Pull to refresh

Comments 36

Хабр — торт! :-)

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?
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.
А статью про схемотехнические методы ждать? Или хотя бы сотню диссертаций?
Думаю, что для тех кому сильно интересно достаточно списка литературы из тех самых сотен диссертаций.
А для популяризации данного направления микроэлектроники достаточно вводной лекции.
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
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.
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.
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. 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.
Доступ к IEEE Transactions on Nuclear Science у меня есть (к моему удивлению, оно включено в нашу корпоративную подписку). Спасибо за наводку, сам бы ни в жизнь туда не полез!
А не проще сделать что-то типа пояса ван Аллена вокруг iPhone5?
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.
UFO landed and left these words here
Или сверхпроводники с гигантским пределом критического магнитного поля.
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?»
Так, как если «вчера» наука была фундаментальной, то «завтра» станет прикладной.
UFO landed and left these words 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.))
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.
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.
И как долго он работал? :) Как быстро он сдох бы, если бы там оставили его на подольше?
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.
Любопытно — почему на весь жизненный цикл не оставили вращаться. Потому что он случаен? Повезёт или не повезёт встретить частицу?
Ну типа того, видимо. «До первой солнечной бури.»
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.
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.
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?
Это контакт, через который задается потенциал в области. Собственно, Rs и Rw — это сопротивления между точкой в substrate/well и источником напряжения.

Вот такая картинка наверное будет понятнее.
image
Все понял, это контакт подложки(канала), спасибо.
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?
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.
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.
Аналоговая топология вручную (вот я сейчас сижу и рисую руками согласованную пару), все автотрассировщики заточены исключительно под цифру с использованием готовых библиотек компонентов. Хорошие топологи СБИС для аналога или СВЧ — на вес золота.
>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.
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.
Only those users with full accounts are able to leave comments. Log in, please.