Використання сторожового таймера для відновлення мікропроцесорних систем із підвищеною відмовостійкістю до впливу електростатичних розрядів.
DOI:
https://doi.org/10.34121/1028-9763-2021-2-81-89Ключові слова:
microcontroller, electrostatic discharge, fault tolerance, damage, failure, types of failure, hang, work capacity, microcontroller restart, мікроконтролер, електростатичний розряд, відмовостійкість, пошкодження, відмова, вид відмови, стан зависання мікроконтролера, працездатність, перезапуск мікроконтролераАнотація
Мікропроцесорні системи, призначені для тривалої безперервної роботи в автономному режимі, повинні забезпечувати мінімальний час простою протягом їх терміну служби. Вплив електростатичних розрядів на мікропроцесорну систему може викликати її «пошкодження». Пошкодження системи є причиною появи «збою» – самоусуваються відмови або відмови, які усуваються незначним втручанням оператора. Ця відмова може призводити до «зависання» мікропроцесорної системи, що збільшує час простою системи, знижує ефективність її використання. За результатами дослідження поведінки систем при відмовах як в лабораторних умовах, так і безпосередньо в умовах об'єктів, розроблені принципова електрична схема і алгоритм роботи зовнішнього по відношенню до мікропроцесора сторожового таймера, який дозволяє відновити працездатність мікропроцесора автономних систем після впливу електростатичних розрядів, що не перевищують поріг руйнування, шляхом перезапуску його за живленням в автоматичному режимі. Представлена і впроваджена в експлуатацію апаратно-програмна реалізація розробленого методу підвищення відмовостійкості до впливу електростатичних розрядів. Ефективність цього технічного рішення підтверджується результатами експлуатації протягом декількох років декількох сотень мікропроцесорних систем на різних об'єктах України військового, промислового, житлового та комунального призначення. Вирішення цієї проблеми було здійснено автором даної статті на рівні абсолютної світової новизни, що підтверджено патентом.Посилання
ГОСТ 27.002-2015. Надежность в технике (ССНТ). Термины и определения. Межгосударственный стандарт. МКС 21.020. Дата введения 2017-03-01. Москва: Стандартинформ, 2015. 24 с.
Белявин В.Ф. Метод восстановления работоспособности микропроцессорных систем высокой готовности при отказах, связанных с воздействием электростатических разрядов. Математичні машини і системи. 2019. № 1. С. 179–190.
Пискун Г.А., Алексеев В.Ф. Контроль функционирования микроконтроллеров при воздействии электростатических разрядов. Доклады БГУИР. 2012. № 6 (68). С. 12–18.
Горлов М.И., Строгонов А.В. Воздействие электростатических разрядов на интегральные микросхемы. Компоненты и технологии. 2008. № 3. С. 188–192.
Брылева О.А., Пискун Г.А., Алексеев В.Ф. Основные механизмы повреждения микроконтроллеров вследствие влияния электростатических разрядов. Вестник Белорусско-Российского университета. 2013. № 2 (39). С. 130–137.
Карпович М.С., Лысь В.Д. Разработка электростатической защиты элементов ввода – вывода интегральных микросхем, выполненных по субмикронной высоковольтной КМОП технологии. Вестник СибГУТИ. 2015. № 3. С. 55–65.
Абрамешин А.Е. Методология проектирования бортовой радиоэлектронной аппаратуры космических аппаратов с учетом воздействия поражающих факторов электризации: дис. … д-ра техн. наук. Москва, 2017. 262 с.
Пискун Г.А., Алексеев В.Ф. Влияние разрядов статического электричества на программное обеспечение, инсталлированное во встроенную flash-память микроконтроллеров. Радиоэлектроника и информатика. 2012. № 3 (58). С. 8–12.
Бєлявін В.Ф. Сторожовий таймер мікропроцесорних систем високої готовності: пат. 123413 Україна; заявл. 01.04.2019; опубл. 31.03.2021. Промислова власність: оф. бюл. 2021. № 13, Т. 1. С. 3.55.
Киселев Е.Ф. Устройство для формирования импульсов: пат. 2256288 РФ; заявл. 13.02.2004; опубл. 10.07.2005. Изобретения и полезные модели: оф. бюл. 2005. № 19. 17 с.
AT89S8253.DATASHEET. URL: https://www.alldatasheet.com/ datasheet.
ADM8324. DATASHEET. URL: https://www.alldatasheet.com/datasheet.
Reliability handbook. URL: https://www.analog.com.
Beebe S.G. Characterization, modeling and design of ESD protection circuits. Technical Report prepared under Semiconductor Research Corporation Contract 94-SJ116. 1998. March. 206 р.
MAXIM. Application note 651. ESD Protection for I. O Ports. 2000. March 13. URL: http://www.maxim-ic.com/an651 (date of access: 10.01.2018).
IRLR024. DATASHEET. URL: https://www.alldatasheet.com/ datasheet.
Device receiving and control security and fire PPKOP «Comcon-10». Technical conditions of Ukraine TU U 16473752.001-97. Kiev, 1997. 28 р.
Опубліковано
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2021 Математичні машини і системи

Ця робота ліцензується відповідно до ліцензії Creative Commons Attribution 4.0 International License.
