p Cientistas da Universidade Nacional de Pesquisa Nuclear MEPhI (Rússia) e do Instituto de Pesquisa Científica de Análise de Sistemas da Academia Russa de Ciências desenvolveram recentemente componentes para projetar circuitos assíncronos tolerantes a falhas, que pode ser usado em veículos espaciais. p Microcircuitos que são tradicionalmente usados ​​em carros e computadores são pouco adequados para veículos espaciais devido à baixa confiabilidade quando sujeitos à radiação espacial. No espaço, íons de alta energia causam erros e falhas do dispositivo. Assim, no desenvolvimento de ASICs (Circuitos Integrados de Aplicação Específica) para espaçonaves, os cientistas precisam criar métodos especiais para melhorar a tolerância a falhas (para simplificar, confiabilidade).

p "O problema dos circuitos síncronos é que sua complexidade, assim como o número de elementos no chip de circuito, está constantemente aumentando, "disse Maxim Gorbunov, professora assistente do MEPhI. "Seções desses circuitos, que estão localizados a uma grande distância, devem ser sincronizados de acordo com suas taxas de clock (ciclos de clock de uma CPU por segundo). Que significa, se os sinais produzidos pelo gerador de relógio não vierem dentro dos intervalos de tempo exatos, o circuito simplesmente para de funcionar. "

p Este é um problema de engenharia complexo que inclui a deterioração das características do microchip, Gorbunov disse. É por isso que os circuitos assíncronos, que não requerem sincronização da taxa de clock, são considerados tão promissores hoje.

p "Em circuitos assíncronos, a comutação ocorre em paralelo e sem atraso; isso torna esses circuitos mais eficientes e mais intensivos em energia do que seus equivalentes síncronos, "Gorbunov explicou." Os dados chegam à unidade de processamento tão rápido quanto o caminho de dados do processador permite, e é processado sempre que os respectivos chips de microcircuito estão prontos. "

p Quando se trata da metodologia de projeto desses circuitos, é muito mais problemático, pois não existe uma rota padrão para projetá-los. Apesar do fato de que a ideia geral para o projeto de circuitos assíncronos foi proposta na década de 1970, a maioria ainda trabalha principalmente com circuitos síncronos.

p "Exploramos as possibilidades técnicas dos circuitos síncronos até o limite, "Gorbunov disse." Hoje, os parâmetros de projeto (o tamanho mínimo dos elementos do microcircuito) não excedem dez nanômetros. Circuitos assíncronos com os mesmos parâmetros de projeto operariam mais rápido do que suas contrapartes síncronas, uma vez que não requerem sincronização. "

p Cientistas russos, portanto, decidiram criar novos elementos para microcircuitos assíncronos mais rápidos e confiáveis. O artigo, que foi publicado no jornal Acta Astronautica , relatórios sobre elementos Muller C resistentes a falhas - as portas lógicas básicas usadas no projeto de circuitos assíncronos.

p Os elementos C são dispositivos lógicos com um elemento de memória embutido. Eles são essencialmente blocos de construção com duas entradas; quando eles coincidem, o sinal continua, mas quando eles não o fazem, os elementos armazenam o valor anterior em sua memória.

p "Ao aplicar o método DICE (Dual Interlocked Cell), que é amplamente utilizado no projeto de circuitos síncronos, a três designs de elemento C, obtivemos três novos projetos de elemento C DICE com tolerância a falhas melhorada, "disse outro autor no artigo, Igor Danilov, chefe do Departamento de Circuitos VLSI Tolerantes a Falhas e Resistência à Radiação no RAS Scientific Research Institute of System Development.

p Os pesquisadores afirmam que este novo desenvolvimento pode ser usado no projeto de microcircuitos assíncronos com tolerância a falhas aprimorada para veículos espaciais sofisticados.