Примерно в каждой второй теме на Хабре, касающейся космонавтики или электроники, всплывает тема радиационной стойкости. Через новости об отечественной космонавтике красной нитью проходит тематика импортозамещения радстойкой элементной базы, но в то же самое время Элон Маск использует дешевые обычные чипы и гордится этим. А изральтяне в «Берешите» использовали радстойкий процессор и тоже гордятся этим. Да и в принципе микроэлектронная отрасль в России живет по большей части за счет госзаказа с соответствующими требованиями. Наблюдение за регулярными спорами насчет того, как надо правильно строить спутники, показывает, что подготовка участников обычно невысока, а их аргументация отягощена стереотипами, случайно услышанными вырванными из контекста фактами и знаниями, устаревшими много лет назад. Я подумал, что читать это больше нет сил, поэтому, дорогие аналитики, устраивайтесь поудобнее на своих диванах, и я начну небольшой (на самом деле большой) рассказ о самых популярных заблуждениях на тему того, что такое радиационная стойкость интегральных микросхем.


Рисунок 1. Непременная красивая картинка про космическое излучение и хрупкую Землю.

Когда на вопрос «кем вы работаете?» я отвечал «разработчиком ПО для SIM-карт», даже технически подкованные люди частенько удивлялись. Многие думают, что SIM-карта это «что-то типа флешки».

В этой статье я постараюсь кратко рассказать что такое SIM-карта (и смарт-карты в общем), зачем она нужна и что у нее внутри.

На самом деле SIM-карта — это частный случай контактной смарт-карты с микропроцессором. По сути, представляет из себя достаточно защищенный микрокомпьютер с CPU, ROM (опционально), RAM и NVRAM (которая выступает в качестве аналога жесткого диска в PC), с аппаратными генераторами случайных чисел и аппаратной реализацией крипто-алгоритмов.

В некотором приближении архитектуру микропроцессорной смарт-карты можно представить так:

1. Transporting prototypes

The idea of the DO-RA project originated in March 2011 after a nuclear disaster on the Fukushima Daiichi nuclear power plant in Japan. This gadget was conceived as a personal dosimeter/radiometer working with eponymous software (DO-RA.Soft) on mobile platforms (iOS, Android, WP) as well as on desktop platforms—Windows/Linux/MacOS.

At the end of 2017, a tourist from China brought in his backpack ten long-awaited prototypes from the DO-RA.Q test batch. They were manufactured in China based on our design documents and then transported from Shenzhen to Moscow. By the way, the development of design documents was assigned to the largest Design Centre in Eastern Europe—the PROMWAD company. The documents were clear and plain—prepared in IPC format and written in proper English—to enable the automated production of electronic devices in a foreign country.

1. Транспортировка образцов

Проект DO-RA был рождён в марте 2011 г. после ядерной катастрофы на АЭС Фукусима в Японии и задумывался в виде гаджета – персонального дозиметра-радиометра работающего с одноименным ПО – DO-RA.Soft на любом смартфоне под мобильные платформы: iOS, Android, WP и др., а также на стационарных платформах: Windows/Linux/MacOS.

В конце 2017 года в рюкзаке китайского туриста из Шеньчженя в Москву прибыл десяток долгожданных образцов тестовой партии DO-RA.Q, произведённых на основе нашей конструкторской документации (КД) в Китае. Кстати, КД тогда было поручено разрабатывать крупнейшему Дизайн-Центру в Восточной Европе — компании ПРОМВАД. Всё было сделано чётко, в формате IPC, на хорошем английском, в том числе для роботизированного производства электронных изделий за рубежом.

Давно не проблема купить прибор под условным названием «бытовой дозиметр» (были б деньги — в этом смысле, Фукусима радиофобам и радиофилам (TM) подгадила), но думаю, что этот прибор было бы интересно сделать своими руками.


Сердцем нашего прибора будет счетчик Гейгера. Мы знаем, конечно, что у этого детектора есть куча недостатков и вообще «прибор должен быть сцинтилляционным», но сцинтилляционный радиометр существенно сложнее и у меня под него задуман следующий пост. Тем более, у счетчика Гейгера-Мюллера есть и ряд неоспоримых достоинств.

Итак, начнем.

В предыдущем посте я рассказал о единицах измерения ионизирующей радиации. А теперь поговорим об источниках излучения.

Я не буду здесь писать о «том, что не надо трогать руками» — об этом и так много написано, а я не Олег Айзон и уникальных фотографий невиданных доселе радиоактивных артефактов у меня нет. Я расскажу в общем — откуда у нас берется радиация.

Статью с обзором ситуации с микроэлектроникой в России я закончил утверждением, что сейчас в России есть технические возможности для создания любых военных микросхем (если не считаться с ценой). Однако и в комментариях к той статье, и во многих других — всех больше волновал вопрос отсутствия (на уровне погрешности измерений) производства чисто-коммерческих (гражданских) высокотехнологичных продуктов. Этот вопрос волновал и меня, потому я постоянно мучил вопросами всех, кто так или иначе связан с высокими технологиями и бизнесом в России.

Ответ на него важен, если вы сами хотите создать конкурентный высокотехнологичный продукт — чтобы не потратить лучшие годы жизни в изначально неравных условиях.

Под катом попробуем разобраться чем отличаются «высокотехнологичные» компании от «низкотехнологичных», что нужно, чтобы высокотехнологичные компании могли рождаться и выживать, почему с софтом у нас лучше, чем с хардом, с чего начиналась кремниевая долина в США и можно ли её «скопировать», почему Китай всех рвет, а также — окинем взором все, что происходит в Сколково, Роснано, фонде перспективных исследований и приведут ли они к расцвету российских инноваций. Безусловно, я где-то могу ошибаться — буду рад дополнениям в комментариях.

Сразу нужно отметить, что в связи с многогранностью проблемы объем статьи получился довольно большой, так что можно начать читать с резюме в конце, и затем прочитать лишь те разделы, которые вызовут интерес. Сразу хочу предупредить — повествование «нелинейное», соседние заголовки могут описывать разные аспекты проблемы и быть друг с другом практически не связанными.

Ассоциация GSMA опубликовала спецификации на Embedded SIM — встроенные SIM-идентификаторы, которые изготавливаются без пластика и могут быть интегрированы непосредственно в микросхему на печатной плате.

Предполагается, что подобные «SIM-карты» можно встраивать не в мобильные телефоны, а в другие устройства для M2M-коммуникаций (Machine to Machine) в рамках «Интернета вещей». Представители ассоциации GSMA не хотят, чтобы операторы связи использовали новый стандарт для физической привязки телефона к определенной сотовой сети. Наоборот, интегрированные SIM-карты можно будет удалённо перепрограммировать на любую сеть. Тем не менее, себестоимость мобильных телефонов снизится, если SIM-карты будут вшиты на уровне микросхемы.

К тому же, производителям миниатюрных мобильных устройств (например, Apple) больше не придётся решать проблему, как вместить в них SIM-карту.