te voorkomen
Wetenschappers van de National Research Nuclear University MEPhI (Rusland) hebben onlangs componenten ontwikkeld voor de ontwikkeling van fouttolerante asynchrone circuits die in ruimtevaartuigen kunnen worden gebruikt.
Chips, traditioneel gebruikt in auto's en computers, zijn slecht gecombineerd met ruimtevaartuigen vanwege de lage betrouwbaarheid bij blootstelling aan kosmische straling. In de ruimte leiden ionen met hoge energie tot fouten en storingen in apparaten. Daarom moeten wetenschappers bij de ontwikkeling van ASIC (geïntegreerde circuits voor toepassingen) voor ruimtevaartuigen speciale methoden ontwikkelen om fouttolerantie (betrouwbaarheid) te vergroten.
Het belangrijkste probleem van synchrone schakelingen is dat hun complexiteit en het aantal elementen op de chip voortdurend groeit. Secties van circuits op grote afstanden moeten worden gesynchroniseerd in overeenstemming met de klokfrequentie. Dat wil zeggen, als de signalen gegenereerd door de klokpulsgenerator niet overeenkomen met exacte tijdsintervallen, dan stopt het circuit met functioneren.
Dit is een complex technisch probleem, inclusief de afbraak van microchips. Daarom wordt het vooruitzicht gezien in asynchrone circuits, waar het schakelen parallel en zonder vertraging plaatsvindt. Niet alles verloopt soepel met de ontwerpmethodologie van dergelijke schema's, omdat er geen standaardmanier is om ze te ontwikkelen. Maar het algemene idee van het ontwerpen van asynchrone schakelingen werd al in de jaren zeventig voorgesteld. De onderzoekers hebben de technische mogelijkheden van synchrone schakelingen zorgvuldig bestudeerd, waarbij de ontwerpparameters de 10 nanometer niet overschrijden. Asynchrone circuits met dezelfde parameters zullen sneller werken dan synchrone tegenhangers. Daarom besloten Russische wetenschappers om nieuwe elementen te bedenken voor snellere en betrouwbaardere asynchrone circuits. De nieuwe studie heeft het over fouttolerante C-elementen.
We hebben het over logische apparaten met ingebouwd geheugenelement. In feite zijn dit blokken met twee ingangen: wanneer ze overeenkomen, gaat het signaal verder en wanneer dat niet het geval is, behouden de elementen de vorige waarde in hun geheugen. Met behulp van de DICE-methode was het mogelijk om drie nieuwe C-elementen te verkrijgen met verbeterde fouttolerantie. Wetenschappers hopen binnenkort de ontwikkeling van complexe ruimtevaartuigen toe te passen.
