СТАТИЧЕСКИЕ И ДИНАМИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ИНТЕГРАЛЬНОЙ ОЦЕНКИ РАДИАЦИОННОЙ СТОЙКОСТИ БИС АППАРАТНЫХ СРЕДСТВ ЗАЩИТЫ ИНФОРМАЦИИ

Вячеслав М. Барбашов, Николай С. Трушкин, Виталий Г. Иваненко

Аннотация


В настоящее время наблюдается тенденция использования аппаратных средств защиты информации (СЗИ) в экстремальных условиях эксплуатации, в частности, при наличии мощного радиационного излучения. В связи с этим актуализируется проблема оценки устойчивости работы СЗИ, которая определяется радиационной стойкостью входящих в их состав больших цифровых интегральных схем (БИС). В настоящей работе рассмотрены методы оценки радиационной стойкости БИС в виде статических и динамических отказов, определяемых на основе функционально-логического моделирования БИС в условиях ионизирующего излучения. Показано, что в ряде случаев потери информационной устойчивости работы СЗИ характерны детерминированные и недетерминированные отказы при воздействии дестабилизирующего фактора. Предложены методы прогнозирования радиационной стойкости БИС, которые основаны на моделях нечеткого цифрового и вероятностного надежностного автоматов. В первом случае, поведение аппаратных СЗИ определяется конкретным соотношением радиационно-чувствительных параметров его элементов, во втором, статистическим разбросом моментов переключения приводящих к изменению логики работы однотипных образцов. Причем характер их изменения при облучении зависит от многих факторов, включая тип излучения, его интенсивность и спектр, вид критериального параметра характеризующего радиационную стойкость БИС и режим работы. Анализ такого сопоставления является необходимым этапом для оценки радиационной стойкости БИС, что позволяет сформулировать подходы к анализу сигнальных сбоев цифровых устройств позволяющих обеспечить защиту информации.

Ключевые слова


аппаратные средства, детерминированные и недетерминированные отказы, защита информации, интегральная оценка, нечеткая вероятность, радиационная стойкость, устойчивость.

Полный текст:

PDF

Литература


1. Шварц Л. Математические методы для физических наук. М.: Мир, 1965. – 412 с.

2. Барбашов В.М. Моделирование функциональных отказов цифровых систем при воздействии радиации. Датчики и системы. 2011, № 6, c. 29–34.
URL: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=16497840 (дата обращения: 23.05.2021).

3. Gretzer G. General Lattice Theory. 1978. Publisher: Academic Press, Inc., New York, Birkhäuser Verlag, Basel, Akademie Verlag, Berlin ISBN: 0-12-295750-4.
URL: https://www.researchgate.net/publication/258514502_General_Lattice_Theory(датаобращения: 23.05.2021).

4. Барбашов В.М., Трушкин Н.С. Взаимосвязь вероятностных и порядковых моделей при моделировании функциональной безопасности БИС. Безопасность информационных технологий, [S.l.], т. 15, № 3,
c. 90–95, 2008. ISSN 2074-7136.
URL: https://bit.mephi.ru/index.php/bit/article/view/987 (дата обращения: 23.05.2021).

5. Барбашов В.М., Трушкин Н.С. Функционально-логическое моделирование качества функционирования ИС при воздействии радиационных и электромагнитных излучений// Микроэлектроника. 2009, т. 38,
№ 1, c. 34–47. URL: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=11663446 (дата обращения: 26.05.2021).

6. Барбашов В.М., Трушкин Н.С., Калашников О.А. Детерминированные и недетерминированные модели отказов бис при воздействии радиации. Микроэлектроника. Т. 44, № 5, c. 312–315, 2015.
DOI: http://dx.doi.org/10.7868/S0544126915050038.

7. Нечеткие множества и теория возможностей // Под ред. Р.Р. Ягера. М.: Радио и связь, 1986. – 408 с.
URL: http://www.bookre.org/reader?file=479837 (дата обращения: 23.05.2021).

8. Gibbon C.F., Hobing D.Y., Flores R.S. A Radiation-Hard Silicon Gate Bulk CMOS Cell Family. IEEE Trans.1980, vol. NS-27, no. 6, p. 1712–1715. DOI: http://dx.doi.org/10.1109/TNS.1980.4331093.

9. Радиационные методы в твердотельной электронике/В.С. Вавилов, Б.М. Горин, Н.С. Данилин и др.
М.: Радио и связь, 1990. – 184 с. URL: https://search.rsl.ru/ru/record/01001538235 (дата обращения: 23.05.2021).

10. King E.E., Martin R.L. Effects of total dose ionizing radiation on the 1802 microprocessor. IEEE Trans., 1977, NS-24, no. 6, p. 2172–2176. DOI: http://dx.doi.org/10.1109/TNS.1977.4329186.

11. Проектирование устройств вычислительной техники с учетом радиационных воздействий.
E.Р. Аствацатурьян, О.Н. Голотюк, Ю.А. Попов, П.К. Скоробогатов и др. М.: Изд. МИФИ, 1985. – 84 с.
URL: https://search.rsl.ru/ru/record/01001301654 (дата обращения: 23.05.2021).

12. Sogoyan A.V., Chumakov A.I., Nikiforov A.Yu. Method for Predicting CMOS Parameter Degradation Due to Ionizing Radiation with Regard to Operating Time and Conditions. Russian Microelectronics. 1999, vol. 28,
no. 4, p. 224–235. URL: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=13747675 (дата обращения: 23.05.2021).

13. Kalashnikov O.A. and NikiforovA.Y. TID behavior of complex multifunctional VLSI devices, 2014 29th International Conference on Microelectronics Proceedings – MIEL 2014, p. 455–458.
DOI: http://dx.doi.org/10.1109/MIEL.2014.6842189.

14. Boychenko D.V., Kessarinskiy L.N., Pechenkina. The influence of the electrical conditions on total dose behavior of the analog switches.2011 12th European Conference on Radiation and Its Effects on Components and Systems (2011): 822-824.
DOI: http://dx.doi.org/10.1109/RADECS.2011.6131340.




DOI: http://dx.doi.org/10.26583/bit.2022.1.02

Ссылки

  • На текущий момент ссылки отсутствуют.


Лицензия Creative Commons
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution» («Атрибуция») 4.0 Всемирная.