РАНФГУ ФНЦ НИИСИ РАН

Журнал Труды НИИСИ РАН

Том 5 № 2

К списку номеров журнала

I. МОДЕЛИРОВАНИЕ ДИНАМИЧЕСКИХ ПРИРОДНЫХ И РУКОТВОРНЫХ ПРОЦЕССОВ

Обобщенный подход к описанию распределения энергий спиновой системы

Б.В. Крыжановский, Л.Б. Литинский

Аннотация: Исследован спектр энергий системы N бинарных спинов. Показано, что конфигурационное пространство состояний можно разбить на N классов, распределение энергий внутри которых в асимптотическом пределе N хорошо аппроксимируется гауссовой плотностью. Для каждого из классов в самом общем виде получены точные выражения для первых трех моментов распределения энергий, в том числе - при наличии неоднородного магнитного поля. Получены выражения для дисперсии квазиэнергий в локальном минимуме. Излагаются результаты компьютерного моделирования распределения энергий для стандартной модели Изинга и моделей спинового стекла Эдвардса-Андерсона и Шеррингтона-Киркпатрика. На этой основе проведено систематическое обоснование нового метода расчета статистической суммы.

Ключевые слова: статистическая сумма, гауссово распределение энергий.

Термические преобразования скелета пород при добыче нефти с закачкой в пласт воздуха

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

Аннотация: В обзоре рассмотрены термические преобразования минералов скелета пород баженовской свиты при добыче нефти с закачкой в пласт воздуха (ТГВ). По вероятности термического преобразования при ТГВ компоненты пород свиты разделены на три группы. Первая - кероген, термические превращения которого при ТГВ весьма вероятны. Вторая группа -гидрослюды. монмориллонит, гипс, пирит, которые при атмосферном давлении значительно меняют свойства даже при невысоких температурах и их изменения при ТГВ возможны. Третья группа - каолинит, хлориты, карбонатные минералы (кроме гипса), кремнезём, кварц, полевые шпаты, слюды, термические преобразования которых при ТГВ представляются маловероятными. Степень и характер термических преобразований должны быть экспериментально исследованы с учётом реальных условий залегания пород баженовской свиты.

Ключевые слова: термогазовое воздействие, закачка в пласт воздуха, пиролиз керогена, термические преобразования минералов, баженовская свита.

Анализ подходов к математическому моделированию разработки нефтяных месторождений вертикальными скважинами с трещинами гидроразрыва пласта

И.В. Афанаскин, А.В. Королёв

Аннотация: В работе анализируется эффективность ряда упрощенных подходов к моделированию разработки нефтяных месторождений с применением трещин гидроразрыва пласта.

Ключевые слова: Гидроразрыв пласта, разработка нефтяных месторождений, гидродинамическое моделирование разработки.

Методы моделирования на GPU снега и дождя в имитационно-тренажерных комплексах

А.В. Мальцев

Аннотация. При обеспечении реалистичности визуализируемых на компьютере трехмерных виртуальных сцен, которые представляют собой открытые пространства вне помещений, важным фактором является моделирование в них таких природных явлений, как дождь и снег. В работе предлагаются эффективные методы реализации этих явлений в трехмерных сценах, основанные на использовании систем частиц и параллельных вычислений на современных многоядерных GPU.

Ключевые слова: система частиц, снег, дождь, моделирование, визуализация, графический процессор, шейдеры, CUDA

Моделирование копирующего режима управления антропоморфным роботом в виртуальной среде

М.А. Торгашев

Аннотация: В статье предлагается технология копирующего режима управления антропоморфными роботами в виртуальной среде. Она включает реализацию схемы ПИД регулирования двигателей в системе управления и расчет динамики виртуальных объектов с учетом коллизий и внешних сил. Технология внедрена в комплексе виртуального моделирования робототехнических средств и апробирована на примере моделирования нескольких операций внекорабельной и внутрикорабельной деятельности на космической станции.

Ключевые слова: антропоморфные робототехнические системы, виртуальное моделирование, копирующий режим управления, ПИД регулирование.

II. МОДЕЛИРОВАНИЕ В МИКРОЭЛЕКТРОНИКЕ

Метод начального тестирования RapidIO систем

Г.А. Лавринов

Аннотация: в статье рассматривается метод начального тестирования интерфейса RapidIO в многопроцессорных системах на основе протокола управления тестированием и обменом данных, использующего служебные операции. Приведена схема организации тестируемой системы, которая позволяет снижать затраты на дополнительное оборудование. Схематично представлен протокол управления тестированием и обменом данными на базе служебных операций RapidIO. Описана синхронизация распределенного тестирования многопроцессорных систем. Приведены результаты тестирования RapidIO систем с применением рассматриваемого метода.

Ключевые слова: RapidIO, тестирование, многопроцессорная система, метод, синхронизация.

Методы оценки качества новых конструктивных решений современных СБИС

А.В. Амирханов, С.И. Волков, С.А. Кизиев, В.Ю. Троицкий

Аннотация: В статье рассмотрены вопросы разработки методов оценки качества новых конструктивных решений современных высокопроизводительных СБИС. Описаны основные задачи, поставленные при разработке этих методов. Определены характеристики продукции, использующей новые конструктивные решения. Предложены методы оценки качества микросхем в многовыводных матричных корпусах с шариковыми выводами для поверхностного монтажа и микросхем, использующих монтаж методом "перевернутого кристалла".

Ключевые слова: высокопроизводительные СБИС, оценка качества микросхем, матричные корпуса с шариковыми выводами, монтаж методом "перевернутого кристалла"

К вопросу учета диэлектрических свойств кремния при схемотехническом моделировании

Е.Н. Епихин, Н.В. Масальский

Аннотация. При помощи разработанной квазидвумерной аналитической модели симметричного двух затворного полностью обедненного КНИ КМОП нанотранзистора численно анализируется влияние температурной зависимости диэлектрической проницаемости кремния на вольт-амперные характеристики. Отмечено, что качественный сдвиг характеристик, который приводит к их еще большей деградации, наблюдается при температурах выше 400 К. Наибольшее количественное отклонение свойственно величине подпорогового тока.

Ключевые слова: кремний на изоляторе, двух затворный нанотранзистор, температурная зависимость характеристик транзистора, аналитическая модель

Подавление эффекта низкочастотного отклонения постоянной составляющей сигнала в приемном тракте последовательного канала, реализованного по технологии 65 нм

В.В. Мастеров

Аннотация: В статье представлен обзор схем подавления эффекта низкочастотного отклонения постоянной составляющей сигнала, обоснован выбор одной из них для реализации, а также представлены результаты моделирования.

Ключевые слова: последовательный канал, постоянная составляющая, джиттер, волновое сопротивление.

Верификация мостовой микросхемы PCI-VME с использованием методики UVM

Н.А. Козлов

Аннотация: В статье поставлена задача произвести выбор метода верификации микросхемы, обосновать выбор метода верификации микросхемы и сравнить выбранный метод с другими способами отладки. Приводится краткая характеристика универсальной методологии верификации UVM, затем описываются основные характеристики мостовой микросхемы PCI-VME и применение методологии UVM для неё. В заключении даётся отчёт о результатах верификации и сравнение с другим способом отладки.

Ключевые слова: верификация, микросхема, UVM

III. АВТОМАТИЗАЦИЯ УПРАВЛЕНЧЕСКОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬЮ

Программное обеспечение для автоматизации учетно-управленческой деятельности подразделения по изготовлению единичной продукции

А.Б. Бетелин

Аннотация. В статье приводится общее описание программного обеспечения, предназначенного для автоматизации решения учетных и управленческих задач в подразделении, производящем единичную кабельную продукцию.

Ключевые слова: единичное производство, автоматизация, учет и управление, программное обеспечение

Проблемы мобильности данных числового формата в отчетных документах

Г.Л.Левченкова

Аннотация: Исследуются особенности объединения информации из нескольких отчетных документов, полученных путем экспорта из баз данных, или изготовленных вручную в виде файлов, содержащих таблицы данных.

Ключевые слова: информация, база данных, табличные данные.

IV. МАТЕМАТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ И ВОПРСЫ ЧИСЛЕННОГО АНАЛИЗА

Выделение аффинно-инвариантных контуров с помощью обобщенного преобразования Хафа

А.С. Куцаев

Аннотация: Поиск аффинно-инвариантных контуров на изображении полезен в задачах распознавания образов, в том числе при сегментации. Существующие методы поиска дают плохие результаты, если часть контура объекта загорожена или искажена шумом. Предлагается развитие метода, основанного на обобщенном преобразовании Хафа (GHT). Преобразование применяется к парам граничных точек, в которых направление касательных совпадает. Для повышения точности вычисления параметров аффинного преобразования между этими касательными строится сетка секущих. Фильтр наименьших квадратов, оценивает пропорциональность длин отрезков секущих и эффективно исключает ложные соответствия. Отбор результатов GHT производится с помощью оценки качества, основанной на метрике Прэтта (FOM). Метод позволяет обнаруживать объекты со значительными дефектами, при частичном наложении и шуме.

Ключевые слова: аффинно-инвариантный поиск форм, вычисление касательных, обобщенное преобразование Хафа, фильтр наименьших квадратов.

Математическое моделирование конвективного теплообмена тепловыделяющего элемента с воздушной средой в электронной системе

М.Ж. Акжолов

Аннотация: Приведены результаты математического и компьютерного моделирования ламинарного и турбулентного конвективного теплообмена тепловыделяющих элементов и воздушной среды в электронных системах.

Ключевые слова: электронные системы, тепловыделяющие элементы, конвективный теплообмен.

К теории исчисления обыкновенных разделённых и конечных разностей

В.Б.Демидович

Аннотация: В работе выводятся формулы взаимосвязи обыкновенных разделённых и конечных разностей при произвольном распределении узлов, на основании которых исследуются некоторые свойства поведения этих разностей на классе гладких функций.

Ключевые слова: разделённые разности, конечные разности, произвольно распределённые узлы, равноотстоящие узлы, гладкие функции

V. ПОСТРОЕНИЕ ПРОГРАММ РЕАЛЬНОГО ВРЕМЕНИ

Реализация принципа контролируемого выполнения для прикладных программ реального времени

А.И. Грюнталь, К.Г.Нархов, А.М. Щегольков

Аннотация: Контролируемое выполнение представляет собой парадигму, нацеленную на гарантированное выполнение программой своей миссии в неблагоприятных условиях ее выполнения (программные ошибки, сбои аппаратуры, некорректные входные данные, и т. д.). В статье рассматривается методы и средства реализации принципа контролируемого выполнения для многопоточных прикладных программ реального времени. Вводится концепция монитора, который оценивает характеристики выполнения программы и генерирует команды управления выполнением потоков управления. Представлены некоторые особенности программной реализации монитора.

Ключевые слова: контролируемое выполнение, многопоточная программа, поток управления, очередь сообщений, сигнал, операционная система реального времени, команда управления.

Инструментальное программное обеспечение для подготовки запуска задач в мультипроцессорных комплексах реального времени

Т.К. Грингауз, А.Н. Онин

Аннотация: Описываются назначение и функциональность программного изделия "Утилиты поддержки запуска программ в среде RapidIO" (УПЗ-РИО), разработанного в НИИСИ РАН. Программное изделие обеспечивает автоматизацию выполнения на инструментальной ЭВМ следующих групп процедур: поддержка статической инициализации среды RapidIO, оптимизация распределения вычислительных задач по процессорам, создание сценария программы ПЗУ для загрузки программного обеспечения в целевую аппаратуру комплекса. Автоматизация основана на использовании формализованного описания аппаратуры комплекса и потоков данных.

Ключевые слова: коммуникационная среда RapidIO, статическая инициализация, оптимизация, распределение задач по процессорам, сценарий программы ПЗУ

О некоторых практических вопросах программирования сопроцессора обработки сигналов микропроцессора КОМДИВ128-РИО

М.С. Аристов, А.С. Осипов, А.М. Щегольков

Аннотация: В статье рассматривается ряд вопросов, связанных с программированием специализированного сопроцессора обработки сигналов СР2 в составе процессора КОМДИВ128-РИО, разработанного в НИИСИ РАН. Приводятся основные особенности архитектуры КОМДИВ128-РИО и СР2 и возникающие в связи с этим сложности программирования данного сопроцессора. Перечисляются методы повышения производительности разрабатываемых для СР2 программ. Приведены примеры разработки композитных функций СР2, не связанных с алгоритмами быстрого преобразования Фурье и свёртки и используемых для решения конкретных прикладных задач сигнальной обработки.

Ключевые слова: встречная оптимизация, микропроцессоры семейства КОМДИВ, К128-РИО, сопроцессор обработки сигналов СР2, БЦОС, композитные функции.

О возможности применения векторного сопроцессора для ускорения операции быстрого преобразования Фурье

А.А. Бурцев

Аннотация: В ФГУ ФНЦ НИИСИ РАН в качестве расширения универсальных микропроцессоров семейства КОМДИВ создан специализированный 128-разрядный сопроцессор, позволяющий ускорять вычисления над векторами комплексных и вещественных чисел одинарной и двойной точности. В статье представлены результаты применения этого сопроцессора, направленные на повышение скорости исполнения операции быстрого преобразования Фурье (БПФ), являющейся одной из основных в задачах цифровой обработки сигналов.

Ключевые слова: микропроцессоры цифровая обработка сигналов, операция БПФ.

Поддержка интерфейса MPI в ядре ОС Linux для многопроцессорных модулей на базе высокоскоростных каналов RapidIO

А.С. Кулешов

Аннотация. В статье приводятся результаты работы типовых тестов NAS Parallel Benchmarks и синтетических тестов NetPIPE и OSU Micro-Benchmarks на вычислительном комплексе из нескольких микросхем 1890ВМ6Я с использованием протокола MPI поверх высокоскоростных каналов RapidIO. Приведены показатели скорости передачи данных между двумя узлами и задержки в системе из 8 узлов, а также сравнение результатов в зависимости от частоты работы процессора.

Ключевые слова. 1890ВМ6Я, MPI, RapidIO, NAS Parallel Benchmarks, OSU Micro-Benchmarks.

Том 5 № 2

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.