Федеральное государственное унитарное предприятие Ордена Трудового Красного Знамени центральный научно-исследовательский институт Комета Федеральное государственное унитарное предприятие Ордена Трудового Красного Знамени центральный научно-исследовательский институт Комета Февраль 2010 Оптимизация номенклатуры и функций цифровых СнК для служебных систем и ПН космических аппаратов Оптимизация номенклатуры и функций цифровых СнК для служебных систем и ПН космических аппаратов

Текущая ситуация Заявки на разработку ЭКБ по отрасли – 170 страниц Импортная комплектация – сотни позиций на аппарат Дублирование функций (по 5-10 заявок на различные модификации контроллера интерфейса, микроконтроллеров, процессоров) Заявки без учета физической реализуемости (flash, стойкая к ТЗЧ и т. д.)

ЧТО ДЕЛАТЬ? 1 Выделить приоритетных потребителей с наиболее жесткими требованиями по стойкости к радиационным факторам комического пространства 2 Попытаться структурировать задачи и выделить СнК и БИС «общего назначения» 3 Определить требования к технологии проектирования и изготовления этих СнК 4 Определиться со сроками и финансированием

1 ПОТРЕБИТЕЛИ Средства выведения Пилотируемые и низкоорби- тальные КА КА на ВЭО и ГСО КА на высоких орбитах и межпланетные КА Срок активного существования (САС) < месяца~3-5 летДо 10 летДо 15 лет Требования по стойкости Дозовая ТЗЧ Нейтроны низкая средняя высокая высокая средняя высокая высокая средняя Системы с предельными требованиями Связи и контроля

Требования к ЭКБ Общие требования для сбое- и отказоустойчивых систем реального времени: - сбоеустойчивость при наличии единичного отказа; - парирование сбоев без потери данных и прерывания реализуемых процедур; - обнаружение в реальном времени отказов и реконфигурация без прерывания обработки данных

Требования по стойкости: (отказ) - дозовая стойкость по 7К1 + 7К4 – 100 Крад.; - флюенс p (Е 100 Мэв) см -2 при ВБР 0,99*; - флюенс n (Е - 0,001-1 Мэв) см -2 при ВБР 0,99*; - флюенс ТЗЧ (Z>10) см -2 при ВБР 0,99*;

Требования по стойкости: (сбои ) - плотность потока p (Е 100 Мэв) см -2 сек -1 - плотность потока n (Е - 0,001-1 Мэв) см -2 сек -1 - плотность потока ТЗЧ (Z>10) см -2 сек -1 Требования к СнК в целом, с учетом резервирования и встроенной схемотехники сбое- и отказоустойчивости

Требования к технологии (стойкость) Без схемотехнического обеспечения сбое- и отказоустойчивости дозовая стойкость по 7К1 + 7К4 – 100 Крад пороговая ЛПЭ – 60 MэВ×см 2 /мг катастрофического отказа пороговая ЛПЭ сбоя – 25 MэВ×см 2 /мг С встроенными схемами обеспечения сбое- и отказоустойчивости пороговая ЛПЭ – 45 MэВ×см 2 /мг катастрофического отказа пороговая ЛПЭ сбоя – 16 MэВ×см 2 /мг

Номенклатура СнК первой очереди 1 Комплект СнК (3 типа) для сбое- и отказоустойчивого вычислительного модуля Резервированный 32-разрядный процессор – 4 синхронных канала на кристалле с схемами парирования сбоев; СнК интерфейсного контроллера; СнК ОЗУ с резервированными шинами управления. 2 Структурированные БМК с блоками ОЗУ и узлами интерфейсов 4 канала с раздельным питанием, блоки ОЗУ, контроллеры интерфейса SW и ГОСТ Р ОЗУ с коррекцией ошибок

Требования к технологии КНИ 0,35-0,25 мкм САПР Холодный резерв по входам и выходам – обязательно, статический потенциал – не менее 1600В Толерантность к ТЗЧ (нераспространение зоны отказа по кристаллу при любом воздействии ТЗЧ) Внутрикристальный холодный резерв (построение систем с раздельным питанием) Размер кристалла – 12х12 мм

Модуль на СнК первой очереди Сбое- и отказоустойчивой вычислительный модуль: КЭШ К слов, команды/данные 4/4 ОЗУ МБ 8(корр. код)/4(зерк. режим) Время обработки прерываний мкс 20 Рестарт с запуском от пред, сек 0,2 контрольной точки Масса модуля КГ 0,2 БЦВМ 1,2 Производительность MIPS 30