📄Работа №198289
Тема: Влияние внешних факторов на сбоеустойчивость микроконтроллера на основе ARMv7
Характеристики работы
Тип работы
Дипломные работы, ВКР
Предмет
Физика
Объем:
40 листов
Год:
2023
Просмотров:
51
4700
руб.
🛒 Купить работу
Не подходит эта работа?
Закажите новую по вашим требованиям
Узнать цену на написание
Закажите новую по вашим требованиям
Представленный материал является образцом учебного исследования, примером структуры и содержания учебного исследования по заявленной теме. Размещён исключительно в информационных и ознакомительных целях.
Workspay.ru оказывает информационные услуги по сбору, обработке и структурированию материалов в соответствии с требованиями заказчика.
Размещение материала не означает публикацию произведения впервые и не предполагает передачу исключительных авторских прав третьим лицам.
Материал не предназначен для дословной сдачи в образовательные организации и требует самостоятельной переработки с соблюдением законодательства Российской Федерации об авторском праве и принципов академической добросовестности.
Авторские права на исходные материалы принадлежат их законным правообладателям. В случае возникновения вопросов, связанных с размещённым материалом, просим направить обращение через форму обратной связи.
Настоящий учебно-методический информационный материал размещён в ознакомительных и исследовательских целях и представляет собой пример учебного исследования. Не является готовым научным трудом и требует самостоятельной переработки.
📋 Содержание
Введение 5
1. Тактирование микроконтроллера и ионизирующее излучение 7
1.1. Блок PLL 7
1.2. Встроенный RC - генератор 11
1.3. Воздействие импульсного ионизирующего излучения 15
1.4. Воздействие ионизирующего излучения на микроконтроллер 20
1.4.1. Реакции микроконтроллера при воздействии ИИ 20
1.4.2. Влияние схем тактирования на работу МК 24
2. Объект и методика исследования 30
2.1. Образец 30
2.2. Схема включения МК 32
3. Эксперимент 33
3.1. Исполняемая МК программа 33
3.2. Результаты исследования и их анализ 33
Заключение 35
Список литературы 36
Приложение 39
1. Тактирование микроконтроллера и ионизирующее излучение 7
1.1. Блок PLL 7
1.2. Встроенный RC - генератор 11
1.3. Воздействие импульсного ионизирующего излучения 15
1.4. Воздействие ионизирующего излучения на микроконтроллер 20
1.4.1. Реакции микроконтроллера при воздействии ИИ 20
1.4.2. Влияние схем тактирования на работу МК 24
2. Объект и методика исследования 30
2.1. Образец 30
2.2. Схема включения МК 32
3. Эксперимент 33
3.1. Исполняемая МК программа 33
3.2. Результаты исследования и их анализ 33
Заключение 35
Список литературы 36
Приложение 39
📖 Аннотация
В данной работе проводится исследование влияния внешних дестабилизирующих факторов, в частности импульсного ионизирующего излучения (ИИ), на сбоеустойчивость микроконтроллера на архитектуре ARMv7. Актуальность исследования обусловлена широким применением микроэлектроники в условиях повышенного радиационного фона и возрастающей чувствительности современных технологических процессов к воздействию ИИ, что ставит задачу обеспечения радиационной стойкости компонентов в ряд критически важных. Основным результатом работы является экспериментальное подтверждение гипотезы о том, что при тактировании от внутреннего RC-генератора на максимальной частоте в связке с системой фазовой автоподстройки частоты (ФАПЧ) воздействие ИИ приводит к существенному изменению тактовой частоты, что вызывает десинхронизацию и последующее зависание микроконтроллера. Научная значимость заключается в углубленном анализе механизмов сбоев, специфичных для блока формирования тактовой частоты, в то время как практическая ценность состоит в выработке рекомендаций для проектирования более устойчивых систем, работающих в жестких условиях. Теоретическая база исследования опирается на работы Шуленкова Р.А., посвященные системам тактирования и ФАПЧ, Пигарева Л.А. в области микропроцессорных систем, а также Голуба В., рассматривающего особенности систем фазовой автоподстройки.
📖 Введение
Электронные устройства находят широкое применение в различных сферах деятельности человека. На работу электронных компонентов оказывают влияние множество факторов. Одним из важнейших факторов является воздействие ионизирующего излучения (ИИ).
Развитие микроэлектроники направлено на увеличение быстродействия, повышение функциональной сложности изделий и снижение энергопотребления. Для этих целей разрабатываются новые технологические процессы. При уменьшении размера технологических норм элементов микросхем увеличивается их чувствительность к ИИ. Поэтому проблема обеспечения радиационной стойкости элементов интегральных микросхем за последние годы стала одной из самых главных среди комплекса других проблем, связанных с проектированием высоконадёжной и стабильной электронной аппаратуры. Таким образом, при создании устройств, эксплуатация которых происходит в повышенном радиационном фоне, необходимо иметь представление о радиационной стойкости различных компонентов данного устройства. Это обуславливает актуальность работы.
Микроконтроллеры состоят из большого количества блоков и являются сложным электронным компонентом. Механизмы сбоев при воздействии ИИ на разные блоки совершенно различны. Один из таких блоков - это блок формирования тактовой частоты. Воздействие на него ИИ приводит к изменению тактовой частоты и при повышении мощности дозы приводит к зависанию микроконтроллера (МК).
Цель работы:
Исследование реакции МК на внешнее дестабилизирующее воздействие при различной конфигурации системы тактирования.
Для достижения поставленной цели необходимо решение следующих задач:
1. подготовить аналитический обзор по влиянию внешних факторов на
сбоеустойчивость МК;
2. изучить теоретические сведения о радиационных эффектах;
3. провести эксперимент с МК при внешнем воздействии;
4. проанализировать результаты эксперимента.
Практическая значимость результатов исследования заключается в определении режимов работы МК, чувствительных к внешнему воздействию и выявлении реакции приводящей к сбою. Предположения основанные на данном исследовании могут дать информацию о том как избежать данной реакции и разработать методы парирования.
Развитие микроэлектроники направлено на увеличение быстродействия, повышение функциональной сложности изделий и снижение энергопотребления. Для этих целей разрабатываются новые технологические процессы. При уменьшении размера технологических норм элементов микросхем увеличивается их чувствительность к ИИ. Поэтому проблема обеспечения радиационной стойкости элементов интегральных микросхем за последние годы стала одной из самых главных среди комплекса других проблем, связанных с проектированием высоконадёжной и стабильной электронной аппаратуры. Таким образом, при создании устройств, эксплуатация которых происходит в повышенном радиационном фоне, необходимо иметь представление о радиационной стойкости различных компонентов данного устройства. Это обуславливает актуальность работы.
Микроконтроллеры состоят из большого количества блоков и являются сложным электронным компонентом. Механизмы сбоев при воздействии ИИ на разные блоки совершенно различны. Один из таких блоков - это блок формирования тактовой частоты. Воздействие на него ИИ приводит к изменению тактовой частоты и при повышении мощности дозы приводит к зависанию микроконтроллера (МК).
Цель работы:
Исследование реакции МК на внешнее дестабилизирующее воздействие при различной конфигурации системы тактирования.
Для достижения поставленной цели необходимо решение следующих задач:
1. подготовить аналитический обзор по влиянию внешних факторов на
сбоеустойчивость МК;
2. изучить теоретические сведения о радиационных эффектах;
3. провести эксперимент с МК при внешнем воздействии;
4. проанализировать результаты эксперимента.
Практическая значимость результатов исследования заключается в определении режимов работы МК, чувствительных к внешнему воздействию и выявлении реакции приводящей к сбою. Предположения основанные на данном исследовании могут дать информацию о том как избежать данной реакции и разработать методы парирования.
✅ Заключение
Подготовив аналитический обзор по влиянию внешних факторов на сбоеустойчивость МК и изучив теоретические сведения о радиационных эффектах, я могу сказать, что при воздействии ионизирующего излучения на МК с тактированием от внутреннего RC - генератора, изменяется его тактовая частота, так как конденсатор чувствителен к изменениям напряжения.
После проведения эксперимента и анализа данных, я пришёл к выводу, что при работе на высоких частотах МК, RC - генератор не успевает вернуться к рабочим параметрам за один цикл, новая частота поступает на ФД, где и происходит зависание, так как ФД не может синхронизироваться с данной частотой.
Таким образом, можно предположить, что при максимальной частоте тактирования от внутреннего RC - генератора в связке с PLL есть высокая вероятность зависаний МК при воздействии ионизирующего излучения.
После проведения эксперимента и анализа данных, я пришёл к выводу, что при работе на высоких частотах МК, RC - генератор не успевает вернуться к рабочим параметрам за один цикл, новая частота поступает на ФД, где и происходит зависание, так как ФД не может синхронизироваться с данной частотой.
Таким образом, можно предположить, что при максимальной частоте тактирования от внутреннего RC - генератора в связке с PLL есть высокая вероятность зависаний МК при воздействии ионизирующего излучения.
ИЛИ
Поиск аналога
📕 Список литературы
🖼 Скриншоты
🛒 Оформить заказ
⚡ Работу высылаем в течении 5 минут после оплаты.