है। ऊपर से पारंपरिक निकट-युद्ध की गोपनीयता जोड़ें - और हम RAD750 प्रोसेसर के बारे में जानते हैं कि "उनमें से 150 से अधिक हैं," और केवल एक दर्जन उपग्रह हैं, जिस पर वह खड़ा है। सत्तर के दशक में लिखे गए विशिष्ट वैज्ञानिक प्रकाशनों का एक विशिष्ट उद्धरण इस तरह दिखता है: “विकिरण-कठिन 32-बिट पीएमओएस / एसओएस शिफ्ट रजिस्टर भी बनाया और परीक्षण किया गया है; हालाँकि, इस सर्किट के परीक्षण डेटा को वर्गीकृत किया गया है। ” रूसी उपग्रहों और माइक्रोकिरेट्स पर खुले डेटा के बारे में (और मैं, निश्चित रूप से, केवल खुले डेटा का उपयोग करता हूं) मैं भी शुरू नहीं करना चाहता हूं; मौजूदा crumbs आमतौर पर निरीक्षण द्वारा इंटरनेट पर जाते हैं। वैज्ञानिक प्रकाशन हमें थोड़ा बचाते हैं - खासकर यदि आप जानते हैं कि आप क्या देख रहे हैं। IEEE ऑनलाइन डेटाबेस केवल इलेक्ट्रॉनिक्स इतिहासकार के लिए एक गोदाम है; सोवियत और रूसी वैज्ञानिक पत्रिकाओं और सम्मेलनों के अभिलेखागार के साथ, स्थिति विदेशी लोगों की तुलना में मौलिक रूप से खराब है, लेकिन यह भी निराशाजनक नहीं है। प्रकाशनों का माइनस यह है कि उनके माध्यम से माइक्रोकिरिस्क और उनके आवेदन के बीच संबंध का पता लगाना मुश्किल है, लेकिन माइक्रोकिरिस्क के डिजाइन के बारे में दिलचस्प जानकारी पाई जा सकती है। कुल: लेख पूर्ण होने का दिखावा नहीं करता है, बल्कि यह उदाहरणों का एक संग्रह है जिसके द्वारा व्यक्ति विकास का पालन कर सकता है और अंतरिक्ष अनुप्रयोगों के लिए माइक्रोप्रोसेसरों और माइक्रोकंट्रोलर्स की वर्तमान स्थिति प्रस्तुत कर सकता है।

तीसरी बात पर सहमत - मैं एक iPhone के साथ रोवर के प्रोसेसर प्रदर्शन की तुलना नहीं करूंगा। इसमें कुछ मज़ा है, लेकिन प्रदर्शन में अंतर अच्छे जीवन से नहीं है, इसके उद्देश्य हैं: एक लंबा विकास चक्र, अन्य विश्वसनीयता आवश्यकताएं, चिप निर्माण प्रौद्योगिकी से उपग्रह विधानसभा तक सब कुछ का लंबा प्रमाणन और परीक्षण। बेशक, अंतरिक्ष डेवलपर्स हमेशा अधिकतम कंप्यूटिंग शक्ति प्राप्त करना चाहते हैं - बोर्ड पर जानकारी संसाधित करने के लिए, रेडियो चैनल के बैंडविड्थ को बचाते हुए - लेकिन अक्सर अन्य प्राथमिकताएं अधिक महत्वपूर्ण होती हैं। यही कारण है कि विकास के पूरा होने से लेकर पहली उड़ान तक दस साल बीत सकते हैं, और इसलिए हर कोई उन समाधानों को पसंद करता है जो पहले से ही उड़ चुके हैं - उनके साथ बहुत कम परेशानी है। नतीजतन, अंतरिक्ष माइक्रोक्रिस्केट्स का अंतरिक्ष जीवन तीस से चालीस साल हो सकता है, एक नई पीढ़ी का विकास पिछली एक की पहली उड़ान से पहले भी शुरू हो सकता है, और अभी नब्बे के दशक में विकसित प्रोसेसर अभी भी शुरू हो रहे हैं। मुझे तुरंत पता चल जाएगा कि अंतरिक्ष यान का डिज़ाइन अधिक से अधिक जटिल होता जा रहा है, और अब बोर्ड पर दर्जनों कंप्यूटर हो सकते हैं जिनकी बहुत अलग आवश्यकताएं हैं: आपको घड़ी के चारों ओर छवि सरणियों को संसाधित करने और एक घंटे में एक बार कुछ सेंसर लगाने की आवश्यकता है।

चौथा, बाहरी अंतरिक्ष के विकिरण प्रभावों का एक बहुत ही संक्षिप्त अनुस्मारक। मध्यम लंबाई की एक याद यहाँ है , लेकिन बहुत लंबी - यहाँ ।

विकिरण की एक पूर्ण खुराक के प्रभाव में विद्युत आवेश के संचय से जुड़े होते हैं और एक ढांकता हुआ और एक अर्धचालक के बीच इंटरफेस में; हम मुख्य रूप से एमओएस ट्रांजिस्टर के गेट ऑक्साइड और साइड इन्सुलेशन में रुचि रखते हैं। ये प्रभाव ट्रांजिस्टर के थ्रेसहोल्ड वोल्टेज में बदलाव के रूप में प्रकट होते हैं (पी-चैनलों के लिए, निरपेक्ष मूल्य में वृद्धि, एन-चैनलों के लिए आमतौर पर घट जाती है, लेकिन बाद में आप बारीकियों को देखेंगे), चार्ज वाहक की गतिशीलता में कमी (सर्किट की गति में कमी) और एन-चैनल ट्रांजिस्टर में लीक ( दोनों के बीच नाली और एक ट्रांजिस्टर के स्रोत, और विभिन्न ट्रांजिस्टर के बीच), जिससे स्थैतिक बिजली की खपत में वृद्धि हुई।

एकल प्रभाव इस तथ्य के कारण होता है कि जब एक एकल आवेशित कण ट्रांजिस्टर में प्रवेश करता है, तो इस कण की ऊर्जा का एक हिस्सा माइक्रोक्रेसीट की सामग्री में स्थानांतरित हो जाता है, और इसमें मुक्त इलेक्ट्रॉन-छेद जोड़े बनते हैं। इनमें से कुछ जोड़ियों को एक विद्युत क्षेत्र द्वारा माइक्रोकिरिट में अलग किया जाता है, और यह एक बाहरी कण द्वारा "लाया गया" एक छोटी वर्तमान नाड़ी को देखता है। इसके अलावा, यह वर्तमान पल्स मेमोरी सेल में दर्ज मूल्य को बदल सकता है, तर्क तत्व के इनपुट पर जा सकता है या कुछ भी विनाशकारी कर सकता है, उदाहरण के लिए, ट्रांजिस्टर गेट के माध्यम से तोड़ें या परजीवी थाइरिस्टर संरचना को खोलें और बिजली के लिए एक स्थानीय पृथ्वी गलती बनाएं।
विस्थापन के प्रभाव इस तथ्य के कारण हैं कि एक आने वाला कण न केवल इलेक्ट्रॉन-छेद जोड़े बना सकता है, बल्कि एक पदार्थ के परमाणुओं के साथ सीधे बातचीत भी कर सकता है, जिससे उन्हें क्रिस्टल जाली में सही स्थिति से बाहर खटखटाया जा सकता है। साधारण ट्रांजिस्टर के लिए, ऐसे स्थानीय दोष भयानक नहीं होते हैं, लेकिन वे ऑप्टोइलेक्ट्रोनिक उपकरणों, दो आयामी अर्धचालकों, और नैनोस्केल ट्रांजिस्टर को महत्वपूर्ण नुकसान पहुंचाते हैं।

अभी भी खुराक दर प्रभाव हैं , लेकिन उनके पास ज्यादातर गैर-वाणिज्यिक अनुप्रयोग हैं, इसलिए मैंने उनके बारे में बात नहीं की।

प्रारंभिक चरण - संयुक्त राज्य अमेरिका का उदाहरण

यह तथ्य कि मैं मज़बूती से यह पता नहीं लगा सका कि अंतरिक्ष यान पर पहला माइक्रोप्रोसेसर कौन सा था, काफी अनुमानित था। सार्वजनिक डेटा केवल प्रसिद्ध वैज्ञानिक मिशनों पर उपलब्ध है, और उन्हें आमतौर पर सबसे विश्वसनीय और सत्यापित पर रखा जाता है, अर्थात्, कम महंगे उपग्रहों पर अग्रिम रूप से काम किया जाता है। यह ज्ञात है कि वाइकिंग और वायेजर ऑन-बोर्ड कंप्यूटर असतत तर्क पर इकट्ठे हुए थे, लेकिन यह उन पर था कि घटकों का मानकीकरण और पुन: उपयोग शुरू हुआ। मल्लाह दिलचस्प है कि यह चुंबकीय कोर के बजाय अर्धचालक मेमोरी का उपयोग करने वाला पहला उपकरण था। इसके अलावा, यह एक वाष्पशील CMOS SRAM था, अर्थात, यदि बिजली खो जाती है, तो उसमें मौजूद जानकारी को मिटा दिया जाता है। इंजीनियरों ने प्रबंधन को इस तरह का जोखिम उठाने के लिए कैसे मनाया? पहला, नई मेमोरी के बिना, तेज सीएमओएस लॉजिक को लागू करने का कोई मतलब नहीं होगा। अंतरिक्ष में, CMOS तकनीक अवसर से अधिक थी: इस तथ्य के बावजूद कि CMOS सर्किट द्विध्रुवी समकक्षों की तुलना में धीमे थे और इलेक्ट्रोस्टैटिक डिस्चार्ज के लिए बहुत अधिक संवेदनशील थे, उन्होंने तापमान चरम सीमा को सहन किया, कम शोर संवेदनशीलता थी और मौलिक रूप से कम बिजली की खपत होती थी, जो आमतौर पर बोर्ड पर होती है एक कमी थी। दूसरे, बिजली की आपूर्ति के बैकअप के रूप में, आरटीजी आउटपुट से वोल्टेज को सीधे मेमोरी में लाया गया, यथोचित तर्क दिया कि यदि जनरेटर से कुछ होता है, तो मेमोरी समस्याएं अब प्रासंगिक नहीं होंगी।


चित्रा 1. मल्लाह के साथ एक अर्धचालक स्मृति के साथ बोर्ड।

बहुत पहले - आरसीए 1802

सबसे पहला अंतरिक्ष यान जो मुझे मिला था, जो कि एकीकरण की मध्यम डिग्री के माइक्रोक्रेसीप नहीं थे, लेकिन एक अखंड माइक्रोप्रोसेसर (8-बिट आरसीए 1802) 30 अक्टूबर, 1979 को लॉन्च किया गया मैगसैट उपग्रह है। यह देखते हुए कि 1975 में पहला वाणिज्यिक आरसीए 1802 जारी किया गया था, इसका मतलब यह होना चाहिए कि उन्होंने नासा को स्टोर अलमारियों से पहले मारा - जो कि, सामान्य रूप से सिलिकॉन वैली के शुरुआती दिनों में सामान्य अभ्यास था।

उस युग से एक छोटे से उदाहरण के रूप में, मैं ईई किंग द्वारा एक लेख उद्धृत करूंगा, "1802 माइक्रोप्रोसेसर पर कुल खुराक का प्रभाव", परमाणु विज्ञान पर 1977 में IEEE लेन-देन, लेख 1802 वेरिएंट पर विकिरण खुराक के प्रभाव की तुलना करता है: दो वाणिज्यिक, एक प्रयोगात्मक नमूना। नीलम (एसपीएस) पर एक सिलिकॉन सब्सट्रेट, और विकिरण प्रतिरोध को बढ़ाने के लिए डिज़ाइन की गई एक विशेष प्रक्रिया द्वारा उत्पादित एक नमूना।


चित्रा 2. विकिरण खुराक के प्रभाव में दोनों प्रकार के ट्रांजिस्टर के थ्रेसहोल्ड वोल्टेज की पारी। सी 1 और सी 2 वाणिज्यिक चिप्स हैं, एस एसपीएस पर एक चिप है, एक्स एक विशेष नमूना है।

यह आंकड़ा से देखा जा सकता है कि दोनों वाणिज्यिक नमूने और KNS चिप बल्कि छोटे विकिरण खुराक (8-15 क्रैड (सी)), एन-चैनल ट्रांजिस्टर की दहलीज शून्य से कम हो जाती है, और तर्क सर्किट बस स्विच करना बंद कर देते हैं। उसी समय, एक विशेष तकनीकी प्रक्रिया ने 1 से अधिक म्रद (सी) के प्रतिरोध को प्राप्त करना संभव बना दिया, अर्थात, परिमाण के दो आदेश अधिक। एक बार फिर, मैं ध्यान देता हूं कि वर्ष केवल 1977 है, और विशेष चिप्स पहले से ही विकसित और उत्पादित किए गए हैं। हालांकि, वर्णित आरसीए 1802 सबसे अधिक संभावना पहला संकेत था, क्योंकि अगले बड़े नासा डिवाइस - गैलीलियो - के विकास में प्रतिभागियों के स्मरणों में मुझे एक कहानी मिली थी कि 1977 में नियंत्रण इलेक्ट्रॉनिक्स वास्तुकला को चुनने के समय, 1802 एकमात्र सस्ती उज्ज्वल प्रतिरोधी मोनोलिथिक माइक्रोप्रोसेसर था।

यह ध्यान रखना महत्वपूर्ण है कि उन्होंने पहले से ही अंतरिक्ष में सबसे आम चिप्स का उपयोग करने की कोशिश की - और अब सफलतापूर्वक ऐसा करना जारी रखते हैं। कई अनुप्रयोगों के लिए, न तो अत्यधिक विश्वसनीयता, न ही उच्च विकिरण प्रतिरोध, और न ही असफलताओं की पूर्ण अनुपस्थिति की आवश्यकता होती है - समय की उचित अवधि में विफलताओं की अनुपस्थिति महत्वपूर्ण है, और कई व्यावसायिक चिप्स इस आवश्यकता के साथ सामना करते हैं, जबकि परिमाण के कई आदेश विशेष रूप से डिजाइन की तुलना में सस्ता है। समकक्षों। कम कक्षा में कई सौ उपकरणों के एक उपग्रह तारामंडल के लिए, यहां तक ​​कि बहुत लगातार विफलताओं की उपस्थिति लागत के विपरीत, महत्वपूर्ण नहीं है। और केवल जहां देश की सुरक्षा माइक्रो-सर्किट के कामकाज पर निर्भर करती है, अंतरिक्ष यात्रियों के जीवन, या कम से कम एक बहु-मिलियन-वर्षीय वैज्ञानिक मिशन के भाग्य, उज्ज्वल-प्रतिरोधी चिप्स के बिना नहीं हो सकते। बेशक, मिश्रित दृष्टिकोण हैं, जब सबसे महत्वपूर्ण प्रणालियां उज्ज्वल-प्रतिरोधी चिप्स पर चलाई जाती हैं, और बाकी परंपरागत लोगों पर होती हैं, और यह भी अच्छी तरह से जाना जाता है, जब निर्माता एक ही क्रिस्टल लेता है जो महंगे रेडिएंट-प्रतिरोधी उत्पादों में उपयोग किया जाता है, तो उन्हें सस्ते प्लास्टिक के मामलों में पैक करें। और अंत-से-अंत परीक्षण का संचालन नहीं करता है, कई बार कीमत पर बचत करता है। ऐसी कंपनियां हैं जो विशेष रूप से वाणिज्यिक चिप्स का परीक्षण करने में लगी हुई हैं, जो कि उन लोगों को खोजने के लिए हैं जो गलती से उज्ज्वल प्रतिरोधी बन गए थे। लेकिन वापस गैलीलियो और 1802 में।


चित्रा 3. अंतरिक्ष शटल के साथ गैलीलियो को लॉन्च करना। सत्तर के दशक में बनाए गए शटल के ऑन-बोर्ड कंप्यूटरों ने एकीकरण की एक छोटी सी डिग्री के माइक्रोकिरेट्स पर काम किया, और केवल एक बड़े उन्नयन के दौरान, पहले से ही दो हजारवें हिस्से में बनाया गया, रेडिएंट-प्रतिरोधी 386-ई, 1802-ई और सिविल पावरपीसी 750 बोर्ड पर मिला।

विभिन्न समस्याओं के कारण गैलीलियो ने केवल 1989 में उड़ान भरी, लेकिन मल्लाह के लगभग तुरंत बाद और उनकी सर्वोत्तम प्रथाओं का उपयोग करके डिजाइन किया गया था। "1802 में विकास टीम में कोई भी वास्तव में पसंद नहीं किया", क्योंकि असतत समाधान, यद्यपि अधिक बोझिल, बहुत तेज थे। नतीजतन, इसके फायदे अभी भी विपक्ष द्वारा गलत थे, और डिवाइस की कमांड और डेटा सबसिस्टम (कमांड और डेटा सबसिस्टम) 1802 पर बनाया गया था, और कम लोड, लेकिन पैंतरेबाज़ी नियंत्रण (एटीट्यूड और आर्टिक्यूलेशन कंट्रोल सबसिस्टम) की अधिक मांग गति से संबंधित सबसिस्टम को 16-बिट कंप्यूटर द्वारा नियंत्रित किया गया था। द्विध्रुवी चार-बिट बिट-स्लाइस चिप्स Am2900 (सोवियत समकक्ष - 1802 श्रृंखला) से इकट्ठे हुए।

गैलीलियो हमारे इतिहास के लिए इसके अतिरिक्त महत्वपूर्ण है कि यह पहला उपकरण था जिसमें डिजाइन में एकल विफलताओं की समस्या को ध्यान में रखा गया था। किसी न किसी डिजाइन मानकों के अनुसार बनाए गए माइक्रोक्रिस्किट्स में, वे लगभग दिखाई नहीं देते थे, और किसी को भी उनके अस्तित्व के बारे में तब तक नहीं पता था जब तक कि शोध की जांच बृहस्पति के विकिरण बेल्ट तक नहीं पहुंच गई थी। बृहस्पति का मैग्नेटोस्फीयर इतना बड़ा है कि इसके उपग्रहों (यूरोप, आईओ और गैनीमेड) का हिस्सा इसके अंदर है! बृहस्पति के चुंबकीय क्षेत्र एक भारी ऊर्जा के लिए भारी आयनों को तेज करते हैं, जिसका स्रोत ज्वालामुखी सक्रिय रूप से आयो है। इस तरह की राक्षसी स्थितियां पुराने पायनियर माइक्रोकिरिचेट्स में भी खराबी का कारण बनने के लिए पर्याप्त थीं, लेकिन डिजाइन मानकों से जितना छोटा होता है, स्मृति में बिट को स्विच करने के लिए कम ऊर्जा की आवश्यकता होती है!


चित्र 4. बृहस्पति के चारों ओर विकिरण का चित्र। स्रोत: हैंस हुइब्रिग्स, "यूरोपा के जल वाष्प प्लमों की इन-सीटू टिप्पणियों की व्यवहार्यता", 2015

1977 तक, जब गैलीलियो का डिज़ाइन शुरू हुआ, तो मल्लाह अभी तक बृहस्पति तक नहीं पहुंचे थे, और सभी उपलब्ध विकिरण डेटा केवल पायनियर्स से संबंधित थे। उनकी कुछ रहस्यमय त्रुटियों को बाद में एकल विफलताओं के रूप में वर्गीकृत किया गया था, लेकिन यह बाद में था, और अब तक, न तो स्वयं-सही कोड, और न ही त्रुटियों को खोजने और सही करने के अन्य तरीकों को गैलीलियो ऑन-बोर्ड उपकरण में शामिल किया गया है। "पायनियर्स" और "मल्लाह" में विफलताओं के संभावित कारण के बाद (1982) पाया गया था, "गैलीलियो" के सभी इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों, को चुना गया ताकि विकिरण खुराक के लिए प्रतिरोधी हो, तुरंत त्वरक को भेजा गया, पता करें कि वे कैसे सामना करेंगे एक नई समस्या के साथ। परिणाम निराशाजनक थे: यदि 1806, एक अपेक्षाकृत पुरानी तकनीक का उपयोग करते हुए, सामान्य रूप से व्यवहार किया जाता है, तो प्रगतिशील द्विध्रुवी माइक्रोप्रोसेसर में 2901, 20 से 50% चार्ज कण हिट के कारण खराबी होती है, और इसे शुरू करना असंभव था। क्या करें? दो विकल्प मिले:

1. संकलक लिखने के बाद 1750A आर्किटेक्चर पर आधारित नवीनतम आनंद-प्रतिरोधी ऑन-बोर्ड कंप्यूटर को आज़माएं और सभी सॉफ़्टवेयर को फिर से जोड़ें। इस विकल्प की लागत का अनुमान 20 मिलियन डॉलर (तत्कालीन डॉलर था, वे वर्तमान की तुलना में काफी अधिक महंगे थे)।
2. समस्या चिप्स के दोष-सहिष्णु एनालॉग्स 2901 के विकास के लिए तत्काल आदेश देना। इस मामले में, सभी बार-बार परीक्षण किए गए सॉफ़्टवेयर को फिर से नहीं बनाया जा सकता है। सैंडिया लैब्स ने 5 मिलियन में नए चिप्स के विकास का अनुमान लगाया, और एक निर्णय लिया गया।

नासा टेक ब्रीफ्स, वॉल्यूम 10, अंक 3 सैंडिया लैब्स द्वारा विकसित चिप्स के बारे में कुछ विवरण देता है: वे मूल की तरह द्विध्रुवी नहीं थे, लेकिन सीएमओएस, उनमें से नौ प्रकार (मूल श्रृंखला के लगभग चालीस चिप्स में से) थे, और उन्हें गलती सहिष्णुता प्राप्त करने के लिए उपयोग किया गया था आवश्यक ट्रांजिस्टर की तुलना में व्यापक, साथ ही भंडारण तत्वों के फीडबैक सर्किट में प्रतिरोधक।

डिजाइन SA3000 - दीप्तिमान प्रतिरोधी 8085

उस समय रेडिएंट-रेज़िस्टेंट माइक्रोकिरेट्स को विकसित करने की प्रक्रिया ऐसी लग रही थी कि आप वैज्ञानिक प्रकाशनों का अनुसरण कर सकते हैं। एक उदाहरण के रूप में, मैंने डब्ल्यू किम एट द्वारा एक लेख लिया।1983 में IEEE ट्रांजेक्शन्स द्वारा परमाणु विज्ञान पर प्रकाशित, “CMOS में 8085 माइक्रोप्रोसेसर परिवार में उपयोग किए गए रेडिएशन-हार्ड डिज़ाइन सिद्धांत,”। इसमें, सैंडिया लैब्स के कर्मचारी बात करते हैं कि कैसे उन्होंने SA3000 बनाया - इंटेल 8085 का एक उज्ज्वल संस्करण (साथ ही साथ इंटेल 3155 रैम और इंटेल 8355 रोम के वेरिएंट के रूप में SA3001 और SA3002)। उन्होंने इंटेल को सभी विकास दस्तावेज प्राप्त करने से शुरू किया, जिसमें वायरिंग आरेख और टोपोलॉजी शामिल हैं। मैं भी ऐसी किसी बात से इंकार नहीं करूंगा, मुझे लगता है। आरएचबीपी के साथ, इस मामले में स्थिति पिछले एक की तरह ही है - दोष-मुक्त ऑक्साइड के लिए एक अनुकूलित तापमान शासन के साथ एक विशेष सीएमओएस प्रक्रिया प्रौद्योगिकी, thyristor प्रभाव से बचाने के लिए एक दफन n + परत। हमारे लिए क्या दिलचस्प है एक पूर्ण खुराक और एकल विफलताओं के खिलाफ आरएचबीडी के दृष्टिकोण का विस्तृत विवरण है।

मूल चिप को गतिशील तर्क का उपयोग करते हुए NMOS तकनीक पर बनाया गया था, जो कि लीक के लिए बेहद असुरक्षित है, विशेष रूप से मजबूत थ्रेशोल्ड ट्रांजिस्टर के मामले में। वाणिज्यिक नमूनों का विकिरण प्रतिरोध 700 रेड (सी) से 30 डिग्री (सीआई) तक था। उनमें से सबसे अच्छा, सिद्धांत रूप में, यहां तक ​​कि कम कक्षा में भी इस्तेमाल किया जा सकता था, लेकिन गंभीर परियोजनाओं के लिए, खुराक प्रतिरोध के स्तर को कम से कम परिमाण के एक आदेश की आवश्यकता थी। इसलिए, सैंडिया लैब्स ने मौजूदा टोपोलॉजी को एक रेडिएंट टेक्नोलॉजी (जो अपने दम पर मदद नहीं करेगा) की नकल नहीं की, लेकिन अलग तरह से काम किया। मूल चिप के साथ संगतता सुनिश्चित करने के लिए, पूरा सर्किट अपेक्षाकृत छोटे ब्लॉकों में विभाजित किया गया है, और प्रत्येक ब्लॉक के सर्किट्री को स्थिर CMOS तर्क में स्थानांतरित किया गया है, जो ट्रांजिस्टर के थ्रेसहोल्ड वोल्टेज के रिसाव और बदलाव के लिए अधिक प्रतिरोधी है।यह दृष्टिकोण टोपोलॉजी और बुनियादी संबंधों में ब्लॉकों की पारस्परिक व्यवस्था को संरक्षित करता है, विकास को सरल और तेज करता है।

एक सफल रिडिजाइन के लिए कई सिद्धांत तैयार किए गए हैं।

1. ब्लॉक को 2 V से लगभग शून्य (1 V के नाममात्र मूल्य पर) और p-चैनल को -0.5 V से -4 V (-1 V के नाममात्र मान पर) की n- चैनल ट्रांजिस्टर की दहलीज वोल्टेज श्रेणी में संचालन क्षमता बनाए रखना चाहिए। इस तथ्य के कारण ये सख्त आवश्यकताएं हैं कि जब ट्रांजिस्टर के थ्रेसहोल्ड को अलग-अलग दिशाओं में स्थानांतरित किया जाता है, तो लॉजिक गेट्स की स्विचिंग थ्रेशोल्ड बदल जाती है और परिणामस्वरूप, सर्किट की समयावधि बदल जाती है, जिससे डेवलपर को बहुत अधिक विलंब करने और चिप की आवृत्ति कम करने के लिए मजबूर होना पड़ता है।
2. , -4 5 p- , , Sandia Labs , 10 . , , NMOS CMOS , .
3. , p- , NAND ( p- ) NOR ( ).
4. विकिरण खुराक के तहत ट्रांजिस्टर की दहलीज पारी उस विद्युत मोड के आधार पर भिन्न होती है जिसमें ट्रांजिस्टर स्थित होता है। यह मिलान किए गए जोड़े के सभी प्रकार के लिए महत्वपूर्ण है, उदाहरण के लिए, मेमोरी रिकॉर्डिंग और एम्पलीफायरों को पढ़ने के लिए। इसलिए, दोनों मेमोरी चिप्स को डिज़ाइन किया गया है ताकि एक्सेस लाइनें लगातार रिचार्ज हों, और न केवल आवश्यक होने पर।

एकल विफलताओं (जैसे हैमिंग कोडिंग या अधिक जटिल मेमोरी सेल) के खिलाफ सुरक्षा के लिए कोई विशेष उपाय नहीं किए गए थे, क्योंकि सिमुलेशन ने दिखाया कि आपूर्ति वोल्टेज को 10 वी तक बढ़ाना महत्वपूर्ण स्विचिंग चार्ज को उचित मूल्यों से अधिक बनाने के लिए पर्याप्त है जो कि टीबी को पेश कर सकता है। । टेस्ट ने इस दृष्टिकोण की प्रभावशीलता की पुष्टि की है, 10 वी पर बिजली की विफलता की अनुपस्थिति का प्रदर्शन और 5 वी में बिजली की कमी के साथ उनकी उपस्थिति।

कुल मिलाकर, तीन माइक्रोन के डिजाइन मानकों पर प्रतिरोध को बढ़ाने के लिए "क्लासिक" दृष्टिकोण इस तरह दिखता है: मुख्य समस्या ट्रांजिस्टर के थ्रेशोल्ड वोल्टेज की खुराक शिफ्ट है, विशेष रूप से विकसित तकनीक का उपयोग आवश्यक है, थायरॉइड प्रभाव के खिलाफ संरक्षण तकनीकी रूप से किया जाता है, खुराक से - एक साथ प्रौद्योगिकी और निम्न-स्तर सर्किटरी के स्तर पर। एकल विफलताओं के साथ, आपूर्ति वोल्टेज बढ़ने के कारण सब कुछ ठीक है। परिणामों के अनुसार, पूर्ण पिन-टू-पिन के साथ सैंडिया लैब्स से चिप और मूल के साथ संरचनात्मक संगतता में 18,000 ट्रांजिस्टर बनाम 6500 थे, लेकिन खुराक प्रतिरोध परिमाण के तीन आदेश अधिक थे। लेख में एक महत्वपूर्ण बिंदु भी नोट किया गया था: निर्माण की प्रक्रिया विकास की शुरुआत से पहले पूरी तरह से तय हो गई थी, क्योंकि इसके आगे का अनुकूलन चिप डिजाइन से समझौता कर सकता था। उदाहरण के लिए, एक पतले फाटक ढांकता हुआ का उपयोग कर,उस समय विकिरण प्रतिरोध को बढ़ाने का मुख्य तरीका माना जाता है, गेट कैपेसिटेंस में बदलाव के कारण, यह चिप तत्वों के संचालन की गति को गंभीरता से प्रभावित करता है।

गैलियम आर्सेनाइड

उस समय के रेडिएंट-प्रतिरोधी चिप्स के उत्पादन के लिए प्रौद्योगिकी का एक विशेष निर्माण या एक विशेष निर्माण भी न केवल कुछ के लिए लिया गया था, बल्कि आवश्यक भी था। इसलिए, यह तर्कसंगत है कि सिलिकॉन CMOS तकनीक को अधिक स्थिर बनाने के तरीकों के अनुसंधान के समानांतर, वैकल्पिक विकल्पों की तलाश थी। मुख्य एक गैलियम आर्सेनाइड था।

गैलियम आर्सेनाइड के क्षेत्र में सक्रिय अनुसंधान सत्तर के दशक के मध्य से नब्बे के दशक तक चला, और इसके उच्च विकिरण प्रतिरोध, जेएफईटी ट्रांजिस्टर में गेट ढांकता हुआ की अनुपस्थिति के कारण, इन कार्यों में से एक मुख्य चालक था। इसकी परिणति 1984 में हुई, जब आरसीए, मैकडॉनेल डगलस और सीडीसी-टीआई सहयोग के साथ डीएआरपीए ने गैस एमआइपी माइक्रोप्रोसेसरों के विकास के लिए तीन अनुबंधों पर हस्ताक्षर किए। तकनीकी विशिष्टताओं की महत्वपूर्ण आवश्यकताओं में से एक 30 हजार ट्रांजिस्टर की सीमा थी, जिसका शीर्षक "इतना है कि प्रोसेसर को स्वीकार्य उपज के साथ बड़े पैमाने पर उत्पादित किया जा सकता है"। इसके अलावा, Am2900 परिवार, 1802 माइक्रोकंट्रोलर, साथ ही कई हजार गेट्स के लिए बुनियादी मैट्रिक्स क्रिस्टल और कई किलोबाइट्स के लिए स्थिर मेमोरी चिप्स के GaAs संस्करण थे।

आप तुरंत देख सकते हैं कि 1984-1994 में, GaAs विषय को USSR में विकसित किया गया था, और इसी तरह की एकीकरण के साथ K6500 श्रृंखला को मैक्रॉन में बनाया गया था। सच है, अगर अमेरिकियों ने GaAs के समान CMOS तकनीक बनाने की कोशिश की, तो K6500 ने बहुत तेजी से लागू किया, लेकिन अधिक जटिल और लसदार स्रोत-संबंधी तर्क (ISL)। GaAs में सोवियत विकास को अमेरिकी लोगों के समान ही फेंक दिया गया था - उपज के कारण उच्च लागत से होने वाले लाभ, कुछ प्रतिशत के बराबर थे। गैलियम आर्सेनाइड भविष्य की सामग्री बना हुआ है।

RISC आर्किटेक्चर

संयुक्त राज्य अमेरिका में GaAs की पीड़ा को RISC प्रोसेसर के लिए तत्कालीन मोड द्वारा बहुत बढ़ा दिया गया था, जिसने CISC के समान प्रदर्शन के साथ चिप पर ट्रांजिस्टर की संख्या में गंभीर कमी का वादा किया था। बेशक, आरआईएससी प्रोसेसर न केवल गैलियम आर्सेनाइड बेचा जाता है, सिलिकॉन भी इसके लिए बहुत अच्छा है। पूरे बिग फोर - ARM, MIPS, SPARC, POWER - को अंतरिक्ष में नोट किया गया था, लेकिन सबसे पहले, यह कमोबेश सभी के लिए परिचित है, और दूसरी बात, मेरे पास बाद में उनके बारे में बात करने के कारण होंगे, इसलिए अब एक उदाहरण है कम प्रसिद्ध, लेकिन अंतरिक्ष वास्तुकला के लिए काफी महत्वपूर्ण है।

1980 में, अमेरिकी वायु सेना ने मिल-एसटीडी -1750 ए मानक प्रकाशित किया, जो लागत को कम करने और सैन्य विमानन सॉफ्टवेयर को एकजुट करने के लिए 16-बिट माइक्रोप्रोसेसर इंस्ट्रक्शन सिस्टम का वर्णन करता है। मानक किसी भी तरह से कार्यान्वयन विवरण को विनियमित नहीं करता है, जिसने विभिन्न आपूर्तिकर्ताओं को अपने स्वयं के समाधान पेश करने में सक्षम बनाया है जो सभी दूसरों के साथ और यूएसएएफ के हितों में बनाए गए सॉफ़्टवेयर के साथ संगत हैं। सॉफ्टवेयर, वैसे, विशेष सैन्य भाषा JOVIAL (मिल-एसटीडी -1589) में या कोई कम विशेष सैन्य भाषा एडा (मिल-एसटीडी -1815 ए) में नहीं लिखा गया था। वैसे, अभी भी बहुत सारे हवाई यातायात नियंत्रण प्रणाली JOVIAL पर काम करते हैं (जो कि बहुत पहले इंग्लैंड में समस्याओं का एक समूह नहीं था, जिसके बाद यह पता चला कि प्राचीन भाषा में कर्मचारियों के प्रशिक्षण पर काफी प्रयास और पैसा खर्च किया गया था)।

मानक काफी सफल रहा और न केवल यूएसएएफ, बल्कि नासा, ईएसए और यहां तक ​​कि इजरायल के सैन्य विमानन में वितरण प्राप्त किया। अंतरिक्ष में, 1750 प्रोसेसर अलग-अलग आपूर्तिकर्ताओं (दोनों अलग-अलग चिप्स के रूप में, और उदाहरण के लिए, गैलिलियो के लिए डिज़ाइन किए गए उन बिट-स्लाइस 2901 चिप्स से) ने मंगल पर अमेरिकी मिशन और बृहस्पति कैसिनी और कई मिशनों को नियंत्रित किया। यूरोपीय अंतरिक्ष एजेंसी मिल-एसटीडी -1750 ए और डायनेक्स और प्लेसी द्वारा निर्मित अंग्रेजी-आधारित एमए 31750 चिप्स, इसके आधार पर विकसित किए गए हैं, जो वास्तविक मानक बन गए हैं। दोहरे उपयोग वाले आईटी के विकास में एक मील का पत्थर बनने के बाद, 1750A मानक को 1996 में यूएसएएफ की नई परियोजनाओं के लिए अनुपयुक्त घोषित किया गया था, जब यह स्पष्ट हो गया कि 16 बिट्स छोटे थे और 32-बिट आर्किटेक्चर पर स्विच करना आवश्यक था, जो तब तक बस चुके थे और अपना स्थान ले चुके थे। वाणिज्यिक इलेक्ट्रॉनिक्स में।अंतरिक्ष में, विमानन की तुलना में पीढ़ीगत परिवर्तन और भी धीमा है, और कई सालों तक 1750A पर चलने वाले उपकरण चलते रहे। उदाहरण के लिए, यूरोपीय रोसेटा ने 2004 में धूमकेतु को भेजा और कुछ साल पहले ही कक्षा में सफलतापूर्वक काम कर रहा था, या 2013 में शुरू किया गया भारतीय मंगल अभियान "मंगलयान"।

मैं यूरोपीय विकास के उदाहरण पर प्रोसेसर की अगली पीढ़ी के बारे में विस्तृत कहानी जारी रखूंगा, ताकि मैं केवल अमेरिकी चिप्स के बारे में सामान्य रूपरेखा को रेखांकित करूं: "1802 + 8085" की अवधि "1750 + 386" अवधि के बाद थी, जहां 386 प्रोसेसर भी इंटेल प्रलेखन के अनुसार सैंडिया लैब्स द्वारा विकसित किए गए थे; इन 386 ISS के लिए उड़ान भरने, वे भी अंतरिक्ष हबल का उपयोग कर घटकों को बदल दिया गया था के बाद हबल पर काम किया। फिर, थोड़ी देर के लिए, दृश्य पर MIPS प्रोसेसर की एक पंक्ति दिखाई दी, जिनमें से सबसे प्रसिद्ध न्यू होराइजंस में Mongoose-V है, और अमेरिकी बाजार के बाद पावर आर्किटेक्चर का उपयोग करके निर्मित आरएडी प्रोसेसर द्वारा एकाधिकार किया गया था। इन प्रोसेसरों ने रोवर्स फीनिक्स, अवसर, आत्मा और जिज्ञासा, स्पिट्जर और केपलर दूरबीनों को नियंत्रित किया - और आमतौर पर पिछले बीस वर्षों से नासा में चल रहा है।नवीनतम पीढ़ी - RAD5500 - को 2016 में अंतरिक्ष के लिए प्रमाणित किया गया था और इसे दिन से दिन की पहली उड़ान पर जाना चाहिए। उत्तरार्द्ध इसलिए है क्योंकि नया एचपीएससी (हाई परफॉर्मेंस स्पेसफ्लाइट कम्प्यूटिंग) कार्यक्रम चल रहा है, जिसमें बोइंग ने मल्टी-कोर एआरएम प्रोसेसर के विकास के लिए एक टेंडर जीता है, जो भविष्य में नासा और यूएसएफ़एस्क्राफ्ट के लिए एकीकृत कंप्यूटिंग प्लेटफॉर्म बनना चाहिए। यह उल्लेखनीय है कि मल्टी-कोर और रिसोर्स शेयरिंग आपको रियल-टाइम OS (इस मामले में RTEMS) का उपयोग करके एप्लिकेशन के भाग को नियंत्रित करने की अनुमति देगा, और यह तथ्य कि इसे Yocto Linux का उपयोग करके वास्तविक समय की आवश्यकता नहीं है।जिसमें बोइंग ने मल्टी-कोर एआरएम प्रोसेसर के विकास के लिए एक टेंडर जीता, जो भविष्य में नासा और यूएसएएफ अंतरिक्ष यान के लिए एक एकीकृत कंप्यूटिंग प्लेटफॉर्म बनना चाहिए। यह उल्लेखनीय है कि मल्टी-कोर और रिसोर्स शेयरिंग आपको रियल-टाइम OS (इस मामले में RTEMS) का उपयोग करके एप्लिकेशन के भाग को नियंत्रित करने की अनुमति देगा, और यह तथ्य कि इसे Yocto Linux का उपयोग करके वास्तविक समय की आवश्यकता नहीं है।जिसमें बोइंग ने मल्टी-कोर एआरएम प्रोसेसर के विकास के लिए एक टेंडर जीता, जो भविष्य में नासा और यूएसएएफ अंतरिक्ष यान के लिए एक एकीकृत कंप्यूटिंग प्लेटफॉर्म बनना चाहिए। यह उल्लेखनीय है कि मल्टी-कोर और रिसोर्स शेयरिंग आपको रियल-टाइम OS (इस मामले में RTEMS) का उपयोग करके एप्लिकेशन के भाग को नियंत्रित करने की अनुमति देगा, और यह तथ्य कि इसे Yocto Linux का उपयोग करके वास्तविक समय की आवश्यकता नहीं है।

पहले भाग को छोड़कर, मैं ध्यान देता हूं कि हाल ही में जब तक अमेरिकी नागरिक डिजाइनों को अंतरिक्ष में परिवर्तित करने के समय-परीक्षण के दृष्टिकोण पर पकड़ बनाए हुए हैं, विशेष रूप से विकसित तकनीकी प्रक्रियाओं में स्थानांतरित करके - एचपीएससी को खरोंच से विकसित पहली परियोजना प्रतीत होगी। पूर्वोक्त Mongoose-V एक रेडिएशन मैट्रिक्स मैट्रिक्स पर आधारित एक वाणिज्यिक MIPS कोर है, और पहली पीढ़ी RAD6000 के लिए मास्क का सेट नियमित PowerPC601s के रूप में एक ही टोपोलॉजी फाइलों से बनाया गया था। इसी समय, प्रौद्योगिकी में प्रगति ने धीरे-धीरे कुछ प्रकार के विकिरण प्रभावों से दूसरों पर ध्यान केंद्रित कर लिया है, क्योंकि डिजाइन मानकों में कमी के साथ डाइलेक्ट्रिक्स की मोटाई कम हो जाती है, और इसके साथ ट्रांजिस्टर की दहलीज पारी; इसी समय, डिजाइन मानकों में कमी से आपूर्ति वोल्टेज में कमी और वाल्व की स्विचिंग ऊर्जा में कमी होती है। साथ में, इसका मतलब हैयह स्वीकार्य विकिरण खुराक प्रतिरोध प्राप्त करने के लिए बहुत आसान था, लेकिन नब्बे के दशक के मध्य तक बृहस्पति के विदेशीवाद से एकल विफलताओं को डेवलपर्स के लिए एक प्रमुख सिरदर्द में बदल दिया गया था, जिसे माइक्रोक्रिस्केट के डिजाइन के लिए मौलिक रूप से अलग-अलग तरीकों की आवश्यकता थी।


चित्रा 6. PowerPC750 और RAD750 क्रिस्टल की तुलना। चिप्स समान डिजाइन मानकों पर बने होते हैं, उनका क्षेत्र एक ही समय में लगभग दोगुना हो जाता है। लगभग समान ब्लॉक लेआउट पर ध्यान दें - यह तब होता है जब निम्न-स्तरीय संगतता सुनिश्चित की जाती है। मेमोरी ब्लॉक्स के आकारों में भारी अंतर मल्टी-ट्रांजिस्टर (6T के बजाय 10T) के रेडिएंट में अंतर्निहित उज्ज्वल प्रतिरोधी मेमोरी कोशिकाओं के उपयोग का सुझाव देता है।

एक प्रतिमान बदलाव - यूरोपीय अंतरिक्ष एजेंसी का मामला

यूरोपियन स्पेस प्रोसेसर इंजीनियरिंग का इतिहास स्वीडिश इंजीनियर जिरी गैस्लर के नाम से अटूट है। वह अस्सी के दशक के मध्य में ईएसए में शामिल हो गए और पहले मालिकाना यूरोपीय अंतरिक्ष माइक्रोप्रोसेसर विकसित करने लगे। पहले यह एक लाइसेंस प्राप्त अमेरिकी 1750A था, फिर उसी कमांड सिस्टम (इंग्लैंड में निर्मित) पर आधारित अपना स्वयं का विकास - पहले से ही लिखित सॉफ़्टवेयर के साथ संगतता बनाए रखने के लिए। और, चूंकि यह एक आईटी साइट है, आइए देखें कि यह किस तरह का सॉफ्टवेयर है:

मालिकाना उपकरण
TLD (USA) से Ada संकलक

खुला स्रोत
1750 के लिए GNU संकलन प्रणाली शुरू में दो मुख्य भागों से बनी थी।
एजेंसी के अनुबंध के तहत सीएनएस द्वारा विकसित उपकरणों का एक सेट:

• GNU C संकलक (gcc-2.7.2)
• लिंकर, कोडांतरक, संग्रहक, आदि (बिनुटिल-2.7)
• स्टैंडअलोन सी लाइब्रेरी
• पॉसिक्स-थ्रेड्स लाइब्रेरी (IEEE 1003.1c-1995) (एक प्रारंभिक वास्तविक समय कार्यकारी)
• 1750 के लिए GNU डिबगर (gdb-4.16)

उपकरण का एक सेट या तो एजेंसी में आंतरिक रूप से विकसित हुआ है या बाहरी स्रोतों से उपलब्ध है, और अर्थात्:

• CRTX (स्मार्टकॉम छोटी चक्रीय / तुल्यकालिक वास्तविक समय कार्यकारी - बाहरी)
• स्टैंडअलोन 1750 सिम्युलेटर (ओ। केलॉग सिम 1750-2.3 बी - बाहरी)
• wxIDE (जे। स्मार्ट wxWindows 2.65 - आंतरिक पर आधारित एक पोर्टेबल एकीकृत विकास पर्यावरण)

एक महत्वपूर्ण बिंदु जो सॉफ़्टवेयर के संदर्भ में यूरोपीय अंतरिक्ष एजेंसी के काम को अलग करता है, खुले स्रोत के उत्पादों के निर्माण के लिए लक्षित और व्यवस्थित समर्थन और भुगतान, साथ ही साथ विकास और लागत में कमी के पुन: उपयोग के लिए पारिस्थितिक तंत्र का निर्माण है। न केवल सॉफ्टवेयर के लिए: रेडिएंट-रेसिस्टेंट माइक्रोक्रेसीट्स के लिए, बेल्जियम आईएमईसी संस्थान ईएसए हितों के लिए डेयर डेवलपमेंट प्लेटफॉर्म (डिज़ाइन अगेंस्ट रेडिएशन इफेक्ट्स) बनाता है और उसका समर्थन करता है, जिसमें डिज़ाइन मार्ग, अनुकूलित पीडीके और छह अलग-अलग विनिर्माण प्रक्रियाओं पर डिजिटल और एनालॉग आईपी ब्लॉक के बड़े सेट (350, 180) शामिल हैं। , 90 और 65 एनएम)। ये प्लेटफ़ॉर्म ओपन सोर्स नहीं हैं, लेकिन यदि आवश्यक हो तो सभी ईएसए संपर्क कलाकारों को लाइसेंस दिया जाता है।

ERC32 - पहला पूरी तरह से यूरोपीय

अब वापस गिरि गीस्लर के पास। वास्तुकला में अपने स्वयं के 1750A यूरोपीय प्रोसेसर की पहली पीढ़ी (1989 में एक तीन-चिप किट पूरी हो गई थी, 1991 में पूरी तरह से एकीकृत MA31750) को रोसेटा मिशन पर एक नज़र के साथ विकसित किया गया था, जो कि एक व्यापक यूरोपीय-अमेरिकी वैज्ञानिक कार्यक्रम के झंडे में से एक बनना था, जिसमें दूरबीन भी शामिल थी। हबल ”और सूर्य और ग्रहों का अध्ययन करने के लिए मिशन।

"रोसेटा" एक लंबे और जटिल भाग्य के साथ एक उपकरण है। परियोजना संयुक्त राज्य अमेरिका के साथ मिलकर 1986 में शुरू हुई थी, और मेरिनर एमकेआईआई उपकरणों के कई हिस्सों (1750 ए के पैर यहां से बढ़ रहे हैं) का पुन: उपयोग करने के लिए माना जाता था, लेकिन थोड़ी देर बाद अमेरिकी कांग्रेस ने कार्यक्रम के अमेरिकी हिस्से के लिए धन को रद्द कर दिया (बाद में कैसिनी जांच के लिए कम बजट में बदल दिया गया), और यूरोप अपने आप बना रहा। 1994 में, जब यह स्पष्ट हो गया कि मूल मिशन, जिसमें पृथ्वी के लिए हास्य पदार्थ का वितरण शामिल है, अकेले नहीं खींचा जा सकता है, मिशन के कार्यों में सुधार किया गया था; दस साल बाद, 2004 में, रोसेटा ने धूमकेतु चेरुमोव-गेरासिमेंको के लिए अपनी यात्रा शुरू की, और 2014 में, जब वह उस तक पहुंच गया, तो एक पॉकेट कैलकुलेटर के प्रदर्शन के साथ प्राचीन सर्किट सहित समाचारों को पढ़ा जा सकता था। और यह अभी भी पर्याप्त नहीं है कि फिला लैंडिंग लैंडिंग मॉड्यूल में स्टैक प्रोसेसर के बारे में खबर है कि हार्डवेयर फोर्थ भाषा को लागू करता है।

रोसेटा के भाग्य ने ईएसए को स्पष्ट रूप से दिखाया कि अमेरिकी भागीदारों पर निर्भर करना सबसे अच्छा विचार नहीं है, और एजेंसी ने तकनीकी स्वतंत्रता प्राप्त करने के लिए कार्यक्रमों में काफी पैसा निवेश करना शुरू कर दिया या, हमारी राय में, आयात प्रतिस्थापन में। तीस साल बाद, ये कार्यक्रम जारी हैं, यूरोप की इच्छा से संबंधित अपेक्षाकृत नया प्रोत्साहन प्राप्त करने के लिए रूस तक पहुंच है, और अधिक महत्वपूर्ण बात यह है कि चीनी निर्यात बाजार, चीन के निर्यात प्रतिबंधों, प्रतिबंधों और चीन के साथ अमेरिकी व्यापार युद्धों की परवाह किए बिना।

पर्याप्त अनुभव प्राप्त करने के बाद, ईएसए टीम ने अधिक महत्वाकांक्षी कार्य किया: 32-बिट प्रोसेसर। उस समय, अपने खुद के आरआईएससी आर्किटेक्चर के साथ आने के लिए यह अभी भी फैशनेबल था, लेकिन ईएसए ने इस तरह के मनोरंजन के लिए पैसे आवंटित नहीं किए, जिससे डेवलपर्स को मौजूदा आईएसएएस में से एक चुनने का सुझाव दिया, गैर-मालिकाना और अधिमानतः एक अच्छे सॉफ्टवेयर पारिस्थितिकी तंत्र के साथ। कुछ दर्जन संभावित ईएसए ठेकेदारों के एक जोड़े के साथ कुछ अध्ययन और बाद की चर्चा के बाद, विकल्प SPARC पर गिर गया, जिसमें सभी आवश्यक गुण होते हैं और पहले से ही नब्बे के दशक में सन और फुजित्सु के नेतृत्व में एक प्रतिष्ठित कंसोर्टियम द्वारा स्वतंत्र रूप से वितरित किया जाता है। एक मज़ेदार तथ्य: एआरएम पर विचार किया गया था, लेकिन सॉफ्टवेयर की कम मात्रा के कारण खारिज कर दिया गया था। प्रोसेसर के लिए अन्य दिलचस्प आवश्यकताओं में एडीए भाषा के लिए हार्डवेयर समर्थन था, जो 1750 ए के लिए पहले से लिखे गए सॉफ्टवेयर के काम में तेजी लाने के लिए, साथ ही प्रोसेसर आधारित प्रणालियों के विकास में तेजी लाने के लिए वीएचडीएल मॉडल की उपस्थिति।

विकास की आवश्यकताओं में एक बुनियादी रूप से नया बिंदु यह था कि माइक्रोप्रोसेसर स्वयं एक चिप के रूप में विकसित नहीं हुआ था, लेकिन वीएचडीएल में एक उच्च-स्तरीय प्रोसेसर मॉडल। ऐसा इसलिए किया गया क्योंकि यह विशेष चिप निर्माता पर निर्भर नहीं था और आने वाले कई वर्षों के लिए प्रोसेसर की उपलब्धता सुनिश्चित करने के लिए, भले ही चयनित कारखाने में कुछ हो। अमेरिकी परंपरा के अनुसार, कोर डिजाइन वाणिज्यिक सरू CY601 प्रोसेसर पर आधारित था, और फ्रेंच कारखाना टेमिक सेमीकंडक्टर (800 एनएम के डिजाइन मानकों के साथ उज्ज्वल प्रतिरोधी वॉल्यूमेट्रिक निर्माण प्रक्रिया) विकिरण प्रतिरोध के लिए जिम्मेदार था। तीन साल की योजना के बजाय, परियोजना पांच (1992-1997) तक चली, डिजाइन को दसवें (!) परीक्षण चिप्स के दोहराव पर अंतिम रूप दिया गया, एडा को छोड़ दिया गया - लेकिन परिणामस्वरूप परियोजना को सफल माना गया। परिणामी डिज़ाइन को ERC32 कहा गया, एक तीन-चिप माइक्रोप्रोसेसर किट TSC691-693 के नाम से बाजार में प्रवेश किया, और बाद में भी, परियोजना को TSC695 (20 मेगाहर्ट्ज, 14 टिप्स, 4 MFLOPS, 0.5 W) के रूप में एकल चिप पर प्रदर्शित किया गया।

SPARC के सामान्य कार्यान्वयन के अलावा, ERC32 दोष का पता लगाने और सॉफ्टवेयर सुधार को लागू करता है। इंटेगर यूनिट के रजिस्टरों में 99% ट्रिगर्स, 100% एफपीयू और बाहरी बसों में ट्रिगर्स समानता से लैस हैं। पता चला त्रुटियों छह प्रकार के व्यवधान का कारण बनती हैं, जिसकी प्रतिक्रिया प्रोग्रामेटिक रूप से निर्धारित की जाती है। सबसे सरल मामले में, इंटरप्ट हैंडलिंग को विफल निर्देश को दोहराने में शामिल है, सबसे खराब स्थिति में, यह ऑन-बोर्ड कंप्यूटर का पुनरारंभ हो सकता है। इसके अलावा, एनओपी निर्देश को इस तरह से संशोधित किया जाता है कि, कुछ न करने के बजाय, यह पिछले सभी निर्देशों के एक्सओआर opcodes के रूप में प्राप्त चेकसम की जांच करता है। यदि योग अपेक्षित मान (संकलन में प्राप्त) से मेल नहीं खाता है, तो एक व्यवधान भी कहा जाता है। ईआरसी 32 के विवरण को छोड़कर, मैं ध्यान देता हूं कि इसमें कोई कैश नहीं है, अर्थात, प्रोसेसर डेवलपर्स ने इस बड़ी समस्या को अन्य लोगों तक पहुंचा दिया।

विफलताओं का पता लगाने के प्रस्तावित उपायों से क्षेत्र में 15% की वृद्धि हुई। या 130%, यदि हम दो ईआरसी 32 को एक दोहरे कॉन्फ़िगरेशन में शामिल करने पर विचार करते हैं, जिसके लिए हार्डवेयर समर्थन भी था।

ईआरसी -32 और आईएसएस रूसी सेगमेंट

ERC32 का उपयोग करने वाला पहला उपकरण निस्संदेह एक अलग कहानी का हकदार है, क्योंकि यह रूसी मिशन-महत्वपूर्ण उपकरणों में एक विदेशी इकाई का उपयोग करने का पहला मामला था, और यह भी क्योंकि यह स्पष्ट रूप से दिखाता है कि कैसे महत्वपूर्ण परियोजनाएं नहीं होनी चाहिए।

1992 में, यूएस-यूरोपीय दीर्घकालिक अंतरिक्ष स्टेशन फ्रीडम के निर्माण में आगे की कठिनाइयों के कारण, ईएसए ने रूसी कक्षीय स्टेशन मीर -2 की परियोजना में अपनी भागीदारी की संभावना पर बातचीत शुरू की। रूसी पक्ष सहमत हो गया, लेकिन उसके पास 1992 में बजट नहीं था। दो साल की गहन बातचीत के बाद (अमेरिकी कांग्रेस में वोट 216-215 के स्कोर के साथ समाप्त हो गया), मीर -2 और फ्रीडम परियोजनाएं अंतर्राष्ट्रीय अंतरिक्ष स्टेशन (आईएसएस) में बदल गईं, जैसा कि हम आज जानते हैं। इस बीच, यूरोपीय-रूसी समझौते लागू रहे, और ईएसए ने रूसी मॉड्यूल "डॉन" (डीएमएस-आर, डेटा मैनेजमेंट सिस्टम - रूसी) के लिए डेटा प्रोसेसिंग सिस्टम की एक परियोजना शुरू की।

1995 में उपलब्ध प्रोसेसर - रेडिएंट-प्रतिरोधी 1750 और 386 - प्रदर्शन आवश्यकताओं को पूरा नहीं करते थे, और RAD6000 पर लोड में पूरे प्रोसेसर बोर्ड खरीदना आवश्यक था, जो विकास लचीलापन नहीं देता था। एक अन्य विकल्प ईआरसी 32 था, लेकिन उस समय तक यह केवल मॉडल के रूप में मौजूद था, और सिलिकॉन में एक भी परीक्षण चिप अभी तक नहीं बनाया गया था। मुझे नहीं पता कि इन लोगों ने क्या किया, लेकिन यह स्पष्ट रूप से यह विचार नहीं था कि गैर - मौजूद उन्नत प्रोसेसर के साथ कुछ गलत हो सकता है। और उसके साथ, निश्चित रूप से, शेड्यूल के पीछे एक अंतराल था (जो वाणिज्यिक एनालॉग्स का उपयोग करके कुछ समय के लिए बाईपास किया गया था) और बग्स का एक समुद्र (जो कि एक छोटी विकास टीम की पहली बड़ी परियोजना के लिए अनुमानित था), और कीड़े खराब दस्तावेज थे, यहां तक ​​कि निरंतर प्रत्यक्ष के तहत डेवलपर्स डीएमएस-आर और डेवलपर्स ईआरसी 32 से संपर्क करें। एफपीयू में बग्स में से एक, जिसे आरएससी एनर्जिया के डेवलपर्स किसी भी तरह से स्थानीय नहीं कर सकते थे, अंततः ऑपरेटिंग सिस्टम में पैच के साथ खतना करना पड़ा।

आगे देरी हुई (1998 में, रूस में अंतरिक्ष धन फिर से बहुत अच्छा नहीं था), लेकिन 2000 में ईएसए द्वारा विकसित ऑन-बोर्ड कंप्यूटर सफलतापूर्वक कक्षा में डाल दिए गए थे और तब से रूसी ज़रीया ब्लॉक के अंदर काम कर रहे हैं।


चित्र 7. ERC32 प्रोसेसर पर आधारित ISS Zarya मॉड्यूल का ऑनबोर्ड कंप्यूटर।

1996 में, ERC32 परियोजना के अंत से पहले ही, इसके उत्तराधिकारियों के लिए आवश्यकताओं का विकास शुरू हो गया था। प्रोग्रामर्स की भूख 10 के बजाय 100-500 MIPS तक बढ़ गई, और मूल परियोजना की शानदार सफलता का मतलब था कि यूरोप भविष्य के भविष्य में SPARC वास्तुकला के साथ काम करना जारी रखेगा। प्राथमिक कार्य ERC32 के एकल-चिप संस्करण का निर्माण था, होनहार नया प्रोसेसर कोर था।

LEON-एफटी

LEON-FT परियोजना की मुख्य विशेषता एक चिप के रूप में अंतिम उत्पाद नहीं, बल्कि एक वीएचडीएल कोड के रूप में एक लाइसेंस प्राप्त कोर बनाने और विकिरण कठोरता के बजाय गलती सहिष्णुता सुनिश्चित करने का प्रारंभिक कार्य था। ERC32 के अनुभव से पता चला है कि इसे विश्वसनीय संचालन के लिए दोहराव की आवश्यकता है, और तार्किक अगला कदम एक ऐसी प्रणाली विकसित करना था जिसकी आवश्यकता नहीं है। इस समस्या के समाधान के लिए न केवल पता लगाना आवश्यक है, बल्कि सॉफ़्टवेयर का उपयोग किए बिना हार्डवेयर स्तर पर विफलताओं का सुधार भी है। डिजाइन द्वारा दोष सहिष्णुता और विकिरण को सख्त करने के विचार, निश्चित रूप से LEON-FT लेखकों द्वारा आविष्कार नहीं किए गए थे, लेकिन उनसे पहले इस दृष्टिकोण को मुख्य रूप से ट्रांजिस्टर स्तर पर माना जाता था, और वे चिप के भौतिक कार्यान्वयन से एकल विफलताओं के खिलाफ लड़ाई को पूरी तरह से अनट्यूट करने वाले थे और एक स्थिर चिप बनाने के लिए परियोजना का लक्ष्य बनाया। व्यावसायिक प्रौद्योगिकी पर, और किसी भी विशेष समय पर उपलब्ध - इस प्रकार तकनीकी प्रक्रियाओं और समापन कारखानों के अप्रचलन की समस्या को हल करना। इस प्रकार, एक प्रतिमान बदलाव दर्ज किया गया था: बीस साल पहले हमने SA3000 चिप्स के उदाहरण के साथ देखा था, मुख्य समस्या विकिरण की पूरी खुराक थी, जो तकनीकी तरीकों से लड़ी गई थी, और अवशिष्ट सिद्धांत के अनुसार एकल विफलताओं पर विचार किया गया था। 2000 तक, फोकस बदल गया, एकल विफलताएं मुख्य समस्या बन गईं, और एक विशिष्ट तकनीक के लिए लगाव को एक नुकसान के रूप में देखा जाने लगा, और योग्यता के रूप में नहीं, भले ही कारखाना परीक्षण और विश्वसनीय था। वैसे, अब अंग्रेजी (और ब्रेक्सिट के बारे में एक शब्द भी नहीं) डायनेक्स सेमीकंडक्टर चीनी से संबंधित है, और फ्रांसीसी टेमिक अमेरिकी माइक्रोचिप का हिस्सा बन गया है।

LEON-FT कोर VHDL में लिखा गया था और एक विन्यासकर्ता से सुसज्जित है जो आपको चिप के विभिन्न हिस्सों के लिए एकल विफलताओं से सुरक्षा के लिए अलग-अलग विकल्प चुनने की अनुमति देता है: एक रजिस्टर फ़ाइल और कैश मेमोरी के लिए (कैश दिखाई दिया!) एक / दो समानता या कोडिंग के साथ-साथ मजबूर करने के लिए! कैश मिस, डेटापथ में ट्रिगर के लिए एक पाइप लाइन (एक पाइप लाइन दिखाई) - एक असफल निर्देश से शुरू करने और फिर से प्रयास करने की क्षमता के लिए ट्रिपल अतिरेक की उपस्थिति या अनुपस्थिति। इस प्रकार, भौतिक कार्यान्वयन पर एकमात्र निर्भरता कस्टम मेमोरी ब्लॉकों के साथ इंटरफ़ेस सुविधाओं में है जो रजिस्टर फ़ाइल बनाती है। कैश को छोड़कर अधिकतम सुरक्षा वाले कोर क्षेत्र की वृद्धि लगभग 100% है, खाते में - लगभग 40%; विकलांग सभी विकल्पों के साथ, यह सिर्फ ओपन सोर्स में LEON (-FT उपसर्ग के बिना) के रूप में जारी SPARC V8 कोर निकला। बाद में यह अभ्यास जारी रहा, और अस्थिर संस्करण में LEONx के बाद के संस्करणों को सार्वजनिक डोमेन में रखा गया, और LEONx-FT के कॉन्फ़िगर करने योग्य विफल-सुरक्षित संस्करणों को माइक्रोचिप्स बनाने के लिए या FPGAs में फर्मवेयर के लिए सॉफ्ट आईपी के रूप में पैसे के लिए लाइसेंस दिया गया था। दरअसल, चूंकि LEONx-FT किसी भी तरह से तकनीक से जुड़ा नहीं है, इसलिए कुछ भी उन्हें FPGAs में उपयोग करने से रोकता है - बेशक, अगर चिप पर तत्वों के कनेक्शन को नियंत्रित करने वाली मेमोरी में विफलताओं की अनुपस्थिति के लिए (बल्कि कड़े) स्थिति से मुलाकात की जाती है। हालांकि, यदि यह मेमोरी SRAM नहीं है, लेकिन फ़्लैश या EEPROM, तो यह काफी यथार्थवादी विचार है, यहां तक ​​कि गलती-सहिष्णु FPGAs के अस्तित्व को ध्यान में रखे बिना जिसमें कॉन्फ़िगरेशन मेमोरी स्वयं-सही कोड के साथ हार्डवेयर-कवर है।


चित्रा 8. ट्रॉयड ट्रिगर।

लाइब्रेरी डिज़ाइन नोट: किसी भी लाइब्रेरी के साथ संगतता के लिए, यहाँ मतदान तत्व को साधारण लॉजिक गेट्स से इकट्ठा किया जाता है। बेशक, वह स्वयं किसी भी तरह से एकल विफलताओं से सुरक्षित नहीं है, लेकिन वह एक साधारण ट्रिगर की तुलना में बहुत कम है, जिसका अर्थ है कि इसमें आने की संभावना कम है, और विफलता कम है, लेकिन लचर नहीं है। यदि यह पर्याप्त नहीं है, तो ट्रांजिस्टर स्तर पर मतदान तत्व के विशेष कार्यान्वयन हैं, आंकड़े में दिखाए गए विकल्प की तुलना में विफलताओं के लिए अधिक प्रतिरोधी हैं, और उन्हें लाइब्रेरी में आदिम के रूप में जोड़ा जा सकता है। 1000-100 एनएम के डिजाइन मानकों पर, वृद्धि हुई गलती सहिष्णुता के साथ तर्क तत्वों के काफी दिलचस्प कार्यान्वयन संभव हैं, जिससे माइक्रोक्रेकिट के तर्क डिजाइन को न्यूनतम रूप से बदलने और जटिल ट्रिपल डिजाइनों को पेश नहीं करने की अनुमति मिलती है। सबसे लोकप्रिय विकल्प तत्वों में आंतरिक दोहराव और अंतर्निहित फ़िल्टरिंग (उदाहरण के लिए, मेमोरी में फीडबैक सर्किट में प्रतिरोधों के रूप में) हैं।


चित्रा 9. निर्मित डुप्लिकेट के साथ डाइस मेमोरी सेल; क्रॉस फीडबैक के कारण, इसमें विफलता केवल तभी संभव है जब यह एक साथ दो इनवर्टर से टकराए, जिसे रोकना अपेक्षाकृत आसान है। दाईं ओर एक साधारण मेमोरी सेल और DICE के टोपोलॉजी हैं।

LEON-FT एक परीक्षण परियोजना थी और इसका व्यावसायीकरण करने का इरादा नहीं था; यह विकास, साथ ही बाद के व्यावसायिक उत्पादों - LEON2-FT कोर - को गिजेनबर्ग में स्थित अपनी कंपनी गिसलर रिसर्च में गीस्लर द्वारा बनाया गया था। LEON2-FT के लिए विशेष अधिकार Atmel द्वारा प्राप्त किए गए थे, जिसने Temic, एक ERC32 कंपनी का अधिग्रहण किया था; परिणामी उत्पाद AT697 चिप है, जिसे व्यापक रूप से रूस में जाना जाता है, Atmel विशेष उज्ज्वल तकनीक पर प्रदर्शन किया गया है और इस तथ्य के कारण कि Atmel निर्यात और प्रतिबंधों के प्रतिबंधों के अधीन एक अमेरिकी कंपनी है। 2008 में, गाइस्लर रिसर्च को एयरोफ्लेक्स से अमेरिकियों को बेच दिया गया, फिर इंग्लिश कोबम ने उन्हें खरीद लिया, फिर ब्रेक्सिट की शुरुआत हुई और अब कॉहम, हॉवेल के तहत कुछ अमेरिकी निवेशक को राष्ट्रीय खजाने और राष्ट्रीय रक्षा को भटकाने की अक्षमता के बारे में खरीद रहे हैं। यह यूरोप में आयात प्रतिस्थापन और तकनीकी स्वतंत्रता की कहानी है।

वर्तमान संस्करण - LEON5 - में एक आठ-चरण पाइपलाइन, शाखा भविष्यवक्ता और आधुनिक माइक्रोप्रोसेसरों की अन्य विशेषताएं हैं, और तीसरे संस्करण से शुरू होकर, गैस्लर न केवल प्रोसेसर कोर, बल्कि विभिन्न आईपी ब्लॉकों की एक बड़ी लाइब्रेरी प्रदान करता है, जिससे उपयोगकर्ता चिप पर सिस्टम बना सकते हैं जो उनके विशिष्ट के लिए उपयुक्त हैं। आवश्यकताओं, साथ ही मालिकाना, तृतीय-पक्ष और ओपन सोर्स सॉफ़्टवेयर की एक विस्तृत विस्तृत श्रृंखला (यहां एक विस्तृत विवरण पाया जा सकता है , ऑपरेटिंग सिस्टम में VxWorks 6.9 और 7.0, RTEMS 4.10 और 5, साथ ही kus 3.10 और 4.9 पर आधारित लिनक्स) शामिल हैं।

श्रम का विभाजन

जैसा कि मैंने ऊपर कहा, LEONx-FT IP कोर केवल एकल विफलताओं की समस्या को हल करते हैं; पूर्ण खुराक और thyristor प्रभाव के खिलाफ सुरक्षा उपयोगकर्ता के साथ टिकी हुई है, जिसे या तो एक स्थिर FPGA, या प्रौद्योगिकी और पुस्तकालयों के संयोजन का चयन करना होगा।आइए, हाल ही में इजरायल के बेरेशित चंद्र मिशन में इस्तेमाल किए जाने वाले गैस्लर GR712 चिप के उदाहरण पर करीब से नज़र डालें।

कार्यान्वयन के तीन स्तर हैं। शीर्ष स्तर पर, GR712 एक डुअल-कोर LEON3-FT प्रोसेसर है। उत्पादन स्तर पर, इज़राइली कारखाने टॉवरजाज़ की 180 एनएम की कोई संशोधित व्यावसायिक तकनीकी प्रक्रिया नहीं है। उनके बीच - इज़राइली कंपनी रेमन चिप्स (कोलंबिया की आपदा में मृत्यु के बाद अंतरिक्ष यात्री इलन रेमन के नाम पर) द्वारा विकसित विकिरण प्रतिरोधी पुस्तकालयों रैडसेफ का एक सेट। यह रैडसेफ पुस्तकालय हैं, जो मूल तर्क तत्वों के सर्किट्री और टोपोलॉजी के कारण, विकिरण के कुल अवशोषित खुराक के लिए एक थाइरिस्टर प्रभाव और प्रतिरोध की अनुपस्थिति सुनिश्चित करते हैं। इसी तरह, GR716 - LEON3-FT माइक्रोकंट्रोलर - IMEC के साथ साझेदारी में बनाया गया था, जो कि ताइवानी UMC कारखाने की 180 एनएम प्रक्रिया प्रौद्योगिकी के लिए तार्किक पुस्तकालय और एनालॉग आईपी प्रदान करता था। GR740 - प्रोसेसर,क्वाड-कोर LEON4-FT को लागू करता है - 65 एनएम ST माइक्रोइलेक्ट्रॉनिक तकनीक पर बनाया गया है, जो इसकी प्रक्रिया के लिए उज्ज्वल पुस्तकालय प्रदान करता है। जैसा कि आप देख सकते हैं, वास्तव में प्रौद्योगिकी से कोई संबंध नहीं है, और आप स्वतंत्र रूप से शारीरिक कार्यान्वयन के लिए भागीदारों का चयन कर सकते हैं, जो इस बात पर निर्भर करता है कि आपको किसी विशेष चिप के साथ किस कार्य को हल करने की आवश्यकता है।


चित्रा 10. जीआर 740 प्रोसेसर (65 एनएम एसटीएम प्रक्रिया प्रौद्योगिकी, चार कोर, 250 मेगाहर्ट्ज, 459 एमआइपीएस / कोर, 22.7 एमएफएलओपीएस) बन गया है, जो प्रोटोटाइप के रूप में यूरोपीय रेडिएंट-प्रतिरोधी चिप्स के विकास का एक संक्षिप्त इतिहास।

इस भाग को समेटते हुए, मैं एक बार फिर कई शोधों पर जोर देना चाहता हूं। सबसे पहले, डिजाइन मानकों में कमी ने इस तथ्य को जन्म दिया कि विकिरण प्रतिरोध को सुनिश्चित करने में एकल विफलताओं का महत्व बहुत बढ़ गया, और इसके लिए माइक्रिकोइक्रिट्स के विकास के दृष्टिकोण की आवश्यकता थी। दूसरे, डिजाइन मानकों में कमी के कारण उत्पादन की लागत में उल्लेखनीय वृद्धि हुई और बाजार पर खिलाड़ियों की संख्या में कमी आई, और पारंपरिक वाणिज्यिक प्रौद्योगिकियों का उपयोग करके रेडिएंट-प्रतिरोधी माइक्रोकिरिस्क को विकसित करना आवश्यक हो गया, जो प्रारंभिक स्तर पर मूलभूत रूप से असंभव था। तीसरा, चिप डिजाइन और उनके लिए सॉफ्टवेयर की जटिलता ने मौजूदा परिसंपत्तियों (न केवल अंतरिक्ष वाले) के अधिकतम पुन: उपयोग की आवश्यकता को बढ़ावा दिया है, साथ ही साथ बड़ी संख्या में कंपनियों के प्रयासों को मिलाकर, विकास पारिस्थितिकी प्रणालियों का निर्माण और समर्थन भी किया है।

आधुनिक रूसी विकास के उदाहरण पर इन आवश्यकताओं को कैसे लागू किया गया और विकसित किया गया - दूसरे भाग में । इसमें वर्षा प्रतिरोधी माइक्रोकिरेट्स में शामिल अन्य देशों के बारे में लघु कथाएँ भी होंगी, साथ ही साथ निकट भविष्य में उद्योग का क्या इंतजार होगा।