Россия
АО "Научно-исследовательский институт электронной техники"
Россия
Россия
В статье рассматривается расчет вероятности безотказной работы элементов сложных функциональных блоков в САПР, определяется эффективность резервирования элементов.
cтруктурная оптимизация, САПР, резервирование, вероятность безотказной работы.
Известно, что структурная избыточность обеспечивает высокую сбоеустойчивость при воздействии тяжелых ядерных частиц [1-3]. Это достигается за счет резервирования, когда вместо одного элемента используется три и более элементов. По способу влияния избыточных элементов резервирование разделяют на постоянное и с замещением: при постоянном резервировании резервные (избыточные) элементы присоединены к основным рабочим элементам в течение всего времени работы микросхемы и находятся в одинаковых с ними условиях; при резервировании с замещением резервные элементы включаются в работу только после отказа основного, при этом до включения в работу они могут находиться в одном из 3-х состояний: нагруженном - когда внешние условия и режим работы основных и резервных элементов одинаковы; облегченном - когда резервные элементы находятся под пониженной нагрузкой по сравнению с основной; ненагруженном - когда резервные элементы отключены от источников питания.
Одним из основных параметров, характеризующих резервирование, является кратность резервирования - отношение числа резервных элементов к числу резервируемых, выполняющих основную функцию по назначению:
(1)
где m - краткость резервирования; l - общее число элементов, которые используются при резервировании какого-либо блока в микросхеме; h - число элементов, достаточное для выполнения основной функции по назначению.
Известно, что резервирование некоторого элемента будет осуществляться по параллельной схеме, положим также, что все элементы равно надежны. Тогда вероятность безотказной работы будет определяться по формуле:
(2)
где Рi - вероятность безотказной работы i-того элемента, N - число элементов в системе количество параллельных равно надежных ветвей - m +1.
1. Межов, В. Е. Алгоритмы конструкторского проектирования базовых элементов радиационностойких БИС [Текст] / В. Е. Межов, П. Р. Машевич, Ю. К. Фортинский, В. К. Зольников // Вопросы атомной науки и техники. Серия: Физика радиационного воздействия на радиоэлектронную аппаратуру. - 2005. - № 1-2. - С. 125-126.
2. Зольников, В. К. Проектирование микросхем с учетом радиационного воздействия [Текст] / В. К. Зольников, В. П. Крюков, А. И. Яньков // Вопросы атомной науки и техники. Серия: Физика радиационного воздействия на радиоэлектронную аппаратуру. - 2009. - № 2. - С. 28-30.
3. Зольников, В. К. Проектирование современной микро-компонентной базы с учетом одиночных событий радиационного воздействия [Текст] / В. К. Зольников // Моделирование систем и процессов. - 2012. - № 1. - С. 27-30.
4. Зольников, В. К. Расчетно-экспериментальная оценка стойкости КМОП ИС к ионизирующим излучениям [Текст] / В. К. Зольников, В. П. Крюков // Вопросы атомной науки и техники. Серия: Физика радиационного воздействия на радиоэлектронную аппаратуру. - 2002. - № 4. - С. 104.
5. Машевич, П. Р. Инструментальные средства автоматизации проектирования изделий микроэлектроники дизайн-центра [Текст] / П. Р. Машевич, В. К. Зольников, К. И. Таперо. - Воронеж, 2006.
