Comments 36
Хабр — торт! :-)
А расскажите про транзисторы с кольцевым затвором? (edgeless transistors)
Применяются ли кольцевые транзисторы на КНИ?
И я не узнаю вас в гриме — расскажите, откуда вы?
А расскажите про транзисторы с кольцевым затвором? (edgeless transistors)
Применяются ли кольцевые транзисторы на КНИ?
Эффективный диаметр трека ТЗЧ – порядка микрона, что существенно больше размеров логических элементов в современных технологиях.А не прилетает ли сразу одновременно пучок вторичных частиц? Рассматривается ли при проектировании вариант прохождения ТЗЧ вдоль чипа? (шанс мал, но если повезет — 2 из 3 троированных блока заденет)
И я не узнаю вас в гриме — расскажите, откуда вы?
+32
Транзисторы с кольцевым затвором хороши тем, что в них физически нет сопряжения подзатворного и изолирующего диэлектрика. У них очень высокая дозовая стойкость (обычно испытания бросают, а они все еще работают), но очень большая площадь (на порядок больше) и очень большое минимальное соотношение длины к ширине (от десятки или около того начинается, в зависимости от технологии), то есть потребление построенной на них цифровой схемы заведомо намного больше. Кольцевые транзисторы применяют там, где необходима очень большая дозовая стойкость (в большом адронном коллайдере например), в других ситуациях обходятся линейными транзисторами. На КНИ кольцевые транзисторы применять можно, но это не всегда осмысленно, так как перекрытие краев легированием противоположного типа (см. рисунок 9 у меня) тоже вполне эффективно.
Вторичные частицы, прилетающие откуда-то извне (например, от корпуса), разлетаются достаточно широко, чтобы попадать в разные элементы. Вторичные частицы от ядерных реакций достаточно короткопробежные, чтобы вообще никуда не улетать. Катастрофические варианты вроде пролета частицы строго вдоль строки в кэш-памяти рассматривать бессмысленно — проще перегрузить кэш, чем делать его так, чтобы он мог такое переварить. Троированные и резервированные блоки, тем не менее, топологически располагают так, чтобы минимизировать риск такого развития событий.
P.S. Я из НИИСИ РАН, дальше наверное догадаетесь.
Вторичные частицы, прилетающие откуда-то извне (например, от корпуса), разлетаются достаточно широко, чтобы попадать в разные элементы. Вторичные частицы от ядерных реакций достаточно короткопробежные, чтобы вообще никуда не улетать. Катастрофические варианты вроде пролета частицы строго вдоль строки в кэш-памяти рассматривать бессмысленно — проще перегрузить кэш, чем делать его так, чтобы он мог такое переварить. Троированные и резервированные блоки, тем не менее, топологически располагают так, чтобы минимизировать риск такого развития событий.
P.S. Я из НИИСИ РАН, дальше наверное догадаетесь.
+6
А статью про схемотехнические методы ждать? Или хотя бы сотню диссертаций?
+1
Думаю, что для тех кому сильно интересно достаточно списка литературы из тех самых сотен диссертаций.
А для популяризации данного направления микроэлектроники достаточно вводной лекции.
А для популяризации данного направления микроэлектроники достаточно вводной лекции.
0
Если это интересно и не будет излишне захламлять соответствующие хабы узкоспециальной тематикой, попробую написать, когда будет время. И AbnormalHead полностью прав, на хабре не нужно, что-то большее, чем вводная информация для понимания того, как это работает.
Если коротко, то все сводится так или иначе к двум принципам — резервированию и помехоустойчивому кодированию (коды Хэмминга, Хсяо или Соломона-Рида). Резервирование делается на разных уровнях, от целых систем до отдельных логических и запоминающих элементах. Можете попробовать погуглить Radiation Hardening by Design
Если коротко, то все сводится так или иначе к двум принципам — резервированию и помехоустойчивому кодированию (коды Хэмминга, Хсяо или Соломона-Рида). Резервирование делается на разных уровнях, от целых систем до отдельных логических и запоминающих элементах. Можете попробовать погуглить Radiation Hardening by Design
+2
Насколько мне известно, в космических аппаратах вычислительные модули дублируют, и ставят их перпендикулярно друг другу.Если один модуль подвергнется фронтальному потоку частиц, то для другого модуля этот поток будет параллелен.
0
Не могу ничего определенного сказать по этому поводу, но весьма вероятно, что так и есть. Впрочем, тут тоже есть несколько нюансов:
1) Если мы говорим о потоке протонов во время солнечной вспышки, то шансы, что второму модулю достанется тоже, все еще существенны.
2) Когда у «Дракона» отказал один из трех модулей, то после сброса и восстановления разработчики не смогли синхронизировать его с остальными двумя и обратно на Землю он летел практически на честном слове.
1) Если мы говорим о потоке протонов во время солнечной вспышки, то шансы, что второму модулю достанется тоже, все еще существенны.
2) Когда у «Дракона» отказал один из трех модулей, то после сброса и восстановления разработчики не смогли синхронизировать его с остальными двумя и обратно на Землю он летел практически на честном слове.
0
Я могу вкратце перечислить, что было бы интересно мне:
1. Резервирование on-chip: есть ли в нем вообще смысл, возможные варианты (троирование, lock-step, и т.д.), логические выкрутасы типа самодвойственной логики и т.д. Плюсы и минусы резервирования отдельных регистров/вентилей против резервирования блоков, и соответсвенно против резервирования микросхем или модулей.
2. Помехоустойчивое кодирование: в случае кодов Хэмминга используется ли гражданское «обнаружение двух ошибок, исправление одной», или нечто большее? Опять же, добавляют ли защиту во все регистры, например между стадиями конвейера, или только в архитектурно видимые? Например, согласно Википедии, в «космическом» процессорном ядре LEON3-FT обеспечивается коррекция до четырех ошибок на 32-битное слово, но только в кэше и регистровом файле.
Если у вас есть на примете какие-нибудь действительно хорошие статьи, был бы рад ссылкам (чтоб в ручную не перелопачивать выдачу гугла).
1. Резервирование on-chip: есть ли в нем вообще смысл, возможные варианты (троирование, lock-step, и т.д.), логические выкрутасы типа самодвойственной логики и т.д. Плюсы и минусы резервирования отдельных регистров/вентилей против резервирования блоков, и соответсвенно против резервирования микросхем или модулей.
2. Помехоустойчивое кодирование: в случае кодов Хэмминга используется ли гражданское «обнаружение двух ошибок, исправление одной», или нечто большее? Опять же, добавляют ли защиту во все регистры, например между стадиями конвейера, или только в архитектурно видимые? Например, согласно Википедии, в «космическом» процессорном ядре LEON3-FT обеспечивается коррекция до четырех ошибок на 32-битное слово, но только в кэше и регистровом файле.
Если у вас есть на примете какие-нибудь действительно хорошие статьи, был бы рад ссылкам (чтоб в ручную не перелопачивать выдачу гугла).
0
1. Смысл есть, оно активно применяется в разных вариантах. Процессор, стоящий в Curiosity (RAD750) имеет ядро, затроированное на блочном уровне. Основной плюс резервирования на низком уровне — его можно сделать избирательным: что-то защищать сильнее, что-то слабее. Это помогает одновременно усилить стойкость системы и уменьшить энергопотребление.
2. Кодирование, в зависимости от задач, применяется разное. Где-то хватает контроля четности, где-то действительно коды обнаружением множественных сбоев. Коррекция четырех ошибок в LEON3-FT мне, кстати, кажется избыточной, там можно по-другому проблему решить (разнести соседние биты в памяти в пространстве). Регистры как правило защищают вообще все (точнее даже не все регистры, а вообще все имеющиеся в процессоре триггеры заменяют на троированные аналоги).
Хорошие статьи, которые можно было бы порекомендовать, небесплатны по большей части. Есть прекрасный журнал IEEE Transactions on Nulear Science, в нем печатается практически все новое, что появляется в этой области. В качестве хорошего обзора могу порекомендовать Short Course конференции RADECS, но, опять же, не знаю, где можно достать их бесплатно.
2. Кодирование, в зависимости от задач, применяется разное. Где-то хватает контроля четности, где-то действительно коды обнаружением множественных сбоев. Коррекция четырех ошибок в LEON3-FT мне, кстати, кажется избыточной, там можно по-другому проблему решить (разнести соседние биты в памяти в пространстве). Регистры как правило защищают вообще все (точнее даже не все регистры, а вообще все имеющиеся в процессоре триггеры заменяют на троированные аналоги).
Хорошие статьи, которые можно было бы порекомендовать, небесплатны по большей части. Есть прекрасный журнал IEEE Transactions on Nulear Science, в нем печатается практически все новое, что появляется в этой области. В качестве хорошего обзора могу порекомендовать Short Course конференции RADECS, но, опять же, не знаю, где можно достать их бесплатно.
0
А не проще сделать что-то типа пояса ван Аллена вокруг iPhone5?
+1
На данном этапе развития науки и техники — не проще.
«Что-то типа пояса ван Аллена» даже вокруг объекта размером с МКС сделать сложно. Подобные проекты время от времени проскакивают как способы защитить людей на пути до Марса, но я не видел ни одного технически обоснованного. А если мы говорим о беспилотном аппарате, то разработка устойчивой к радиации электроники однозначно проще, дешевле и выгоднее с любой точки зрения.
«Что-то типа пояса ван Аллена» даже вокруг объекта размером с МКС сделать сложно. Подобные проекты время от времени проскакивают как способы защитить людей на пути до Марса, но я не видел ни одного технически обоснованного. А если мы говорим о беспилотном аппарате, то разработка устойчивой к радиации электроники однозначно проще, дешевле и выгоднее с любой точки зрения.
0
UFO just landed and posted this here
Или сверхпроводники с гигантским пределом критического магнитного поля.
0
Что в целом соответствует фразе «на данном этапе развития науки и техники — не проще», зато дает хороший ответ на вопрос «зачем вообще нужна эта ваша фундаментальная наука?»
+4
Так, как если «вчера» наука была фундаментальной, то «завтра» станет прикладной.
+2
UFO just landed and posted this here
Например, в 19 веке математика неэвклидовых пространств была фундаментальной, а в 1920 году данный раздел математики был прикладным. Так и сейчас, исследования квантомеханических взаимодействий-есть область фундаментальная. а лет так через 50 данная область будет уже прикладной, ибо её будут учитывать уже в процесоростроении(ибо единицы нанометров), в квантовых компьютерах и ещё в Бог знает какой технологии. может научатся и телепортации.))
+1
Да, и так тоже. Кроме того, еще замечу, что экспериментальная физика (пресловутый адронный коллайдер) здорово двигает прикладные области, связанные с постановкой эксперимента (электронику и материаловедение например) — с конкретными приложениями в обычной жизни через 3-5 лет.
+1
К слову об ойфоне — он вполне работал на орбите. Конечно, к Марсу его не пошлешь, но впечатляет уже то, что ширпотребная электроника вплотную приблизилась к Space sertifacted.
0
И как долго он работал? :) Как быстро он сдох бы, если бы там оставили его на подольше?
0
Про айфон не знаю, но есть проект PhoneSat
Запускают коммерческое смартфонное железо.
И вроде бы даже работало.
Запускают коммерческое смартфонное железо.
И вроде бы даже работало.
0
All three were launched aboard the Antares 110 A-ONE rocket at 21 April 2013, 21:00 UTC from MARS LP-0A.
All three had deorbited before 27 April 2013, according to the PhoneSat team.
Итого шесть суток. Уровнем выше я ответил, почему так.
All three had deorbited before 27 April 2013, according to the PhoneSat team.
Итого шесть суток. Уровнем выше я ответил, почему так.
0
Любопытно — почему на весь жизненный цикл не оставили вращаться. Потому что он случаен? Повезёт или не повезёт встретить частицу?
0
Ну типа того, видимо. «До первой солнечной бури.»
0
Думаю, что полный срок функционирования в шесть дней определялся не электроникой, а особенностями выведения на орбиту — грубо говоря, они сами упали через шесть дней.
Быстрый гуглинг рассказал, что в рамках программы должны были тестироваться андроидные приложения, детектирующие сбои. Никаких конкретных результатов я, впрочем, не нашел.
Быстрый гуглинг рассказал, что в рамках программы должны были тестироваться андроидные приложения, детектирующие сбои. Никаких конкретных результатов я, впрочем, не нашел.
0
Срок службы спутников phonesat измеряется в единицах дней. Дозовая стойкость современных коммерческих микросхем в теории позволяет им работать на орбите до нескольких лет, но вот защиты от одиночных сбоев и особенно от тиристорного эффекта там нет никакой, поэтому запускать коммерческие схемы в космос надолго нельзя и говорить о том, что электроника приблизилась к space sertified — тоже. Технологии — да, готовые схемы — нет.
+4
Добрый день, мне не понятна часть рисунка структуры КМОП инвертора на рисунке 5, объяснение тиристорного эффекта. В n-кармане(n-well) есть p+ исток, p+ сток, это понятно, а что еще за область n+, аналагично для p-substrate, кроме стока и истока, есть еще область p+. Что это за области?
0
Добрый день, я как то читал, может даже в ваших статьях, что свинец является источником вторичных ионизирующих излучений, и что даже это являлось одной из причин перехода на бессвинцовую технологию пайки. Но, насколько я изучал вопрос по поводу бессвинцовой технологии, вроде как в космической технике не применяется бессвинцовая технология, из за низкой ее надежности. Можете как то лучше прояснить эту ситуацию? Может я как то не правильно все понял. И еще если свинец вторично переизлучает, может ли это реально создавать в земных в самых обычных условиях, проблемы на низких проектных нормах, например 7 нм?
0
Так, есть две разные проблемы.
1) Свинец — источник альфа-излучения (только первичного, а не вторичного).
2) Свинец — источник вторичного излучения при попадании ТЗЧ.
В космосе не применяют бессвинцовый припой, потому что он плохо себя ведёт в вакууме, а именно образует длинные «усы», способные закоротить пины чипа между собой.
В коммерческих приложениях на низких нормах проблема альфа-излучения вполне реальна, и с ней надо бороться. Типичный случай — шарики BGA-корпусов, от которых совсем близко до транзисторов. Собственно, поэтому шарики тоже делают бессвинцовыми.
Вторичное излучение от ТЗЧ на уровне моря бывает очень редко (хотя в авиации хорошо известна проблема вторичного излучения от нейтронов) и актуально только в сверхбольших вычислительных массивах типа суперкомпьютеров.
1) Свинец — источник альфа-излучения (только первичного, а не вторичного).
2) Свинец — источник вторичного излучения при попадании ТЗЧ.
В космосе не применяют бессвинцовый припой, потому что он плохо себя ведёт в вакууме, а именно образует длинные «усы», способные закоротить пины чипа между собой.
В коммерческих приложениях на низких нормах проблема альфа-излучения вполне реальна, и с ней надо бороться. Типичный случай — шарики BGA-корпусов, от которых совсем близко до транзисторов. Собственно, поэтому шарики тоже делают бессвинцовыми.
Вторичное излучение от ТЗЧ на уровне моря бывает очень редко (хотя в авиации хорошо известна проблема вторичного излучения от нейтронов) и актуально только в сверхбольших вычислительных массивах типа суперкомпьютеров.
0
Добрый день, вы занимаетесь разработкой микросхем, сам я разработчик печатных плат. Насколько я знаю при формировании топологии микросхем используются автотрассировщики, особенно при разработке СБИС. А вот при разработке печатных плат автотрассировщики либо не используются, либо используются очень мало. Хотя может я, конечно, не все правильно понимаю в плане автотрассировки топологии микросхем. Почему получается делать автотрассировку топологии микросхем? Или автоматически топологию микросхем делают только для цифры, а аналог также трассируется по большей части вручную? Меня все время интересует почему топологию для микросхем получается формировать автоматически, а для печатных плат не удается создать адекватный автотрассировщик.
0
>И AbnormalHead полностью прав, на хабре не нужно, что-то большее, чем вводная информация для понимания того, как это работает.
Не могу с Вами согласиться по ряду причин. Аппаратные закладки больший бич в электронике нежели программные. Понимание конструкции микросхем, принципов функционирования и пр.пр. совсем не вредно специалисту в области криптоанализа. А образование специалиста складывается из многих факторов, и Хабр может служить и служит прекрасным дополнением лекционному курсу и учебнику, который успевает устареть до своего выхода из издательства.
Думаю, что дальше могу не продолжать, мои слова должны Вас убедить в моей правоте. Так что пишите и о деталях, успехов Вам.
Не могу с Вами согласиться по ряду причин. Аппаратные закладки больший бич в электронике нежели программные. Понимание конструкции микросхем, принципов функционирования и пр.пр. совсем не вредно специалисту в области криптоанализа. А образование специалиста складывается из многих факторов, и Хабр может служить и служит прекрасным дополнением лекционному курсу и учебнику, который успевает устареть до своего выхода из издательства.
Думаю, что дальше могу не продолжать, мои слова должны Вас убедить в моей правоте. Так что пишите и о деталях, успехов Вам.
0
За семь лет, прошедших с публикации этой статьи, я довольно много всякого написал) В частности, и некоторые подробности о радстойкости, и об устройстве микросхем вообще, и возможно интересное именно вам введение в аппаратные методы защиты от реверс-инжиниринга.
0
Sign up to leave a comment.
Физика радиационных эффектов, влияющих на электронику в космосе