CC BY
21
ISSN 222Б-3780
ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ
17. Вишневский, В. М. Теоретические основы проектирования компьютерных сетей [Текст] / В. М. Вишневский. — М.: Техносфера, 2003. — 512 с.
18. Ластовченко, М. М. Системный анализ эффективности функционирования широкополосной транспортной платформы интеллектуальных сетей [Текст] / М. М. Ластовченко, В. Е. Русецкий, В. Н. Ярошенко // Математичш машини i системи. — 2006. — № 1. — С. 28-39.
АНАЛ13 ЕФЕКТИВНОСТ1 ВИКОРИСТАННЯ РЕСУРС1В МУЛЬТИСЕРВ1СНО1 1НФОРМАЦМНО-ТЕЛЕКОМУШКАЦ1ЙНО1 МЕРЕЖ1
Стаття присвячена завданню забезпечення вимог щодо оперативное^ обмшу ¡нформащею в шформацшно-телекому-шкацшних мережах. Виконано анашз фактор1в 1 метод1в, що визначають ефектившсть шформацшно-телекомушкащйно! мережь Показано, що ефектившсть використання мережних ресурав може бути шдвищена за рахунок розробки й засто-сування метод1в адаптивного керування. Сформульована ма-тематична оптим1зацшна задача вибору найбшьш ефективного мережного протоколу.
Kлючовi слова: шформацшно-телекомушкацшна мережа, адаптивне управлiння, критерiй ефективность
Косенко Виктор Васильевич, кандидат технических наук, доцент, Харьковский научно-исследовательский институт технологии машиностроения, Украина, e-mail: kosv.v@ukr.ua. Бугас Дмитрий Николаевич, кандидат технических наук, старший научный сотрудник, кафедра управления проектами в городском хозяйстве и строительстве, Харьковский национальный университет городского хозяйства им. А. Н. Бекетова, Украина.
Косенко Вжтор Васильович, кандидат техтчних наук, доцент, Харквський науково-дослгдний iнститут технологи машино-о бу уху у ванн * Украта.
Бугас Дмитро Миколайович, кандидат техтчних наук, старший науковий ствробтник, кафедра управлтня проектами в мкькому господарствг i будiвництвi, Харквський нащональний утверситет мкького господарства ш. О. М. Бекетова, Украта.
Kosenko Viktor, Kharkiv Scientific-Research Institute of Mechanical Engineering Technology, Ukraine, е-mail: kosv.v@ukr.ua. Bugas Dmutro, O. M. Beketov National University of Urban Economy, Kharkiv, Ukraine
УДК 004.942
Б01: 10.15587/2312-8372.2015.51795
Кравченко о. в. МОДЕЛЮВАННЯ ПРОЦЕСУ ДЕГРАДАЦП
КОМП'ЮТЕРНИХ КОМПОНЕНТА ДИСКРЕТНИХ ПРИСТРО1В
В статтг змодельовано фгзичну поведтку складових матергалгв комп'ютерних компонент дискретних пристрогв та дослгджено умови гх деградацп. Процес моделювання надае можливгсть проводити попередню оцгнку поводження композитних складових дискретного пристрою, що прискорюе дослгдження процесу деградацп у часг.
Клпчов1 слова: надштсть, дискретний пристрш, композитний матергал, аналгз, моделювання, фгзична деградацгя.
1. Вступ
Створення та дослщження матер1ал1в з наперед за-даними властивостями займае одне з провщних м1сць на пол1 дослщжень ф1знчно1 деградацп. В процес технологичного створення комп'ютерних компоненпв треба комбшувати р1зш типи однорвдних матер1ал1в. Завдяки поеднанню цих матер1ал1в можна отримати композитш матер1али, для яких важливим е питання мщносп та надшностг
Процес деградацп матер1алу дискретного пристрою проходить «пов1льно» у вщношенш до амортизацшно-го часу роботи самого пристрою. Ф1зична деградащя комп'ютерних компоненпв призводить до неправильно! роботи дискретних пристро1в.
Необхщшсть та дощльшсть попередшх досль джень (моделювання) обумовлена наступними обста-винами. Вщомо, що поверхня твердого т1ла 1 взагал1 поверхня подшу будь-яких суцшьних середовищ мае досить суттевий вплив на мехашзм ф1зико-х1м1чних процеав в самих тшах 1, вщповвдно, контактуючих се-редовищах. Зазначений вплив мае м1сце в технолопчних процесах виготовлення композитних матер1ал1в, експлуа-
тацп елеменпв конструкцiй i3 них тощо. Важливою е та обставина, що фiзико-хiмiчнi властивостi в околi межi подшу контактуючих середовищ можуть суттево B^pi3Mracb вiд аналогiчних властивостей всерединi середовища.
2. Анал1з л1тературних даних та постановка проблеми
Застосування штегральних мiкросхем в спещаль-нiй та вимiрювальнiй апаратурi дозволяе отримувати вироби з наперед заданими вихвдними параметрами. Стабiльнiсть параметрiв виробiв в даному випадку ба-гато в чому визначаеться тимчасовим дрейфом опору тонкоплiвкових резисторiв, що входять в конструкцп мiкросхем. Для з'ясування причин змши властивостей тонкоплiвкових резисторiв представляють iнтерес досль дження процесiв, що вщбуваються в них з часом [1].
Для виготовлення натвпроввдникових штегральних схем 1МС використовують у бшьшосп випадкiв плас-тини монокристалiчного кремшю p-або n-типу проввд-ностi, забезпеченими еттакаальними i так званими «прихованими» шарами. В якостi легуючих домшок,
TECHNOLOGY AUDiT AND PRODUCTiON RESERVES — № 5/2(25], 2015, © Кравченко О. В.
23-J
за допомогою яких зм1нюють пров1дн1сть ВИХ1ДНОГО матер1алу пластини, застосовують сполуки бору, сур-ми, фосфору, алюмшш, галш, шдш, миш'яку, золота. Для створення м1жз'еднань i контактних майданчиюв використовують алюмшш i золото. Застосовуванi ма-терiали повиннi мати дуже високу чистоту: вмкт до-мiшок в бшьшосп матерiалiв, використовуваних при виготовленнi нашвпровщникових мiкросхем, не повинно перевищувати 10-5...10-9 частин основного матерiалу.
Змiнюючи певним чином концентращю домiшок у рiзних частинах монокристалiчноi напiвпровiдниковоi пластини, можна отримати багатошарову структуру, яка б вщтворювала задану електричну функцiю i до певноi мiри еквiвалентну звичайному дискретному резистору, конденсатору, дюду або транзистору [2].
Важливим фактором, який мае враховуватися при визначенш можливосп застосування будь-якого матерiа-лу або технолопчного процесу виробництва дискрет-них пристроiв, е його сумiснiсть з шшими вживаними матерiалами [2].
При виготовлент 1МС застосування отримали крем-нш, германiй, арсенiд i фосфiд галш, iндiй iндiю, карбiд кремнiю [3].
У робот [4] наведено фiзику розробки компактноi моделi пластин, що слугуватимуть основою для мiкро-схеми чи всього дискретного пристрою.
При дослщженнях особливу увагу привертають зони поеднання двох рiзних матерiалiв. Фiзико-хiмiчнi проце-си, якi спричиняють появу мiжфазових утворень, мають рiзне походження. Звщси виникае потреба у створенш моделi конкретного класу задач мехашки мiжфазовоi взаемодii, що дозволить враховувати ва складовi ком-позитноi конструкцп при '¿х розв'язку. Вiдповiдно до цього треба оцшити наскiльки наближений розв'язок вщповщае реальним значенням характеристик задачу що розв'язуеться — це е ще однiею з актуальних проблем даноi роботи.
Застосування методiв моделювання поведiнки мате-рiалiв у тих, чи iнших умовах [5, 6] надають переваги до вивчення нових матерiалiв та нових методiв, но-вих наноматерiалiв класичноi та некласичноi структури пристро'в для CMOS «тдвищення» i CMOS «замши» у системах обробки, що у майбутньому призводить до енергоефективносп, високопродуктивностi та шфор-мацшност!
3. 06'ект, мета i завдання дослщження
Процес моделювання надае можливiсть проводити попередню оцiнку поводження композитних складових дискретного пристрою, що прискорюе дослщження процесу деградацп у чась
Об'ект дослгдження — матерiал комп'ютерних компонент дискретного пристрою.
Метою проведення дослщження е аналiз фiзичного забезпечення надшносп дискретних пристро'в комп'ю-терних систем.
Для досягнення поставленоi мети необхiдно:
— побудувати моделi матерiалу комп'ютерних компонент;
— змоделювати фiзичну поведiнку складових вщ-повiдно до заданих умов;
— описати результати моделювання поведшки моделi композитних матерiалiв.
4. Моделювання процесу деградацп
комп'птерних компонентiв дискретних пристроив
Моделлю поперечного перерiзу компоненти дискретного пристрою е прямокутна основа, що мштить волок-нисте включення. На межi контакту складових композиту враховуеться кнування мiжфазового прошарку [7]. Дослiдження поведiнки матерiалу 1МС в залежностi вiд розмiрiв мiжфазового прошарку проведемо в середовишд Matlab, моделюючи поведiнку функцп напруження, вщ значень яко' залежатиме мщшсть (крихкiсть) матерiалy Диференцiальне рiвняння вщносно функцп напруження представимо у виглядк
1 д2и 1 д2и
G дх12
-26 = 0,
(1)
де G [Н/см2] — модуль зсуву матерiалу, 8 [рад/см] — кое-фiцiент крихкостi матерiалу
Доповнимо рiвняння (1) крайовою умовою:
u = 0.
(2)
Дослiдимо вплив товщини та пружно-пластичних характеристик мiжфазового прошарку SFM на функщю напружень, а вщтак i коефiцiенту крихкостi, у процес зношення (роботи) компонентiв 1МС.
Спочатку змоделюемо задачу для безмiрного коефь цiенту зношеностi матерiалу кремшю f = 10 та коефь цiентами умов спряження на внутршнш R1B = 1/16, R2B = 1/20 i зовнiшнiй R13 = 1/8,R23 = 1/12 межах област SFM (рис. 1).
Умови спряження на межах област мiжфазового прошарку визначаються зi спiввiдношень концентра-цп компонуючих матерiалiв компонентiв дискретного пристрою. Детальний опис умов переходу наведено в статт [8].
Рис. 1. Значення функцй' напружень для 6e3Mip™ra каефщЕнту зн^шемс^ матерiалу i = 10 та товщини мiжфаз□в□г□ прошарку 0,1
Змшюючи товщину мiжфазового прошарку з 0,1 на 0,15, яка змшилася в процес деградацп складових матерiалiв, отримаемо графiчне зображення функцп напруження з рiзницею модуля пластичностi матерiа-лiв 2, на рис. 2.
G дх22
I 24
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ АУДИТ И РЕЗЕРВЫ ПРОИЗВОДСТВА — № 5/2(25], 2015
ISSN 222Б-3780
ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ
J
Графiчне зображення функцii напруження для мiж-фазового прошарку товщиною в 0,2 одиниць та рiзницею модуля пластичност матерiалiв 2 (рис. 3).
У табл. 1 автор дано'i роботи отримав значення функцп напруження, вщ значень яко'i залежатиме мщ-шсть (крихкiсть) матерiалу при рiзнiй товщиш мiж-фазового прошарку За даними показниками можемо говорити, що при збшьшенш товщини прошарку йде рiзке зростання функцii напруження. Вiдповiдно зростае коефiцieнт крихкостi матерiалу 1МС у ввдповщному часовому поясi зношування.
значень можна говорити, що зi збшьшенням розмiрiв мiжфазового прошарку у створеному композит (основа мiкросхеми, напой) вплив зовшшшх факторiв (струм) на матерiал пристрою посилюеться, що призводить до його крихкост та руйнування. Тому, попередне досль дження на взаемний вплив матерiалiв дозволяе оцiнити надшшсть дискретного пристрою з точки зору фiзичноi вiдповiдностi.
В подальшому плануються дослiдження залежностi надiйностi роботи дискретного пристрою в чаа вiд кое-фiцiента крихкостi матерiалу.
Рис. 2. Значення функцц напружень для безм1рнега кеефщЕнту знешенесп матер1алу i = 10 та тавщини м1жфазевега прешарку 0,15
Рис. 3. Значення функцИ напружень для безм1рнега кеефщЕнту знешенесп матер1алу i = 10 та тавщини м1жфазевега прешарку 0,2
Таблиця 1
Значення функцц напруження, вщ значень яке! залежатиме мщтстъ (крихтсть) матер1алу при р1зн1й тавщиш м1жфазевега прешарку
Немер вузла SFM = 0,1 при 2 SFM = 0,1 при 4 SFM = 0,15 при 2 SFM = 0,15 при 4 SFM = 0,2 при 2 SFM = 0,2 при 4 Без прешарку
1 0,11295 0,11295 0,094846 -0,34409 0,32838 -0,32352 —
2 0,086016 0,086016 0,03234 -0,33572 0,32617 -0,26833 —
3 0,10145 0,10145 0,084574 -0,48758 0,34023 -0,30696 —
4 0,055975 0,055975 0,15251 -0,47083 0,22675 -0,31566 —
5 -0,14908 -0,14908 -0,0084617 -1,1904 0,93898 -0,63451 0,79799
6 -0,15238 -0,15238 -0,028165 -1,1898 0,88476 -0,67554 0,7464
7 -0,18914 -0,18914 -0,021166 -1,2775 0,63005 -0,85103 0,75162
8 -0,13319 -0,13319 -0,0013031 -1,2708 0,67296 -0,8343 0,81411
9 0,074066 0,074066 0,09253 -0,23444 0,40914 -0,27459 0,78587
10 0,28782 0,28782 0,088792 -0,45649 0,3568 -0,2605 0,75895
11 0,040883 0,040883 0,15313 -0,47831 0,348 -0,3113 0,7993
12 0,12908 0,12908 0,16101 -0,44093 0,33793 -0,31238 0,82795
13 -0,11965 -0,11965 -0,018658 -1,1579 — — —
14 -0,19422 -0,19422 -0,026904 -1,2448 0,70804 -0,81496 —
15 -0,14738 -0,14738 -0,0099729 -1,2843 0,62617 -0,85644 —
16 -0,15259 -0,15259 0,00029004 -1,2388 0,76859 -0,7751 —
5. Обговорення результат1в дослщження впливу ф1зичного стану матер1алу компонент дискретного пристрою
В процес дослщження автором статт було отримано таблицю значень функцii напруження, вiд значень яко1 залежатиме мiцнiсть (крихкiсть) матерiалу при рiзнiй товщинi мiжфазового прошарку. Вщповщно до отриманих
6. Висновки
Ввдповвдно до робiт [9, 10], що присвячеш причинам деградацп матерiалiв дискретних пристроiв, у данш роботi було проведено моделювання по-ведiнки фiзичних властивостей матерiалiв компонент дискретного пристрою, як е одтею з причин деградацii.
TECHNOLOGY AUDiT AND PRODUCTiON RESERVES — № 5/2(25], 2015
Вiдповiдно до поставлено! мети автором статт було:
1. Побудовано модель матерiалу комп'ютерних компонент.
2. Змодельовано фiзичну поведшку складових вщ-повiдно до заданих умов.
3. Описано результати моделювання поведшки мо-делi композитних матерiалiв.
Крихкiсть матерiалу викликае збо! в робот при-ладу за рахунок неправильного проходження струму в n-p-n переходах та зменшуе !х надiйнiсть. Дослвдження впливу фiзичноi структури матерiалу компонент 1МС дозволяе оцiнити значення коефщенпв крихкостi, що дозволяе попередньо ощнити надiйнiсть пристрою та продовжити час його експлуатацп.
Лггература
1. Хансен, М. Структура двойных сплавов [Текст]: справочник / М. Хансен, К. Андерко. — Москва: Металлургиздат, 1962. — 608 с.
2. Якубовський, С. В. Аналогов! та цифров1 штегральш мжро-схеми [Текст]: довщковий поабник / шд ред. С. В. Якубов-ського. — 2-ге вид., перероб. i доп. — М.: Радю i зв'язок, 1985. — 432 с.
3. Пасингав, В. В. Матерiали електронно! технiки [Текст] / В. В. Пасингав, В. С. Сорокш. — 2-ге вид., перераб. i доп. — М.: Вища Школа, 1986. — 367 с.
4. Wong, H.-S. P. Carbon nanotube electronics — Materials, devices, circuits, design, modeling, and performance projection [Text] / H.-S. P. Wong, S. Mitra, D. Akinwande, C. Beasley, Y. Chai et al. // 2011 International Electron Devices Meeting. — Institute of Electrical & Electronics Engineers (IEEE), 2011. — P. 23.1.1-23.1.4. doi:10.1109/iedm.2011.6131594
5. Mehta, J. U. III-V Tunnel FET Model With Closed-Form Analytical Solution [Text] / J. U. Mehta, W. A. Borders, H. Liu, R. Pandey, S. Datta, L. Lunardi // IEEE Transactions on Electron Devices. — Institute of Electrical & Electronics Engineers (IEEE), 2015. — P. 1. doi:10.1109/ted.2015.2471808
6. Maffezzoni, P. Modeling and Simulation of Vanadium Dioxide Relaxation Oscillators [Text] / P. Maffezzoni, L. Daniel, N. Shukla, S. Datta, A. Raychowdhury // IEEE Transactions on Circuits and Systems I: Regular Papers. — 2015. — Vol. 62, № 9. — P. 2207-2215. doi:10.1109/tcsi.2015.2452332
7. Златкш, А. А. Аналiз причин деградаци матерiалiв дискретних пристро!в комп'ютерних систем [Текст] / А. А. Златкш,
О. В.Кравченко, О. С. Вовчановський // Технолопчний аудит та резерви виробництва. — 2014. — № 5/3(19). — С. 37-41. doi:10.15587/2312-8372.2014.27934
8. Кравченко, О. В. Математична модель мiжфазовоi взаемодй в композитах та уточнення моделi методами обчислювальноi математики [Текст] / О. В. Кравченко // Вюник Схщно-украшського нащонального ушверситету iм. В. Даля. — Луганськ, 2003. — № 7 (65). — С. 84-88.
9. Кравченко, О. В. Исследование причин деградации материала дискретных устройств для обеспечения их надежности [Текст] / О. В. Кравченко // Materiäly XI mezinärodni vedecko-praktickä konference «Veda a technologie: krok do budoucnosti-2015». Technicki Vdy. Matematika.Moderni infor-macni technologie. Vystavba a architektura. — Praha: Publishing House «Education and Science», 2015. — Ml. 17. — Р. 77-80.
10. Кравченко, О. В. Прогнозирование надежности дискретных устройств на основе моделирования процессов деградации кампозитных материаллов компьютерных [Текст] / О. В. Кравченко // Современный научный вестник. — Белгород, 2015. — № 9(256). — C. 77-82.
МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА ДЕГРАДАЦИИ КОМПЬЮТЕРНЫХ КОМПОНЕНТОВ ДИСКРЕТНЫХ УСТРОЙСТВ
В статье смоделировано поведение составляющих материалов компьютерных компонент дискретных устройств и исследованы условия их деградации. Процесс моделирования позволяет проводить предварительную оценку поведения композитных составляющих дискретного устройства, ускоряет исследования процесса деградации во времени.
Ключевые слова: надежность, дискретное устройство, композитный материал, анализ, моделирование, физическая деградация.
Кравченко Ольга ЫталНвна, старший викладач, кафедра тфор-мацшних технологш проектування, Черкаський державний тех-нологгчний утверситет, Украта, e-mail: kravchenko_ov@ukr.net.
Кравченко Ольга Витальевна, старший преподаватель, кафедра информационных технологий проектирования, Черкасский государственный технологический университет, Украина.
Kravchenko Olga, Cherkasy State Technological University, Ukraine, e-mail: kravchenko ov@ukr.net
УДК 004.522
001: 10.15587/2312-8372.2015.51796
ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ МНОГОКАНАЛЬНОЙ СИСТЕМЫ РАСПОЗНАВАНИЯ РЕЧЕВЫХ КОМАНД
Повышения эффективности системы распознавания речевых команд в сложной акустической обстановке рассматривается в рамках повышения соотношения сигнал/шум за счет применения нескольких направленных микрофонов, пространственного разделения сигналов и адаптивной компенсации. Предложены критерий и алгоритмы определения канала, содержащего полезный сигнал на основе лингвистического этапа процесса распознавания речевых команд.
Ключевые слова: распознавание речевых команд, адаптивная компенсация, мера близости.
Штепа А. А.
1. Введение
Голосовой интерфейс занимает лидирующие позиции в ряду методов взаимодействия человека с электрон-
ными устройствами. Управление с помощью речевых команд освобождает глаза и руки оператора, что положительно сказывается на эффективности его работы, снижая утомляемость и количество ошибок, связанных
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ АУДИТ И РЕЗЕРВЫ ПРОИЗВОДСТВА — № 5/2(25], 2015, © Штепа А. А.
