|
24 ми, т.е. дискретное устройство, имеющее некоторую неисправность, описы вается моделью, принятой для описания исправного устройства. К возникновению ошибок в полупроводниковых интегральных микросхемах приводят различные физико-химические факторы [63]. Так, например, при эксплуатации БИС ЗУ основной причиной сбоев является наличие в материале полупроводника молекул урана и тория, распад альфа причём, чем выше плотность упаковки элементов в кристалле, тем сильнее влияние этого фактора, а также, солнечная радиация. Второй причиной отказа являются космические лучи. Если на уровне моря доля сбоев, вызванных космическими лучами, составляет 10%, то на высотах 1015км интенсивность космических лучей возрастает в 150 раз. Так при исследовании воздействия альфа частиц на модуль памяти фирмы HARRIS НМ 6508 ёмкостью 16 килобайт за 371 день полёта спутника наблюдалось 72 сбоя [98]. Кроме этого, в процессе эксплуатации на аппаратуру действует ряд неза. висимых один от другого факторов. Прежде всего, происходит старение эле' ментов схемы. На работу системы также влияют флюктуации, связанные с из менением температуры, величин нагрузки, электромагнитные наводки, измене ние значений питающих напряжений и другие внешние факторы. Многочисленные исследования и опыт эксплуатации дискретных уст ройств в нормальных условиях позволяют определ щих ошибок [42]: однократные ошибки........................... 75...80% ; двукратные ошибки.............................. 15.. .20%; трехкратные ошибки................................ 2.. .5%; ошибки прочей кратности............не более 1%. В экстремальных ТККС (в условиях воздействия вредных факторов), учитывая, что вредные факторы воздействуют одновременно на все элементы системы, возникновение ошибок произвольной крат |
22 сигналы, поступающие на вход дискретного устройства идеальны; дискретное устройство состоит из блоков одинаковой сложности (т.е. блоки содержат равное количество логических элементов), и их вероятности безотказной работы равны; блоки построены из однотипных логических элементов (элементы, выполняющие вспомогательные функции, такие, как формирователи и т.п. при рассмотрении не учитываются). Под отказом будем понимать событие, заключающееся в нарушении работоспособного состояния соответствующего дискретного устройства [63]. Несоответствие выходной информации функционального узла вычислителя относительно рассматриваемых входных воздействий (вызванное отказом) будем считать ошибкой [117]. Ограничимся рассмотрением ошибок дискретных устройств, которые проявляются в виде постоянных значений логических сигналов на его выходах типа const 0 и const 1. Если ошибка проявляется на одном выходе устройства, то ее будем называть одиночной ошибкой, на двух и более выходах устройства кратной ошибкой. Допустим, что рассматриваемые ошибки носят групповой (алгебраический) характер, могут быть одиночными, кратными и являются симметричными. Предположим, что возникающие неисправности являются правильными, т.е. дискретное устройство, имеющее некоторую неисправность, описывается моделью, принятой для описания исправного устройства. Функциональные узлы современных ЭВМ строятся на интегральных микросхемах. Интеграция элементов способствовала повышению их надёжности, однако, проблема обеспечения надежности и, следовательно, обеспечения отказоустойчивости рассматриваемой аппаратуры, по-прежнему является актуальной. К возникновению ошибок в полупроводниковых интегральных микросхемах приводят различные физико-химические факторы [49]. 23 Так, например, при эксплуатации БИС ЗУ основной причиной сбоев является наличие в материале полупроводника молекул урана и тория, распад которых вызывает появление альфа-частиц, причём, чем выше плотность упаковки элементов в кристалле, тем сильнее влияние этого фактора. Второй причиной отказа являются космические лучи. Если на уровне моря доля сбоев, вызванных космическими лучами, составляет 10%, то на высотах 10 15км интенсивность космических лучей возрастает в 150 раз. Так при исследовании воздействия альфа частиц на модуль памяти фирмы HARRIS НМ 6508 ёмкостью 16 килобайт за 371 день полёта спутника наблюдалось 72 сбоя [49]. Кроме этого, в процессе эксплуатации на аппаратуру действует ряд независимых один от другого факторов. Прежде всего, происходит старение элементов схемы. На работу системы также влияют флюктуационные колебания, связанные с изменением температуры, величин нагрузки, электромагнитные наводки, изменение значений питающих напряжений и другие внешние факторы. Многочисленные исследования и опыт эксплуатации дискретных устройств в нормальных условиях позволяют определить параметры возникающих ошибок [117]: однократные ошибки..............................75...80% ; двукратные ошибки................................ 15.. .20%; трехкратные ошибки.................................. 2...5%; ошибки прочей кратности..............не более 1%. В экстремальных условиях работы КСОН (в условиях воздействия вредных факторов), учитывая, что вредные факторы воздействуют одновременно на все элементы системы, возникновение ошибок произвольной кратности следует считать равновероятным событием. В связи с изложенным, особую актуальность приобретает решение задачи по обеспечению достоверности функционирования и отказоустойчивости КСОН в экстремальных условиях работы. |