Статья
Оценка надёжности электронных измерительных приборов при воздействиях электростатических разрядов
В статье рассматриваются вопросы оценки надёжности электронных измерительных приборов при проектировании. Приводится описание моделей интенсивностей отказов КМОП ИС, учитывающих влияние ЭСР, и показано, что для электронных измерительных приборов, содержащих относительно небольшое количество таких микросхем, применение стандартизованной модели интенсивностей отказов, учитывающей влияние ЭСР, может привести к существенным погрешностям в расчётах надёжности. В качестве альтернативы предложена модель, основанная на использовании характеристик надёжности внешней защиты прибора от ЭСР.
Излагаются результаты разработки моделей надёжности для проектных исследований надёжности радиоэлектронной аппаратуры, полученные в ходе выполнения II этапа научно-исследовательской работы «Разработка методов и средств для проектных исследований надёжности радиоэлектронной аппаратуры» выполняемой в рамках тематического плана МИЭМ по теме № 100077: «Разработка моделей надёжности для проектных исследований надёжности радиоэлектронной аппаратуры».
Приводятся результаты разработки унифицированных топологических моделей надёжности резервированных групп. Описываются формальные модели типовых групп для нагруженного резервирования, для ненагруженного резервирования, для комбинированного контроля работоспособности, для групп с переключателями и групп с восстановлением. Проанализированы способы реализации γ-процентного контроля работоспособности РЭА и СЧ и даны рекомендации по модификации алгоритмов формирования временных диаграмм состояний типовых резервированных групп для различных способов контроля. Предложены методы формирования временных диаграмм состояний для восстанавливаемых резервированных групп для «последовательного» и «параллельного» соединения компонентов. Приводятся результаты экспериментальной проверки разработанных моделей и методов для проектных исследований надёжности РЭА.
Рассмотрена модель интенсивности отказов КМОП СБИС, предложенная в статье Пискуна Г.А., Алексеева В.Ф. «Совершенствование математической модели расчёта надёжности КМОП СБИС с учётом особенностей воздействия электростатического разряда», опубликованной в первом номере журнала «Технологии электромагнитной совместимости» за 2016 год. Показано, что утверждение авторов о том, что эта модель «…позволит более точно осуществлять оценку надёжности КМОП СБИС» в корне не верно и её применение неизбежно приведёт к неадекватным результатам. В качестве альтернативы предложена модель интенсивности отказов КМОП СБИС, также позволяющая учитывать вид ЭСР, но основанная на использовании характеристик стойкости КМОП СБИС к воздействию ЭСР.
Рассматривается моделирование одного из базовых встроенных элементов защиты на МОП-транзисторе: n-МОП транзистор с заземлённым затвором (Grounded Gate NMOS Transistor, GGNMOST). Модель этого элемента защиты, включенная в модели некоторых микросхем, позволит проводить виртуальные эксперименты по воздействию ЭСР на элементную базу и на аппаратуру, в которой она применяется. Рассматривается моделирование работы микросхем в условиях воздействия ЭСР. Даются методы измерения электростатических зарядов, потенциалов, напряжённости электростатического поля для использования в промышленности. Такие измерения важны для обеспечения защиты радиоэлектронной аппаратуры от электростатического разряда. Рассмотрены зондовый метод, метод динамического конденсатора и оптические методы. Сравниваются достоинства и недостатки данных методов.
В книге разработана фундаментальная научная проблема обеспечения высокой надёжности инновационных технических систем, функционирующих в условиях разнородных и одновременно действующих внешних физических воздействий: электромагнитных полей, тепловых и механических факторов (вибраций, ударов, линейных ускорений и акустических шумов). Оригинальность предлагаемого издания лежит в связке моделирования протекающих в системе физических процессов с обеспечением надёжности за счёт управления этими процессами на всех стадиях жизненного цикла технической системы. Такой системный подход ориентирован на обеспечение высоких значений показателей надёжности авиационно-космической техники, аппаратуры подвижных объектов и других изделий ответственного назначения.
Показано, что фундаментальность комплексных (системных) моделей заключается в том, что они отражают синергизм разнородных физических процессов, часто одновременно во взаимодействии протекающих в рамках одной конструкции при эксплуатации технической системы. В результате уровень её надёжности определяется через режимы работы деталей и материалов конструкций. Реализованный синергизм позволяет на этапе создания технической системы выявить возможные системные отказы, которые проявляются только при одновременном воздействии нескольких внешних воздействий и не проявляются при их влиянии по-отдельности.
Большая роль в книге отведена моделям параметрической чувствительности, учёту случайных факторов и моделям оптимизации по критериям надёжности.
Книга предназначена для научных работников различных предприятий, докторантов, аспирантов, а также для студентов, выполняющих научно-исследовательские работы.
Рассмотрены математические модели интенсивностей отказов элементов, применяемых в расчетах надежности бортовой электронной аппаратуры. Показана возможность применения моделей, приведенных в зарубежных стандартах, для прогнозирования надежности комплектующих элементов.
Приводятся результаты анализа методологии прогнозирования надёжности механического оборудования. Обосновывается возможность и необходимость создания базы данных по характеристикам надежности механических элементов.
Систематизированы методы исследования чувствительности выходных электрических, тепловых, механических и других физических характеристик систем к изменениям внутренних параметров этих процессов, моделирование которых может проводиться аналитическими, структурными, топологическими и морфологическими способами. Для полноты системного подхода автором дополнительно проведена разработка новых методов.
Показывается эффективность применения функций параметрической чувствительности в процессе проектирования систем с одновременно протекающими в них несколькими взаимосвязанными физическими процессами.
Книга предназначена для научных работников, докторантов, аспирантов, а также студентов, выполняющих научно-исследовательские работы.
Рассматриваются основные положения нового направления ЭМС − «функциональная безопасность» применительно к воздействию электростатических разрядов на летательные аппараты.
В материалах конференции студентов, аспирантов и молодых специалистов представлены тезисы докладов по следующим направлениям: математика и компьютерное моделирование; информационно-коммуникационные технологии; автоматизация проектирования, банки данных и знаний, интеллектуальные системы; компьютерные образовательные продукты; информационная безопасность; электроника и приборостроение; производственные технологии, нанотехнологии и новые материалы; информационные технологии в экономике, бизнесе и инновационной деятельности; инновационные технологии в дизайне. Материалы конференции могут быть полезны для преподавателей, студентов, научных сотрудников и специалистов, специализирующихся в области прикладной математики, информационно-коммуникационных технологий и электроники.
В сборник трудов включены доклады Третьей Всероссийской научно-технической конференции «Радиовысотометрия - 2010», проходившей с 19 по 21 октября 2010 года в городе Каменск-Уральский.
В сборнике трудов рассмотрены актуальные проблемы радиолокации земной поверхности, совершенствования бортовых радиоэлектронных систем, повышения их точности, надежности и качества цифровой обработки информации, математическое и физическое моделирование бортовых радиоэлектронных систем.
Оргкомитет выражает свою признательность промышленным и научным предприятиям, которые приняли самое непосредственное участие в организации и проведении конференции, и благодарит всех авторов за представленные материалы.
Оргкомитет планирует проведение Четвертой Всероссийской научно-технической конференции по радиовысотометрии в сентябре - октябре 2013 г.
В книгу включены материалы ведущих предприятий, организаций, учреждений радиоэлектронной отрасли об истории, современном состоянии и перспективах развития отечественной компонентной базы, использовании новейших технологий в создании совремнных изделий электронной техники, их технических и конструктивных особенностях.
Атлас содержит 8 карт, графики и таблицы, иллюстрирующие основные закономерности и ограничения в области утилизации твердых бытовых отходов в Центральном Федеральном округе. Социальная значимость Атласа состоит в выявлении и типологизации основных "ядер" антропогенного загрязнения, представленных полигонами и свалками ТБО.
Создание атласа осуществлялось при финансовой поддержке Русского Географического общества (грант РГО №59-2013/Н7 "Экологические риски в пригородных и межселенных территориях")
В статье рассматриваются основы построения моделей измерительных приемников, предназначенных для виртуальных исследований в области ЭМС, в формах, отличных от схемной. Анализируются модели на основе цифровой обработки сигналов, формальные математические модели, а также базирующиеся на графическом программировании. Формулируется общий вывод о перспективах использования таких моделей при построении системы автоматизированного проектирования, реализующей процедуру виртуальной сертификации радиоэлектронных средств по эмиссии излучаемых радиопомех.
В работе была предложена схемная модель отдельных узлов фликерметра. Эту модель можно использовать для оценки уровня фликера в электросетях при виртуальных исследованиях кондуктивных помех, которые являются составляющей общей теории виртуальной сертификации. В будущем на основе этой модели могут быть разработаны инженерные методики, нацеленные на решение практических задач в области ЭМС с широким привлечением средств автоматизации и моделирования.
Документ содержит проект методологических рекомендаций по статистическому измерению технологий. Он включает предложения по формированию операциональных определений технологий, подходы к идентификации классификации новых и возникающих технологий, а также предложения по разработке системы показателей, характеризующих жизненный цикл технологий, и стратегиям сбора данных. Разработанные рекомендации предлагается использовать в качестве методологической основы гармонизированной системы сбора и интерпретации статистических данных о технологиях. В приложении приводятся сведения о доступных определениях технологий и краткие результаты исследования опыта национальных статистических служб в области статистического наблюдения науки и технологий.