Какие меры может предпринять аэрокосмическая промышленность, чтобы справиться с изменениями в электронной промышленности, которые несовместимы с ее собственным консерватизмом? [закрыто]

Разработка компьютерных систем полета характеризуется длительными процессами сертификации, исключительно строгими режимами испытаний и по умолчанию крайней осторожностью.

Изменение любого компонента на любом уровне аппаратного/программного стека может привести к новому некорректному поведению. Например, микропроцессоры настолько сложны, что различные производственные версии одной и той же модели могут содержать ошибки .

В результате эти системы очень точно определены на всех уровнях и очень медленно изменяются, так что многие системы, которые все еще находятся в производстве, используют то, что в большинстве других контекстов считалось бы устаревшей технологией.

Такие процессоры, как 68040 и 80486 (оба представлены примерно в 1990 году), были разработаны четверть века назад для систем, которые выпускаются до сих пор.

Краткое описание проблемы

Темпы развития электронной промышленности значительно ускорились с тех пор, как в начале 1970-х годов было представлено первое поколение компьютеризированных систем управления полетом, и становятся все более несовместимыми с потребностями авиационной промышленности. Это означает, что, например:

  • Теперь срок службы устройств при производстве составляет всего несколько лет (по сравнению с тем, что было в несколько раз больше, чем несколько десятилетий назад).

  • Теперь устройства рассчитаны на гораздо более короткий срок службы, чем раньше (на порядки).

  • Все более крошечная ширина микропроцессоров означает, что они все чаще поддаются таким проблемам, как разрушение оксида.

Аэрокосмическая промышленность представляет собой очень небольшую часть бизнеса производителей: их основные клиенты производят потребительские устройства, и их требования к электронной промышленности совершенно отличаются от требований клиентов в авиации.

Исследование вопроса

Эти и другие вопросы подробно изложены в книге «Надежность микроэлектроники: моделирование на основе физики отказов и оценка срока службы» (и, без сомнения, в другом месте — это было только одно, которое я нашел, пытаясь ответить на свой вопрос).

Проект № 17 Консорциума Института аэрокосмических транспортных средств (AVSI) « Методы учета ускоренного износа полупроводниковых устройств » попытался количественно оценить эти риски.

Вопрос

Что может сделать аэрокосмическая отрасль — или что она уже делает — для смягчения связанных с этим проблем и рисков?

Можете ли вы привести использование 68040 и 80484? Вы говорите о просто "любительской" авионике, такой как портативный GPS или коммерческая авиация? Какие проблемы и риски вы видите? Почему авионике нужно двигаться быстрее? Если он выполняет свою работу и делает это хорошо, зачем что-то менять? Драйверы для авиации сильно отличаются от ширпотреба. Я думаю, вам нужно было бы назвать конкретные проблемы и риски, чтобы начать получать ответы.
Вы на самом деле не указываете здесь на какие-либо проблемы , просто технология устарела. Ты про доступность запчастей или что? Похоже, что на самом деле не проблема, что авиационные детали должны быть изготовлены с более высокими допусками. Вот почему они стоят дороже.
Эти детали используются не только в аэрокосмической отрасли: автомобильная, медицинская, нефтехимическая и другие отрасли промышленности также нуждаются в закаленных сертифицированных микропроцессорах. Как и Том, я не вижу здесь никаких «проблем и рисков». Бытовая электроника — это просто другая отрасль.
Проблема не в том, что аэрокосмическая промышленность использует старые технологии, и не в том, что они должны это изменить. Проблема в том, что тенденции в электронной промышленности все больше расходятся с тенденциями в аэрокосмической отрасли. Авиация полагается на срок службы и срок службы устройств, исчисляемый десятилетиями; электронная промышленность хочет производить устройства, срок службы которых измеряется месяцами.
@Simon, например, последний FMC GE 2907C1 в 737 использует Motorola 68040.
Литейные заводы по производству микросхем и производители устройств — это не одни и те же отрасли. Я считаю, что литейщики рады производить «простые» чипы с современным оборудованием, так как процент брака минимален, а прибыль выше. Но есть и более современные схемы, разработанные для авионики. Этот GPU SoC основан на ARM Cortex A9 , который также используется во многих смартфонах. Сам i.MX 6 представляет собой 40-нм СБИС, анонсированный в 2011 году.
@Federico в документе, который я цитирую в ответе ниже - nepp.nasa.gov/files/16365/08_102_4_%20JPL_White.pdf - «[авионика и другие системы с аналогичными критическими требованиями безопасности] создаются с учетом того, что электронные компоненты будут служить долго . в течение десятилетий без сбоев. Однако, вопреки этому предположению, [...] производственные литейные заводы разрабатывают микросхемы на срок службы от трех до семи лет, поскольку это то, к чему стремится большая часть [т.е. не аэрокосмическая] промышленность ". В предисловии обсуждается, как это влияет на такие отрасли, как аэрокосмическая промышленность.
В вопросе цитируется исследовательский документ, в котором поднимается этот вопрос, поддержанный консорциумом аэрокосмической промышленности. Это была известная проблема в отрасли на протяжении десятилетий. Риски ясны и хорошо понятны, если не широко понятны. Что именно непонятно в вопросе или не хватает конкретики?
Ответ заключается в том, как они будут продолжать получать устаревшие технологии, так же, как и все в авиации, они будут взимать плату за это. Есть причина, по которой блок авионики, который проще, чем планшет за 100 долларов, стоит 50 000 долларов. То же самое можно сказать о любом компоненте самолета, объем которого чрезвычайно мал по сравнению с большинством отраслей промышленности.
Вы имеете в виду 8048 6 , а не 8048 4 ?
@Шон Конечно, спасибо. Странно, что никто этого не заметил.

Ответы (2)

Авиационная отрасль хорошо осознает эти риски.

По крайней мере, в одной исследовательской программе была предпринята попытка их глубокого анализа : проект № 17 консорциума Института аэрокосмических транспортных средств (AVSI) « Методы учета ускоренного износа полупроводниковых устройств» .

Проект длился шесть лет до 2007 года с бюджетом ~ 1,2 миллиона долларов США.

Однако объем проекта заключался в анализе, разработке руководств, методов тестирования и т. д. и не включал пути решения фундаментальной проблемы.

В статье проекта « Надежность микроэлектроники: моделирование на основе физики отказов и оценка срока службы» некоторые вопросы подробно обсуждаются.

Это лишь частичный ответ на мой собственный вопрос. Если у кого-то есть дополнительная информация об этом проекте или связанных с ним инициативах, мне было бы интересно узнать больше.

Я думаю, вы смешиваете индустрию ПК и ее развитие с законом Мура и с электроникой в ​​целом.

Огромное количество электроники используется для критических с точки зрения безопасности приложений. Индустрия авионики является лишь частью этого. Автомобильная промышленность, по сути, является лидером. Такие системы, как компьютеры двигателя, электроусилитель руля, системы подушек безопасности, являются критически важными для безопасности устройствами с длительным сроком службы.

Медицинские устройства, промышленные системы, такие как роботы и лифты, и даже приборы, такие как духовка, могут привести к серьезным травмам и смерти в случае их отказа. Так что во многих отношениях проблема становится проще по мере роста спроса на встраиваемые системы.

Например, вы не стали бы использовать 80486 или m68k в критически важной для безопасности системе. Вы бы использовали чип с ядром ARM Cortex-R52, который имеет специальное оборудование для работы в режиме блокировки, встроенное оборудование для самопроверки, сертификационную документацию и многое другое.

Сегодня существует достаточно большой рынок, на котором есть процессы изготовления, конструкции, спецификации для проверки и доступность на рынке долговечных устройств, критически важных с точки зрения безопасности. Просто введите в поиск «автомобильный процессор», «процессор SIL» или «автомобильная электроника», и вы найдете множество систем.

Какие меры может предпринять аэрокосмическая промышленность, чтобы справиться с изменениями в электронной промышленности, которые несовместимы с ее собственным консерватизмом? [закрыто]
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v