अंतरिक्ष माइक्रोप्रोसेसरों का एक संक्षिप्त इतिहास, भाग दो

यह अंतरिक्ष अनुप्रयोगों के लिए माइक्रोप्रोसेसरों के इतिहास के बारे में लेख का दूसरा भाग है। पहला भाग यहाँ है । इसमें, अमेरिकी और यूरोपीय माइक्रोकिरिट्स के उदाहरणों पर, हमने पहले एकल-क्रिस्टल प्रोसेसर से दो हजारवें हिस्से के अंत तक उज्ज्वल-प्रतिरोधी चिप्स के विकास के इतिहास पर ध्यान दिया, जब अंतरिक्ष विकास के लिए डिजाइन मानक 100 मीटर के करीब थे।

विकिरण प्रतिरोध को सुनिश्चित करने के लिए अगला बड़ा कदम, सब -100 एनएम के संक्रमण के साथ शुरू हुआ, जहां लगभग हर अगली तकनीक में नए सवाल आते हैं: सामग्री में बदलाव, टोपोलॉजी की आवश्यकताएं बदलती हैं, स्थैतिक शक्ति बढ़ती है (विकिरण के बिना रिसाव, जो एक खुराक के तहत और भी बदतर हो जाते हैं) एकल प्रभावों का महत्व, जो कई लोगों में बदल जाता है, बढ़ता रहता है। इन कार्यों को नए दृष्टिकोण के विकास की आवश्यकता थी और, आश्चर्यजनक रूप से, पुराने लोगों के लिए एक आंशिक वापसी, क्योंकि कुछ चीजें जो 1-0.18 सुक्ष्ममापी के मानकों पर उत्कृष्ट साबित हुईं, वे महीन मानकों पर काम नहीं करती हैं। उदाहरण के लिए, ऐसी प्रौद्योगिकियों में, उपज बढ़ाने के लिए, रेडिएंट-प्रतिरोधी चिप्स के डिजाइनरों द्वारा रिंग ट्रांजिस्टर को प्रिय बनाना निषिद्ध है। मैं रूस के उदाहरण के साथ डिजाइनरों को नई चुनौतियों का सामना करने के तरीके के बारे में बताऊंगा - और साथ ही मैं विदेशी सहयोगियों की सफलताओं के साथ अपने हमवतन की उपलब्धियों की तुलना करूंगा और दिखाऊंगा कि भविष्य में क्या करना है।

आधुनिकता - रूस का उदाहरण

मैंने रूस को मौजूदा चरण का वर्णन करने के लिए चुना, इसलिए नहीं कि रूसी विकास वैश्विक स्तर पर बाहर खड़ा है, बल्कि इसलिए क्योंकि इससे पुराने कुछ के बारे में लिखने का कोई मतलब नहीं है। यूएसएसआर में बहुत सारे शांत माइक्रोक्रिस्किट्स थे, लेकिन दोहरे उपयोग वाले उत्पादों के बारे में सभी जानकारी को वर्गीकृत किया गया था, और अब आप बिना प्रवेश पत्र के केवल बाइक का पता लगा सकते हैं: "चेरनोबिल दुर्घटना के बाद, गोर्बाचेव व्यक्तिगत रूप से मलबे से निपटने के लिए रोबोट डेवलपर्स के पास आया था और एक उज्ज्वल बीएम 6 माइक्रोप्रोसेसर में लाया गया था" (वास्तव में, कीवर्ड "यांत्रिक, जलवायु और अन्य कारकों की एक विस्तृत श्रृंखला में परिचालन बनाए रखता है" विवरण में "xxxxxBM6" नहीं, बल्कि 1806BM2 शामिल हैं)। यादृच्छिक छोटी चीजें हैं: 1839 श्रृंखला में, औद्योगिक जरूरतों के लिए बनाए गए डेवलपर्स के उपलब्ध साक्षात्कार के अनुसार, एक चिप N1839VZh2 है - एक मतदान तत्व। पारंपरिक कंप्यूटरों में, किसी भी चीज़ के लिए बहुमत तत्व की आवश्यकता नहीं होती है, लेकिन यदि आप थोड़ा सा Google करते हैं, तो आप यह जान सकते हैं कि 1839 श्रृंखला GLONASS-M उपग्रहों के कंप्यूटर पर है। यह अफ़सोस की बात है कि इतनी मात्रा में डेटा कुछ भी लिखने की अनुमति नहीं देता है। इसके अलावा, उज्ज्वल माइक्रोप्रोसेसरों के आगमन के समय, यूएसएसआर ने पहले से ही पश्चिमी विकास की नकल करने के रास्ते पर दृढ़ता से काम किया था, इसलिए विशेष नवाचारों की अभी भी उम्मीद नहीं की जानी चाहिए।

माइक्रोइलेक्ट्रॉनिक में नब्बे के दशक को सोवियत विरासत से अंतिम रस के अस्तित्व और निचोड़ द्वारा चिह्नित किया गया था। 2003 में एक सशर्त बदलाव हुआ, जो घटना के रूप में सामने आया: एनआईआईएसआई आरएएस में, 500 एनएम के डिजाइन मानकों के साथ अपना कारखाना शुरू किया गया था, मल्टीकोर परिवार का पहला प्रोसेसर एंगस्ट्रेम श्रृंखला में चला गया, डिजिटल कंपनी कंपनी की स्थापना की गई थी, पूर्व में इससे पहले, मिलैंड्रे के एक वितरक ने एक डिजाइन केंद्र खोला। फिर 2008-2015 के लिए संघीय लक्ष्य कार्यक्रम "इलेक्ट्रॉनिक घटक आधार और रेडियो इलेक्ट्रॉनिक्स का विकास" आया, जो कि निर्धारित लक्ष्यों (2015 तक 45 एनएम, 300 बिलियन रूबल की बिक्री, आदि) को प्राप्त नहीं किया था, लेकिन फिर भी रूसी माइक्रोइलेक्ट्रॉनिक को गंभीरता से मदद करने में कामयाब रहे। अभी रूस में लगभग 150-200 डिज़ाइन केंद्र हैं जो एकीकृत सर्किट के विकास में शामिल हैं, दिग्गज जैसे कि माइक्रोन से लेकर पांच से छह लोगों की टीम में आला चीजें शामिल हैं। इन टीमों का विशाल बहुमत किसी भी तरह सरकारी आदेशों के साथ काम करता है और दोहरे उपयोग वाले उत्पाद बनाता है। इसके अलावा, 2003 और 2014 के बीच का दशक न केवल नए रूसी माइक्रोकिरेट्स के विकास में और विदेशी निर्माताओं के साथ पहले से ही विनाशकारी अंतर को पाटने के प्रयासों में पारित हुआ; नए माइक्रोक्रिस्केट बनाने की तुलना में अधिक कठिन कार्य, सिस्टम निर्माताओं को अपना आवेदन शुरू करने के लिए समझाने का कार्य था। सोवियत बैकलॉग को समाप्त करने के बाद, अधिकांश सिस्टम तकनीशियन घनीभूत रूप से आयातित घटकों में चले गए जो बेहतर बनाए गए, बेहतर प्रलेखित, अधिक विश्वसनीय, अधिक सुलभ - सामान्य रूप से, अन्यथा वास्तव में ऐसा करने का कोई कारण नहीं था। अगला - पिछड़े संगतता की एक दुष्चक्र और मौजूदा बैकलॉग का पुन: उपयोग, धन्यवाद जिसके कारण तंग घरेलू विकास अभी भी जहाज पर बने रहे। निष्पक्षता में, सैद्धांतिक रूप से ऑन-बोर्ड रेडियो उपकरणों के निर्माताओं में कंपनियां थीं और इलेक्ट्रॉनिक घटकों के घरेलू डेवलपर्स के साथ लगातार सहयोग कर रही थीं, लेकिन सामान्य तौर पर, उद्योग में स्थिति कुछ इस तरह दिखती थी:

निकोले टेस्टोएडोव के साथ एक साक्षात्कार से एक उद्धरण, सबसे बड़े रूसी अंतरिक्ष यान निर्माता आईएसएस के निदेशक का नाम रेशेनेव के नाम पर है:

- क्या ब्लागॉवेस्ट सैन्य संचार उपग्रह में विदेशी घटकों की बड़ी हिस्सेदारी है?
- वहां, अनुपात भी बहुत अच्छा नहीं था, क्योंकि 2014 तक, जब कोई जोखिम या प्रतिबंध नहीं थे , तो हमने बड़ी संख्या में विदेशी घटकों को खरीदा। रक्षा मंत्रालय के लिए उपग्रह बनाने का समय अधिक महत्वपूर्ण था।

ऐसा लगता है कि मुझे "जोखिम" शब्द की परिभाषा में कुछ समझ में नहीं आता है। लेकिन एक बार सैन्य वाहनों में आप आयातित घटकों का उपयोग कर सकते हैं, हम यह मान सकते हैं कि माइक्रोक्रिस्केट में "बुकमार्क" या तो मौजूद नहीं हैं, या ओवरलोड के कारण स्टार्टअप के दौरान गिर जाते हैं।

2014 में एक तेज बदलाव आया, जब प्रतिबंधों के कारण, अच्छे दोहरे उपयोग वाले आयातित माइक्रोचिप्स अप्रत्याशित रूप से अनुपलब्ध हो गए। यहाँ, ऐसा लगता है, एक शानदार क्षण था कि वे एक साथ मिलें और घरेलू विकास को आगे बढ़ाएं, लेकिन इसके बजाय, रूसी माइक्रोइलेक्ट्रॉनिक फिर से नकल की फिसलन वाली पटरियों पर गिर गए या, जैसा कि वे अब कहते हैं, आयात प्रतिस्थापन। हालाँकि, मैं भी गीत के साथ बहुत दूर चला गया, तो चलो इसे उप-100 एनएम डिज़ाइन मानकों को देखने से पहले भी जोड़ दें, संक्षेप में रूसी अंतरिक्ष माइक्रोप्रोसेसरों और माइक्रोकंट्रोलर में मामलों के राज्य को देखें जो दस साल के विकास और आयात प्रतिस्थापन के पांच वर्षों के परिणामों पर आधारित हैं।

चिड़ियाघर

जबकि संयुक्त राज्य अमेरिका में एक वास्तविक वास्तविक शक्ति एकाधिकार है, और यूरोप में - एसपीएआरसी, रूस में सभी फूल सभी आर्किटेक्चर पर खिलते हैं।

• एआरएम : कॉर्टेक्स-एम 0 और कॉर्टेक्स-एम 4 एफ कोर पर आधारित रेडिएंट-प्रतिरोधी माइक्रोकंट्रोलर्स के तीन मॉडल मिलेंडर द्वारा निर्मित किए गए हैं, एक और कॉर्टेक्स-एम0 एंगस्ट्रेम और डिजिटल सॉल्यूशंस गठबंधन है, और तीन और एमएक्सएक्स-एम 4 एफ एनआईआईआईएस हैं।
• MIPS : " MIPS- संगत" RISCore32 कोर एल्विस एसपीसी द्वारा विकसित चार विषम-उज्ज्वल बहु-प्रतिरोधी प्रोसेसर को नियंत्रित करते हैं; "MIPS की तरह" KOMDIV गुठली NIIISI, NIIIS और NIIMA "कांग्रेस" के विकास में हैं।
• स्पार्क : रूसी LEON4 (1906MB016) के विकास के लिए मुख्य ठेकेदार - वोरोनिश NIIET। दिलचस्प बात यह है कि SPARC Technologies (ICST) के लिए मास्को सेंटर का इससे कोई लेना-देना नहीं है। जाहिर है, उज्ज्वल-प्रतिरोधी चिप्स डिजाइन करने में वोरोनिश का अनुभव अधिक महत्वपूर्ण था।
• AMCS-96 : सामान्य तौर पर, MCS-96 एक 16-बिट आर्किटेक्चर है, लेकिन NIIET के उदास वोरोनिश जीनियस ने इसके लिए 32-बिट विस्तार किया और उस पर एक रेडियंट माइक्रोकंट्रोलर को इकट्ठा किया।
• पावरपीसी (लगभग वहां): एसटीसी "मॉड्यूल" से एक चिप है, जिसमें एक घोषित प्रतिरोध नहीं है, लेकिन जिसे "ऑन-बोर्ड उपकरण" के लिए डिज़ाइन किया गया है। एवियॉनिक्स के लिए स्पष्ट रूप से।

इसके अलावा, कई 8-10 और 16-बिट माइक्रोकंट्रोलर हैं, डीएसपी / वीएलआईडब्ल्यू (उनकी खुद की और किसी और के "एनालॉग्स") की पसंद, और फिर लगभग कुछ भी: मेमोरी, बीएमसी, एफपीजीए, एफपीएए, एडीसी, डीएसी, माइक्रोवेव। असतत उपकरण। लगभग हर स्वाद के लिए अंतरिक्ष अनुप्रयोग के कुछ माइक्रो-सर्किट हैं - लेकिन तथ्य यह है कि हमें कुछ नहीं, बल्कि प्रतिस्पर्धी, अच्छी तरह से प्रलेखित और अच्छी तरह से समर्थित लोगों की आवश्यकता है, और दूसरे और तीसरे बिंदु के साथ, रूसी निर्माताओं ने परंपरागत रूप से सब कुछ (और वहाँ हैं) जो पहले से है) बुरा।


चित्रा 11. घरेलू माइक्रोप्रोसेसरों की विविधता के सवाल पर एक और टिप्पणी: यह वह है जो "आयात-प्रतिस्थापित" प्रोसेसर मॉड्यूल आमतौर पर दिखता है। हमने झंडा "हमारे पास एक घरेलू प्रोसेसर है" लहराया, और फिर सामान्य मोड में जारी रहा। एक ही फोटो, सिद्धांत रूप में, इस पैमाने के चित्रण के रूप में इस्तेमाल किया जा सकता है कि सब कुछ को आयात करने की कितनी आवश्यकता है।



चित्रा 12. वॉल्यूमेट्रिक और एसओआई एमओएस ट्रांजिस्टर में रिसाव धाराओं की घटना की तुलना। विकिरण की पूरी खुराक के कारण पैरामीट्रिक विफलताओं का मुख्य कारण लीक्स हैं। आंकड़ा स्पष्ट रूप से दिखाता है कि SOI विकिरण प्रतिरोध के साथ सभी समस्याओं को हल नहीं करता है, लेकिन प्रत्येक ट्रांजिस्टर के पूर्ण अलगाव के कारण एक thyristor प्रभाव की मौलिक अनुपस्थिति डेवलपर्स के लिए जीवन को आसान बनाती है, जिसके लिए उनमें से कई SOI के बहुत शौकीन हैं।

चूंकि बिना विकिरण प्रतिरोध के रूस में हर किसी का उल्लेख करना असंभव है (और वे हर कोने के घटनाक्रम के बारे में जानकारी नहीं देते हैं), मैं उन तीन कंपनियों के बारे में संक्षेप में बात करता हूं जो समय-समय पर अंतरिक्ष माइक्रोकिरिट्स के साथ सौदा करती हैं, लेकिन व्यवस्थित रूप से नहीं। बेशक, वे माइक्रोप्रोसेसर और माइक्रोकंट्रोलर में लगे हुए हैं। ये कंपनियां हैं एल्विस, मिलेंडर और NIISI। मुझे एनआईईईटी के विकास के बारे में विस्तार से बताना खुशी होगी, लेकिन विकिरण के खिलाफ उनकी सुरक्षा के तरीकों के बारे में, सामान्य शब्दों की तुलना में कुछ अधिक विशिष्ट होना मुश्किल था, जैसे "माइक्रोकंट्रोलर में लागू विशेष संरचनात्मक और सर्किटरी समाधान जो संचित खुराक के स्तर पर अपने स्थिर संचालन को सुनिश्चित करते हैं। 60 मेव less सेमी 2 / एमजी तक 250 क्रैड और रैखिक ऊर्जा हानि (टीएसजेड) से कम नहीं। अपवाद उनका LEON है, लेकिन सब कुछ किसी अन्य LEON-FT के समान है - ट्रिपल ट्रिगर्स और मेमोरी में शोर-प्रतिरोधी कोडिंग।

JSC SPC "एल्विस"

एल्विस कंपनी 2000 के दशक की शुरुआत से मल्टीकोर प्लेटफॉर्म विकसित कर रही है, जो एक चिप पर नियंत्रण आरआईएससी कोर और डीएसपी का संयोजन है। उन्होंने लगभग उसी समय विकिरण प्रतिरोध सुनिश्चित करने के साथ प्रणालीगत कार्य शुरू किया, साथ ही MEPhI में इलेक्ट्रॉनिक्स विभाग के साथ, पहली बार विदेशी तकनीकों का उपयोग किया; माइक्रोन की अपनी 180 एनएम प्रौद्योगिकी की उपस्थिति के बाद, एल्विस लॉजिक गेट्स की एक उज्ज्वल लाइब्रेरी और एक चिप पर सिस्टम बनाने के लिए आईपी ब्लॉक का एक सेट विकसित करके पहले बाहरी ग्राहकों में से एक बन गया। मल्टीबोर्ट प्लेटफ़ॉर्म (मल्टीकोर के रेडिएंट-रेसिस्टेंट वर्जन) के अधिकांश माइक्रोक्रिस्चिट्स के विवरण में, शिलालेख "माइक्रोक्रिकिट को रूसी संघ के क्षेत्र पर डिज़ाइन और निर्मित किया गया है।" चिप्स का एक सेट स्पेसवायर और स्पेसफ़ाइबर मानकों के अनुसार ऑन-बोर्ड डेटा नेटवर्क बनाने के लिए डिज़ाइन किया गया है और इसमें प्रोसेसर, डीएसपी, मेमोरी, पीएसएल, मेमोरी शामिल हैं। और स्विच करता है।

शुरुआत से ही, एल्विस, स्पेसवायर स्पेसक्राफ्ट (अमेरिकियों अपने स्वयं के मानक - रैपिडियो का उपयोग करते हैं) के लिए यूरोपीय मानक के निर्माण और विकास में सक्रिय रूप से शामिल रहे हैं, अंतर्राष्ट्रीय कार्य समूह की बैठकों में भाग लेते हैं और एक तेजी से स्पेसफाइबर मानक को पेश करने के लिए मुख्य चालक होते हैं।


चित्रा 13. 1892VM206 प्रोसेसर के ब्लॉक आरेख। आरआईएससी कोर के संचालन की आवृत्ति 120 मेगाहर्ट्ज है, डीएसपी कोर 140 मेगाहर्ट्ज हैं, चार स्पेसवायर पोर्ट 300 Mbit / s हैं, दो SpaceFibre पोर्ट 1.25 Gbit / s हैं और फिर विभिन्न तुच्छ विवरण हैं।

सभी सर्किटों में हमारे अपने आनंद-प्रतिरोधी पुस्तकालय पर निष्पादन को विकिरण प्रतिरोध को प्राप्त करने का मुख्य तरीका घोषित किया गया है। आधिकारिक वेबसाइट पर विवरण में कुछ वास्तुशिल्प तकनीकों के बारे में विवरण कम हैं, और प्रकाशनों की खोज ने तस्वीर को स्पष्ट नहीं किया है क्योंकि एल्विस थोड़ा और मुख्य रूप से अन्य विषयों पर प्रकाशित हुआ है। सभी प्रोसेसरों के लिए, संपूर्ण मेमोरी का हैमिंग एन्कोडिंग घोषित किया गया है, और चिप्स में से एक में रजिस्टर फ़ाइल और क्लॉक ट्री का ट्रिपल आरक्षण है। स्वस्थ संशयवाद के साथ इस जानकारी की पूर्णता का उल्लेख करते हुए, आइए मान लें कि मल्टीबोर्ट्स में वास्तुकला की रक्षा LEON-FT की तुलना में कुछ कम विकसित है।

JSC PKK "मिलेंडर"

एक अन्य निर्माता जो बारिश से बचाने वाले माइक्रोकैरिकट्स के साथ बहुत कुछ करता है वह है मिलेंडर। उनके अधिकांश आनंद-प्रतिरोधी चिप्स किसी तरह से ऑन-बोर्ड टेलीमेट्री सिस्टम के लिए डिज़ाइन किए गए हैं - ये सेंसर, एनालॉग और डिजिटल स्विच, एडीसी, मेमोरी, और निश्चित रूप से सिग्नल प्रोसेसिंग चिप्स हैं, हमारी रुचि का विषय तीन माइक्रोकंट्रोलर हैं। अधिक सटीक रूप से, तीन नहीं, बल्कि ढाई, क्योंकि 1986BE8T और 1986BE81T दोनों में एआरएम कॉर्टेक्स-एम 4 एफ कोर हैं, समान परिधीय सेट और केवल प्रोग्राम मेमोरी के प्रकार में भिन्नता है - पहले मामले में रॉम और दूसरे में एसआरएएम। मान लें कि SRAM वेरिएंट वास्तव में ROM वेरिएंट को डीबग करने के लिए आवश्यक है। 1923014 एक अधिक विनम्र ARM Cortex-M0 कोर से लैस है और एक मल्टी-चैनल सेंसर सिस्टम के आयोजन के लिए चिपसेट का हिस्सा है, और यह चिप सामान्य अर्थों में एक माइक्रोकंट्रोलर नहीं है, लेकिन एक विशिष्ट नियंत्रक, एक विशिष्ट अनुप्रयोग के लिए तेज है।

1986BE8T और 1986BE81T के लिए विशिष्टताओं में (उनके पास एक आम है) आप "विफलता की घटनाओं, विफलताओं और त्रुटियों के प्रसंस्करण के लिए नियंत्रक" का वर्णन पा सकते हैं, सहित, अन्य बातों के अलावा, एकल विफलताओं को पैरी करने की कार्यक्षमता, जैसा कि ऊपर वर्णित ERC32 प्रोसेसर का उपयोग करके भी किया गया है। विभिन्न प्रकार की मेमोरी में त्रुटि-सुधार कोडिंग (SECDED हैमिंग कोड) के संचालन का विस्तृत विवरण। मुझे इसके बारे में कोई खुली जानकारी नहीं मिली, उदाहरण के लिए, ट्रिगर्स या एक ट्री ट्री का ट्रिपल आरक्षण, इसलिए आइए मान लें कि वास्तुकला की विफलता सहिष्णुता के दृष्टिकोण से 19868 ERC32 और LEON-FT के बीच है।


चित्रा 14. एक अछूता जेब में उच्च वोल्टेज LDMOS ट्रांजिस्टर के साथ क्रॉस-सेक्शन SOI BCD

अधिकांश रेडिएंट-प्रतिरोधी मिलैंडर चिप्स का तकनीकी आधार पुस्तकालयों और जर्मन कारखाने XFAB से 180 एनएम बीसीडी एसओआई प्रक्रिया प्रौद्योगिकी का एक मालिकाना आईपी सेट है। पारंपरिक एसओआई के विपरीत, इस तकनीक में एक मोटी सिलिकॉन साधन परत (एक माइक्रोन के आदेश) है और ज्यादातर मामलों में एक पारंपरिक थोक प्रौद्योगिकी की तरह व्यवहार होता है। अव्यक्त ऑक्साइड की उपस्थिति एक को एक दूसरे से तत्वों के ढांकता हुआ अलगाव को व्यवस्थित करने की अनुमति देती है और इस प्रकार एक थाइरिस्टर प्रभाव की अनुपस्थिति की गारंटी देती है, और यह तथ्य कि यह एक बड़ी गहराई पर है आप सिलिकॉन और एक छिपे हुए ढांकता हुआ के इंटरफेस पर लीक के बारे में चिंता नहीं करने की अनुमति देते हैं, जो पारंपरिक एसओआई तकनीक के खुराक प्रतिरोध को कम करते हैं।


चित्र 15. दो या तत्वों की तुलना।

आंकड़ा बढ़ते विकिरण प्रतिरोध के विभिन्न तरीकों का उपयोग करके बनाए गए मिलेंडर पुस्तकालयों से दो समान तर्क तत्वों (दो-इनपुट OR) को दर्शाता है। बाईं ओर, आप रिंग एन-चैनल ट्रांजिस्टर देख सकते हैं जो ट्रांजिस्टर रिसाव को पूरी तरह से बेअसर कर देते हैं। हालांकि, इस तरह के एक कट्टरपंथी उपाय अक्सर अत्यधिक होता है, क्योंकि पारंपरिक रैखिक ट्रांजिस्टर (कभी-कभी थोड़े बदलाव के साथ) विकिरण की मध्यम खुराक के लिए काफी होते हैं, और उनके आवेदन के कारण, एक छोटे से क्षेत्र और बिजली की खपत के साथ पर्याप्त प्रतिरोध प्राप्त किया जा सकता है - जो आंकड़े में स्पष्ट रूप से दिखाया गया है।

मिलेंडर द्वारा चुनी गई तकनीक की एक महत्वपूर्ण विशेषता 200 वी तक के उच्च वोल्टेज के साथ संचालन के लिए डिज़ाइन किए गए ट्रांजिस्टर और अन्य तत्वों की उपस्थिति है। एकल चिप पर डिजिटल तर्क और बिजली उपकरणों का एकीकरण आपको अत्यधिक कुशल डीसी / डीसी कन्वर्टर्स, प्रमुख ड्राइवर, माइक्रो-कंट्रोलर को एकीकृत बनाने की अनुमति देता है। ड्राइवरों और मांग में कई अन्य चीजें। अभी, इन अवसरों का उपयोग नहीं किया जाता है, लेकिन जब वे शुरू करते हैं, तो मिलेंडर को अन्य डेवलपर्स पर गंभीर प्रतिस्पर्धात्मक लाभ मिलेगा, क्योंकि रूस में इस तकनीक के कोई प्रत्यक्ष एनालॉग नहीं हैं; या 3.3 वी के वोल्टेज पर 180 एनएम या 1-3 माइक्रोन के डिजाइन मानकों पर उच्च वोल्टेज। उच्च वोल्टेज LDMOS (और यहां तक ​​कि उनकी खुशी) के विषय पर काम NIIIS द्वारा पिछले कुछ वर्षों से प्रकाशित किया गया है, लेकिन अभी तक ये केवल वैज्ञानिक प्रकाशन हैं, और बड़े पैमाने पर उत्पादन की कोई बात नहीं है। वसंत ऋतु में, ऐसी खबरें आईं कि ब्रायनकॉस "सिलिकॉन-एल" में 500 एनएम के डिजाइन मानकों "द्वितीयक शक्ति स्रोतों के माइक्रोकिरिस्केट" के लिए महारत हासिल की गई थी, लेकिन कोई विवरण नहीं दिया गया था।


चित्रा 16. बीसीडी एसओआई तकनीक 180 एनएम का उपयोग करके मिलेंडर के उज्ज्वल-प्रतिरोधी विकास के विकास के लिए रोडमैप। और हाँ, आप सही दाएँ कोने में "FPGA" शब्द देखते हैं, उनके पास पहले से ही यह है और यह काम करता है।

संघीय राज्य संस्थान वैज्ञानिक केंद्र प्रणाली अनुसंधान के लिए वैज्ञानिक अनुसंधान संस्थान

NIISI व्यवस्थित रूप से कंप्यूटिंग की पड़ताल करता है, जिसमें अंतरिक्ष अनुप्रयोगों के लिए उज्ज्वल माइक्रोप्रोसेसर भी शामिल है। व्यवस्थित अनुसंधान, एक शैक्षणिक संस्थान के रूप में, प्रकाशनों की संख्या में KPI का अर्थ है, इसलिए, व्यावसायिक कंपनियों की तुलना में संस्थान की प्रगति की निगरानी करना बहुत आसान है। हम "COMDIV" लाइन के "स्पेस" भाग में रुचि रखते हैं (एक "उच्च प्रदर्शन" भाग भी है)।

KOMDIV की वास्तुकला MIPS32 का एक रचनात्मक संशोधन है, जो नब्बे के दशक की शुरुआत में NIIIS द्वारा लाइसेंस प्राप्त था। प्रारंभ में, संस्थान ने विदेशी कारखानों के साथ काम किया, और अपने स्वयं के उत्पादन की उपस्थिति के बाद, इसने दो मोर्चों पर काम करना शुरू कर दिया, जिससे अधिकांश खुशी-प्रतिरोधी लाइन घर में चली गई। NIIIS फैक्ट्री मास्को में कुर्त्चोव इंस्टीट्यूट में स्थित है; यह 2003 में लॉन्च किया गया था और यह एक छोटे पैमाने पर पायलट उत्पादन है जो बहुत मामूली क्षेत्र पर मुहरबंद समूहों में स्थित है। वास्तव में, शिक्षाविदों बेतालिन, वालिव, और वेलिकोव के प्रयासों ने आज के समय में मिनिमल फैब अवधारणा को महसूस किया है, जो केवल जापानी की तुलना में पंद्रह साल पहले काम किया था (और पहली बार 1983 में वी। लाबुनोव द्वारा मिन्स्क में आविष्कार किया गया था)। प्रारंभ में, कारखाने ने 500 एनएम के डिजाइन मानकों के साथ काम किया, बाद में 350 और 250 एनएम के मानकों में महारत हासिल की गई,साथ ही इन्सुलेटर तकनीक पर सिलिकॉन, जो एनआईआईआईएस रेडिएंट-प्रतिरोधी लाइन का आधार बन गया।

1890VM1T प्रोसेसर (वॉल्यूमेट्रिक 500 एनएम प्रौद्योगिकी, 50 मेगाहर्ट्ज) के दो मुख्य लाभ - यह काम करता है और यह घरेलू है। लेकिन रूसी माइक्रोक्रिस्केट्स इतने गंभीर हैं कि कम कक्षा के लिए (अर्थात् नए "डिजिटल" सोयूज-टीएमए और प्रोग्रेस-एम स्पेसक्राफ्ट के ऑन-बोर्ड कंप्यूटरों के लिए) यह पर्याप्त है, विकिरण के खिलाफ किसी विशेष सुरक्षा की पूर्ण अनुपस्थिति के बावजूद। सामान्य ऑपरेशन के लिए, 1890BM1T को बाहरी इंटरफेस के साथ काम करने के लिए जिम्मेदार एक साथी चिप की आवश्यकता होती है (तीन चिप्स पर ईआरसी 32 कैसे बनाया गया था) के समान। अधिक गंभीर स्थितियों के लिए, एनालॉग्स विकसित किए गए (श्रृंखला 5890, 1900 और 1907) एसआईआई तकनीक का उपयोग करके थायरिस्टर प्रभाव से छुटकारा पाने के लिए। उसी समय, 1907 श्रृंखला चिप्स में, इंटरफ़ेस नियंत्रक पहले से ही प्रोसेसर के रूप में उसी चिप पर है।

जैसा कि मैंने थोड़ा ऊपर कहा, NIISI उत्पादों के अध्ययन के लाभों में से एक प्रकाशनों की बहुतायत है। उदाहरण के रूप में, आइए 2011 और 2013 में परमाणु विज्ञान पर IEEE लेनदेन में प्रकाशित दो लेख लें। पहला एमएस गोरबुनोव et.al है, "एसओई सीएमई माइक्रोप्रोसेसर की एसईई संवेदनशीलता का विश्लेषण: विभिन्न परीक्षण विधियों द्वारा प्राप्त परिणामों का सहसंबंध।" यह 33 एनएम के क्लॉक आवृत्ति के साथ 500 एनएम SOI प्रोसेसर का वर्णन करता है। दोष सहिष्णुता को बढ़ाने के लिए घोषित वास्तु उपायों में से, केवल कैश समता, जहां एक त्रुटि कैशे मिस के समान रुकावट का कारण बनती है। इसके अलावा, ट्रांजिस्टर का एक विशेष टोपोलॉजी लागू किया गया था, जो परजीवी द्विध्रुवी प्रभाव को दबाता है और जिससे खराबी के लिए थ्रेशोल्ड बढ़ जाता है (और साथ ही, असंबंधित कारणों से, पूर्ण विकिरण खुराक के लिए प्रतिरोध बढ़ जाता है)। अपेक्षाकृत आसान हैलेकिन अगर मुख्य लक्ष्य दोष सहिष्णुता है, तो यह वही है जो आपको चाहिए। और फिर, जब विफलताओं की समस्या हल हो जाती है, तो आप विफलता सहिष्णुता के बारे में सोचना शुरू कर सकते हैं।

दूसरा लेख है पीएन ओसिपेंको et.al., "स्पेस एप्लिकेशन के लिए फॉल्ट-टॉलरेंट SOI माइक्रोप्रोसेसर"। यहां हम पहले से ही 500 के बजाय 350 एनएम और 33 के बजाय 50-66 मेगाहर्ट्ज (प्रदर्शन 50 मेगाहर्ट्ज पर 8.9 एमएफएलओपीएस) देखते हैं। यह अभी भी 150 मेगाहर्ट्ज नहीं है, जैसे कि अमेरिकी RAD750 अंतरिक्ष में एक ही समय के लिए उड़ान भर रहा है, लेकिन प्रगति स्पष्ट है। और भी दिलचस्प चिप की विस्तृत आंतरिक संरचना है। पूरा कोर तीन गुना है - ट्रिगर्स नहीं, जैसा कि लियोन-एफटी में है, लेकिन सभी संयोजन तर्क हैं। यह, निश्चित रूप से, तीन गुना (66 मेगाहर्ट्ज पर 1.8 डब्ल्यू) क्षेत्र और खपत बढ़ाता है, लेकिन न केवल भंडारण तत्वों में, बल्कि संयोजन वाले लोगों में भी विफलताओं से मदद करता है। वे स्मृति की तुलना में बहुत छोटे होते हैं, क्योंकि उन्हें कुछ को प्रभावित करने के लिए घड़ी के संकेत के सामने के समय के साथ मेल खाना चाहिए (और विफलता के तर्क से गुजरने पर भी प्रभाव पड़ता है, लेकिन यह विशेष रूप से है),लेकिन अगर आपने पहले ही सब कुछ ठीक से करना शुरू कर दिया है, तो आपको उनसे छुटकारा पाने की आवश्यकता है।


चित्र 17. K32TMR प्रोसेसर का ब्लॉक आरेख।

कर्नेल को कई मध्यम-आकार के घटकों में विभाजित किया गया है, जिसके अंतराल पर मतदान होता है (जिसके परिणाम लॉग होते हैं)। यदि आवश्यक हो, तो "विश्वसनीयता ब्लॉक" रुकावट का कारण बनता है, बाहरी हस्तक्षेप की आवश्यकता वाली त्रुटियों को सुधारना (उदाहरण के लिए, ALU में ऑपरेंड को फिर से लोड करना)। इन ब्लॉकों को उनकी शोर प्रतिरोधक क्षमता बढ़ाने के लिए बड़े एकल ट्रांजिस्टर पर बनाया जाता है (एकल कणों के कारण हस्तक्षेप सहित)। चूंकि पहले से ही तिगुने तर्क में ट्रिगर को ट्रिगर करने के लिए यह अनावश्यक रूप से अनावश्यक है, वे एक समय में एक खर्च करते हैं, लेकिन एक डाइस मेमोरी सेल के समान आंतरिक अतिरेक होते हैं। इसे सभी रजिस्टर फाइलों और प्रोसेसर कैश के लिए आधार के रूप में लिया जाता है। रैफाइल्स अतिरिक्त रूप से हैमिंग कोड के साथ बाइट द्वारा सुरक्षित हैं, कैश समता द्वारा संरक्षित हैं। इसके अलावा, आसन्न कैश बिट शारीरिक रूप से अलग हैं,एक बाइट में दो त्रुटियों की संभावना को कम करने के लिए, और अप्रयुक्त कैश को लगातार त्रुटियों के संचय को रोकने के लिए पृष्ठभूमि में पढ़ा जाता है।

जैसा कि आप देख सकते हैं, इस प्रोसेसर में एक बार में सभी सर्वोत्तम शामिल हैं - सभी स्तरों पर, पुस्तकालय तत्वों से वास्तुकला तक। यह दृष्टिकोण आपको वास्तव में उत्कृष्ट परिणाम प्राप्त करने की अनुमति देता है - विफलताओं का संतृप्ति पार अनुभाग पूर्ववर्ती की तुलना में कम परिमाण का एक आदेश है। परिमाण का एक क्रम कम, लेकिन चिप की विशाल जटिलता के कारण। अनजाने में आप अपने आप से एक सवाल पूछते हैं - क्या वास्तव में सब कुछ इतना कट्टर करना आवश्यक है? कई मिशनों के लिए, विशेष रूप से उन लोगों के जीवन या गति-महत्वपूर्ण गणना (जैसे चंद्रमा पर उतरना) से संबंधित नहीं है, आपको सरल समाधानों का उपयोग करना चाहिए और आपको चिप को तेज और बदले में अधिक ऊर्जा कुशल बनाने की अनुमति देनी चाहिए। 0.25 सुक्ष्ममापी के डिजाइन मानकों पर एक अप्रशिक्षित 1907BM01A4 चिप और 5 डब्ल्यू, सीपीयू 89 एमआइपीएस (100 मेगाहर्ट्ज पर) और एफपीयू 20 एमएफएलओपीएस की खपत के लिए, क्रमशः 66 मेगाहर्ट्ज और 9 डब्ल्यू, 49 एमआइपी और 14 एमएफएलओपीएस में एक ट्रेंड 1907BM044 के लिए घोषित किया गया है।परिणामस्वरूप, बड़े को देखते हुएआधिकारिक साइट से आरेख और विवरण , NIISI ट्रॉल्ड गुठली और पारंपरिक दोनों को विकसित करना जारी रखता है।


चित्रा 18. एनआईआईआईएस (मेरा) की आधिकारिक वेबसाइट से माइक्रोक्रेसीपस के विकास पर चार्ट। लाल अंडाकार में - एक ट्रिपल कोर के साथ चिप्स। एसओआई तकनीक के अनुसार जो कुछ भी किया गया है, वह उज्ज्वल प्रतिरोधी है।

यह आरेख से देखा जा सकता है कि एनआईआईएसआई ने पहले प्रौद्योगिकी में सुधार किया, और फिर एसओआई के अनुसार, सबसे अच्छे उपलब्ध मानकों पर, वे चारों ओर मुड़ गए जैसा कि उन्हें चाहिए। हमारे लिए तालिका का सबसे दिलचस्प हिस्सा ऊपरी बाएं कोने है, जो 65 एनएम तकनीक पर आधारित एक त्रिकोणीय उज्ज्वल माइक्रोप्रोसेसर के विकास का वादा करता है। बेशक, इंटरनेट पर इस प्रोसेसर के बारे में कोई विशेष जानकारी नहीं है, लेकिन प्रकाशन फिर से हमारी सहायता के लिए आते हैं जो हमें 65 एनएम विकिरण प्रतिरोध के अध्ययन को देखने की अनुमति देते हैं - और इस विषय पर पहले लेख 2012 तक।

और अब अंत में सब -100

चित्र 19. एक उदाहरण के रूप में 65 एनएम परीक्षण क्रिस्टल का उपयोग करते हुए कई मेमोरी विफलताओं।

यह आंकड़ा 65 एनएम प्रौद्योगिकी का उपयोग करके बनाए गए एक स्मृति सरणी में एक अलग प्रकार (लगभग सभी महान गैसों का उल्लेख किया गया) के एक आरोपित कण प्राप्त करने के परिणामों को दर्शाता है। बाईं ओर साधारण मेमोरी है, दाईं ओर एक विशेष रूप से डिज़ाइन की गई उज्ज्वल मेमोरी है। एक हिट से दस glitches! दो नहीं, तीन नहीं - दस। यह प्रभाव इस तथ्य के कारण होता है कि माइक्रोकिरिट के तत्वों के आयाम लगातार कम हो रहे हैं, लेकिन उस क्षेत्र का आकार जहां से अतिरिक्त चार्ज एकत्र किया जाता है, जब एक आवेशित कण प्रवेश करता है तो वही रहता है (लगभग 2-2.5 माइक्रोन) क्योंकि यह आकार क्रिस्टल पर आवेश के प्रसार पर निर्भर करता है। और अब तकनीक उस बिंदु पर पहुंच गई है जहां मेमोरी सेल काफी छोटा हो गया है ताकि कोई भी हिट एक ही बार में कई कोशिकाओं को कवर कर ले। यह तथ्य कि यह प्रसार है प्रभावित क्षेत्रों के विशिष्ट रूप से स्पष्ट है - ठीक दो कॉलम, और दाएं और बाएं आगे कोई प्रसार नहीं है।अलग से, सबसे सही स्तंभ पर ध्यान दें - ये प्रोटॉन से विफल होते हैं, जो सौर विकिरण के थोक बनाते हैं। यही कारण है कि आपको पृथ्वी के विकिरण बेल्ट (इलोन मास्क, मैं आपको और आपकी मंगल ग्रह की उड़ान को अभी नहीं देख रहा हूं) के पीछे आधुनिक वाणिज्यिक चिप्स नहीं चलाना चाहिए। आकृति के दाईं ओर - एक समान मेमोरी पर डेटा, लेकिन रेडियोस्टॉयक। जैसा कि आप देख सकते हैं, कई विफलताओं (और एक ही समय में सब कुछ के साथ) के साथ समस्याओं का एक महत्वपूर्ण हिस्सा हल हो गया है - ऐसी मेमोरी सेल का केवल क्षेत्र सामान्य से कई गुना बड़ा है। और मैंने अंतरिक्ष में फैले सभी ट्रांजिस्टर के साथ 65 एनएम डाइस सेल को इकट्ठा करने के बारे में भी शुरू नहीं किया, साथ ही साथ इन कोशिकाओं के दो या चार को मिलाकर अंतरिक्ष को बचाने के लिए और परिणामी मल्टी-लेवल मेटलाइजेशन नेल्स में उलझने नहीं दिया। हालाँकि, NIIIS प्रकाशनों के बीच भी ऐसे काम हैं।सौर विकिरण के थोक बनाने। यही कारण है कि आपको पृथ्वी के विकिरण बेल्ट (इलोन मास्क, मैं आपको और आपकी मंगल ग्रह की उड़ान को अभी नहीं देख रहा हूं) के पीछे आधुनिक वाणिज्यिक चिप्स नहीं चलाना चाहिए। आकृति के दाईं ओर - एक समान मेमोरी पर डेटा, लेकिन रेडियोस्टॉयक। जैसा कि आप देख सकते हैं, कई विफलताओं (और एक ही समय में सब कुछ के साथ) के साथ समस्याओं का एक महत्वपूर्ण हिस्सा हल हो गया है - ऐसी मेमोरी सेल का केवल क्षेत्र सामान्य से कई गुना बड़ा है। और मैंने अंतरिक्ष में फैले सभी ट्रांजिस्टर के साथ 65 एनएम डाइस सेल को इकट्ठा करने के बारे में भी शुरू नहीं किया, साथ ही साथ इन कोशिकाओं के दो या चार को मिलाकर अंतरिक्ष को बचाने के लिए और परिणामी मल्टी-लेवल मेटलाइजेशन नेल्स में उलझने नहीं दिया। हालाँकि, NIIIS प्रकाशनों के बीच भी ऐसे काम हैं।सौर विकिरण के थोक बनाने। यही कारण है कि आपको पृथ्वी के विकिरण बेल्ट (इलोन मास्क, मैं आपको और आपकी मंगल ग्रह की उड़ान को अभी नहीं देख रहा हूं) के पीछे आधुनिक वाणिज्यिक चिप्स नहीं चलाना चाहिए। आकृति के दाईं ओर - एक समान मेमोरी पर डेटा, लेकिन रेडियोस्टॉयक। जैसा कि आप देख सकते हैं, कई विफलताओं (और एक ही समय में सब कुछ के साथ) के साथ समस्याओं का एक महत्वपूर्ण हिस्सा हल हो गया है - ऐसी मेमोरी सेल का केवल क्षेत्र सामान्य से कई गुना बड़ा है। और मैंने अंतरिक्ष में फैले सभी ट्रांजिस्टर के साथ 65 एनएम डाइस सेल को इकट्ठा करने के बारे में भी शुरू नहीं किया, साथ ही साथ इन कोशिकाओं के दो या चार को मिलाकर अंतरिक्ष को बचाने के लिए और परिणामी मल्टी-लेवल मेटलाइजेशन नेल्स में उलझने नहीं दिया। हालाँकि, NIIIS प्रकाशनों के बीच भी ऐसे काम हैं।जिस पर आपको पृथ्वी के विकिरण बेल्ट (इलोन मास्क, मैं आपको और आपकी मंगल की उड़ान को अभी नहीं देख रहा हूँ) के लिए आधुनिक वाणिज्यिक चिप्स नहीं चलाना चाहिए। आकृति के दाईं ओर - एक समान मेमोरी पर डेटा, लेकिन रेडियोस्टॉयक। जैसा कि आप देख सकते हैं, कई विफलताओं (और एक ही समय में सब कुछ के साथ) के साथ समस्याओं का एक महत्वपूर्ण हिस्सा हल हो गया है - ऐसी मेमोरी सेल का केवल क्षेत्र सामान्य से कई गुना बड़ा है। और मैंने अंतरिक्ष में फैले सभी ट्रांजिस्टर के साथ 65 एनएम डाइस सेल को इकट्ठा करने के बारे में भी शुरू नहीं किया, साथ ही साथ इन कोशिकाओं के दो या चार को मिलाकर अंतरिक्ष को बचाने के लिए और परिणामी मल्टी-लेवल मेटलाइजेशन नेल्स में उलझने नहीं दिया। हालाँकि, NIIIS प्रकाशनों के बीच भी ऐसे काम हैं।जिस पर आपको पृथ्वी के विकिरण बेल्ट (इलोन मास्क, मैं आपको और आपकी मंगल की उड़ान को अभी नहीं देख रहा हूँ) के लिए आधुनिक वाणिज्यिक चिप्स नहीं चलाना चाहिए। आकृति के दाईं ओर - एक समान मेमोरी पर डेटा, लेकिन रेडियोस्टॉयक। जैसा कि आप देख सकते हैं, कई विफलताओं (और एक ही समय में सब कुछ के साथ) के साथ समस्याओं का एक महत्वपूर्ण हिस्सा हल हो गया है - केवल ऐसी मेमोरी सेल का क्षेत्र सामान्य से कई गुना बड़ा है। और मैंने अंतरिक्ष में फैले सभी ट्रांजिस्टर के साथ 65 एनएम डाइस सेल को इकट्ठा करने के बारे में भी शुरू नहीं किया, साथ ही साथ इन कोशिकाओं के दो या चार को मिलाकर अंतरिक्ष को बचाने के लिए और परिणामी मल्टी-लेवल मेटलाइजेशन नेल्स में उलझने नहीं दिया। हालाँकि, NIIIS प्रकाशनों के बीच भी ऐसे काम हैं।आकृति के दाईं ओर - एक समान मेमोरी पर डेटा, लेकिन रेडियोस्टॉयक। जैसा कि आप देख सकते हैं, कई विफलताओं (और एक ही समय में सब कुछ के साथ) के साथ समस्याओं का एक महत्वपूर्ण हिस्सा हल हो गया है - ऐसी मेमोरी सेल का केवल क्षेत्र सामान्य से कई गुना बड़ा है। और मैंने अंतरिक्ष में फैले सभी ट्रांजिस्टर के साथ 65 एनएम डाइस सेल को इकट्ठा करने के बारे में भी शुरू नहीं किया, साथ ही साथ इन कोशिकाओं के दो या चार को मिलाकर अंतरिक्ष को बचाने के लिए और परिणामी मल्टी-लेवल मेटलाइजेशन नेल्स में उलझने नहीं दिया। हालाँकि, NIIIS प्रकाशनों के बीच भी ऐसे काम हैं।आकृति के दाईं ओर - एक समान मेमोरी पर डेटा, लेकिन रेडियोस्टॉयक। जैसा कि आप देख सकते हैं, कई विफलताओं (और एक ही समय में सब कुछ के साथ) के साथ समस्याओं का एक महत्वपूर्ण हिस्सा हल हो गया है - ऐसी मेमोरी सेल का केवल क्षेत्र सामान्य से कई गुना बड़ा है। और मैंने अंतरिक्ष में फैले सभी ट्रांजिस्टर के साथ 65 एनएम डाइस सेल को इकट्ठा करने के बारे में भी शुरू नहीं किया, साथ ही साथ इन कोशिकाओं के दो या चार को मिलाकर अंतरिक्ष को बचाने के लिए और परिणामी मल्टी-लेवल मेटलाइजेशन नेल्स में उलझने नहीं दिया। हालाँकि, NIIIS प्रकाशनों के बीच भी ऐसे काम हैं।अंतरिक्ष में फैले सभी ट्रांजिस्टर के साथ 65 एनएम पर एक DICE सेल को कैसे इकट्ठा करना है, साथ ही साथ अंतरिक्ष को बचाने के लिए इन कोशिकाओं में से दो या चार को मिलाना और परिणामस्वरूप बहु-स्तरीय धातुरूप नूडल्स में उलझना नहीं है। हालाँकि, NIIIS प्रकाशनों के बीच भी ऐसे काम हैं।अंतरिक्ष में फैले सभी ट्रांजिस्टर के साथ 65 एनएम पर एक DICE सेल को कैसे इकट्ठा करना है, साथ ही साथ अंतरिक्ष को बचाने के लिए इन कोशिकाओं में से दो या चार को मिलाना और परिणामस्वरूप बहु-स्तरीय धातुरूप नूडल्स में उलझना नहीं है। हालाँकि, NIIIS प्रकाशनों के बीच भी ऐसे काम हैं।


चित्र 20. पारंपरिक 6T मेमोरी सेल (शीर्ष दाएं) के टोपोलॉजी और DARE65 लाइब्रेरी (IMEC, बेल्जियम) से एक वर्षारोधी संस्करण की तुलना। उज्ज्वल नीला - द्वार, भूरा - सक्रिय सिलिकॉन।

ट्रिपल ट्रिगर्स के साथ, यह भी मजेदार है - ताकि दो भंडारण तत्व एक ही कण से नहीं भटके, उन्हें 2-2.5 माइक्रोन द्वारा अलग किया जाना चाहिए। 180 या 350 एनएम पर, यह मुश्किल नहीं है, लेकिन 65 एनएम मानकों के अनुसार, तीन गुना त्रिभुज का क्षेत्र एक सामान्य से बारह गुना बड़ा है (और इस क्षेत्र का अधिकांश हिस्सा खाली है)। नतीजतन, खपत के दृष्टिकोण से, और क्षेत्र, और सीएडी में डिजाइन की सादगी के माध्यम से, एक थ्रेडेड योजना, पूरी तरह से मानक तत्वों पर काफी दूर तक क्रियान्वित की जाती है, जो कि तैयार त्रिपली ट्रिगर्स और आंतरिक अतिरेक के साथ अन्य बुनियादी तत्वों के उपयोग की तुलना में अधिक लाभदायक है।


चित्र 21. स्व-मतदान के साथ ट्रिपल मॉड्यूलर अतिरेक और दोहरी मॉड्यूलर अतिरेक। J.Teufel के लेख से, “सेल्फ वोटिंग डुअल-मॉड्यूलर-रिडंडेंसी सर्किट के लिए
एकल-घटना-क्षणिक न्यूनीकरण, परमाणु विज्ञान पर IEEE लेनदेन, 2008 (सैंडिया लैब्स अभी भी हमारे साथ हैं, या यों कहें, अभी भी उनके साथ हैं)

चित्र में आरेख 2008 की तारीखों का है और दिखाता है कि हमारे शपथ मित्र, RAD750 (और सैंडिया लैब्स की गतिविधि का मुख्य क्षेत्र अमेरिकी सैन्य परमाणु कार्यक्रम है) की तुलना में कम सार्वजनिक उत्पादों में कई अलग-अलग दिलचस्प चीजों का उपयोग करते हैं। विशेष रूप से, ऊपर वर्णित लेख में और हाल के कई प्रकाशनों में, चिप के विभिन्न हिस्सों में एक साथ ट्रिपल और दोहरे मॉड्यूलर अतिरेक का उपयोग कैसे करें के सवाल पर विस्तार से चर्चा की गई है। और वैसे, अगर मतदान तत्व में पर्याप्त रूप से बड़ी देरी होती है, तो दोहरे अतिरेक योजना में यह तर्क में एकल दोष को फ़िल्टर करेगा, और परिणाम ट्रिपल अतिरेक के रूप में स्थिर होगा।

अब देखते हैं कि 65 एनएम तकनीक पर पुस्तकालय के तत्व क्या दिखते हैं। मैं फिर से NIISI से काम बोली - यू.बी. Rogatkin एट अल।, "65 एनएम CMOS प्रौद्योगिकी का उपयोग कर विकिरण-प्रतिरोधी तत्वों के एक पुस्तकालय का विकास", NIISI RAS की कार्यवाही, 2018। चूंकि दोष सहिष्णुता के लिए चिंता लगभग पूरी तरह से विकास के अन्य स्तरों पर स्थानांतरित हो गई है - वास्तुकला और टोपोलॉजी के स्वत: संश्लेषण, तत्वों के स्थान पर प्रतिबंधों को ध्यान में रखते हुए - तत्व पुस्तकालयों के डेवलपर्स के मुख्य कार्य फिर से कुल अवशोषित खुराक और थाइरिस्टर प्रभाव से सुरक्षा बन गए।


चित्र 22. 65 एनएम प्रौद्योगिकी का उपयोग करके बने तर्क कोशिकाएं।

आकृति में सबसे बाएं तत्व एक नियमित लाइब्रेरी इन्वर्टर है।

दूसरा तत्व इसका उज्ज्वल संस्करण है, जो गार्ड रिंग से सुसज्जित है जो थाइरिस्टर प्रभाव को रोकता है। यह महत्वपूर्ण है कि रिंग में केवल एक तरफ धातु से संपर्क होता है, और हमें सिलिकॉन परत के प्रतिरोध को ध्यान में रखना चाहिए, जो इस समाधान की प्रभावशीलता को प्रभावित करने के लिए काफी बड़ा हो सकता है।

तीसरा समान पलटनेवाला है, जिसमें अंतरिक्ष को बचाने के लिए गार्ड रिंग के किनारे काट दिए जाते हैं।

चौथा एक ही है, लेकिन गार्ड के छल्ले के बाहरी हिस्से के संपर्क के साथ, उनके प्रतिरोध को अच्छी तरह से नियंत्रित करने के लिए और इस बात की परवाह नहीं करने के लिए कि उन्हें ब्लॉकों में कैसे इकट्ठा किया जाता है।
पांचवां - दो इनवर्टर का एक ब्लॉक और गार्ड रिंग के बंद भागों के साथ एक 2INE तत्व दिखाया गया है।

के रूप में विकिरण की पूरी खुराक के लिए, यहाँ सब -100 एनएम मानकों पर सब कुछ और भी सरल है और पुरानी तकनीकों की तुलना में अधिक समझ में आता है। उनमें रिसाव रिसाव पहले से ही बिना किसी विकिरण के हैं, उन पर सब कुछ रखा गया है, और इसलिए, यह केवल इस तथ्य के लिए एक अतिरिक्त सुधार पेश करने के लिए बना हुआ है कि वे आगे बढ़ेंगे। इस स्तर की विशिष्ट प्रौद्योगिकियां आमतौर पर ट्रांजिस्टर के लिए तीन विकल्प प्रदान करती हैं - कम थ्रेशोल्ड वोल्टेज के साथ (तेजी से, लेकिन बड़े रिसाव के साथ), मध्यम थ्रेशोल्ड वोल्टेज के साथ और उच्च थ्रेशोल्ड वोल्टेज के साथ (धीमा, लेकिन छोटे रिसाव के साथ), और उपयोगकर्ता आवश्यक हो तो गठबंधन कर सकते हैं। मानक पुस्तकालयों को आमतौर पर तीन संस्करणों में भी बनाया जाता है, और एक उज्ज्वल-प्रतिरोधी एक को डिजाइन करते समय, गति और लीक के बीच एक समझौता किया जाना चाहिए, इस तथ्य को देखते हुए कि ट्रांजिस्टर श्रृंखला में या समानांतर में जुड़े हुए हैं।


चित्र 23. तर्क तत्वों की योजनाएं 2I-NOT और 2OR-NOT।

तत्व 2 में, या नहीं, एन-चैनल ट्रांजिस्टर समानांतर में जुड़े हुए हैं, जो रिसाव को दोगुना कर देता है, जिसका अर्थ है कि इस जगह में उच्च थ्रेशोल्ड वोल्टेज के साथ ट्रांजिस्टर का उपयोग करना समझ में आता है। और 2I-NOT में वे श्रृंखला में जुड़े हुए हैं, और वहां आप ट्रांजिस्टर की सामान्य सीमा छोड़ सकते हैं। और इस तरह के तर्क (अधिमानतः माप डेटा द्वारा समर्थित) को पुस्तकालय में सभी सैकड़ों तत्वों पर लागू करने की आवश्यकता होती है, और फिर यह सोचें कि भंडारण तत्वों के साथ क्या करना है ताकि वे कम भ्रमित हों, और आधुनिक ट्रिगर्स में आमतौर पर उपयोग किए जाने वाले एनालॉग कुंजी के माध्यम से लीक हो जाएं। उन्होंने सब कुछ नहीं तोड़ा, इत्यादि।

आज तक, एनआईआईआईएस के पास 65 एनएम डिजाइन मानकों पर विकास के लिए एक पूर्ण प्लेटफॉर्म है, जिसमें लाइब्रेरी, आईपी ब्लॉक, मेमोरी कंपाइलर, हाई-स्पीड इंटरफेस आदि शामिल हैं। यह भी महत्वपूर्ण है कि इस प्लेटफ़ॉर्म को अन्य रूसी कंपनियों को लाइसेंस दिया जाता है, जो अमेरिकियों के साथ अंतर पर काबू पाने में मदद करता है, और व्यावहारिक रूप से यूरोपीय लोगों के साथ पकड़ लेता है। यदि कारखाना TSMC नहीं था, लेकिन इसका अपना, जैसा कि अमेरिका और यूरोप में है ... लेकिन यह एक और कहानी है जो हमारी आंखों के सामने प्रकट होती है। 2014 के बाद, 2014 के बाद "उत्तीर्ण योग्यता और उत्पादन में महारत हासिल करने" की स्थिति में मिक्रोन की माइक्रोन प्रक्रिया प्रौद्योगिकी में देरी हुई, और काफी समय से इसके बारे में कोई खबर नहीं आई है; लेकिन पिछले कुछ महीनों में रूस में 28 एनएम मानकों पर उत्पादन करने की दीर्घकालिक योजनाओं के बारे में पर्याप्त खबरें आई हैं। इन योजनाओं को कब लागू किया जाएगा और क्या यह एक बड़ा सवाल है।

इस भाग को सारांशित करते हुए, हम ध्यान दें कि, डिज़ाइन मानकों में कमी के साथ, डेवलपर्स के सामने आने वाले कार्य फिर से बदल गए हैं। गहरी सबमिक्रॉन प्रौद्योगिकियां विकिरण की एक पूर्ण खुराक के लिए प्रतिरोधी हैं, जो अधिकांश अनुप्रयोगों के लिए पर्याप्त है, और आपको मूल प्रक्रिया प्रौद्योगिकी को संशोधित किए बिना, चिप विकास के चरण में thyristor प्रभाव और एकल / एकाधिक विफलताओं के खिलाफ सुरक्षा को व्यवस्थित करने की अनुमति देती है। यह उत्पादन की लागत को कम करने और नई प्रौद्योगिकियों के विकास में तेजी लाने में मदद करता है। प्रगति के लिए मुख्य बाधाएं आर्थिक हैं: दोनों परीक्षण और "मुकाबला" चिप्स का विकास और व्यापक अध्ययन, प्रौद्योगिकी की प्रत्येक नई पीढ़ी के साथ अधिक महंगा हो रहा है, और अंतरिक्ष चिप्स के अल्प परिचलन हमें इन लागतों की उचित क्षतिपूर्ति करने की अनुमति नहीं देते हैं। इसलिए, डेवलपर्स उपयोग किए गए प्रत्येक तकनीक की क्षमताओं को अधिकतम करने और यथासंभव लंबे समय तक उपयोग करने की मांग करते हैं, केवल तभी जब यह बिल्कुल आवश्यक हो और विकास प्लेटफ़ॉर्म बनाकर आपको माइक्रोक्रिस्केट की एक विस्तृत श्रृंखला बनाने की अनुमति देता है। रूसी डेवलपर्स आज पश्चिमी सहयोगियों से काफी पीछे हैं, और इस अंतराल के कारण वैज्ञानिक या इंजीनियरिंग नहीं हैं, लेकिन संगठनात्मक और आर्थिक हैं।

जबरन बाकी सभी का संक्षिप्त विश्लेषण

जापान

जापानी अंतरिक्ष एजेंसी JAXA मध्यम रूप से अंतर्राष्ट्रीय गतिविधि में शामिल है, और उनके अधिकांश अंतरिक्ष अनुसंधान जापानियों द्वारा अपने दम पर किए जाते हैं। कक्षा में आने वाली कठिनाइयों के सफल होने के बारे में मिशन महत्वाकांक्षी और आश्चर्यजनक कहानियों के साथ प्रभावित करता है। यदि मैट डेमन एक अंतरिक्ष जांच खेल सकते हैं, तो हम पहले से ही बॉक्स ऑफिस पर हायाबुसा के बारे में फिल्में देखेंगे (जापानी, वैसे, उन्हें पहले ही तीन टुकड़े शूट कर चुके हैं), और अकात्सुकी के बारे में। अंतरिक्ष के लिए माइक्रोप्रोसेसर, बाकी सभी चीजों की तरह, जापानियों के पास खुद के आर्किटेक्चर हैं, और यहां तक ​​कि उत्पादन के उनके डिजाइन मानक भी बाकी दुनिया में नहीं हैं (उदाहरण के लिए 300 और 200 एनएम)। मुझे इस बारे में विस्तार से लिखना बहुत अच्छा लगेगा, लेकिन बहुत कम जानकारी है, और गैर-जापानी में लगभग कोई जानकारी नहीं है, इसलिए मुझे खुद को एक संक्षिप्त अवलोकन तक सीमित करना होगा।


चित्र 24. जापानी रेडिएंट-प्रतिरोधी प्रोसेसर पर जानकारी का एक विशिष्ट स्रोत।

मुख्य JAXA उपकरण आपूर्तिकर्ता हिताची, NEC और MHI (मित्सुबिशी हेवी इंडस्ट्रीज) हैं। अस्सी के दशक में, जापानी उद्योग TRON परियोजना के बारे में भावुक था, जिसने एंड-टू-एंड नेटवर्क इन्फ्रास्ट्रक्चर डिजाइन की पेशकश की। जापानी अभी भी उद्योग और अंतरिक्ष में TRON रियल-टाइम ऑपरेटिंग सिस्टम का उपयोग करते हैं, लेकिन TRON माइक्रोप्रोसेसरों की वास्तुकला को बहुत जल्दी छोड़ दिया गया था (हालांकि इस पर उज्ज्वल-प्रतिरोधी चिप्स बनाए गए थे और, सबसे अधिक संभावना है, उन्होंने MIPS64 के पक्ष में) और NEC के मामले में एक और उड़ान भरी थी। जापानी 32-बिट सुपरहेड आर्किटेक्चर (एच हिताची है; इसका एसएच 2 संस्करण जापानी कारों में पाया जा सकता है, और सेगा ड्रीमकास्ट और हिताची और रेनेसस ऑटोमोटिव उत्पादों में एसएच 4)।


चित्र 25. जापानी अंतरिक्ष माइक्रोप्रोसेसर। HR5000 - MIPS64, SOI-SOC - SH4।


चित्र 26. SOI-SOC2 अनुप्रयोगों का चित्रण।

SOI-SOC में "SOI", निश्चित रूप से, "इन्सुलेटर पर सिलिकॉन" का अर्थ है। SOI-SOC3 का तकनीकी स्तर 200 एनएम है, विकास में अगली पीढ़ी कम होगी। JAXA का एक छोटा लेकिन महत्वपूर्ण उद्धरण: “जमीनी स्तर पर वायुमंडलीय न्यूट्रॉन के कारण उपभोक्ता / औद्योगिक प्रोसेसर में नरम त्रुटियों की एक बड़ी समस्या है। SOI-SOC MPU को उन प्रोसेसर के उपयोगकर्ताओं के लिए उच्च-विश्वसनीयता भागों के रूप में वितरित किया जाएगा। " वायुमंडलीय न्यूट्रॉन की समस्या मुख्य रूप से विमानन से संबंधित है, लेकिन यह एक और कहानी है। यह सब जापानियों के साथ है, उनके पड़ोसियों के पास जाओ।

चीन

चीनी अंतरिक्ष कार्यक्रम सबसे तेजी से बढ़ रहा है और सबसे बंद में से एक है, चीनी प्रोसेसर के बारे में जानकारी सिर्फ चीनी समुद्र की तुलना में। कुछ भी ठोस कहना मुश्किल है, सिवाय इसके कि चीनी ने परत-दर-परत हर चीज की एक कतार में शुरुआत की और 2014 में उनके पास रूस के लिए बहुत सारे पद थे जो प्रतिबंधों के तहत गिर गए। हाल ही में, हालांकि, चीनी अंतरिक्ष यात्री और चीनी माइक्रोइलेक्ट्रॉनिक दोनों में बहुत सारे पैसे का निवेश किया गया है, और नवीनतम उपकरण चीनी अकादमी ऑफ साइंसेज द्वारा विकसित MIPS- संगत प्रोसेसर पर उड़ते हैं (कुछ भी नहीं मिलता है?) लोंगसन। Loongson नागरिक पीसी, टैबलेट और यहां तक ​​कि एक सुपर कंप्यूटर का निर्माण करते हैं; संयुक्त राज्य अमेरिका और चीन के बीच व्यापार युद्ध के प्रकोप के बाद इस प्रक्रिया में काफी तेजी आई।

इजराइल

इज़राइल स्पेस एजेंसी की स्थापना 1981 में की गई थी, इसका पहला उपग्रह 1988 में इज़राइल से लॉन्च किया गया था। अब इज़राइल नागरिक वैज्ञानिक और सैन्य वाहनों के कई परिवारों (स्वतंत्र रूप से और विदेशी स्पेसपोर्ट से) को विकसित और लॉन्च कर रहा है। मुझे उनके भराई के बारे में जानकारी नहीं मिली, लेकिन मैं यह सुझाव देने के लिए उद्यम करता हूं कि कम से कम पहले टोही वाहनों में से एक मुख्य इजरायली विमानन ठेकेदारों द्वारा विकसित किया गया था जो 1750A आर्किटेक्चर चिप्स पर उड़ गए। आधुनिक सिविल इंजीनियरिंग में, इज़राइली कंपनियां अपने यूरोपीय समकक्षों के साथ बहुत सहयोग करती हैं, इसलिए LEONs के उपयोग को मानना ​​तर्कसंगत है। इस बात की पुष्टि यह है कि बेरेशिट निजी उपग्रह ने पिछले साल GR712 पर उड़ान भरी थी, जो कि LEON का एक संस्करण है जो इजरायल में विकसित और निर्मित है।

भारत

भारत में, केवल 180 एनएम मानकों के साथ, माइक्रोक्रिस्किट का उत्पादन नहीं होता है, केवल स्थानीय विज्ञान अकादमी के प्रायोगिक कारखाने (इसमें कुछ भी याद नहीं है?)। भारतीय खुशियों पर कुछ शोध करते हैं, लेकिन कुछ भी महत्वपूर्ण नहीं है। विभिन्न स्रोतों से खंडित जानकारी के अनुसार, वे अपने उपग्रहों के लिए ERC32 और LEON प्रोसेसर विकल्पों का उपयोग कर रहे हैं / और शानदार मार्टियन मिशन "मंगलयान" को पूरी तरह से Mil-Std-1750A आर्किटेक्चर प्रोसेसर (फिर से यूरोपीय) द्वारा नियंत्रित किया गया था।

ब्राज़िल

ब्राजील का माइक्रोइलेक्ट्रॉनिक लगभग एक ब्राजीलियाई अंतरिक्ष कार्यक्रम की तरह है: आप इसके बारे में कुछ नहीं जानते, लेकिन यह मौजूद है। विशेष रूप से, ब्राजीलियाई सॉफ्टवेयर विधियों का उपयोग करके साधारण हार्डवेयर पर एकल विफलताओं को सही करने में मजबूत विशेषज्ञ हैं (उदाहरण के लिए, कई बार आदेशों के भाग को निष्पादित करना और परिणामों की जांच करना) और एफपीजीए विफलता सहिष्णुता में। विशिष्ट विश्वविद्यालय समूह सक्रिय रूप से अंतरराष्ट्रीय वैज्ञानिक सम्मेलनों में भाग लेते हैं और यूरोपीय और अमेरिकी सहयोगियों के साथ संयुक्त परियोजना बनाते हैं।

वह सब मालूम होता है। शेष देश स्वतंत्र रूप से अंतरिक्ष माइक्रोप्रोसेसरों या उन पर आधारित प्रणालियों का विकास नहीं करते हैं, जो कि पाकिस्तान जैसे महत्वपूर्ण घटकों, ब्लॉकों या उपग्रहों को खरीद रहे हैं, जो चीन के साथ निकट सहयोग में अपना स्वयं का उपग्रह उद्योग विकसित कर रहा है। खैर, यह स्पष्ट है कि ईरानी और उत्तर कोरियाई उपकरणों को भरना केवल उनके रचनाकारों और, अगर भाग्यशाली, कुछ खुफिया सेवाओं के लिए जाना जाता है। हम बुद्धिमत्ता नहीं हैं, तो चलो अगले भाग पर चलते हैं।

निकट भविष्य - सभी का एक उदाहरण

नवीनतम अंतरिक्ष माइक्रोप्रोसेसरों का तकनीकी स्तर संयुक्त राज्य अमेरिका (RAD5500) के लिए 45 एनएम, यूरोप के लिए 65 एनएम (GR740) और रूस के लिए 65 एनएम (वे इस साल पहले से ही कुछ जारी करने का वादा करते हैं)। इसी समय, पहले दो मामलों में, हम एक पीढ़ीगत परिवर्तन का निरीक्षण कर सकते हैं - संयुक्त राज्य अमेरिका में, अंतरिक्ष प्रोसेसर (HPSC) की अगली पीढ़ी पावरपीसी वास्तुकला पर वर्तमान बीएई सिस्टम एकाधिकार द्वारा नहीं, बल्कि एआरएम द्वारा बोइंग द्वारा (एसओआई तकनीक पर डिजाइन मानकों के अनुसार 32 एनएम) होगी, लेकिन यूरोप में। अगले स्पार्क लियोन की रिहाई के समानांतर, एक डीएएचएलआईए मल्टी-कोर प्रोसेसर जिसमें एआरएम आर्किटेक्चर के साथ 28 एनएम डिजाइन मानक (एसओआई भी) विकसित किए जा रहे हैं। समानांतर में, यूरोपीय अंतरिक्ष एजेंसी, अन्य लोगों के लाइसेंस पर निर्भर नहीं होने की अपनी सामान्य इच्छा में, नए आरआईएससी-वी वास्तुकला पर विकसित करना शुरू कर दिया, जो वाणिज्यिक क्षेत्र में तेजी से गति प्राप्त कर रहा है और एक सॉफ्टवेयर पारिस्थितिकी तंत्र में बढ़ रहा है। टीएमआर-संशोधित आरआईएससी-वी चिप्स के पहले प्रोटोटाइप को 2018 में पहले ही एंटीकम्रो और थेल्स सहयोग द्वारा प्रदर्शित किया गया था। LEON की लोकप्रियता के बावजूद (जैसा कि वे कहते हैं, संकीर्ण हलकों में), SPARC की ओर लंबे समय से सॉफ़्टवेयर समर्थन के बारे में प्रश्न हैं, और प्रतियोगी इसका लाभ उठाने की जल्दी में हैं। प्रतियोगी विशेष रूप से एआरएम के साथ जल्दी में हैं, क्योंकि लगभग औद्योगिक और वाणिज्यिक एप्लिकेशन सॉफ़्टवेयर की एक बड़ी मात्रा में मुफ्त पहुंच अंतरिक्ष यान डेवलपर्स के साथ बातचीत में एक बहुत ही महत्वपूर्ण तुरुप का पत्ता है, जिसका महत्व पुरानी परियोजनाओं के साथ पिछड़ी संगतता की तुलना में तेजी से बढ़ रहा है।

माइक्रोप्रोसेसरों और डीएसपी के अलावा, जहां गति एक स्पष्ट प्राथमिकता है, वहाँ माइक्रोकंट्रोलर्स की मांग है। अधिकांश आवाज वाले आर्किटेक्चर पर ऐसे चिप्स हैं - यूरोपीय GR716 (SPARC / LEON), अमेरिकी RAD EMC (PowerPC), ARM विभिन्न निर्माताओं से (Vorago, Microchip, Milander, Angstrom), टेक्सास इंस्ट्रूमेंट्स, MCS- से MSP430 के रेनप्रूफ वर्जन 96 और एमसीएस -51 एनआईईईटी से और इसी तरह आगे और आगे। माइक्रोकंट्रोलर्स आमतौर पर अपने "बड़े" समकक्षों की तुलना में विफलताओं (थायरिस्टर प्रभाव) की अनुपस्थिति पर जोर देने और खरीदे गए कोर के न्यूनतम सुधार के साथ (या ट्रिपल ट्रिगर और विशेष पुस्तकालयों का उपयोग करके कोई सुधार और संश्लेषण के साथ) की तुलना में अधिक रक्षा करते हैं। प्रोसेसर पर लौटते हुए, आइए देखें कि कौन से उप-100 एनएम विकास प्लेटफॉर्म मौजूद हैं या अभी घोषित किए गए हैं।


चित्रा 27. उज्ज्वल-प्रतिरोधी एकीकृत सर्किट के लिए उप -100 एनएम विकास मंच।

यूरोप और रूस के डेवलपर्स के लिए 65 एनएम पहले से ही "आज" है, और अमेरिकी आमतौर पर 150 से 45 एनएम तक तुरंत कूदते हैं। सबसे अधिक संभावना है, अगले दस वर्षों में ये प्रौद्योगिकियां मुख्य होंगी, और पहले से ही इस आरेख में दिखाए जाने वाले अधिक सूक्ष्म मानक विकास के प्रारंभिक से देर के चरणों में जाएंगे। हालांकि, आंकड़े में जो दिखाया गया है वह केवल बड़े सार्वजनिक सहयोगों का है; वास्तव में, कुछ भी (समय और धन को छोड़कर) बहुत अधिक शोर के बिना अन्य तकनीकी प्रक्रियाओं पर उज्ज्वल-प्रतिरोधी चिप्स विकसित करने में हस्तक्षेप नहीं करता है। उदाहरण के लिए, GlobalFoundries एयरोस्पेस चिप्स को विभिन्न स्वादों और बजटों के लिए प्रौद्योगिकियों की एक पूरी लाइन बनाने की पेशकश करती है। यह उनकी सुविधाओं पर है कि नवीनतम RAD5545s का उत्पादन किया जाता है, और उन पर HPSC का भी उत्पादन किया जाएगा; यह आश्चर्य की बात नहीं है, क्योंकि ग्लोबो कारखानों को विश्वसनीय फाउंड्री प्रमाणित किया गया है क्योंकि वे आईबीएम के स्वामित्व में थे। और यह संभावना नहीं है कि सभी घोषित प्रक्रियाएं अमेरिकी ग्राहकों के बिना हैं।


चित्रा 28। एयरोस्पेस उद्योग के लिए GlobalFoundries प्रसाद।

GlobalFoundries में, हालांकि अमेरिकी नहीं, लेकिन जर्मन (ड्रेसडेन में) वे अपने भविष्य के उज्ज्वल-प्रतिरोधी IMEC चिप्स (जिसका अर्थ है पूरे यूरोप में माइनस STM) और मिलेंडर का उत्पादन करते हैं।


चित्र 29. 22 एनएम तकनीक पर आधारित रेडिएंट-प्रतिरोधी चिप्स के विकास के लिए मिलंद्रा रोडमैप। जैसा कि आप देख सकते हैं, सॉफ्टवेयर डिफाइंड रेडियो (एसडीआर) के लिए बड़े एफपीजीए और फास्ट एडीसी सहित कई योजनाएं हैं। पहले टेस्ट चिप का उत्पादन पहले ही हो चुका है, इसलिए हम अच्छी खबर के लिए तत्पर हैं।

FDSOI क्या है? एफडी पूरी तरह से समाप्त हो गया है, पूरी तरह से समाप्त हो गया है; गेट ऑक्साइड और अव्यक्त ऑक्साइड के बीच पतली सक्रिय सिलिकॉन परत पूरी तरह से समाप्त हो गई है, और ट्रांजिस्टर का पूरा चैनल इस पर कब्जा कर लेता है। यह आपको नाली और स्रोत के आवारा समाई को पूरी तरह से खत्म करने की अनुमति देता है, साथ ही सिलिकॉन की गहराई के साथ क्रीप दूरी को दूर करने के लिए, जो समान थोक प्रौद्योगिकियों के लिए विशिष्ट है, और स्थैतिक बिजली की खपत को कम करता है। इसके अलावा, कई प्रकार के ट्रांजिस्टर का उपयोग करने के बजाय, जैसा कि वॉल्यूमेट्रिक तकनीक में, FDSOI स्थानीय रूप से एक छिपे हुए ऑक्साइड को नकारात्मक या सकारात्मक वोल्टेज की आपूर्ति कर सकता है, जिससे ट्रांजिस्टर की दहलीज बदल जाती है (और इसके साथ गति और बिजली की खपत - इस बात पर निर्भर करती है कि चिप अंदर है या नहीं) सक्रिय या नींद मोड में। साथ में, यह FDSOI को बेहद आकर्षक बनाता है, उदाहरण के लिए, चीजों के इंटरनेट के लिए। या कम-शक्ति वाले अंतरिक्ष सर्किट के लिए, SOI तकनीक का लाभ स्वचालित रूप से थाइरिस्टर प्रभाव के कारण विनाशकारी विफलताओं के साथ सिरदर्द के डेवलपर को राहत देता है।


चित्रा 30. चारों ओर और FDSOI ट्रांजिस्टर के पार के अनुभागीय विचार।

विकिरण प्रतिरोध के संदर्भ में एफडीएसओआई का मुख्य नुकसान चैनल की सीमा और अक्षांश ऑक्साइड के साथ अतिरिक्त रिसाव मार्ग है। छिपे हुए ऑक्साइड में जमा होने वाला चार्ज छिपे हुए ऑक्साइड पर लागू एक सकारात्मक वोल्टेज की भूमिका निभाता है, और निचले गेट के माध्यम से ट्रांजिस्टर के व्यवहार को नियंत्रित करने के बजाय, विकिरण के प्रभाव को मुआवजा देना पड़ता है। और ऐसा करने के लिए, एक बड़े नकारात्मक वोल्टेज को लागू किया जाना चाहिए - जो अव्यक्त ऑक्साइड में चार्ज संचय की प्रक्रिया को बढ़ाएगा और खुराक प्रतिरोध को खराब कर देगा। सामान्य तौर पर, एक दुष्चक्र प्राप्त होता है, जिसमें से रास्ता गैर-तुच्छ हो सकता है। सच है, बहुत सारे लोग हैं जो उसके लिए देखना चाहते हैं, इसलिए आप पॉपकॉर्न पर स्टॉक कर सकते हैं। पहला पॉपकॉर्न बहुत जल्द काम में आएगा - यूरोपीय परियोजना डाहलिया लगभग पूरा हो गया है।


चित्र 31. DAHLIA के ब्लॉक आरेख। 28 एनएम FDSOI, चार ARM-Cortex R52 कोर (600 मेगाहर्ट्ज पर 4000 DMIPS वादा), शक्तियों के उन्नत पृथक्करण, बोर्ड पर मेमोरी, सबसे लोकप्रिय इंटरफेस, और यहां तक ​​कि 500 ​​हजार LUT के लिए एक एकीकृत FPGA के साथ वास्तविक समय अनुप्रयोगों के लिए तेज, ताकि एक चिप सटीक हो आने वाले कई वर्षों के लिए सभी उपयोगकर्ताओं की जरूरतों को कवर करें।

इस बीच, वॉल्यूमेट्रिक तकनीक हार मानने वाली नहीं है।यह डेवलपर्स को "अतिरिक्त" रिसाव पथ की अनुपस्थिति की पेशकश कर सकता है और, लंबे समय में, कम डिजाइन मानकों। इसके अलावा, FinFET ट्रांजिस्टर में, गेट चैनल को अधिक से अधिक घनी रूप से कवर करना शुरू कर देता है, और इन्सुलेट ऑक्साइड मजबूत विद्युत क्षेत्र से दूर चला जाता है, जो पूर्ण विकिरण खुराक के प्रतिरोध को सकारात्मक रूप से प्रभावित करना चाहिए। IMEC पहले से ही उज्ज्वल प्रतिरोधी 16nm पुस्तकालयों को विकसित करना शुरू कर रहा है, और वाणिज्यिक उद्योग नई प्रौद्योगिकियों को गले लगाना जारी रखता है।


चित्र 32. MOS ट्रांजिस्टर की विभिन्न पीढ़ियाँ।

लंबी अवधि में, सैमसंग का GAA (गेट ऑल अराउंड) विकिरण की एक पूरी खुराक के लिए प्रतिरोधी होने का वादा करता है, डेवलपर्स को इसके साथ समस्याओं से पूरी तरह से मुक्त करता है - उनके पास स्रोत से लेकर नाली तक, मुख्य चैनल और मुख्य शटर, और एक गेट इन्सुलेटर का कोई साइड तरीका नहीं है इतना सूक्ष्म कि दहलीज वोल्टेज में बदलाव बहुत बड़ी मात्रा में भी नगण्य होगा। लेकिन, निश्चित रूप से, कुछ नई कठिनाइयां होंगी - न केवल एकल विफलताओं के साथ, बल्कि उदाहरण के लिए, पूर्वाग्रह प्रभाव के साथ जो कि पहले से ही एचईएमटी ट्रांजिस्टर के डिजाइनरों के साथ गैलियम नाइट्राइड पर आधारित हैं। जटिल अर्धचालकों से बने उपकरणों में, क्वांटम और नैनोस्केल प्रभाव नए नहीं हैं, और सिलिकॉन डेवलपर्स को बहुत जल्द उनके बारे में ज्ञान की आवश्यकता होगीइसलिए अगले कई वर्षों तक, अंतरिक्ष के लिए माइक्रोचिप्स के विकिरण प्रतिरोध को सुनिश्चित करने के लिए काम करना पर्याप्त होगा। लेकिन हैड्रॉन कोलाइडर, परमाणु और थर्मोन्यूक्लियर ऊर्जा भी हैं; प्रगति अथक है और वह रुकने वाली नहीं है - लेकिन मैं इस सकारात्मक नोट पर रुकने वाला हूं। अंत तक पढ़ने के लिए धन्यवाद, मुझे उम्मीद है कि यह दिलचस्प था।