Како је саопштио Центар, микрошеме које се обично користе код техничких уређаја, као што су аутомобили или рачунари, нису баш погодне за космичке летелице због ниског нивоа сигурности у условима космичког зрачења. Високоенергетски јони у свемиру изазивају грешке код уређаја и кварове. Зато разрада интегралне шеме посебне намене за космичке летелице захтева методе повећања отпорности на кварове.
„Специфичност синхроних микрошема је у томе да се њихова сложеност, као и количина елемената на кристалу шеме стално повећава. Делови таквих шема који се налазе на великом међусобном растојању треба да се синхронизују по тактној фреквенцији (количин такта — операција процесора по секунди). Ако сигнал од генератора тактне фреквенције не долази у одређеним временским размацима, шема једноставно престаје да ради“, каже доцент Националног истраживачког нуклеарног универзитета МИФИ Максим Горбунов.
Према речима научника, ово је компликован инжењерски проблем, везан за погоршање карактеристика микрошема. Зато се данас перспективним сматрају асинхроне шеме, које, за разлику од синхроних, не захтевају синхронизацију по тактној фреквенцији.
„Пребацивање пражњења код асинхроног уређаја врши се паралелно и без кашњења: због тога је он енергетски ефикаснији од синхроног пандана. Подаци стижу до обраде онолико брзо колико то дозвољава проток података у процесору, и обрађују се у тренутку када су одговарајући делови микрошема спремни да то ураде“, појаснио је Горбунов.
Што се тиче методологије грађења таквих шема — ствар је компликованија, јер не постоји стадардна рута за њихово пројектовање. Без обзира на то што је логика грађења асинхроних микрошема предложена још седамдесетих година 20. века, магистрални смер остаје да ради са синхроним микрошемама.
„Технолошке могућности синхроних микрошема приближавају се крају. Већ су сада пројектни нормативи (минималне димензије елемената микрошеме) постали мањи од 10 нанометара. При истим нормативима, асинхроне микрошеме могу да раде брже од синхроних, јер не захтевају синхронизацију различитих делова кристала“, изјавио је стручњак.
Управо због тога су руски научници одлучили да предложе нове елементе за сигурне и брзе асинхроне микрошеме. Њихов чланак у научном часопису „Акта астронаутика“ посвећен је сигурним Малеровим Ц-елементима — базним логичким вентилима који се користе при пројектовању асинхроних шема.
Ц-елемент представља логички уређај са уграђеним елементом меморије. У ствари, ово је саставни елемент са два улаза. У случају њиховог поклапања, сигнал се шаље даље, док у случају непоклапања елемент бележи претходну вредност.
„Кад смо методу ДИЦЕ, која је широко распрострањена у дизајнирању синхронизованих кола, применили на три различита дизајна Ц-елемента, добили смо три нова дизајна ДИЦЕ Ц-елемента са повећаном отпорношћу на грешке“, изјавио је други аутор, руководилац Сектора топологије супервеликих интегралних шема отпорних на зрачење Научно-истраживачког института за системска истраживања Руске академије наука Игор Данилов.
Према речима научника, разрађене шеме могу да се користе код пројектовања асинхроних микрошема са повећаном отпорношћу на кварове, које су намењене коришћењу на најновијој космичкој техници.
