Отечественные средства ВТ и ПО строятся на следующих технологических компонентах:
- микропроцессорные платформы, обладающие достаточно высокой производительностью, сопоставимой с зарубежными аналогами;
- компиляторы и операционные системы, обеспечивающие создание надежного ПО и высокую степень защиты вычислительной системы от несанкционированного доступа;
- развитые средства оптимизации и поддержки процессов создания прикладного ПО для различных областей применения.
ОАО «ИНЭУМ им И.С. Брука» специализируется на проектировании и создании отечественных аппаратно-программных технологических платформ и средств высокопроизводительной управляющей вычислительной техники, в том числе:
- микропроцессоров, систем на кристалле, периферийных контроллеров;
- высокопроизводительных многопроцессорных серверов и вычислительных систем;
- встраиваемых вычислительных систем и вычислительных модулей;
- базового программного обеспечения, операционных систем;
- IP-блоков.
- программных средств;
- оригинальных архитектур.
Разрабатываемые в Институте базовые технологии применяются для построения информационно-вычислительных и управляющих систем в промышленной сфере, энергетике, здравоохранении, образовании и других отраслях.
Технология разработки СБИС
Отечественные многоядерные 64-разрядные микропроцессорные платформы в настоящее время применяются для создания встраиваемых компактных вычислительных комплексов с терафлопной производительностью, функционирующих в жестком режиме реального масштаба времени.
Разработанная российскими учеными отечественная оригинальная архитектура Эльбрус основана на уникальных технологиях, обеспечивающих:
- достижение высокой производительности за счет явного указания параллелизма операций внутри процессора, которое поддержано оригинальной компиляторной технологией;
- лицензионную чистоту и эффективную совместимость с платформой Intel Х86;
- защищенное исполнение программ — важное условие для создания надежного программного обеспечения при выполнении масштабных проектов и для эффективной защиты от проникновения компьютерных вирусов;
- гарантию отсутствия недекларированных возможностей;
- оптимальное соотношение производительности и потребляемой мощности.
Архитектура МП Эльбрус обладает уникальными характеристиками, способствующими созданию отечественной высокопроизводительной вычислительной техники, а также отечественного системного и прикладного программного обеспечения.
Важнейшим направлением деятельности института является исследование, разработка и применение в высокопроизводительных вычислительных комплексах универсальных микропроцессоров и контроллеров с использованием методов полузаказного и полностью заказного проектирования на субмикронных и нанометровых технологических нормах.
Залогом успешной разработки отечественных микропроцессоров архитектуры «Эльбрус», являются:
— базовые знания коллектива подготовленных специалистов в областях:
- технологии проектирования (библиотеки элементов, внутрифирменные руководства и технические решения, стандарты IPC, JESD, стандарты по уровням надежности РЭА и ЭКБ;
- целостности сигналов (Signal Integrity);
- электромагнитной совместимости;
- системы электропитания;
- системы охлаждения;
- базовых конструкций.
— современный инструментарий:
- пакеты САПР фирм Synopsys и Mentor Graphics;
- САПРы Expedition PCB, Hyperlinks, Flowtherm, Microwave studio, CAM 350, AutoCAD, PMB;
- САПР корпусирования СБИС по технологии Flip — Chip (FCP).
— оформленный фирменный опыт (кnow how):
- базовые проекты (Reference Dеsign);
- данные предельных испытаний;
- система фиксации выявленных ошибок и архивации принятых корректирующих решений (Bugzilla).
Основным элементом этой деятельности являются технологии логического проектирования. Спецификации на функциональные блоки микропроцессора (контроллера) переводятся в формальное описание, реализованное на языке описания аппаратных средств (RTL-описание) и предназначенное для синтеза в библиотеку элементов с использованием современных систем автоматизированного проектирования (САПР).
Технология логического проектирования предполагает проведение предварительной оценки реализуемости требуемого быстродействия микропроцессоров (контроллеров) и их мощностных характеристик. Для обеспечения безошибочного проектирования микропроцессоров (контроллеров) используются технологии их моделирования и иерархической верификации.
Технология проектирования микропроцессорных модулей
Технология проектирования микропроцессорных вычислительных модулей, различных по составу и конструктивному исполнению, на базе разработанных БИС микропроцессоров (контроллеров) предполагает:
- создание принципиальной электрической схемы;
- выбор и размещение элементов на многослойной печатной плате;
- трассировку связей с использованием современных САПР и осуществление (в случае необходимости) электрофизического моделирования.
Технология наладки изготовленных прототипов вычислительных устройств и систем основана на современных методах поиска и анализа причин возможных неисправностей.
Номенклатура разрабатываемых устройств очень обширна: от модулей для переносных компьютеров и «тонких клиентов» до многопроцессорных и многомашинных вычислительных модулей, предназначенных для построения серверов и суперЭВМ.
Технология проектирования вычислительных комплексов и систем
Технология проектирования вычислительных комплексов и систем включает в себя научно обоснованный выбор требуемого состава и характеристик, разработку конструкции, подсистем питания и охлаждения вычислительных комплексов, обеспечение, по требованиям заказчика, работы комплексов в жестких условиях эксплуатации.
Многопроцессорные вычислительные комплексы могут объединяться в большие многомашинные системы с организацией дублирования и резервирования входящих в систему элементов для обеспечения высоких показателей надежности.