РАНФГУ ФНЦ НИИСИ РАН

Журнал Труды НИИСИ

Том 5 № 1

К списку номеров журнала

I. МОДЕЛИРОВАНИЕ В МИКРОЭЛЕКТРОНИКЕ

Моделирование интервально стохастических нестационарных и нелинейных тепловых процессов в электронных системах

А.Г. Мадера

Аннотация. Тепловые процессы в реальных электронных системах в общем случае носят неопре-деленный, нестационарный и нелинейный характер. Однако в настоящее время их моделирование проводится в предположении как о детерминированности всех определяющих факторов, так и линейности тепловых процессов. В статье анализируется состояние исследований и постановка проблемы создания адекватных методов математического и компьютерного моделирования тепловых процессов в электронных системах, максимально полно учитывающих реальные особенности электронных систем.

Ключевые слова: тепловые процессы, электронная система, интервальный, стохастиче-ский, нестационарный, нелинейный

2D температурная модель распределения потенциала в двух затворных полностью обедненных нанотранзисторах со структурой "германий на изоляторе"

Н.В. Масальский

Аннотация: Разработана 2D аналитическая температурная модель распределения потенциала в рабочей области двух затворного полностью обедненного полевого нанотранзистора со структурой "германий на изоляторе". В параболическом приближении функции распределения потенциала в рабочей области получено решение 2D уравнения Пуассона. Численно исследована температурная зависимость распределения поверхностного потенциала в диапазоне температур от 200 К до 500 К от ряда технологических параметров. Показано, что для повышения верхней границы температурного диапазона на 100 К необходимо увеличивать уровень легирования рабочей области на порядок.

Ключевые слова: потенциал, нанотранзистор, уравнение Пуассона

Оценка годности кристаллов при помощи искусственных нейронных сетей

Е.Н. Ефимов

Аннотация: В статье рассмотрена задача оценки годности кристаллов при помощи нейронных сетей на основе анализа результатов измерений электрических параметров и проведения функционального контроля кристаллов при нормальных климатических условиях и результатов измерения микросхем той же партии при повышенной рабочей температуре среды. Показано, что нейронная сеть позволяет с высокой точностью установить связь между данными измерениями, за счет чего выполнить оценку количества брака. Экспериментальные данные, свидетельствуют об успешной идентификации более 90% кристаллов, забракованных при контроле в составе микросхемы при повышенной рабочей температуре среды, на основе результатов измерений кристалла при нормальных климатических условиях.

Ключевые слова: нейронные сети, кристалл, температура

Верификация RTL-моделей при помощи случайных тестовых воздействий

Р. Р. Стамболян

Аннотация: В статье рассмотрены основные проблемы, которые возникают при верификации современных СБИС. Целью статьи является оптимизация процесса верификации за счёт правильной архитектуры тестовой системы. Проанализированы различные подходы к построению тестовых систем, и, предложена оптимальная архитектура тестовой системы, имеющая модульное построение. Также, предложен способ организации самих тестов, который заключается в использовании генераторов тестов.

Ключевые слова: СБИС, верификация, тест.

Моделирование цепей питания при проектировании печатных плат

А.С. Мухин

Аннотация. Приведены общие сведения о цепях питания в печатных платах. Определен частотный диапазон, в котором печатные платы вносят наибольший вклад в импеданс цепей питания. Рассмотрены свойства конденсаторов и особенности их подключения в цепи питания. Представлена простейшая модель конденсатора. Составлен маршрут моделирования цепей питания при проектировании печатной платы.

Ключевые слова: моделирование, печатные платы, конденсатор.

II. МОДЕЛИРОВАНИЕ ДИНАМИЧЕСКИХ ПРИРОДНЫХ И РУКОТВОРНЫХ ПРОЦЕССОВ

Химические реакции окисления нефти при её добыче с закачкой в пласт воздуха

В.А. Юдин, А.В. Королёв, И.В. Афанаскин, С.Г. Вольпин

Аннотация: Приведен краткий обзор литературы по окислению и термолизу пластовой нефти при её добыче с закачкой в пласт воздуха; рассмотрены экспериментальные данные о типичных реакциях. Приведены примеры моделирования данных реакций с разделением нефти на SARA-фракции. Показана необходимость проведения комплекса экспериментальных исследований окисления и термолиза углеводородов с использованием нефтей и пород предполагаемых к разработке объектов.

Ключевые слова: термогазовое воздействие, внутрипластовое горение, окисление пластовой нефти, термолиз пластовой нефти, баженовская свита.

Оценка фильтрационных и энергетических параметров нефтяных пластов с помощью гидродинамических исследований скважин на двух режимах: теория, моделирование и практика

И.В. Афанаскин, П.В. Крыганов, С.Г. Вольпин, Ю.М. Штейнберг, И.А. Вольпин

Аннотация: Рассмотрены вопросы гидродинамических исследований скважин на двух режимах при различных моделях течения. С помощью интерпретации модельных кривых изучено влияние длительности первого режима работы скважины на погрешность определения параметров пласта. Приведены реальные примеры исследований скважин. Сопоставлены результаты исследований скважин на двух режимах с результатами исследований скважин методом восстановления давления.

Ключевые слова: гидродинамические исследования скважин, исследования скважин на двух режимах.

Влияние периода и коэффициента металлизации в многополосковом волноводе на возбуждение плазмонного резонанса

А.Н.Палагушкин, С.А.Прокопенко, А.П.Сергеев

Аннотация: В многочисленных публикациях рассмотрены вопросы связанные с распространением поверхностных электромагнитных волн оптического диапазона в плазмонных волноводах. При этом, основное внимание уделяется волноводам с характерными соизмеримыми с длиной оптической волны и субволновыми размерами, а также двумерным и более сложным плазмонным наноструктурам. В то же время границы перехода от сплошного двумерного слоя к одномерному, разделенному на систему полос с зазорами, ограничивающими колебания электронного газа в слое, практически не изучены. В работе приводятся результаты расчетов, выполненных по программе RODIS для системы многополосковых волноводов, образованных на поверхности плазмонного металлического покрытия. Варьируется ширина полосок и зазоров между ними, при характерных размерах значительно больших длины оптической волны, но уже отличающихся от сплошного слоя по форме поверхностного плазмонного резонанса. Результаты выполненных расчетов проверены экспериментально.

Ключевые слова: металлизация, волновод, плазменный резонанс.

Газовый сенсор SPR с коронным разрядом

А.Н.Палагушкин, С.А. Прокопенко, А.П. Сергеев

Аннотация: В настоящее время сенсоры на основе поверхностного плазмонного резонанса (SPR) широко применяются в экспресс анализе жидких биологических сред в микробиологии, медицине и генной инженерии. Они также используются для определения примесей в газовых средах. При этом основная проблема их разработки заключается в подборе селективных сорбирующих сред наносимых на поверхность сенсора для определения конкретной примеси. Свойства сорбента в сочетании с высокой чувствительностью SPR определяют достижимые параметры сенсора. При нанометровой толщине сорбентов основной вклад в их свойства вносит состояние поверхности. Воздействие плазмы положительного коронного разряда приводит к эффективной десорбции посторонних примесей блокирующих активные центры адсорбции. Кроме того, поверхность сенсора облучается радикалами, возникающими в плазме разряда при ионизации примесей. Возможность использования эффектов коронного разряда для создания SPR сенсоров, определяющих микропримеси в газовых средах, рассматриваются в данной статье.

Ключевые слова: газовый сенсор, коронный разряд, резонанс

III. ВЫСОКОПРОИЗВОДИТЕЛЬНЫЕ ВЫЧИСЛЕНИЯ

Библиотека параллельной обработки сигналов

Г.О. Райко

Аннотация: В статье рассматривается библиотека, реализующая инфраструктуру для распараллеливания задач обработки сигналов. Библиотека предоставляет унифицированное окружение для прикладного программного обеспечения многопроцессорных вычислительных комплексов цифровой обработки сигналов, реализуя примитивы декомпозиции задачи по процессорам и обеспечивая обмены распределенными многомерными объектами данных.

Ключевые слова: параллельная обработка сигналов, ПОС

Инструментальный комплекс "РИО-оптимизатор" для разработки прикладного ПО с использованием Библиотеки Параллельной Обработки Сигналов

А. Н. Павлов

Аннотация: В статье рассматривается инструментальный комплекс для разработки прикладного ПО с использованием Библиотеки Параллельной Обработки Сигналов (БПОС). Рассмотрены языки, используемые в инструментальном комплексе для описания прикладного ПО и для описания аппаратуры. Предложен технологический процесс разработки прикладного ПО с использованием БПОС.

Ключевые слова: цифровая обработка сигналов, БПОС, RapidIO, РИО-оптимизатор

Реализация алгоритма MG пакета NPB для много-процессорного вычислительного комплекса на базе микропроцессора КОМДИВ128-РИО

О.Ю. Сударева

Аннотация: В статье рассматривается алгоритм геометрического многосеточного метода из пакета NAS Parallel Benchmarks (NPB) и его реализация на многопроцессорном комплексе на отечественной элементной базе, разрабатываемой в ФГУ ФНЦ НИИСИ РАН. Предлагается схема реализации алгоритма и устанавливается зависимость производительности вычислений по такой схеме от различных характеристик как самого процессора, так и высокопроизводительной коммуникационной среды и других аппаратных узлов. Приводится описание предварительной реализации алгоритма и результаты частичных замеров её производительности.

Ключевые слова: геометрический многосеточный метод, КОМДИВ128-РИО, К128

IV. МАТЕМАТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ, МЕТОДЫ ВЫЧИСЛЕНИЙ И ВОПРОСЫ ПРОГРАММИРОВАНИЯ

Задача оптимального управления для квазилинейных дифференциальных уравнений с нелокальными краевыми условиями

Г.В. Меладзе, Д. Ш. Девадзе, В. Ш. Беридзе, М.Ш. Сургуладзе, П.И. Кандалов

Аннотация. В данной работе рассматривается нелокальная краевая задача Бицадзе-Самарского для квазилинейных дифференциальных уравнений первого порядка на плоскости. Доказывается теорема о существования и единственности обобщенного решения в пространстве С(G) ; Для линейной краевой задачи доказывается существования решения в пространстве С(G) и получена априорная оценка; Поставлена задача оптимального управления для квазилинейных дифференциальных уравнений первого порядка с интегральным критерием качества. Получены необходимые условия оптимальности в форме принципа максимума Понтрягина; Для линейной задачи оптимального управления доказывается теорема о необходимом и достаточном условии оптимальности. Рассматривается задача оптимального управления для уравнений Гельмогольца с краевыми условиями Бицадзе-Самарского. Приведена теорема о необходимом и достаточном условии оптимальности. Представлен алгоритм решения задачи оптимального управления средствами пакета Mathcad.

Ключевые слова: нелокальная краевая задача, задача Бицадзе-Самарского, обобщенное решение, оптимальное управление, условия оптимальности, принцип максимума.

Об использовании явных разностных схем для интегрирования параболических уравнений

М.Л. Бахмутский

Аннотация: Рассмотрены возможности ослабления требований устойчивости явных разностных схем. Предложены модификации явных схем значительно ослабляющие эти требования. Приведены результаты численных расчетов модельной задачи и их сопоставления с аналитическим решением.

Ключевые слова: уравнение теплопроводности, явные схемы, условия устойчивости.

Программная конвейеризация циклов с выбором команд

Н.И. Вьюкова, В.А. Галатенко, С.В. Самборский

Аннотация: В статье представлен метод программной конвейеризации циклов путем точного совместного решения задач выбора и планирования инструкций для циклических участков программ. Предложен подход, в котором задачи выбора и планирования команд представляются как единая задача целочисленного линейного программирования (ЦЛП). Совмещение выбора команд с их планированием позволяет оптимальным образом учесть наличие циклических зависимостей, возможности параллельного исполнения команд, наличие специализированных вычислительных команд, наличие общих подвыражений, ограничения по числу аппаратных регистров. Предложенный метод может быть полезен при разработке аппаратных ускорителей, а также в генераторах высокопроизводительного кода для микропроцессоров, используемых во встроенных системах.

Ключевые слова: генерация кода, программная конвейеризация циклов, выбор команд, планирование команд, целочисленное линейное программирование (ЦЛП).

Описание функциональных возможностей среды FTStudio для разработки кроссплатформенных функциональных тестов СБИС

К.К. Смирнов

Аннотация: Рассматриваются вопросы автоматизации подготовки функциональных тестов в среде FTStudio (Functional Test Studio). Применение предложенного в статье подхода позволяет существенно снизить трудоемкость подготовки комплекта функциональных тестов микросхем под различное измери-тельное оборудование.

Ключевые слова: среда FTStudio, автоматизация тестов, оборудование

Процедурный сшитый код для обеспечения нисходящей разработки структурированных программ в ДССП для троичной машины

А.А. Бурцев

Аннотация: В НИЛ троичной информатики ВМК МГУ созданы троичная виртуальная машина ТВМ и кросс-система ДССП-ТВМ разработки программ для неё на языке ДССП-Т - троичном варианте языка ДССП, а также диалоговый интерпретатор ДССП/ТВМ, функционирующий на ТВМ как резидентное ПО. В статье объясняется, как решена проблема обеспечения нисходящей разработки структурированных программ при реализации кросс-компилятора и диалогового интерпретатора ДССП для ТВМ.

Ключевые слова: структурированное программирование, сшитый код, нисходящая разработка, троичный компьютер, ДССП.

Ограничения на параметры относительного движения для основных видов шарниров

М.В. Михайлюк, Е.В. Страшнов

Аннотация: В статье на примерах основных видов шарниров описана процедура вывода ограничений на параметры относительного движения. Эти ограничения используются в методе последовательных импульсов для моделирования динамики системы многих тел.

Ключевые слова: система шарнирно связанных тел, параметры относительного движения, неудерживающие связи, якобианы ограничений.

V. ОБУЧЕНИЕ АЛГОРИТМИКЕ И ПРОГРАММИРОВАНИЮ

Знакомим дошкольников и младших школьников с азами алгоритмики с помощью систем ПиктоМир и КуМир

А.Г.Кушниренко, А.Г.Леонов, М.А.Ройтберг

Аннотация. Современные информационные технологии становятся рутинным элементом общей культуры школьников и дошкольников. В статье предлагается методика организации занятий по овладению начальной алгоритмической грамотности в младших классах и дошкольных учреждениях. В качестве педагогических программных средств используются системы ПиктоМир и КуМир, позволяющие начать осваивать азы алгоритмики в игровой форме.

Ключевые слова: школьная информатика, педагогическое программное средство, программирование, ПиктоМир, КуМир, раннее обучение информатике.

ПиктоМир как кооперативная среда для обучения основам программирования дошкольников и младших школьников.

Н.О. Бесшапошников, А.Н. Дедков, Д.Б. Ерёмин, А.Г. Леонов

Аннотация. Использование планшетных компьютеров и современные информационные технологий стали обычным элементом общей культуры дошкольников и школьников. Предлагается игровая кооперативная методика обучения основам программирования в младших классах и дошкольных учреждениях. В качестве педагогического программного средств для кооперативной работы предлагается система ПиктоМир. В статье описаны сетевые возможности системы ПиктоМир.

Ключевые слова: школьная информатика, педагогическое программное средство, программирование, ПиктоМир, раннее обучение информатике.

Система программирования Кумир 2.x

А.Г.Кушниренко, М. А. Ройтберг, Д.В.Хачко, В. В. Яковлев

Аннотация. Кумир 2.х - система программирования, предназначенная для поддержки курса про-граммирования в начальной и средней школе - является развитием системы Кумир, созданной в России во второй половине 1980-х годов и использует школьный алгоритмический язык - алголоподобный язык с русской лексикой и встроенными командами управления программными исполнителями. Отличительной особенностями Кумир 2.х являются возможность использования практикумов и существенно возросшая по сравнению с предыдущими версиями скорость выполнения программ.

Ключевые слова: алгоритмический язык, система, программа.

Том 5 № 1

ФГУ ФНЦ НИИСИ РАН | Новости | Руководство | Администрация | Структура
Мини-фабрика | Публикации | Разработка СБИС | Услуги | Контакты

Copyright ФГУ ФНЦ НИИСИ РАН © 2018
Любое копирование и воспроизведение текста, в том числе частичное, в том числе в любой форме без письменного разрешения ФГУ ФНЦ НИИСИ РАН запрещено.
Цитирование текста разрешено с соответствующей ссылкой на ФГУ ФНЦ НИИСИ РАН.