mateltechИзвестия высших учебных заведений. Материалы электронной техникиIzvestiya Vysshikh Uchebnykh Zavedenii. Materialy Elektronnoi Tekhniki = Materials of Electronics Engineering1609-35772413-6387MISIS10.17073/1609-3577-2022-4-298-304OVSYUImateltech-500Research ArticleМатематическое моделирование в материаловедении электронных компонентовMATHEMATICAL MODELING IN MATERIALS SCIENCE OF ELECTRONIC COMPONENTSОтказоустойчивые самосинхронные схемыFault-tolerant selt-timed circuitshttps://orcid.org/0000-0002-8872-2774ЗацаринныйА. А.ZatsarinnyA. A.

ул. Вавилова, д. 44, корп. 2, Москва, 119333

Зацаринный Александр Алексеевич — доктор техн. наук, главный научный сотрудник

44-2 Vavilova Str., Moscow 119333

Alexandеr A. Zatsarinny — Dr. Sci. (Eng.), Chief Researcher

AZatsarinny@ipiran.ruhttps://orcid.org/0000-0003-4784-7519СтепченковЮ. А.StepchenkovYu. A.

ул. Вавилова, д. 44, корп. 2, Москва, 119333

Степченков Юрий Афанасьевич — канд. техн. наук, руководитель отдела

44-2 Vavilova Str., Moscow 119333

Yury A. Stepchenkov — Cand. Sci. (Eng.), Head of Department

YStepchenkov@ipiran.ruhttps://orcid.org/0000-0003-0212-4931ДьяченкоЮ. Г.DiachenkoYu. G.

ул. Вавилова, д. 44, корп. 2, Москва, 119333

Дьяченко Юрий Георгиевич — канд. техн. наук, старший научный сотрудник

44-2 Vavilova Str., Moscow 119333

Yury G. Diachenko — Cand. Sci. (Eng.), Senior Researcher

diaura@mai.ruРождественскийЮ. В.RogdestvenskiYu. V.

ул. Вавилова, д. 44, корп. 2, Москва, 119333

Рождественский Юрий Владимирович — канд. техн. наук, ведущий научный сотрудник

44-2 Vavilova Str., Moscow 119333

Yury V. Rogdestvenski — Cand. Sci. (Eng.), Leading Researcher

YRogdest@ipiran.ruПлехановЛ. П.PlekhanovL. P.

ул. Вавилова, д. 44, корп. 2, Москва, 119333

Плеханов Леонид Петрович — канд. техн. наук, старший научный сотрудник

44-2 Vavilova Str., Moscow 119333

Leonid P. Plekhanov — Cand. Sci. (Eng.), Senior Researcher

lplekhanov@inbox.ruФедеральный исследовательский центр «Информатика и управление» Российской академии наукРоссияFederal Research Center “Computer Science and Control” of the Russian Academy of SciencesRussian Federation202210012023254298304Copyright © Зацаринный А.А., Степченков Ю.А., Дьяченко Ю.Г., Рождественский Ю.В., Плеханов Л.П., 20232023Зацаринный А.А., Степченков Ю.А., Дьяченко Ю.Г., Рождественский Ю.В., Плеханов Л.П.Zatsarinny A.A., Stepchenkov Y.A., Diachenko Y.G., Rogdestvenski Y.V., Plekhanov L.P.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://met.misis.ru/jour/article/view/500

Статья исследует проблему создания отказоустойчивых самосинхронных (СС) схем. Использование избыточного СС-кодирования и двухфазной дисциплины работы обеспечивает более высокую сбоеустойчивость СС-схем в сравнении с синхронными аналогами. Использование дублирования канала обработки данных вместо традиционного для синхронных схем троирования позволяет сократить избыточность СС-схем в отказоустойчивом исполнении и обеспечивает более высокий уровень надежности в сравнении с синхронными аналогами.

The article considers the problem of developing synchronous and self-timed (ST) circuits that are tolerant to faults. Redundant ST coding and two-phase discipline ensures that ST circuits are more soft error tolerant than synchronous counterparts. Duplicating ST channels instead of tripling reduces the fault-tolerant ST circuits’ redundancy and retains their reliability level compared to synchronous counterparts.

самосинхронные схемылогический сбойотказотказоустойчивостьпарафазный сигналиндикацияself-timed circuitssoft errorfaultvotingdual-rail signalindicationReferencesВикторова В.C., Лубков Н.В., Степанянц А.С. Анализ надежности отказоустойчивых управляющих вычислительных систем. М.: ИПУ РАН; 2016. 117 с. https://www.ipu.ru/sites/default/files/card_file/ VLS.pdf (дата обращения: 08.08.2022).Viktorova V.C., Lubkov N.V., Stepanyants A.S. Reliability analysis of fault-tolerant control computing systems. Moscow: IPU RAN; 2016. 117 p. (In Russ.). https://www.ipu.ru/sites/default/files/card_file/ VLS.pdf (accessed: 08.08.2022).Байков В.Д., Герасимов Ю.М., Петричкович Я.Я., Раннев Н.Ю. Повышение сбоеустойчивости КМОП СФ-блоков смешанного сигнала. Наноиндустрия. 2021; 14(S7(107)): 368—369. https://doi.org/10.22184/1993-8578.2021.14.7s.368.369Baikov V.D., Gerasimov Yu.M., Petrichkovich Ya.Ya., Rannev N.Yu. Increasing the fault tolerance of CMOS mixed signal IP-modules. Nanoindustry. 2021; 14(S7(107)): 368—369. (In Russ.). https://doi.org/10.22184/1993-8578.2021.14.7s.368.369Hasegava M., Mori S., Ohsugi T., Kojima H., Taketani A., Kondo T., Noguchi M. Radiation damage at silicon junction by neutron irradiation. Nuclear Instruments and Methods in Physics Research. 1989; (A277): 395—400. https://doi.org/10.1016/0168-9002(89)90768-7Hasegava M., Mori S., Ohsugi T., Kojima H., Taketani A., Kondo T., Noguchi M. Radiation damage at silicon junction by neutron irradiation. Nuclear Instruments and Methods in Physics Research. 1989; (A277): 395—400. https://doi.org/10.1016/0168-9002(89)90768-7Бондарь О.Г. Проектирование радиационно-устойчивых электронных средств: методические указания к практическим занятиям. Курск: Юго-Зап. гос. ун-т; 2018. 52 с. https://swsu.ru/sveden/files/MU_Proektirovanie_radiacionno-ustoychivyx_elektronnyx_sredstv_PZ.pdfBondar’ O.G. Designing radiation-resistant electronic devices: guidelines for practical classes. Kursk: Yugo-Zap. gos. un-t; 2018. 52 p. (In Russ.)Шавенько Н.К. Основы теории информации и кодирования. М.: Изд-во МИИГАиК; 2012. 125 с. https://miigaik.ru/vtiaoai/tutorials/10.pdfShaven’ko N.K. Fundamentals of information theory and coding. Moscow: Izd-vo MIIGAiK; 2012. 125 p. (In Russ.). https://miigaik.ru/vtiaoai/tutorials/10.pdfSong W., Zhang G. Fault-tolerant asynchronous circuits. In: Asynchronous On-Chip Networks and Fault-Tolerant Techniques. Boca Raton: CRC Press; 2022. 380 p. https://doi.org/10.1201/9781003284789-5Song W., Zhang G. Fault-tolerant asynchronous circuits. In: Asynchronous On-Chip Networks and Fault-Tolerant Techniques. Boca Raton: CRC Press; 2022. 380 p. https://doi.org/10.1201/9781003284789-5Zakharov V., Stepchenko Y., Diachenko Y., Rogdestvenski Y. Self-timed circuitry retrospective. Inter. conf. engineering and computer science (EnT 2020). Moscow, 24–27 June 2020. IEEE; P. 58—64. https://doi.org/0.1109/EnT48576.2020.00018Zakharov V., Stepchenko Y., Diachenko Y., Rogdestvenski Y. Self-timed circuitry retrospective. Inter. conf. engineering and computer science (EnT 2020). Moscow, June 24–27, 2020. IEEE; P. 58—64. https://doi.org/0.1109/EnT48576.2020.00018Stepchenkov Y.A., Kamenskih A.N., Diachenko Y.G., Rogdestvenski Y.V., Diachenko D.Y. Improvement of the natural self-timed circuit tolerance to short-term soft errors. Advances in Science, Technology and Engineering Systems Journal. 2020; 5(2): 44—56. https://doi.org/10.25046/aj050206Stepchenkov Y.A., Kamenskih A.N., Diachenko Y.G., Rogdestvenski Y.V., Diachenko D.Y. Improvement of the natural self-timed circuit tolerance to short-term soft errors. Advances in Science, Technology and Engineering Systems Journal. 2020; 5(2): 44—56. https://doi.org/10.25046/aj050206Emeliyanov V.V., Vatuev A.S., Useinov R.G. Impact of heavy ion energy on charge yield in silicon dioxide. IEEE Transactions on Nuclear Science. 2018; 65(8): 1496—1502. https://doi.org/10.1109/TNS.2018.2813669Emeliyanov V.V., Vatuev A.S., Useinov R.G. Impact of heavy ion energy on charge yield in silicon dioxide. IEEE Transactions on Nuclear Science. 2018; 65(8): 1496—1502. https://doi.org/10.1109/TNS.2018.2813669Зацаринный А.А., Степченков Ю.А., Дьяченко Ю.Г., Рождественский Ю.В. Сравнение сбоеустойчивых синхронных и самосинхронных схем. В сб.: Матер. III Междунар. конф. «Математическое моделирование в материаловедении электронных компонентов» (ММMЭК–2021). 25–27 октября 2021 г., Москва. М.: МАКС Пресс; 2021. С. 154—156. https://doi.org/10.29003/m2498.ММMSEC-2021/154-156Zatsarinnyi A.A., Stepchenkov Yu.A., D’yachen­ko Yu.G., Rozhdestvenskii Yu.V. Comparison of fault-tolerant synchronous and self-synchronous circuits. In: Proceed. of the Inter. conf. «Mathematical modeling in materials science of electronic components» (ICM3SEC–2021). October 25–27, 2021, Moscow. Moscow: MAKS Press; 2021. P. 154—156. (In Russ.). https://doi.org/10.29003/m2498.ММMSEC-2021/154-156

The authors declare that there are no conflicts of interest present.