автореферат диссертации по радиотехнике и связи, 05.12.13, диссертация на тему:Разработка методов и устройств контроля основных параметров массивов памяти систем спутниковой связи

На правах рукописи

Ерохин Геннадий Алексееви

РАЗРАБОТКА МЕТОДОВ И УСТРОЙСТВ КОНТРОЛЯ ОСНОВНЫХ ПАРАМЕТРОВ МАССИВОВ ПАМЯТИ СИСТЕМ СПУТНИКОВОЙ СВЯЗИ

Специальность 05.12.13 - Системы, сети и устройства телекоммуникаций

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание учёной степени кандидата технических наук

Москва - 2009

003472602

Работа выполнена в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования Московский технический университет связи и информатики (МТУСИ) на кафедре Радиовещания и электроакустики

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор,

Венедиктов Михаил Дмитриевич

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор,

Стыцко Виталий Петрович

кандидат технических наук,

Лишин Лаврентий Григорьевич

Ведущее предприятие: Фрязинский филиал Учреждения Российской академии наук Института радиотехники и электроники им. В.А. Котельникова Российской Академии Наук (ФИРЭ им. В.А. Котельникова РАН)

Защита диссертации состоится «/ » _в часов на заседании совета по

защите докторских и кандидатских диссертаций Д 219.001.03 при МТУСИ по адресу: 111024, Москва, ул. Авиамоторная, д. 8а, ауд. А-455.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке МТУСИ.

Автореферат разослан « » @ У 2009 г.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Одним из важнейших направлений развития спутниковых телекоммуникационных систем (СТС) является дистанционное зондирование Земли (ДЗЗ) с абонентским доступом к целевой информации и увеличенным, по сравнению с существующим, сроком активного существования (САС). Данные системы обеспечивают доступ абонентов к требуемой видео и радиолокационной информации о заданном районе Земли. При этом, из-за низкой пропускной способностью радиолинии (по сравнению со скоростью выдачи данных источником информации) должно быть осуществлено накопление информации, в процессе которого обеспечивается контроль и исправление ошибок. Задачи накопления информации и обеспечения оперативного доступа абонентов к данной информации выполняет массив памяти (МП).

Учитывая невозможность проведения ремонта аппаратуры на борту космического аппарата, одной из основных задач, повышающих САС массива памяти, является селекция сбоев информации и формирование соответствующих сигналов, позволяющих их устранить. С учётом многомерности контролируемого пространства (аргументы: время I, адресное пространство а, вероятность безотказной работы р, скорость поступающей от сканирующей аппаратуры информации V, интенсивность отказов Л) имеет место значительное многообразие параметров, обеспечивающих идентификацию сбоя. Дальнейшее наращивание числа параметров, используемых для контроля при поиске сбоев, должно обеспечивать повышение достоверности их идентификации.

Современные массивы памяти СТС обычно работают в режиме обобщенного выявления сбоев в контролируемом адресном пространстве. Идентификация сбоя, являющегося причиной нарушения работоспособности, реализуется уже с привлечением наземных элементов системы, в том числе операторов целевых систем, что не позволяет оперативно реагировать на данный сбой. Нарастание количества сбоев приводит к сокращению объемов информации передаваемой абонентам и уменьшению САС всей телекоммуникационной системы. Поэтому важно последовательно вводить в массив элементы опознавания сбоев с их соответствующей обработкой.

Соответственно, важными параметрами являются объемы поврежденной информации, частота ее появления, информация о статистике обращения к ячейкам памяти и т.д. При их совокупном контроле должна проводиться ранговая оценка ситуации с установлением приоритетов и учетом специфики адресного пространства памяти без участия наземной части системы и оператора. Это повышает САС системы и увеличивает эффективность СТС ДЗЗ.

В связи с выше изложенным, актуальным в настоящее время является разработка взаимно сопряженных методов обработки информации о массивах памяти. Эти методы обеспечивают контроль параметров, определяющих причины сбоев и принятие адекватного решения, что в свою очередь обеспечивает увеличение САС спутниковой системы связи на 3...5 лет (до 10 лет и более).

Диссертация ориентирована на спутниковые телекоммуникационные системы дистанционного зондирования Земли, хотя решаемая в работе задача весьма актуальна и в других областях, в частности, в телекоммуникационных системах обработки и хранения информации, прикладном телевидении и др.

Цель и задачи исследования. Целью настоящей диссертации является исследование и разработка методов контроля параметров, обеспечивающих повышение срока активного существования массива памяти спутниковых телекоммуникационных систем. Для достижения поставленной цели решены следующие научно-практические задачи:

1. Исследованы параметры существующих элементов и массивов памяти, получена численная оценка увеличения срока активного существования массива памяти при использовании различных методов резервирования.

2. Разработана математическая модель массива памяти, учитывающая специфику электрически перепрограммируемых постоянных запоминающих устройств типа FLASH, и получена численная оценка увеличения срока активного существования массива памяти при использовании различных алгоритмов распределения информации. На основании данной модели проведен анализ возможности повышения надежности файловой таблицы массива.

3. Разработан метод селекции сбоев с относительной пороговой оценкой специфики сбоя информации в массиве памяти типа FLASH.

4. Разработан метод формирования статистических данных о параметрах элементов памяти с анализом их достоверности и принятием решения о реконфигурации массива.

5. Проведены комплексные отработочные испытания устройств созданных по разработанным методам, и предложен метод отбора элементов памяти по критерию чувствительности к радиации - одного из основных параметров, влияющих на срок активного существования системы спутниковой связи.

Методы исследования. При решении поставленных задач в работе использованы современные методы анализа, основанные на теории передачи информации в радиотехнике, включая элементы теории цифровых многомерных сигналов, теории функционального анализа, теории математической статистики, численного анализа и программирования.

Научная новизна работы заключается в следующем:

1. Исследовано влияние параметров элементов памяти типа FLASH на работу высокоскоростного массива спутниковой телекоммуникационной системы дистанционного зондирования Земли. Показано, что контроль и минимизация дисперсии числа перезаписей и чтений обеспечивает повышение надежности массива в жестких условиях эксплуатации, таких, как открытый космос.

2. Установлено, что повышение вероятности безотказной работы массива памяти на микросхемах типа FLASH, при минимальном увеличении массы и габаритов спутниковой телекоммуникационной системы дистанционного зондирования Земли, обеспечивается неполным нагруженным резервированием элементами памяти с низкой чувствительностью к числу перезаписей.

3. Предложен метод повышения срока активного существования массива памяти на FLASH для СТО ДЗЗ. Данный метод включает использование алгоритма адаптивного распределения информации по адресному пространству массива, он основан на контроле статистической информации, вынесенной в энергонезависимую память

повышенной надежности, и применении функции равномерного распределения данных и оценку относительной надежности блоков памяти. Практическая ценность работы:

1. Обосновано увеличение срока активного существования массива памяти на FLASH в спутниковой телекоммуникационной системе до 10 лет, путем использования нагруженного скользящего резервирования (применения элементов памяти nvSRAM в цепи резервирования, объемом, значительно меньшим, чем общий объем массива памяти).

2. Разработаны эффективный метод и устройства селекции и минимизации сбоев, обеспечивающие запись информации в блоки памяти с наивысшим значением ВБР.

3. Предложен алгоритм отбора микросхем FLASH памяти, чувствительных к радиации, что обеспечивает повышение надежности системы спутниковой связи.

4. Исследованы предложенные методы, алгоритмы и устройства в жестких условиях эксплуатации и функционирования.

Реализация и внедрение результатов работы. Результаты работы использованы при разработке бортовых систем сбора и передачи информации космических аппаратов дистанционного зондирования Земли «Метеор-М» и «Электро-Л» на Федеральном государственном унитарном предприятии «Российский научно-исследовательский институт космического приборостроения», что подтверждено соответствующими актами.

Личный вклад. Основные научные результаты в диссертационной работе получены автором лично.

Апробация работы. Основные результаты работы были представлены на следующих научно-технических конференциях: НТК профессорско-преподавательского, научного и инженерно-технического состава МТУСИ (2003- 2006 гг.); Межрегиональная конференция МНТОРЭС им. A.C. Попова «Обработка сигналов в системах телефонной связи и вещания» (2003, 2004г.); Межрегиональная конференция МиНРО НТОРЭС им. A.C. Попова «Обработка сигналов в системах наземной радиосвязи и оповещения» (2006-2008 гг.); НТК «Космонавтика, радиоэлектроника, геоинформатика», Рязань (2003, 2007г.); Международные научно-практические

конференции «Фундаментальные проблемы радиоэлектронного приборостроения». Intermatic, Москва, (2004, 2005 г.); VI Международная НТК «Перспективные технологии в средствах передачи информации», Владимир, (2005 г.); Московская отраслевая НТК «Технологии информационного общества», Москва, (2007 г.).

Публикации. Основные результаты диссертации опубликованы в 24 печатных работах, в том числе в 19 работах - без соавторства, в том числе 2 опубликованы в ведущих рецензируемых научных изданиях и журналах, определенных Высшей аттестационной комиссией.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Выявление влияния процедуры записи/чтения блока электрически перепрограммируемой памяти типа FLASH на срок активного существования массива памяти в условиях открытого космоса. Сокращение срока активного существования достигает 30%.

2. Метод динамического определения ненадежности блока электрически перепрограммируемой памяти типа FLASH, путем применения разработанного критерия, основанного на контроле параметров блоков массива памяти во время записи информации. Данный метод обеспечивает увеличение числа перезаписей до 2><105.

3. Метод адаптивной реконфигурации, основанный на анализе данных о накопленных сбоях и текущей статистической информации о параметрах массива, обеспечивающий увеличение срока активного существования массива электрически перепрограммируемой памяти типа FLASH системы спутниковой связи на 3.. .5 лет.

4. Устройство памяти на электрически перепрограммируемых микросхемах типа FLASH спутниковой системы связи, с нагруженным неполным резервированием, имеющее заданное значение вероятности безотказной работы в заданном периоде времени и прошедшее комплексные отработочные испытания. (Объем массива 500 Гбайт, скорость записи информации 10 Гбит/с, вероятность безотказной работы за 10 лет - не менее 0,995).

Структура диссертации. Диссертационная работа состоит из Введения, четырех глав, Заключения и приложений. Работа изложена на 154 страницах машинописного текста. Список литературы включает 124 наименования.

КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Во Введении обоснована актуальность темы диссертации, научная новизна результатов, определены объект и предмет исследования, сформулированы цели и задачи исследования, также обозначены положения, выносимые на защиту, и определена теоретическая и практическая значимость полученных результатов и исследования в целом.

В первой главе показано, что современные орбитальные системы ДЗЗ используют низкоорбитальные КА, оборудованные системами информационного обмена с наземными абонентами, устройствами видеонаблюдения и радиолокации. В «зоне интереса» данных КА - информация о результатах наблюдения заданной области поверхности Земли, которая запрашивается абонентом, считывается и после обработки записывается в массив памяти космического аппарата. По запросу эта информация передается абоненту. Определены основные параметры массивов памяти для бортовых систем сбора и передачи данных (БССПД) спутниковой телекоммуникационной системы (Таблица 1). Также представлена структура СТС ДЗЗ (Рисунок 1)._Таблица 1

параметр Микросхема типа DDR2 Микросхема типа FLASH НЖМД

Объем хранимой информации 0.5 Гбайт 16 Гбайт 500 Гбайт

Быстродействие 800 Мбайт/с 16 Мбайт/с 50 Мбайт/с

Параметр надежности 1О8часов 106 перезаписей Ю6 часов

Радиационная стойкость менее 10 кРад неизвестно 15 кРад

Источник___

информации: Локатор/ Сканер

у

Запрос \ целевой \ информации

фип+кодер i- »-[передатчик -

'антенна КА

с s

ГО п

X к

га m

ь; о

Абонент -«-

декодер

приемник г*

! антенна

1 пп Г

Рисунок 1 - Структура СТС ДЗЗ, где ФИП - формирователь информационных потоков, КА - космический аппарат.

Проведен анализ существующих МП, а так же требований предъявляемых к параметрам перспективных массивов памяти СТС ДЗЗ, в том числе такие как САС 10 лет с заданным значением ВБР (0,995) и скорость записи до 10 Гбит/с [11].

Проанализированы перспективные носители информации, в том числе созданные с использованием наиотехнологий. Выявлены недостатки существующих

массивов при их использовании в СТС ДЗЗ, такие как низкий срока активного существования, невысокая вероятность безотказной работы (ВБР), ограниченная скорость записи, чувствительность к внешним условиям окружающей среды [6]. Определены параметры, влияющие на САС элементов памяти в массиве с высокой скоростью записи информации, такие как: чувствительность элементов памяти к внешним воздействиям, объем хранимой информации, скорость доступа к данным, энергопотребление, масса и вероятность безотказной работы.

Предложено использование в качестве элементов памяти МП СТС - элементы типа FLASH [2,4]. Проведен анализ существующих МП на FLASH [9], выявлены недостатки при их использовании в СТС, такие, как: низкая скорость доступа к информации (до 320 Мб/с); ограниченное число перезаписей (105 перезаписей общего объема памяти); отсутствие статистической информации об испытаниях на радиационную стойкость.

Рассмотрена возможность улучшения параметров МП, влияющих на качество работы в СТС, выявлены параметры элементов памяти FLASH, контроль которых необходим при использовании в жестких условиях окружающей среды [18]. Показана целесообразность контроля динамически изменяющихся параметров, таких, как число перезаписей и чтений каждой ячейки памяти, текущего напряжения питания во время записи и стирания информации и ее достоверности.

Во второй главе рассмотрены существующие способы повышения скорости «чтения/записи» данных [15-17,20]. Предложена новая схема построения МП, обеспечивающая скорость записи информации до 25 Гбит/с и содержащая при этом 512 микросхем FLASH [3,4,7,8]. Проведен анализ надежности массивов и микросхем FLASH, выведена формула ВБР, актуальная для СТС [1]:

р(о=MT,t)jc(c,t)jduj)imanAmth о

гдefs(X,t) функции зависимости ВБР: fr{T,t) - от температуры, fc(C,t) - от давления, fv(U,t) - от напряжения, fmascC^M - от числа перезаписей, f/y, t) - от накопленной дозы радиации. Существующие в микроэлектронике методы расчета надежности позволяют получить зависимость функций от температуры, давления, напряжения и радиации. Но зависимость функции от числа перезаписей, в основном, присуща для

МС типа FLASH. Для анализа МП примем, что значения данных функции, кроме /,'.,.. raw(n,t), в период времени 10 лет равны константе.

Показано, что f„ras/n,t) - является одним из важнейших параметров микросхемы FLASH и определяет зависимость безотказной работы от числа перезаписей (л) [9]. При анализе надежности микросхем FLASH за основу был выбран экспоненциальный закон распределения ВБР на основании существующих исследований данных микросхем. Представлен переход от времени к числу перезаписей при нахождении функции ВБР блока памяти FLASH. Выведена формула оценки ВБР от числа перезаписей, которая позволяет провести сравнительный анализ различных методов построения МП.

Р(п)=е (2)

где Ль - интенсивность отказов п - число перезаписей.

Проанализированы варианты повышения надежности, основанные на различных типах резервирования. Показано, что использование ненагруженного дублирования МП на микросхемах типа FLASH в СТС нецелесообразно, так как при использовании ненагруженного резерва микросхемы памяти имеют большую накопленную дозу радиации. Использование нагруженного дублирования приводит к незначительным улучшениям, число перезаписей МП увеличивается в 1,5 раза, что недостаточно для высокоскоростных массивов памяти СТС с С АС 10 лет. Показана возможность контроля процесса записи в МП на микросхемах типа FLASH СТС, что в свою очередь позволяет использование неполного резервирования МП.

Определена необходимость резервирования массива памяти элементами с лучшей ВБР, чем у FLASH. На рисунках 2-4 показаны основные функции ВБР от числа перезаписей при использовании различных типов защиты МП от сбоев. Проведенные расчеты показали, что использование неполного нагруженного скользящего резервирования информации в микросхемах nvSRAM позволяет добиться лучших результатов ВБР памяти типа FLASH в заданном интервале числа перезаписей. Выведена формула ВБР для МП данного типа:

Рк{п) = ZoM (4(е-Аь ПГг[1 - е-^"]'), (3)

где С"„ - биноминальный коэффициент, М - допустимое число сбоев, N - число блоков памяти.

Рисунок 3 - Функция ВБР ветви (64 микросхемы (МС)) при критерии выхода т строя МП при выходе из строя 1,2.10.50,100,200 и 400 блоков в любой изМС памяти, от числа перезаписей

. ¡ВЕР 1.05-

\

V

\

ч

1-1<Г 110' 110"

Число перезаписей

Рисунок 4 - Функция ВБР ветви памяти на МС типа с неполным резервированием

в МС т8ИАМ 5,10,20 и 40 блоков, от числа перезаписей

Основываясь на проведенном анализе и учитывая возможность повышения ВБР, разработан метод организации МП СТС [25], основанный на комбинации временного и пространственного разделения информации с использованием неполного нагруженного резервирования элементами памяти повышенной надежности типа ииЖ/Ш. Структурная схема метода представлена на рисунке 5. Расчеты показали возможность создания МП, по разработанному методу, с числом перезаписей 105 и более, что соответствует С АС более 10 лет.

Источник ____

информации, Интерфейс i ввода/вывода

Получатель информации

Ветвь Массива FLASH

rz

Оперативная память

I

:Ветвь Массива

I FLASH

1------,—.......—

Скользящий резерв

zn

Оперативная ; память i

Скользящий резерв

Рисунок 5 - Структурная схема построения высокоскорост ных МП па микросхемах тина FLASH с неполным нагруженным резервированием

В третьей главе проведен анализ существующих методов распределения информации по адресному пространству МП. Показаны недостатки данных методов, при использовании в спутниковых телекоммуникационных системах, где требуется высокая производительность вычислителя и повышенная надежность объема памяти, необходимого для хранения файловой таблицы. Разработана математическая модель МП, источника информации и ее получателя. На данной модели рассмотрено большинство функций распределения и сортировки информации по адресному пространству. Получены значения -дисперсии распределения числа перезаписей данных по адресному пространству памяти. Показана целесообразность использования алгоритма равномерного распределения, основанного на методе «золотого сечения», обеспечивающего минимальное время на расчет текущего адреса записи информации.

Рассмотрены существующие методы, обеспечивающие повышенное значение ВБР области памяти, хранящей файловую таблицу и основанные на увеличении объема памяти, содержащего файловую таблицу.

Предложен вывод файловой таблицы из памяти FLASH, и хранение ее в памяти с минимальной чувствительностью к числу перезаписей, например nvSRAM. Применение данного типа памяти обусловлено объемом, занимаемым файловой таблицей, который на порядки меньше, чем общий объем энергонезависимой памяти и соответствует объему информации, хранимому в одной микросхеме nvSRAM. Учитывая, что память типа nvSRAM не имеет зависимости от числа перезаписей, вероятность безотказной работы файловой таблицы МП с такой организацией памяти не будет иметь ярко выраженной зависимости от числа перезаписей.

Показано что неверная интерпретация типа сбоя в массиве памяти приводит к потере большого объема данных и значительно сокращает срок службы МП СТС. Были квалифицированны сбои внутри массива памяти на FLASH. Выведена формула нахождения текущего порогового значения критерия блочной ошибки. Так критерий сбоя является динамической величиной и представляется как сумма константы в виде значения числа бит, исправляемых корректирующим кодированием, кт и

произведения коэффициента избыточности массива ——, усредненного по сред-

ЦЛП + 'РЕЗ

нему значению записываемого объема информации - Ус/,. ь -к I [ 1 , уУмп+УгЕз ^

«КРИТ - Ко-с + 1п,п+ГрЕЗ] ¿1 увж-

На рисунке 6 представлены функции ВБР при использовании «жесткого» критерия сбойного блока (задается однократно) и предложенного «мягкого» решения (динамическая величина). Как видно из графиков допустимое число сбойных бит, при заданном значении ВБР увеличилось. При этом общее число перезаписей достигает 2><105.

Число сбойных бит

Рисунок 6 - ВБР МП при «жестком» «мягком» критериях определения сбоя от количества ошибок внутри блока 1

Предложен метод статистического снижения вероятности сбоя за счет контроля динамически изменяющихся параметров, таких как дисперсия числа перезаписей в ячейку памяти и дисперсия числа чтений данной информации, структурная схема определения данного критерия представлена на рисунке 7. Применение данного метода обеспечивает минимизацию значения дисперсии числа перезаписей.

Полученное значение основных параметров текущего адреса

Рисунок 7 - Структурная схема определения критерия «ненадежного» блока

В четвертой главе описана реализация МП с использованием разработанных методов. В составе разработанного МП входят следующие компоненты: блок хранения файловой таблицы с использованием в высоконадежных элементах памяти т$ЛАМ; блок контроллера распределения информации и управления массивом; блоки МП; блок ввода и вывода информации, состоящих из высокоскоростных буферов и интерфейсов; блок нагруженного неполного резерва, обеспечивающий защиту МП от сбоев, общее число которых заданно при разработке.

Представлена сравнительная таблица основных параметров разработанного

МП с существующими (Таблица 2). Таблица 2

Массив памяти спутниковой телекоммуникационной системы ДЗЗ Тип памяти Емкость, Гбит Скорость записи, Мбит/с Энергопотребление, Вт Габариты, мм Масса, [ кг ; )

разработанный FLASH 4096 104 <35 235x163*21 5 6,5 S

МП для (ЗшскВМ (США) SDRAM 618 4800 240 500x510x28 0 82 ;

МП для АЬОБ (Япония) SSR 720 - 190 - i

МП для Ресурс-ДК (Россия) НЖМД 2880 1440 - - <65 :

МП для \VorldView (США) SSR 2160 - - - -

МП для йеоЕуе 1 (США) SSR 1200 - - - -

МП для ЕАЭБ Аьишт FLASH 3000 1200 20... 140 - <40

Разработан метод селекции элементов памяти, чувствительных к накопленной дозе радиации. Основой данного метода является процесс облучения средней интенсивности на установке с активным материалом - Кобальт 60, с непрерывным контролем работоспособности каждого элемента МП. Облучение проводится до

момента, когда МП будет содержать 5 кРад, что соответствует превышению критерия гиперчувствителыюсти элементов памяти к накопленной дозе радиации и допустимости данного МП к включению в состав спутниковой телекоммуникационной системы. Если во время испытаний какой-либо из элементов памяти отказал, необходима его замена, устранение накопленной дозы у остальных элементов памяти и повторное испытание. После проведения данного типа испытаний необходимо устранить накопленную дозу радиации из МП.

Разработан регламент проведения квалификационных испытаний массива памяти спутниковой телекоммуникационной системы дистанционного зондирования Земли на микросхемах FLASH.

Проведены радиационные испытания массивов памяти типа FLASH, которые показали их высокую радиационную стойкость (до 15 кРад)[22]. Так же проведены комплексные отработочные испытания, в ходе которых получены параметры превышающие заявленные в требования к МП для СТС ДЗЗ.

Разработанные методы построения высокоскоростных МП на микросхемах FLASH были реализованы в бортовых системах сбора данных (БССД) для космических аппаратов на предприятии ФГУП «РНИИ КП» [25], что подтверждается соответствующими актами.

В Заключении приведены основные выводы и результаты выполненной работы.

В Приложении представлены акты о внедрении и отчеты по квалификационным испытаниям.

Основные результаты работы I. Классифицирован перечень параметров, определяющих качество работы МП в СТС ДЗЗ: объем хранимой информации, скорость доступа к информации, число перезаписей и чтений, масса, габариты и энергопотребление, а так же САС и чувствительность МП к внешним воздействиям: давлению, влажности, температуре, радиации, вибрации и ударам. Обоснована целесообразность создания массивов памяти нового поколения для СТС ДЗЗ на основе элементов памяти FLASH.

2. Разработаны предложения и методики по использованию неполного нагруженного резервирования массива памяти на микросхемах типа FLASH в МП спутниковой системе связи.

3. Разработаны методы, повышающие вероятность безотказной работы за счет равномерности распределения информации по всему адресному пространству, сокращения файловой таблицы и ее перенос в энергонезависимую память с минимальной чувствительностью к перезаписи.

4. На основании разработанных алгоритмов статистического снижения вероятности сбоя и разработан метод повышения САС массива памяти СТС за счет контроля динамически изменяющихся параметров блоков МП и алгоритма «мягкого» критерия определения блочной ошибки.

5. На основании разработанных методов создан массив памяти нового поколения, проведены его испытания, результаты которых подтвердили расчетные значение надежности разработанного массива памяти.

СПИСОК ПУБЛИКАЦИЙ

1. Ерохин Г.А. Высокоскоростной массив энергонезависимого хранения информации на микросхемах типа FLASH// Проектирование и технологии электронных средств. - Владимир: 2008.-№ 1.-С.45-48.

2. Массивы памяти и методы повышения вероятности безотказной работы данных массивов в бортовых системах сбора и передачи информации малых космических аппаратов дистанционного зондирования Земли // Телекоммуникации. - М.: 2008. - № 12. - С.27-30.

3. Ерохин Г.А. Повышение надежности встроенных носителей энергонезависимой памяти // 12-я Межрегиональная конференция МНТОРЭС им. А. С. Попова «Обработка сигналов в системах телефонной связи и вещания». - М.: МТУСИ, 2003. - С. 166-169.

4. Ершов А.Н., Киреев К.А., Ерохин Г.А. Перспективные бортовые запоминающие устройства на базе твердотельной энергонезависимой памяти (FLASH-пмят) И 4-я Международная научно-техническая конференция «Космонавтика. Радиоэлектроника. Геоинформатика»: Тез. докл. - Рязань: РГРТУ, 2003.- С.187-188.

5. Ерохин Г.А. Повышение надежности и скорости чтения/записи устройств цифровой энергонезависимой памяти // Депонирована в ЦНИИ «Информсвязь» 04.07.04 №2244св. 2004-С.91-102.

6. Ерохин Г.А. Использование ПЛИС в высокоскоростных устройствах энергонезависимой памяти на микросхемах FLASH Н 13-я Межрегиональная конференция МНТОРЭС им. А. С. Попова «Обработка сигналов в системах телефонной связи и вещания». - М.: МТУ-СИ, 2004.-С.114-115.

7. Ерохин ГА. Устройство согласования микросхем FLASH-памяти и интерфейса SCSI И 13-я Межрегиональная конференция МНТОРЭС им. А. С. Попова «Обработка сигналов в системах телефонной связи и вещания». - М.: МТУСИ, 2004. - С.116-117.

8. Ерохин Г.А. Энергонезависимая память персонального компьютера на интегральных микросхемах // Международная научно-практическая конференция. INTHRMATIC-2004 «Фундаментальные проблемы радиоэлектронного приборостроения». - М.: МИРЭА. 2004. -Ч. 2. -С.102-104.

9. Ерохин Г.А. Анализ алгоритмизации энергонезависимой памяти для систем связи // Международная научно-техническая школа-конференция «Молодые ученые - науке, технологиям и профессиональному образованию в электронике». - М.: МИРЭЛ. 2005. - Ч. 2. - С.37-40.

10. Ерохин Г.А. Использование &4Я)-массива внутри кристалла FLASH памяти для мобильных устройств // Международный форум информатизации «Телекоммуникационные н вычислительные системы». - М.: МТУСИ, 2005. - С. 103-109.

11. Ерохин Г.А. Анализ надежности устройств FLASH-памяти // 6-я международная науч-но-техннческая конференция «Перспективные технологии в средствах передачи информации». - Владимир.: ВГУ, 2005,- С. 159-160.

12. Ерохин Г.А., Порохов В.Н., Ершов А.Н. Стенд для исследования устройств энергонезависимого хранения данных // 4-я Международная научно-техническая конференция «Перспективные технологии в средствах передачи информации». - Владимир.: РОСТ, 2005. - С.38-39.

13. Ерохин Г.А. Использование ПЛИС в высокоскоростных устройствах энергонезависимой памяти на микросхемах - FLASH И Труды 19-й конференции РНТО РЭС им. A.C. Попова. - М.: Инсвязьиздат, 2005,- Том 1. - С.56-58.

14. Ерохин Г.А. Микросхемы постоянной энергонезависимой памяти// Международная научно-практическая конференция INTERMATIC-2005 «Фундаментальные проблемы радиоэлектронного приборостроения»: Мат. конф. - М.: МИРЭА, 2005. Ч. 2. - С.123-124.

15. Ерохин Г.А. Особенности описания схемотехники энергонезависимой памяти на языках HDL // 14-я Межрегиональная Научно-техническая конференция НРО НТОРЭС им. A.C. Попова «Обработка сигналов в системах наземной радиосвязи и оповещения». -Н.Новгород - М.: МТУСИ, - 2006. - С.63-65.

16. Ерохин Г.А., Нестеркин Ю.А. Шевлягин Д.С. Исследование микросхем флэш-памяти на устойчивость к радиационному воздействии // Международный форум информатизации «Телекоммуникационные и вычислительные системы». - М.: МТУСИ, 2006. - С.28-29.

17. Ерохин Г.А. Особенности описания схемотехники энергонезависимой памяти на языках HDL // Международная научно-практическая конференция INTERMATIC-2005 «Фундаментальные проблемы радиоэлектронного приборостроения». - М.: МИРЭА, 2005.- Ч. 2. -С.153-155,

18. Ершов А.Н., Ерохин Г.А. Тенденции развития бортовых запоминающих устройств информационных систем КА ДЗЗ // 5-я Международная научно-техническая конференция. «К.Э. Циолковский - 150 лет со дня рождения. Космонавтика. Радиоэлектроника. Геоинформатика» - Рязань: РГРТУ, 2007. Тезисы - C.270-27I,

19. Ерохин Г.А. Ускоренные испытания микросхем FLASH-пшят // Московская научно-техническая конференция «Технологии информационного общества». - М.: МТУСИ, 2007. -С.176-177.

20. Ерохин Г.А. Высокоскоростные твердотельные накопители информации на динамической памяти типа DDR // Материалы 15-й межрегиональной научно-технической конференции «Обработка сигналов в системах наземной радиосвязи и оповещения». - Н. Новгород - М.: МТУСИ, 2007. -С.286-288.

21. Ерохин Г.А. Ускоренные испытания микросхем У-Х^Я-иамяти ; Материалы 15-й межрегиональной научно-технической конференции «Обработка сигналов в системах наземной радиосвязи и оповещения». - Н. Новгород - М.: МТУСИ, 2007. - С.288-290.

22. Ерохин Г.А., Ершов А.Н., Нестеркнн Ю.А., Шевляпш Д.С. Аттестация ЕЕР1ЮМ СБИС К9\¥ООЗШМ // Материалы 15-й межрегиональной научно-технической конференции «Обработка сигналов в системах наземной радиосвязи и оповещения». - 11. Новгород - М.: МТУСИ, 2007. -С.290-292.

23. Ерохин Г.А. Массивы энергонезависимой памяти бортовых систем сбора и передачи информации II Труды Московского технического университета связи и информатики -М.: «ИД Медиа Паблишер». 2007.- С.64-65.

24. Ерохин Г.А. Повышение срока активного существования систем спутниковой связи // Материалы 16-й межрегиональной конференции «Обработка сигналов в системах радио связи и вещания». - М.:МТУСИ. 2008. - С.31-33.

Подписано в печать 14.04.09. Формат 60x84/16. Объем 1,3 усл.пл.

_Тираж 100 экз. Заказ 67._

ООО «Инсвязьиздат». Москва, ул. Авиамоторная, 8.

СОКРАЩЕНИЕ.

Введение.

1. Основные параметры массивов памяти.

1.1 Системы, спутниковой связи дистанционного зондирования

Земли.

1.2. Основные параметры и характеристики;массивов памяти для систем спутниковой связи; дистанционного зондирования, Земли.

1.2.1. Магнитно-механические элементы* памяти.

1.2.2. Оптические элементы памяти.

1.2.3. Полупроводниковые элементы памяти.

1.3. Параметры, влияющие на. качество? работы энергонезависимых элементов памяти, в системах спутниковой связи с высокой скоростью • обработки информации в жестких условиях: окружающей среды.

1.4. Современные массивы памяти на микросхемах FLASH.

1.5. Анализ возможности улучшения; параметров; массива памяти;, влияющих на качество работы в высокоскоростных системах спутниковой связи.

1.5.1. Контроль числа перезаписей и чтеиия информации блоков памяти микросхем FLASH.;.

1.5.2. Контроль температуры и напряжения-перезаписи микросхем FLASH.:.

1.6. Выводы.

2. Методы, улучшения; основных параметров, и характеристик 54 массивов памяти для ССС ДЗЗ•.

2.1. Дифференциальное (временное);разделение информации

2.2. Интегральное (пространственное)!разделение:информации.

2.3. Смешанное разделения информации. 59s

2.4. Массив памяти на микросхемах типа FLASH для систем спутниковой связи- со скоростями; доступа к данным

10 Гбит/с и более.

2.4.1. Надежность микросхем памяти типа FLASH.

2.4.2. Дублирование массива памяти:.

2.4.3; Резервирование: массива памяти.

2.4.4. Резервирование массива памяти с резервирующими элеменг тами памяти повышенной надежности

2.5. Построение массива памяти, для систем спутниковой связи дистанционного зондирования Земли со скоростями доступа к данным 10 Гбит/с и более.

2.6. Выводы.

3. Распределение информации по адресному пространству памяти массива на микросхемах типа FLASH.

3.1. Существующие распределения информации по адресному пространству массивов памяти на микросхемах типа FLASH.

3.2. Математическая модель массива памяти на микросхемах типа FLASH.

3.3. Распределение информации без использования данных файловой таблицы.

3.4. Распределение информации с использованием данных файловой таблицы.

3.4.1. Повышение вероятности безотказной работы файловой таблицы.

3.4.2. Уменьшение объема хранимой информации в файловой таблице для массивов памяти на микросхемах типа FLASH.

3.4.3. Увеличение срока активного существования МП.

3.5. Выводы.

4. Разработка массивов памяти по предложенным методам, результаты их экспериментальных исследований в жестких условиях окружающей' среды.

4.1. Разработка массивов памяти повышенной надежности.

4.2. Проведение квалификационных испытаний массивов памяти на микросхемах типа FLASH.

4.3. Анализ результатов проведенных испытаний на радиационную стойкость микросхемFLASH памяти.

4.4. Методика отбора радиационно-стойких элементов памяти МПССС.

4.5. Реализация массивов памяти на микросхемах FLASH с повышенной надежностью для систем спутниковой связи дистанционного зондирования Земли.

4.6. Выводы.

Актуальность темы. Одним из важнейших направлений развития спутниковых телекоммуникационных систем (СТС) является дистанционное зондирование Земли (ДЗЗ) с абонентским доступом к целевой информации и увеличенным, по сравнению с существующим, сроком активного существования (САС). Данные системы обеспечивают доступ абонентов к требуемой видео и радиолокационной информации о заданном районе Земли. При этом из-за низкой пропускной способностью радиолинии (по сравнению со скоростью выдачи данных источником информации) должно быть осуществлено накопление информации, в процессе которого обеспечивается контроль и исправление ошибок. Задачи накопления информации и обеспечения оперативного доступа абонентов к данной информации выполняет массив памяти (МП).

Учитывая невозможность проведения ремонта аппаратуры на борту космического аппарата, одной из основных задач, повышающих САС массива памяти, является селекция сбоев информации и формирование соответствующих сигналов, позволяющих их устранить. С учётом многомерности контролируемого пространства (аргументы: время t, адресное пространство а, вероятность безотказной работы р, скорость поступающей от сканирующей аппаратуры информации v, интенсивность отказов X) имеет место значительное многообразие параметров, обеспечивающих идентификацию сбоя. Дальнейшее наращивание числа параметров, используемых для контроля при поиске сбоев, должно обеспечивать повышение достоверности их идентификации.

Современные массивы памяти СТС обычно работают в режиме обобщенного выявления сбоев в контролируемом адресном пространстве. Идентификация сбоя, являющегося причиной нарушения работоспособности, реализуется уже с привлечением наземных элементов системы, в том числе операторов целевых систем, что не позволяет оперативно реагировать на данный сбой. Нарастание количества сбоев приводит к сокращению объемов информации передаваемой абонентам и уменьшению САС всей телекоммуникационной системы. Поэтому важно последовательно вводить в б массив элементы опознавания сбоев с их соответствующей обработкой; Соответственно^ важными параметрами1 являются, объемы поврежденной информации, частота ее появления, информация о статистике обращения к ячейкам памяти и т.д. При их совокупном контроле должна проводиться ранговая оценка ситуации с установлением приоритетов и учетом специфики адресного пространства памяти без: участия наземной части системы и оператора. Это повышает САС системы и увеличивает эффективность СТС.

В связи с выше изложенным, актуальным в настоящее время является разработка, взаимно сопряженных методов, обработки; информации о массивах памяти: Эти методы обеспечивают контроль, параметров; определяющих причины сбоев и принятие адекватного решения,' что в свою? очередь обеспечивает увеличение САС спутниковой системы.связи на 3.5 лет (до 10 лет и более).

Диссертация. ориентирована на спутниковые телекоммуникационные системы-дистанционного зондирования Землиц хотя решаемая в . работе задача весьма актуальна и в других областях, в частности, в телекоммуникационных системах обработки и хранения информации, прикладном телеви

I ; дении и др.

Цель и задачи исследования. Целью настоящей диссертации является исследование и разработка методов^ контроля параметров, обеспечивающих повышение срока активного существования массива памяти спутниковых телекоммуникационных систем. Для достижения поставленной цели решены следующие научно-практические задачи:

1!. Исследованы параметры существующих элементов и массивов, памяти, получена численная оценка увеличения срока активного существования массива памяти при использовании различных методов резервирования. 2. Разработана, математическая-модель массива, памяти, учитывающая специфику электрически перепрограммируемых постоянных запоминающих устройств типа FLASH и получена численная? оценкаувеличения срока активного существования массива памяти при использовании различных алгоритмов распределения.информации. На основании данной модели проведен анализ возможности повышения надежности файловой таблицы массива.

3. Разработан метод селекции сбоев с относительной пороговой оценкой специфики сбоя информации в массиве памяти типа FLASH.

4. Разработан метод формирования статистических данных о параметрах элементов памяти с анализом их достоверности и принятием решения о реконфигурации массива.

5. Проведены комплексные отработочные испытания устройств созданных по разработанным методам и предложен метод отбора элементов памяти по критерию' чувствительности к радиации - одного из основных параметров, влияющих на срок активного существования системы спутниковой связи.

Методы исследования: При решении поставленных задач в работе использованы современные методы анализа, основанные на теории передачи информации в радиотехнике, включая элементы теории цифровых многомерных сигналов, теории функционального анализа, теории математической статистики, численного анализа и программирования. Научная новизна работы заключается в следующем:

1. Исследовано влияние параметров элементов памяти типа FLASH на работу высокоскоростного массива спутниковой телекоммуникационной системы- дистанционного зондирования Земли. Показано, что контроль и минимизация дисперсии числа перезаписей и чтений обеспечивает повышение надежности массива в жестких условиях эксплуатации, таких как открытый космос.

2. Установлено, что повышение вероятности безотказной работы массива памяти на микросхемах типа FLASH, при минимальном увеличении массы и габаритов спутниковой телекоммуникационной системы дистанционного зондирования Земли, обеспечивается неполным нагруженным резервированием элементами памяти с низкой чувствительностью к числу перезаписей.

3. Предложен метод повышения срока активного существования массива памяти на FLASH для СТС ДЗЗ. Данный метод включает использование алгоритма адаптивного распределения информации по адресному пространству массива и основан на контроле статистической информации, вынесенной в энергонезависимую память повышенной надежности. А так же применение функции равномерного распределения данных и оценку относительной надежности блоков памяти.

Практическая ценность работы:

1. Обосновано увеличение срока активного существования массива памяти на FLASH спутниковой телекоммуникационной системы до 10 лет путем использования нагруженного скользящего резервирования (применения элементов памяти nvSRAM в цепи резервирования, объемом, значительно меньшим, чем общий объем массива памяти).

2. Разработаны эффективный метод и устройства селекции и минимизации сбоев, обеспечивающие запись информации в блоки памяти с наивысшим значением ВБР.

3. Предложен алгоритм отбора микросхем FLASH памяти, чувствительных к радиации, что обеспечивает повышение надежности системы спутниковой* связи.

4. Исследованы предложенные методы, алгоритмы и устройства в жестких условиях эксплуатации и функционирования.

Реализация; и внедрение результатов работы. Результаты работы использованы при разработке бортовых систем сбора и передачи информации космических аппаратов дистанционного зондирования Земли «Метеор-М» и «Электро-Л» на Федеральном государственном унитарном предприятии «Российский научно-исследовательский институт космического приборостроения», что подтверждено соответствующими актами.

Личный вклад. Все научные результаты в диссертационной работе получены автором лично.

Апробация работы. Основные результаты работы были представлены на следующих научно-технических конференциях: НТК профессорско-препода-вательского, научного и инженерно-технического состава МТУ СИ (2003- 2006 гг.); Межрегиональная конференция МНТОРЭС им. А.С. Попова «Обработка сигналов в системах телефонной связи и вещания» (2003,

2004г.);,Межрегиональная конференция МиНРО НТОРЭС им. А.С. Попова «Обработка1 сигналов в системах наземной радиосвязи и оповещения» (2006-2008 гг.); НТК «Космонавтика, радиоэлектроника, геоинформатика», Рязань (2003, 2007г.); Международные научно-практические конференции «Фундаментальные проблемы радиоэлектронного приборостроения». Intermatic, Москва, (2004, 2005 г.); VI Международная НТК «Перспективные технологии в-средствах передачи информации», Владимир, (2005 г.); Московская отраслевая НТК «Технологии информационного общества», Москва, (2007 г.).

Публикации. Основные результаты диссертации опубликованы.в 24 печатной, работе, в том числе в 19 работах — без соавторства, в том числе 2 опубликованы* в ведущих рецензируемых научных изданиях и, журналах, определенных Высшей аттестационной комиссией.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Выявление влияния процедуры записи/чтения блока электрически перепрограммируемой памяти типа FLASH на срок активного существования массива памяти в условиях открытого космоса*. Сокращение срока активного существования достигает 30%.

2. Метод динамического определения ненадежности блока электрически перепрограммируемой памяти типа FLASH, путем применения разработанного критерия, основанного1 на контроле параметров блоков массива во время записи информации, обеспечивающий увеличение числа перезаписей до 2x105.

3: Метод адаптивной реконфигурации, основанный на анализе данных о накопленных сбоях и текущей статистической информации о параметрах массива, обеспечивающий увеличение срока активного существования массива электрически перепрограммируемой памяти типа FLASH системы спутниковой связи на 3. .5 лет.

4. Устройство памяти на электрически перепрограммируемых микросхемах типа FLASH спутниковой системы связи, с нагруженным неполным резервированием, имеющее заданное значение вероятности безотказной работы в заданном периоде времени и прошедшее комплексные отработочные испытания. (Объем массива 500 Гбайт, скорость записи информации 10 Гбит/с, вероятность безотказной работы за 10 лет — не менее 0,99).

Структура диссертации. Диссертационная» работа состоит из введения, четырех глав, заключения и приложений. Работа изложена на 154 страницах машинописного текста. Список литературы включает 124 наименования.

4.6 Выводы

• Разработанные МП подтвердили полученные математическим путем скоростные характеристики и рекомендованы для использования во всех высокоскоростных системах передачи данных работающих как в стационарных, так и мобильных условиях;

• Были проведены аттестационные испытания разработанных высокоскоростных МП, которые подтвердили возможность их использования в аппаратуре класса 5 (Авиакосмические и военные системы);

• Разработана методика проведения отбора микросхем FLASH-памяти, «гиперчувствительных» к радиации;

• Анализ характеристик микросхем FLASH-waMxm позволяет сократить аттестационные испытания на 20% за счет минимизации испытаний при пониженной температуре;

• Проведенные исследования подтвердили возможность влияния выхода из строя одного блока памяти на соседние блоки, в связи с чем, дублирование информации внутри FLASH памяти необходимо разделить на отдельные массивы в соответствии с топологией данной микросхемы;

• Разработанные методы и алгоритмы позволили реализовать 2 бортовые МП для спутниковых систем связи малых КА дистанционного зондирования Земли, что подтверждается соответствующими актами.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

При решении поставленных задач в диссертации были получены следующие результаты:

Проведен аналитический обзор МП и элементов памяти, на которых они основаны: рассмотрены основные параметры и характеристики современных МП; выявлены существенные параметры, влияющие на качество работы МП в ССС ДЗЗ: объем хранимой информации, скорость доступа к информации, число перезаписей и чтений, масса, габариты и энергопотребление, а так же С АС и чувствительность к следующим внешним воздействиям: давлению, влажности, температуре, радиации, вибрации и ударам; показана целесообразность создания МП нового поколения для ССС ДЗЗ на основе элементов памяти типа FLASH, содержащей следующие характеристики, которые необходимо учитывать: влияние температуры, влияние числа перезаписей, влияние радиации. Указанные исследования позволили конкретизировать задачи разработки новых алгоритмов, методов и устройств.

Проведен анализ существующих способов повышения скорости «чтения/записи» информации, показана невозможность получения при их использовании скорости доступа к памяти типа FLASH более 2 Гбит/с; так же высокоскоростные МП имеют низкую надежность; анализ методов повышения вероятности безотказной работы — резервирования доказал нецелесообразность использования так называемого ненагруженного резервирования; Разработанный алгоритм резервирования, (нагруженное резервирования), позволяет резко повысить ВБР ветви памяти на микросхемах типа FLASH, и иметь заданное значения в устанавливаемых пределах числа перезаписей.

Проведен анализ существующих методов распределения информации по адресному пространству, показано их низкая вероятность безотказной работы. Проанализированы алгоритмы, повышающие ВБР за счет равномерности распределения информации по всему адресному пространству, сокращения таблицы ФАТ и ее перенос в энергонезависимую память с минимальной чувствительностью к перезаписи.

Квалифицированны сбои внутри МП и разработан метод повышения САС МП на основе предложенных алгоритмов статистического снижения вероятности сбоя, за счет контроля динамически изменяющихся параметров и алгоритма «мягкого» определения блочной ошибки.

Проведенные испытания МП, созданных по разработанным алгоритмам и методам подтвердили расчетные значения и позволяют рекомендовать их при использовании данных МП в ССС ДЗЗ.

Отдельно следует отметить метод повышения скорости чтения/записи информации, который впервые позволил создать реальную МП для БССД КА с максимальной скоростью «чтения/записи» 10 Гбит/с.

1. Ерохин Г.А. Повышение надежности встроенных носителей энергонезависимой памяти // 12-я Межрегиональная конференция МНТО-РЭС им. А. С. Попова «Обработка, сигналов в системах телефонной связи и вещания». -М.: МТУ СИ, 2003. - С. 166-169.

2. Ерохин- Г.А. Повышение надежности и скорости чтения/записи устройств цифровой энергонезависимой памяти // Депонирована в ЦНИИ «Информсвязь» 04.07.04 №2244св. 2004 С.91-102.

3. Ерохин Г.А. Устройство согласования микросхем FLASH-иамяти и интерфейса SCSI // 13-я Межрегиональная конференция МНТОРЭСим. А. С. Попова «Обработка сигналов в системах телефонной связи и вещания». -М.: МТУСИ, 2004. С. 116-117.

4. Ерохин Г.А. Анализ алгоритмизации энергонезависимой памяти для систем связи // Международная научно-техническая школа-конференция «Молодые ученые — науке, технологиям и профессиональному образованию в электронике». М.: МИРЭА, 2005. - Ч. 2. — С.37-40.

5. Ерохин Г.А. Использование RAID-массива внутри кристалла FLASH памяти для мобильных устройств // Международный форум информатизации «Телекоммуникационные и вычислительные системы». М.: МТУСИ, 2005. - С. 103-109.

6. Ерохин Г.А. Анализ надежности устройств FLASH-памяти II 6-я международная научно-техническая конференция «Перспективные технологии в средствах передачи информации». — Владимир.: ВГУ, 2005 — С.159-160.

7. Ерохин Г.А., Порохов В.Н., Ершов А.Н. Стенд для исследования устройств энергонезависимого хранения данных // 4-я Международная научно-техническая конференция «Перспективные технологии в средствах передачи информации». Владимир.: РОСТ, 2005. - С.38-39.

8. Ерохин Г.А. Использование ПЛИС в высокоскоростных устройствах энергонезависимой памяти на микросхемах FLASH II Труды 19-й конференции РНТО РЭС им. А.С. Попова. - М.: Инсвязьиздат, 2005-Том 1. — С.56-58.

9. Ерохин Г.А. Микросхемы постоянной энергонезависимой памяти// Международная научно-практическая конференция INTERMATIC-2005 «Фундаментальные проблемы радиоэлектронного приборостроения»: Мат. конф. -М.: МИРЭА, 2005. Ч. 2. С. 123-124.

10. Ерохин Г.А., Нестеркин Ю.А. Шевлягин Д.С. Исследование микросхем флэш-памяти на устойчивость к радиационному воздействии // Международный форум информатизации «Телекоммуникационные и вычислительные системы». М.: МТУСИ, 2006. - С.28-29.

11. Ерохин Г.А. Особенности описания схемотехники энергонезависимой памяти на языках HDL // Международная научно-практическая конференция INTERMATIC-2005 «Фундаментальные проблемы радиоэлектронного приборостроения». М.: МИРЭА, 2005 - Ч. 2. -С.153-155.

12. Ерохин Г.А. Ускоренные испытания микросхем FLASH-imuwiR II Московская научно-техническая конференция «Технологии информационного общества». -М.: МТУСИ, 2007. С.176-177.

13. Ерохин Г.А. Массивы энергонезависимой памяти бортовых систем сбора и передачи информации //Труды московского технического университета связи и информатики. М.: «ИД Медиа Паблишер», 2007 — С.64-65.

14. Ерохин Г.А. Повышение срока активного существования систем спутниковой связи // Материалы 16-й межрегиональной конференции «Обработка сигналов в системах радио связи и вещания». -М.гМТУСИ, 2008. - С.31-33.

15. Ерохин Г.А. Высокоскоростной массив энергонезависимого хранения информации на микросхемах типа FLASH // Проектирование и технологии электронных средств. - Владимир: 2008. - № 1. - С.45-48.

16. A.Abernethy, Dr. Robert В., The New Weibull handbook, Second Edition // авторское издание, 1996,

17. LaBel К.A., Gates MM, Moran A.K. Commercial Microelectronics Technologies for Applications in the Satellite Radiation Environment. 2006;

18. David Petrick, Dr. James Howard Xilinx Virtex-II Pro Power PC Proton-test Result, 2006;87.- Сайт по радиационной стойкости, http://klabs.org/;

19. Scheick Leif, SEE Measurements on the Aeroflex MCM Flash Memory, 2001;

20. Sahu It, Radiation Report on: 58C1001, 1996;

21. Paolo Pavan, Roberto Bez, Piero Olivo, and Enrico Zanoni, Flash Memory Cells-An Overview. Proceedings of the IEEE, Vol. 85, No. 8, august 1997;

22. Angelo Visconti, Memorie Non Volatili. STMicroelectronics Central R&D -Non- Volatile Memory Process Development, Padova, a.a. 2001-2002.

23. Сайт производителя микросхем FLASH: www.samsung. com;

24. Сайт производителя микросхем FLASH: www.mitsubishi.com;

25. Сайт производителя МП на FLASH: www.itt.compac1flash.rir,

26. Сайт производителя МП па.FLASH: www.msistem.com-,

27. Сайт производителя МП на FLASH: www.pretec.com;

28. Сайт производителя ПЛИС: www.Xilinx.com',

29. Голографические приводы: ww.compress.ru/Archive/CP/2006/1/10/;

30. Информ. сайт оптическаой записи типа FMD: salo-nav. com/arch/2006/02/004-010. htm;113.- Информ. сайт о FLASH дисках: www.m-systems.com/site/en-US/Products/;

31. Тед.: (405) oUJ * ,,220191«5П14В01001

32. ПГРН 102TJ39219980, ИНН/КПП1. OKUO 1141738». OIPH даспутниковой^язи^вбортов^^^ <<Электро л>>

33. Г А используются При исследовательском бортовой системе сбора даннь

34. РНИИ КП»), в.48' ' оЛ». „„„ышения надежностимассива энергонезави^^ой^амяти^^ч^ треть^тлаве^иссертации^^^

35. Запуск КА «Электро Л>» с данной1 2009 году. генерального директора i 3а^Г^нстГораФГУП$ F «РНИИ кп»1.2009 г.гк^М-К. Соловьев11. Т;(

36. Российский научно-исследовательский институт космического приборостроения» (ФГУП «РНИИ КП»)

37. Авиамоторная ул., д. 53, Москва, 111250 Тел.: (495) 509-12-02, факс: (495) 509-12-00, e-mall: coniaclf)rn!fkp.ni

38. Данная система прошла комплексные отработочные испытания. Запуск КА «Метеор М» с данной системой предполагается осуществить во втором квартале 2009 года.

39. Заместитель генерального директора -генерального конструктора ФГУП «РНИИ;КП»1. ЧУД009 г.

40. Для служебного пользования1. Экз №1. УТВЕРЖДАЮ

41. Заместитель генерального конструктора ФГУЙфрНИИ кп»1. Новиков 2006 г.1. УТВЕРЖДАЮ

42. Заместитель генерального директора ФХ£П НИИП по науке1<Ь"1. OG>1. В.Н. Улимов 2006 г.1. УТВЕРЖ,1. Начальник,Ю68 ВП МО1. Е.В. Колыванов 2006 г.1. УТВЕРЖДАЮачальшш\5383 В2006 г.протокол

43. Испытаний полупроводниковых микросхем флэш-памяти Samsung K9W8G08U1M на стойкость к воздействию специальных факторов

44. Программа предприятия-разработчика исх. № 1131-1 от 11.10.05г.)2006 г.1.Цель испытаний.

45. Определение предельной стойкости Флэш-памяти интегральных микросхем памяти Samsung K9W8G08U1M к воздействию спецфакторов с характеристиками К1 и КЗ «Климат-6».2. Объект испытаний.

46. Наименование изделия, функциональное назначение.

47. Интегральные микросхемы памяти K9W8G08U1M фирмы Samsung в составе накопителя Transcend 1GB USB2.0 Jet Flash

48. Функциональное назначение: энергонезависимая память. Габаритные размеры корпуса 18,4x12,4 мм. Количество: 2

49. Технология изготовления, стадия разработки, группа применения. Интегральная микросхема Samsung K9W8G08U1M изготовлена по МОП-технологии. Стадия разработки: серийные.1. З.Нормы испытаний.31 Дэкв = 1,2"'. СЗ,

50. Где СЗ экспериментально полученный на установке №200 уровень стойкости микросхем Samsung K9W8G08U1M.

51. Наименование Изделия Наименование контролируемых параметров, обозначение, единица измерений Нормы на параметры Наименование факторов, для которых необходим контроль данного параметра

52. До воздействия После воздействия

53. SAMSUNG K9W8G08U1M I. Число рабочих блоков 3984 3984 СЗ2. Обьем, Мбайт 996 996

54. Число рабочих блоков 3984 39844. Обьем, Мбайт 996 996

55. Дата и место проведения испытаний.

56. Испытания проводились на моделирующих установках ФГУП «НИИП» г. Лыткарино

57. Дата испытаний Воздействующий фактор Тип моделирующей установки Номера изделий, выборки Номера табл. приложения Номера осциллограмм, рисунков и др.1404.0602.05.06 СЗ №200 № 1,2 Табл. 1

58. Выводы по результатам испытаний.

59. По результатам измерений до, в процессе и после каждого вида воздействия (см.Приложение) сделаны следующие выводы:

60. В процессе воздействия спецфактора: СЗ с интенсивностью 2,7 Р/мин. (уст. №200), на микросхемы Samsung K9W8G08U1M отказов не зафиксировано в течение 4486 мин.

61. Рукр^о^гаёль группы А.Ю. Лебедев2006 г.»/

62. СОГЛАСОВАНО» Начальник 968 ВП

63. УТВЕРЖДАЮ" Заместитель генерального конструктора1. А.Н. Ершов 2008 г.

64. Начальник отдела 1131 ^JT Г. А.Ерохин 2008 г.