КАРТОЧКА ПРОЕКТА ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ И ПОИСКОВЫХ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ,
ПОДДЕРЖАННОГО РОССИЙСКИМ НАУЧНЫМ ФОНДОМ

Информация подготовлена на основании данных из Информационно-аналитической системы РНФ, содержательная часть представлена в авторской редакции. Все права принадлежат авторам, использование или перепечатка материалов допустима только с предварительного согласия авторов.

 

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

---

Номер проекта 25-29-20207

НазваниеРазработка параметризованной библиотеки самосинхронных элементов для роботизированных и высокопроизводительных вычислительных систем

Руководитель Дьяченко Юрий Георгиевич, Кандидат технических наук

Организация финансирования, регион Федеральное государственное учреждение "Федеральный исследовательский центр "Информатика и управление" Российской академии наук" , г Москва

Конкурс №100 - Конкурс 2025 года «Проведение фундаментальных научных исследований и поисковых научных исследований малыми отдельными научными группами» (региональный конкурс)

Область знания, основной код классификатора 09 - Инженерные науки; 09-701 - Электронная элементная база информационных систем

Ключевые слова робототехническая система, вычислительный комплекс, элементная база, самосинхронная схема, энергоэффективность, сбоеустойчивость, диапазон работоспособности, параметризация, библиотека элементов

Код ГРНТИ47.14.07

---

 

ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ

---

Ожидаемые результаты
В ходе реализации проекта на базе уже имеющейся у участников проекта методологии проектирования СС-схем и библиотечных элементов будет разработано расширение библиотеки элементов и СФБ, обеспечивающее высокую эффективность автоматизированного проектирования СС-схем. Будет разработана методика использования элементов расширенной библиотеки для проектирования отдельных подсистем и оценки их эффективности (энергопотребление, рабочий диапазон напряжения питания, устойчивость к логическим сбоям, способность к самодиагностике). Решение этой задачи позволит определить оптимальные варианты решения для вычислительных и управляющих комплексов различных видов робототехники, существенно расширяющие возможности применения робототехнических систем. Имеющаяся в настоящее время правовая защита СС-базиса схемотехнических решений для вычислительных и управляющих систем робототехнических комплексов (36 патентов РФ на изобретения и 2 патента США, соавторами которых являются члены коллектива участников проекта), расширенная в ходе реализации предлагаемого проекта, обеспечит разработку патенточистой и патентозащищенной аппаратуры и создаст предпосылки для полного импортозамещения комплектующих устройств, компонентов и комплексов в целом. Это соответствует п. 8 перечня приоритетных направлений научных исследований для потребностей города Москвы, поддерживаемых Правительством Москвы: обеспечение технологического суверенитета, импортозамещения, импортоопережения, суверенитета данных в сфере науки и технологий в условиях геополитического и санкционного давления. В 2025 г. будут решены следующие задачи, являющиеся ключевыми и значимыми для конкурентоспособной СС-реализации цифровых вычислительных устройств для робототехнических систем: - разработаны СС-схемы сбоеустойчивых однотактных и двухтактных триггеров, реализующие типовые задачи синхронной схемотехники в базисе СС-схем, - разработаны принципы и методика преобразования синхронного описания функционирования цифровых устройств с памятью в адекватные сбоеустойчивые СС-схемы, - разработаны варианты топологического представления сбоеустойчивых однотактных и двухтактных триггеров, созданных в рамках проекта, в 65-нм КМДП технологическом базисе, - разработаны библиотечные описания созданных сбоеустойчивых однотактных и двухтактных триггеров, обеспечивающие их интеграцию в библиотеки стандартных элементов промышленных САПР цифровых схем. В 2026 г. будут решены следующие задачи: - разработаны оптимизированные по аппаратным затратам и быстродействию типовые СС СФБ, использующиеся в вычислительных комплексах робототехнических систем, инвариантные к технологическим нормам проектирования, - разработаны параметризованные шаблоны арифметических и последовательностных цифровых устройств, обеспечивающие корректный и эффективный синтез вычислительных комплексов робототехнических систем при ручном и автоматизированном проектировании компонентного базиса электронной начинки робототехнических систем, - проведена характеризация разработанных элементов расширения библиотеки, - разработано Руководство пользователя расширенной библиотекой. Полученные результаты позволят применить разработанную библиотеку параметризованных СС-элементов и СФБ при последующем внедрении СС-парадигмы в практику разработки и изготовления высоконадежных бортовых вычислительных комплексов робототехнических систем с предельно широким диапазоном работоспособности по напряжению питания и температуре окружающей среды. Успешное решение поставленных задач и достижение предполагаемых результатов имеет большое значение для робототехнических систем. Очевидные преимущества СС-схем в сравнении с синхронными аналогами пока не нашли широкого практического применения. Не в последнюю очередь это связано с нетривиальностью проектирования СС-схем и отсутствием как методик синтеза СС-схем, так и библиотек стандартных элементов, снижающих трудоемкость задачи проектирования СС-схем и делающих ее более понятной и формализованной для разработчиков цифровых схем. Разработанные в рамках предлагаемого проекта расширение имеющейся библиотеки СС-элементов, параметризованные СС СФБ и параметризованные шаблоны арифметических и последовательностных цифровых устройств обеспечат эффективное ручное проектирование СС-схем и его автоматизацию. В настоящее время в России единственным научным коллективом, имеющим необходимый научный и технический потенциал для решения данной проблемы, является ФИЦ ИУ РАН, что подтверждено разработкой патенточистой и патентнозащищенной функционально полной библиотеки СС-элементов, защищенной 36 патентами РФ на изобретения и 2 патентами США, многие из которых защищают целые подклассы СС-элементов. Успешная реализация проекта даст импульс развитию программных средств проектирования цифровых схем и робототехнических систем в СС-базисе, обеспечивающем получение микроэлектронных изделий с более широким диапазоном работоспособности и более высоким уровнем сбоеустойчивости, чем их аналоги, спроектированные традиционными синхронными методами.

---

 

ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

---