Актуально и злободневно.

Задачи построения СЖАТ

– Культура | 2012-01-23 22:51

Требования к СЖАТ определяют основные задачи их построения. Существуют два способа решения проблемы построения безопасных микроэлектронных систем. Первый состоит в создании и применении специализированных безопасных логических элементов, БИС, микропроцессоров и компьютеров. Тогда элементы, на которых строится система, имеют несимметричные отказы. Это означает, что вероятность возникновения определенного вида отказов у них настолько мала, что ею можно пренебречь. Второй способ состоит в использовании коммерческих, БИС, микропроцессоров и компьютеров, т.е. устройств, не предназначенных специально для решения задач безопасности. Тогда элементы, на которых строится система, имеют симметричные отказы и вероятностью их возникновения пренебречь нельзя. Большинство разработчиков микроэлектронных СЖАТ предпочитают второй способ. При этом безопасность обеспечивается особенностями архитектуры системы, программным обеспечением и внешними контрольными схемами. Используется также сочетание обоих способов, когда функциональный блок выполняется с симметричными отказами, а контрольные и интерфейсные схемы — с несимметричными. Микроэлектронная система в общем случае — единство аппаратных и программных средств. Если применить защищенные от отказов аппаратные средства и защенные от ошибок программные средства, то такая двойная защищенность может обеспечить высокую безопасность СЖАТ. Безопасные микроэлектронные системы содержат защищенные логику, память и информацию, программы, архитектуру и интерфейс. Под защищенной логикой подразумеваются цифровые схемы, на которых строятся микроэлектронные и микропроцессорные системы (логические схемы, триггеры, счетчики, регистры, мультиплексоры и др.), обладающие свойством защищенности от отказов. Это могут быть схемы с несимметричными отказами, отказоустойчивые схемы и самопроверяемые схемы, которые при возникновении в них неисправностей могут формировать на контрольных выходах сигнал ошибки. Особое значение имеет создание защищенных контрольных схем, схем сравнения и мажоритарных схем для связи БИС между собой и организации общей защищенной схемы контроля микроэлектронной системы. Трудно переоценить роль защиты от ошибок информации, хранящейся в памяти и передаваемой по каналам связи и шинам микроэлектронных систем, в деле обеспечения безопасности. Основным методом защиты является применение корректирующих кодов для записи и передачи информации. Наиболее часто используются коды с контролем на четность, равновесные, с повторением, с суммированием, коды Хэмминга и др. Возникают Как создать пассивный доход  проблемы надежной дешифрации и надежного контроля кодов. Серьезной проблемой при разработке безопасных систем является создание защищенного программного обеспечения. Надежность программ существенно отличается от надежности аппаратуры. Поряду причин проблема повышения безотказности и безопасности для программ более трудна и менее изучена, чем для аппаратуры. К этим причинам относятся прежде всего сложность программных продуктов и большое разнообразие видов дефектов и их влияние на процесс вычислений. Центральное место в процессе синтеза безопасной системы занимают выбор защищенной архитектуры и применение защищенного интерфейса с исполнительными обьектами. Важность этих задач следует из иерархии уровней структуры микроэлектронной системы с точки зрения защиты от отказов. Существует пять уровней (от низших к высшим): аппаратный, информационный, программный, уровень архитектуры и уровень интерфейса. На каждом из этих уровней можно осуществлять мероприятия по защите от отказов, позволяющие “защищаться” от отказов, возникающих на более низких уровнях. Таким образом, на уровне интерфейса и архитектуры можно обеспечить защиту от отказов, возникающих в аппаратуре, информации и программах. Заключительной задачей при разработке микроэлектронной системы является анализ уровня ее безопасности, который состоит в определении показателей надежности и безопасности конкретной СЖАТ. В этом случае применяют аналитические и логические методы.