Modeling of systems and processes Modeling of systems and processes Моделирование систем и процессов 2219-0767 34847 10.12737/2219-0767-2020-12-4-47-55 Технические науки Технические науки ANALYSIS OF THE DESIGN QUALITY OF RAM BLOCKS AS PART OF MICROPROCESSOR SYSTEMS WITH MINIMUM FAULT TOLERANCE Анализ качества проектирования блоков ОЗУ в составе микропроцессорных систем с обеспечением минимальной сбоеустойчивости Зольников Владимир Константинович Zolnikov V. K. Чевычелов Юрий Акимович Chevychelov Yu. Akimovich Лавлинский Валерий Викторович Lavlinskiy V. Viktorovich Ачкасов Александр Владимирович Achkasov A. Vladimirovich Толкачев Аким Владимирович Tolkachev Akim Vladimirovich Оксюта Олеся Владимировна Oksyuta O. V. Воронежский государственный лесотехнический университет имени Г.Ф. Морозова Voronezh State University of Forestry and Technologies named after G.F. Morozov Воронежский государственный университет Voronezh State University 12 4 47 55 https://zh-szf.ru/en/nauka/article/34847/view

Статья посвящена вопросам проектирования блоков ОЗУ в составе микропроцессорных систем и методам обеспечения сбоеустойчивости. Рассмотрены структурная схема ОЗУ и процесс воздействия тяжелых заряженных частиц (ТЗЧ) на интегральную схему (ИС) памяти. Особое внимание уделено влиянию биополярного эффекта на сбоеустойчивость элементов ИС, а также возникающим мультибитовым событиям. В статье проводится анализ различных фаз работы ОЗУ и реакций элементов схем памяти на возникновение сбоев, вызванных попаданием ТЗЧ.

The article is devoted to the design of RAM blocks as part of microprocessor systems and methods for ensuring fault tolerance. The structural scheme of RAM and the process of influence of heavy charged particles on the integrated circuit (IC) of memory are considered. Special attention is paid to the influence of the biopolar effect on the fault stability of the IC elements, as well as to the emerging multibit events. The article analyzes the various phases of RAM operation and the reactions of memory circuit elements to the occurrence of failures caused by the hit of HCP.

 Микропроцессор ОЗУ проектирование сбоеустойчивость тяжелые заряженные частицы биополярный эффект мультибитовые события. microprocessor RAM design fault tolerance heavy charged particles biopolar effect multibit events

Зольников, К. В. Современное проектирование электронной компонентной базы / К. В. Зольников, В. В. Лавлинский // Экономика. Инновации. Управление качеством. - 2015. - № 1 (10). - С. 40-41. Zol'nikov, K. V. Sovremennoe proektirovanie elektronnoy komponentnoy bazy / K. V. Zol'nikov, V. V. Lavlinskiy // Ekonomika. Innovacii. Upravlenie kachestvom. - 2015. - № 1 (10). - S. 40-41. Зольников, К. В. Проблемы моделирования базовых элементов КМОП БИС двойного назначения / К. В. Зольников // Моделирование систем и процессов. - 2010. - № 3-4. - С. 20-27. Zol'nikov, K. V. Problemy modelirovaniya bazovyh elementov KMOP BIS dvoynogo naznacheniya / K. V. Zol'nikov // Modelirovanie sistem i processov. - 2010. - № 3-4. - S. 20-27. Зольников, В. К. Проектирование современной микрокомпонентной базы с учетом одиночных событий радиационного воздействия / В. К. Зольников // Моделирование систем и процессов. - 2012. - № 1. - С. 27-30. Zol'nikov, V. K. Proektirovanie sovremennoy mikrokomponentnoy bazy s uchetom odinochnyh sobytiy radiacionnogo vozdeystviya / V. K. Zol'nikov // Modelirovanie sistem i processov. - 2012. - № 1. - S. 27-30. Зебрев, Г. И. Моделирование дозовых и одиночных радиационных эффектов в кремниевых микро- и наноэлектронных структурах для целей проектирования и прогнозирования : дис. … д-ра техн. наук : 05.27.01 / Г. И. Зебрев. - М., 2009. - 156 с. Zebrev, G. I. Modelirovanie dozovyh i odinochnyh radiacionnyh effektov v kremnievyh mikro- i nanoelektronnyh strukturah dlya celey proektirovaniya i prognozirovaniya : dis. … d-ra tehn. nauk : 05.27.01 / G. I. Zebrev. - M., 2009. - 156 s. Повышение радиационной стойкости операционного усилителя класса LM124 схемотехническими методами / А. А. Лебедев, А. С. Бакеренков, С. И. Диденко, М. С. Горбунов // Вопросы атомной науки и техники. Серия: Физика радиационного воздействия на радиоэлектронную аппаратуру. - 2013. - № 1. - С. 44-49. Povyshenie radiacionnoy stoykosti operacionnogo usilitelya klassa LM124 shemotehnicheskimi metodami / A. A. Lebedev, A. S. Bakerenkov, S. I. Didenko, M. S. Gorbunov // Voprosy atomnoy nauki i tehniki. Seriya: Fizika radiacionnogo vozdeystviya na radioelektronnuyu apparaturu. - 2013. - № 1. - S. 44-49. Методы обеспечения стойкости микросхем к одиночным событиям при проектировании радиационно-стойких микросхем / В. Н. Ачкасов, В. А. Смерек, Д. М. Уткин, В. К. Зольников // Проблемы разработки перспективных микро- и наноэлектронных систем (МЭС). - 2012. - № 1. - С. 634-637. Metody obespecheniya stoykosti mikroshem k odinochnym sobytiyam pri proektirovanii radiacionno-stoykih mikroshem / V. N. Achkasov, V. A. Smerek, D. M. Utkin, V. K. Zol'nikov // Problemy razrabotki perspektivnyh mikro- i nanoelektronnyh sistem (MES). - 2012. - № 1. - S. 634-637. Смерек, В. К. Модель физических процессов в элементах СБИС при воздействии тяжелых заряженных частиц / В. К. Смерек, В. К. Зольников, К. И. Таперо // Моделирование систем и процессов. - 2010. - № 1-2. - С. 41-48. Smerek, V. K. Model' fizicheskih processov v elementah SBIS pri vozdeystvii tyazhelyh zaryazhennyh chastic / V. K. Smerek, V. K. Zol'nikov, K. I. Tapero // Modelirovanie sistem i processov. - 2010. - № 1-2. - S. 41-48. Результаты экспериментальных исследований микросхем ИС 1882ВЕ53У, 1882ВЕ53УМ И 1830ВЕ32У на стойкость к воздействию тяжелых заряженных частиц / В. П. Крюков, А. И. Яньков, В. Г. Калинин, В. А. Смерек // Моделирование систем и процессов. - 2011. - № 4. - С. 41-44. Rezul'taty eksperimental'nyh issledovaniy mikroshem IS 1882VE53U, 1882VE53UM I 1830VE32U na stoykost' k vozdeystviyu tyazhelyh zaryazhennyh chastic / V. P. Kryukov, A. I. Yan'kov, V. G. Kalinin, V. A. Smerek // Modelirovanie sistem i processov. - 2011. - № 4. - S. 41-44. Смульский, А. В. К вопросу обеспечения устойчивости бортовой аппаратуры перспективных космических аппаратов к множественным сбоям от действия отдельных ядерных частиц космического пространства / А. В. Смульский, С. И. Алексеев, Ю. Е. Кудрявцев // Вестник НПО им. С. А. Лавочкина. - 2014. - № 4 (25). - С. 97-102. Smul'skiy, A. V. K voprosu obespecheniya ustoychivosti bortovoy apparatury perspektivnyh kosmicheskih apparatov k mnozhestvennym sboyam ot deystviya otdel'nyh yadernyh chastic kosmicheskogo prostranstva / A. V. Smul'skiy, S. I. Alekseev, Yu. E. Kudryavcev // Vestnik NPO im. S. A. Lavochkina. - 2014. - № 4 (25). - S. 97-102. Алгоритмы конструкторского проектирования базовых элементов радиационно-стойких БИС / 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. Algoritmy konstruktorskogo proektirovaniya bazovyh elementov radiacionno-stoykih BIS / V. E. Mezhov, P. R. Mashevich, Yu. K. Fortinskiy, V. K. Zol'nikov // Voprosy atomnoy nauki i tehniki. Seriya: Fizika radiacionnogo vozdeystviya na radioelektronnuyu apparaturu. - 2005. - № 1-2. - S. 125-126. Современное состояние разработок элементной базы для систем контроля мониторинга / В. К. Зольников, А. Ю. Кулай, В. П. Крюков, С. А. Евдокимова, Т. В. Скворцова, К. А. Яковлев, О. Н. Черкасов // Цифровизация агропромышленного комплекса : сборник научных статей. - Тамбов, 2018. - С. 226-228. Sovremennoe sostoyanie razrabotok elementnoy bazy dlya sistem kontrolya monitoringa / V. K. Zol'nikov, A. Yu. Kulay, V. P. Kryukov, S. A. Evdokimova, T. V. Skvorcova, K. A. Yakovlev, O. N. Cherkasov // Cifrovizaciya agropromyshlennogo kompleksa : sbornik nauchnyh statey. - Tambov, 2018. - S. 226-228. Определение вероятности безотказной работы при структурной оптимизации элементов сложных функциональных блоков в САПР / В. А. Смерек, К. В. Зольников, А. И. Яньков, М. В. Конарев, Н. А. Орликовский, А. В. Ачкасов // Моделирование систем и процессов. - 2013. - № 3. - С. 35-37. Opredelenie veroyatnosti bezotkaznoy raboty pri strukturnoy optimizacii elementov slozhnyh funkcional'nyh blokov v SAPR / V. A. Smerek, K. V. Zol'nikov, A. I. Yan'kov, M. V. Konarev, N. A. Orlikovskiy, A. V. Achkasov // Modelirovanie sistem i processov. - 2013. - № 3. - S. 35-37. Скляр, В. А. Моделирование низкоинтенсивного воздействия космического пространства / В. А. Скляр, В. К. Зольников, С. А. Евдокимова // Моделирование систем и процессов. - 2016. - Т. 9, № 2. - С. 71-74. Sklyar, V. A. Modelirovanie nizkointensivnogo vozdeystviya kosmicheskogo prostranstva / V. A. Sklyar, V. K. Zol'nikov, S. A. Evdokimova // Modelirovanie sistem i processov. - 2016. - T. 9, № 2. - S. 71-74.