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    Elementos intangibles: un nuevo método para proteger las naves espaciales

    CC BY-SA 2.0 / asmoth360 / Spaceship Corridor
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    Los físicos de la Universidad Nacional de Investigaciones Nucleares (MEPhI) de Rusia (Moscú) y sus colegas del Instituto de Investigaciones Sistémicas de la Academia de Ciencias de Rusia (NIISI) desarrollaron elementos para diseñar microesquemas no sincronizados resistentes a fallos.

    Dichos sistemas son especialmente eficaces para emplearse en naves espaciales, comunicó el servicio de prensa de la MEPhI.

    Los microesquemas que se usan en equipos ordinarios, como vehículos u ordenadores, no son muy eficaces para el uso en naves espaciales, porque su seguridad es baja cuando se exponen a la radiación cósmica. Los iones de alta energía emitidos en el espacio provocan fallos de equipos y averías. Por eso es necesario aplicar métodos especiales para incrementar la seguridad del proyecto ASIC (esquema integral de uso especial) para naves espaciales.

    "Los microesquemas sincronizados se hacen cada día más complicados y crece el número de elementos en los cristales de tales esquemas. La frecuencia de reloj —la cantidad de operaciones que un procesador es capaz de realizar en un segundo— de los sectores de tales esquemas ubicados a una gran distancia debe sincronizarse. Es decir, si una señal emitida por el generador de la frecuencia de reloj no se recibe en determinados períodos el esquema, deja de funcionar", explica el investigador de la MEPhI Maxim Gorbunov.

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    Se trata de un problema complicado en el ámbito de la ingeniería relacionado con el empeoramiento de las características del microesquema. Así las cosas, se consideran hoy como prometedores los esquemas no sincronizados que, a diferencia de los sincronizados, no necesitan la sincronización de la frecuencia de reloj.

    "El cambio de descargas en un dispositivo no sincronizado se realiza paralelamente sin demora, lo que lo hace más eficaz e intensivo en energía que un dispositivo similar con esquemas sincronizados. La información llega a la unidad de procesamiento tan rápidamente como lo permite el bus de datos en el procesador y se procesa cuando las respectivas unidades de microesquemas estén listos para hacerlo", señala Maxim Gorbunov.

    Es más complicada la situación con el método de construcción de tales esquemas. No hay una forma típica para diseñarlo. A pesar de que la lógica de construcción de microesquemas no sincronizados se propuso ya en los años 70 del siglo ХХ, la atención principal se presta al trabajo con esquemas sincronizados.

    "Las capacidades tecnológicas de microesquemas sincronizados han alcanzado su límite. Ahora los parámetros de proyecto —el tamaño mínimo de un elemento del microesquema— son menos de 10 nanómetros. Y con los mismos parámetros los esquemas no sincronizados pueden trabajar más rápidamente que los sincronizados porque no necesitan que se sincronicen varias partes de un cristal", destaca el experto.

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    Por eso los científicos rusos propusieron usar nuevos elementos para un funcionamiento rápido y seguro de miscroesquemas no sincronizados. Su artículo, publicado en la revista científica Acta Astronáutica, está dedicado a los C-elementos resistentes a fallos especificados por David Muller —dispositivos lógicos usados en el diseño de esquemas no sincronizados—.

    Un C-elemento es un dispositivo lógico con un elemento de memoria integrado. De hecho, es un elemento básico con dos entradas: si coinciden la señal se transmite y si no coinciden el elemento guarda el valor anterior.

    "Al aplicar el método DICE (Dual Interlocked Cell), bien conocido en la lógica de sincronización a tres modos de realización del C-elemento, obtuvimos tres nuevos esquemas DICE del C-elemento con una mejor resistencia a fallos", señala otro autor, el director del área de topología de esquemas de integración ultragrandes resistentes a la radiación del NIISI, Ígor Danílov.

    Según los científicos, con el uso de esquemas desarrollados se podrán diseñar microesquemas no sincronizados con alta resistencia a fallos que se podrán implementar en las naves espaciales de nueva generación.

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    ciencia, física, nave espacial, espacio, MEPhI (universidad), Rusia