Н.В. Сильянов1, С.В. Пряничников2, А.Ю. Киселев3
1–3 ФГУП «РФЯЦ-ВНИИЭФ» (г. Саров, Россия)
1 nSilyanov@niiis.nnov.ru, 2 psv@niiis.nnov.ru, 3 aKiselev@niiis.nnov.ru

Постановка проблемы. Степень внедрения средств информатизации постоянно растет как в объектах сфер ответственного применения, так и в необслуживаемых объектах. Под сферами ответственного применения понимаются такие, где отказ системы угрожает жизни людей, или где непредсказуемые поломки и простои повлекут тяжелые экономические последствия. Под необслуживаемыми объектами подразумеваются системы, где техническое обслуживание проводится очень редко или вообще отсутствует возможность его проведения. При этом проблемы обеспечения отказоустойчивости специализированных вычислителей приобретают особую актуальность, так как объект управления может относиться сразу к нескольким перечисленным категориям. Размещение на борту транспортного средства ограничивает габаритные размеры и массу вычислителя, сужает возможности применения аппаратуры контроля и обеспечения отказоустойчивости. Дополнительное усложнение проблем происходит из-за требований работоспособности в жестких условиях эксплуатации: климатических, механических, при воздействии различного рода излучений, естественных и искусственных помех. При использовании импортной элементной базы возникают риски, связанные как с отсутствием гарантий по надежности или стойкости элементов, так и с быстрой сменой типов элементов, малым сроком гарантии, отсутствием гарантии поставки в течение длительного срока эксплуатации изделий, а также другими возможными ограничениями.

Цель. Обеспечить увеличение быстродействия, информационной емкости, надежности и отказоустойчивости, уменьшение габаритных размеров и массы специализированных вычислителей на отечественной элементной базе.

Результаты. Приведены лучшие, достигнутые на отечественной элементной базе, параметры и характеристики разработанных специализированных вычислителей: тактовая частота – до 100 МГц; производительность – до 62,5 MIPS; информационная емкость ПЗУ – до 64 Мбайт; информационная емкость ОЗУ – до 8 Мбайт; надежность – до 0,99956; масса – до 0,5 кг; габаритные размеры – до 131×65×68 мм (0,58 дм3).

Практическая значимость. Достигнутые результаты гарантируют обеспечение технологической независимости и работоспособности в жестких условиях эксплуатации составных частей перспективных систем в объектах ответственного применения.

Сильянов Н.В., Пряничников С.В., Киселев А.Ю. Совершенствование характеристик специализированных вычислителей на отечественной элементной базе // Успехи современной радиоэлектроники. 2026. T. 80. № 8. С. 133–143. DOI: https://doi.org/10.18127/j20700784-202608-16

1. Авиационные системы радиоуправления Т. 2. Радиоэлектронные системы самонаведения / Под ред. А.И. Канащенкова, В.И. Меркулова. М.: Радиотехника. 2003. 393 с.
2. Могнонов П.Б. Организация микропроцессорных систем: Учеб. пособие. Улан-Удэ: ВСГТУ. 2003. 174 с.
3. Джонсон Г., Грэхем М. Конструирование высокоскоростных цифровых устройств: начальный курс черной магии / Пер. с англ. М.: Издательский дом «Вильямс». 2006. 393 с.
4. Юдинцев В. Радиационностойкие интегральные схемы: надежность в космосе и на земле // Электроника: Наука, Технология, Бизнес. 2007. № 5. С. 72–77.
5. Sweetman D. See MIPS run. San Francisco: Morgan Kaufmann. 2007. 513 p.
6. Таненбаум Э. Архитектура компьютера. Изд. 5-е. СПб.: Питер. 2007. 846 с.
7. Ларионов А.М. и др. Вычислительные комплексы, системы и сети. Л.: Энергоатомиздат. 1987. 178 с.
8. Диллон Б., Сингх Ч. Инженерные методы обеспечения надежности систем. М.: Мир. 1984. 318 с.
9. Коваленко А.Е., Гула В.В. Отказоустойчивые микропроцессорные системы. Киев: Технiка. 1986. 150 с.
10. Wah B.W. Wiley Encyclopedia Of Computer Science And Engineering. Vol. 1. Wiley-interscience. 2008. 2365 p.
11. Питерсон У., Уэлдон Э. Коды, исправляющие ошибки. М.: Мир. 1976. 595 с.
12. Бакулин В.Н., Малков С.Ю., Гончаров В.В., Ковалев В.И. Управление обеспечением стойкости сложных технических систем. М.: Физматлит. 2006. 304 с.
13. Гобчанский О., Попов В., Николаев Ю. Повышение радиационной стойкости индустриальных средств автоматики в составе бортовой аппаратуры // Современные технологии автоматизации. 2001. № 4. С. 36–40.
14. Харченко В.С., Юрченко Ю.Б. Анализ структур отказоустойчивых бортовых комплексов при использовании электронных компонентов industry // Технология и конструирование в электронной аппаратуре. 2003. № 2. С. 3–10.
15. Нисан А. Восемь тенденций, которые изменят электронику // Поверхностный монтаж. 2011. № 1 (87). С. 12–15.
16. Коробенков А., Агафонов П. Монтаж QFN без дефектов // Поверхностный монтаж. 2012. № 2 (94). С. 14–16.
17. Микросхемы для аппаратуры космического назначения. Практич. пособие / Под общ. ред. А.Н. Саурова. М.: Техносфера. 2016. 388 с.
18. Городецкий А. Введение в технологии JTAG и DFT: Тестирование в технологиях граничного сканирования и тестопригодное проектирование. Saarbrucken, Deutschland: Palmarium Academic Publishing. 2012.
19. Егоров Г. и др. Многослойные керамические микросхемы. Низкотемпературная совместно обжигаемая керамика. Ч. 1 // Электроника: Наука, Технология, Бизнес. 2006. № 3. С. 60–65.