1635 research outputs found
Sort by
Автоматическая балансировка путей физически неклонируемой функции типа «арбитр»
Full text linkThe features of building on the basis of programmable logic integrated circuits of “arbiter” physical unclonable functions (APUF) are considered. The problem of asymmetry of pairs of APUF paths is indicated and the negative impact of this phenomenon on their characteristics is noted. A time measuring system based on a ring oscillator scheme, which is used to analyze the time characteristics of APUF paths, is described. A method for automatic balancing of signal propagation delays through the APUF paths based on the calculation of the corrective value is proposed. The consistency of the proposed balancing technique is experimentally confirmed based on the improvement in the characteristics of the APUF after its implementation. A digital scheme of this technique is presented, which can form the basis for the development of a delay auto correction scheme through APUF paths with different levels of autonomy.Рассмотрены особенности построения на базе программируемых логических интегральных схем физически неклонируемых функций типа «арбитр» (АФНФ). Обозначена проблема асимметрии пар путей АФНФ, отмечено негативное влияние данного явления на их характеристики. Приведено описание времяизмерительной системы на базе схемы кольцевого осциллятора, используемой для анализа временных характеристик путей АФНФ. Предложена методика автоматической балансировки задержек распространения сигнала через пути АФНФ на основе расчета корректирующего значения. Экспериментально подтверждена состоятельность методики балансировки исходя из улучшения характеристик АФНФ после ее применения. Представлено схематическое решение данной методики, которое может лечь в основу разработки схемы автокоррекции задержек через пути АФНФ с различным уровнем автономности
Особенности кристаллической структуры и магнитных характеристик твердых растворов систем Ni1–xMxMnSb (M = Fe, Co)
Full text linkThe results of studying the effect on the crystal structure and magnetic properties of compounds based on NiMnSb when Ni cations are replaced by Fe and Co cations are presented. The solid solution Ni1–xMxMnSb (M = Fe, Co) systems were synthesized by the method of solid-phase reactions. With the help of X-ray diffraction analysis, the presence of a concentration structural transition was established. Using the ponderomotive method, it was found that the temperatures of the “magnetic order – magnetic disorder” phase transformation decrease as nickel is replaced by iron and cobalt. The field dependences of the specific magnetization demonstrate the typical behavior of a magnetically soft ferromagnet. The results of an experiment on the study of the crystal and magnetic structure of solid solutions of the Ni0.90M0.10MnSb (M = Fe, Co) systems using thermal neutron diffraction in the temperature range of ~(3–300) K are presented. It is found that the studied compositions exhibit ferromagnetic ordering along the c axis. On the spectra of Ni0.90Co0.10MnSb solid solutions in the region of 2Θ = 28.6° the appearance of a reflection indicating the formation of antiferromagnetic ordering is observed. Within the framework of the density functional theory, an ab initio calculation of the magnetic moments for Ni1-xMxMnSb (M = Fe, Co; x = 0; 0.125; 0.250) was carried out. The results of theoretical calculations predict the existence of magnetic moments for Fe and Co ions, and they are antiferromagnetically coupled to the spins of Mn and Ni ions.Представлены результаты исследования влияния на кристаллическую структуру и магнитные свойства соединений на основе NiMnSb при замещении катионов Ni на катионы Fe и Co. Твердые растворы систем Ni1–xMxMnSb (M = Fe, Co) синтезированы методом твердофазных реакций. С помощью рентгеноструктурного анализа установлено наличие концентрационного структурного перехода. Пондеромоторным методом обнаружено, что температуры фазового превращения «магнитный порядок – магнитный беспорядок» снижаются по мере замещения никеля железом и кобальтом. Полевые зависимости удельной намагниченности демонстрируют типичное поведение магнитомягкого ферромагнетика. Приведены результаты эксперимента по изучению кристаллической и магнитной структуры твердых растворов систем Ni0,90M0,10MnSb (M = Fe, Co) с помощью дифракции тепловых нейтронов в интервале температур (3–300) K. Обнаружено, что исследуемые составы обладают ферромагнитным упорядочением вдоль оси с. На спектрах твердых растворов Ni0,90Co0,10MnSb в области 2Θ = 28,6° наблюдается появление рефлекса, указывающего на формирование антиферромагнитного упорядочения. В рамках теории функционала плотности проведен ab initio расчет магнитных моментов для Ni1–xMxMnSb (M = Fe, Co; x = 0; 0,125; 0,250). Результаты теоретических расчетов предсказывают существование магнитных моментов у ионов Fe и Co, и они антиферромагнитно связаны со спинами ионов Mn и Ni
Алгоритм анализа биомедицинских сигналов в системах дистанционного мониторинга состояния здоровья человека
Full text linkThe article considers the problems of adaptation of existing and development of new diagnostic algorithms and methods of remote monitoring of the physiological state of a person in relation to the Internet of Things technology. In order to reduce the energy consumption of the wearable unit and biomedical signal sensors, reduce the redundancy of the recorded and transmitted diagnostic information, the critical situation recognition process is divided into two stages. At the first stage, the main indicators (heart rate and human fall signal) are monitored. If they do not comply with the norm, additional signals are analyzed (the second stage) to confirm the critical situa tion and determine the degree of alarm.Рассмотрены задачи адаптации существующих и разработки новых диагностических алгоритмов и методик дистанционного мониторинга физиологического состояния человека применительно к технологии интернета вещей. Для снижения энергопотребления носимого блока и датчиков биомедицинских сигналов, сокращения избыточности регистрируемой и передаваемой диагностической информации процесс распознавания критической ситуации разделен на два этапа. На первом контролируются основные показатели (частота сердечных сокращений и сигнал, информирующий о падении человека). В случае их несоответствия норме выполняется анализ дополнительных сигналов (второй этап) для подтверждения критической ситуации и определения степени тревоги
Проектирование алгоритмов реколоризации для помощи людям с аномалиями цветового зрения
Full text linkThe problem of perception of visual information by people with color vision anomalies remains quite relevant, as evidenced by the interest in studying this problem not only in medicine, but also in the field of medical technology. Researchers around are working on the task to create algorithms and software that can transform images and videos in accordance with their correct perception by people with color blindness. However, today there are no algorithms that allow people with any type, form, and degree of color vision anomaly to correctly perceive the visual information surrounding them. Based on the considered advantages and disadvantages of existing algorithms, conclusions were drawn about the requirements for the designed recoloring algorithms, which are planned to be implemented in software to help people with color perception issues. Such algorithms will not only allow correct video conversion for people with dichromacy and monochromacy but will also enable users with any degree of anomalous trichromacy to perceive the world around them most accurately. In addition, these algorithms will be distinguished by the high speed of the recolorization process, and the “naturalness” of the colors obtained in the process of transformations.Сегодня проблема восприятия визуальной информации людьми с аномалиями цветового зрения остается достаточно актуальной, что подтверждается наличием интереса к изучению этого вопроса не только в медицине, но и в области технических наук. В частности, исследователи по всему миру занимаются задачами создания алгоритмов и программ, дающих возможность преобразовывать изображения и видео в соответствии с корректным восприятием их людьми с цветовой слепотой. Однако в настоящее время не существует алгоритмов, позволяющих людям с любым видом, формой и степенью аномалии цветового зрения корректно воспринимать окружающую их визуальную информацию. На основании рассмотренных преимуществ и недостатков существующих алгоритмов сделаны выводы о требованиях к проектируемым реколоризирующим алгоритмам, которые планируется реализовать в программном обеспечении для помощи людям с особенностями цветовосприятия. Такие алгоритмы не просто позволят корректно преобразовывать видео для людей с дихромазией и монохромазией, но и предоставят возможность пользователям с любой степенью аномальной трихромазии наиболее точно воспринимать окружающий мир. Кроме того, данные алгоритмы будут отличаться высокой скоростью выполнения процесса реколоризации и «натуральностью» получившихся в процессе преобразований цветов
Модель процесса реактивного магнетронного распыления двухкомпонентной составной мишени
Full text linkThe article proposes a model for predicting the content of metal components of complex oxide films deposited by reactive magnetron sputtering of a two-component composite target in Ar/O2 gas mixture. The model takes into account the sputtering yield and ion-electron emission coefficients of the sputtered metals and their oxides, the distribution of the ion current density on the target, and the rate of the chemical reaction of the formation of oxides of these metals. To verify the proposed model, studies of the elemental composition of titanium-aluminum oxide films deposited by magnetron sputtering of a Ti-Al composite target in Ar and Ar/O2 gas mixture were carried out. It has been established that the model adequately describes the change in the content of metals in the deposited films with a change in the oxygen flow into the chamber. The simulation error does not exceed 10 %, this makes it possible to use the proposed model for predicting the content of metals in a film during reactive sputtering of two-component composite targets.В статье предложена модель для прогнозирования содержания металлических составляющих пленок сложных оксидов, наносимых методом реактивного магнетронного распыления двухкомпонентной составной мишени в среде Ar/O2 рабочих газов. В модели учитывались коэффициенты распыления и ионно-электронной эмиссии распыляемых металлов и их оксидов, распределение плотности ионного тока на мишени и скорости химической реакции образования оксидов этих металлов. Для верификации предложенной модели проведены исследования элементного состава пленок оксида титана-алюминия, нанесенных магнетронным распылением Ti-Al составной мишени в среде Ar и Ar/O2 рабочих газов. Установлено, что модель адекватно описывает изменение содержания металлов в нанесенных пленках при изменении потока кислорода в камеру. Погрешность моделирования – не более 10 %, что позволяет применять модель для прогнозирования содержания металлов в пленке при реактивном распылении двухкомпонентных составных мишеней
Перспективные интеллектуальные материалы для радиоэлектроники
Full text linkThe investigations of a multilayer material – a polymeric radio-transparent electrically conductive film of polyaniline with a concentration of 5, 10 and 50 % by weight on a radio-transparent fiberglass substrate were carried out. Such materials are multifunctional – the material itself has the required characteristics, but when it is exposed to external electromagnetic radiation, it provides shielding functions. Electrically conductive polymer samples (polyaniline film) deposited on a fiberglass substrate have low attenuation in the 8–12 GHz transparency band, low electromagnetic radiation reflection coefficient, high conductivity and performance characteristics, as well as manufacturability.Выполнены исследования многослойного материала – полимерной радиопрозрачной электропроводящей пленки полианилина концентрации 5, 10 и 50 % по массе на радиопрозрачной подложке из стеклопластика. Такие материалы являются многофункциональными – собственно материал с требуемыми характеристиками, но при воздействии внешнего электромагнитного излучения выполняет экранирующие функции. Образцы электропроводящего полимера (пленки полианилина), нанесенные на подложку из стеклопластика, обладают малым затуханием в полосе прозрачности 8–12 ГГц, низким коэффициентом отражения электромагнитного излучения, высокими проводимостью и эксплуатационными характеристиками, технологичностью
Метод достижения цели на графовой модели при двух критериях качества
Full text linkThe features of the construction and application of graph models for solving applied problems are considered. A graph model with two quality criteria is proposed, on which the search for optimal paths between given graph vertices is performed. Each edge of the graph has a weighting factor that determines the number of time unitsrequired to pass this edge. Each vertex can be in one of two states: “open” or “locked”. Initially, all vertices are open, but their states may change in the process of problem solving. The search for a solution is limited by a given time. If during the movement along the chosen route the graph vertices become blocked, it is necessary to look for alternative ways to achieve the goal. A method for constructing a Pareto set from which admissible paths are selected is proposed. The notion of an admissible path on a graph is defined. A procedure for choosing a path from the Pareto set has been developed. Upon completion of the choice, the path is considered optimal for follo wing it from the initial vertex to the target. Situations that can occur in the process of choosing a path and passing along it are presented. Based on the selection procedure, an algorithm for finding optimal paths bet ween given vertices on a graph model has been developed.Рассмотрены особенности построения и применения графовых моделей для решения прикладных задач. Предложена графовая модель с двумя критериями качества, на которой выполняется поиск оптимальных путей между заданными вершинами графа. Каждое ребро графа имеет весовой коэффициент, определяющий количество временных единиц, требуемых для прохождения данного ребра. Каждая вершина может находиться в одном из двух состояний: «открыто» или «заблокировано». Первоначально все вершины открыты, однако их состояния могут изменяться в процессе решения задачи. Поиск решения ограничен заданным временем. Если в ходе движения по выбранному маршруту вершины графа становятся заблокированными, требуется искать альтернативные пути достижения цели. Определено понятие допустимого пути на графе. Построено паретовское множество, из которого по заданному правилу выбраны допустимые пути. Для этого разработана процедура выбора пути из множества Парето. По завершении выбора путь считается оптимальным для движения по нему из начальной вершины в целевую. Представлены ситуации, которые могут происходить в процессе выбора пути и прохождения по нему. Их появление – следствие изменения состояний вершин графа. На основе процедуры выбора разработан алгоритм поиска оптимальных путей между заданными вершинами на графовой модели
Формирование алмазоподобных углеродных покрытий методом химического осаждения в плазме высокой плотности
Full text linkA developed technological reactor for the formation of a diamond-like carbon coating on substrates up to 200 mm in diameter by chemical vapor deposition in high-density inductively coupled plasma at an operating pressure below 5 Pa is described. The results of experimental studies on obtaining a diamond-like carbon coating in the developed reactor are presented. The dependences of the rate of deposition of a diamond-like carbon coating on the power of the RF discharge, the operating pressure, and the consumption of the film-forming gaseous reagent have been established. Also, for the developed technological reactor, the modes for obtaining diamond-like carbon coatings with the best mechanical properties were established with the following process parameters: RF power 600–900 W, precursor gas flow rate 15–50 cm3/min, the ratio of plasma-forming gas volumes to film-forming gas volume 3:1 at a residual pressure in the working chamber of not more than 4 Pa. It has been shown by Raman spectroscopy that the coatings obtained under efficient conditions contain a significant amount of a diamond-like phase.В статье представлен разработанный технологический реактор для формирования алмазоподобного углеродного покрытия на подложках диаметром до 200 мм методом химического осаждения из газовой фазы в индуктивно-связанной плазме высокой плотности при рабочем давлении менее 5 Па. Приведены результаты экспериментальных исследований по получению алмазоподобного углеродного покрытия в данном реакторе. Установлены зависимости скорости осаждения углеродного покрытия от мощности ВЧ-разряда, рабочего давления и расхода пленкообразующего газообразного реагента. Рассмотрены режимы получения алмазоподобных углеродных покрытий с наилучшими механическими свойствами при следующих параметрах процесса: ВЧ-мощность – 600–900 Вт, расход газа прекурсора – 15–50 см3/мин, соотношение объемов плазмообразующего и пленкообразующего газов – 3:1 при остаточном давлении в рабочей камере не более 4 Па. С помощью метода спектроскопии комбинационного рассеяния показано, что в покрытиях, полученных при эффективных режимах, в значительном количестве содержится алмазоподобная фаза
Влияние ориентации каналов в кулерах воздушного охлаждения на эффективность отведения тепла от процессоров
Full text linkThe results of the study of air-cooled coolers with natural and forced heat removal from such powerful semiconductor devices as processors are presented. Experiments were performed in the SOLIDWORKS Flow Simulation software environment to assess the influence of the orientation of the formed thermal channels on the efficiency of heat removal from the surface of a heat-loaded element. Three-dimensional models of tower heatsinks with an installed fan and a supporting structure in the form of heat pipes penetrating fins that form horizontal (model No 1) or vertical (model No 2) air channels have been developed, which made it possible to determine the efficiency of heat removal from the processor during natural and forced convection. The developed model No 1 was rotated by 90°, which may be due to design requirements in the development of technical means. This led to a change in the movement of warm air during natural and forced convection along the vertically directed channels with an analysis of the effectiveness of passive and active cooling. The number of heat pipes has been changed from six to two for previously developed types of radiators (models No 1 and 2), only with active cooling. This made it possible to experimentally establish the influence of design solutions (the number and orientation of heat pipes) in the production of modern air-cooled coolers on the efficiency of heat removal.Приведены результаты исследования кулеров воздушного охлаждения при естественном и принудительном отведении тепла от таких мощных полупроводниковых приборов, как процессоры. В программной среде SOLIDWORKS Flow Simulation выполнены эксперименты по оценке влияния ориентации сформированных тепловых каналов на эффективность отведения тепла от поверхности теплонагруженного элемента. Разработаны трехмерные модели башенных радиаторов с установленным вентилятором и несущей конструкцией в виде тепловых трубок, пронизывающих ребра, которые формируют горизонтальные (модель № 1) или вертикальные (модель № 2) воздушные каналы, позволившие определить эффективность отвода тепла от процессора при естественной и вынужденной конвекции. Разработанная модель № 1 была повернута на 90°, что может быть обусловлено конструкторскими требованиями при разработке технических средств. Это привело к изменению движения теплого воздуха при естественной и вынужденной конвекции по направленным вертикально каналам с анализом эффективности пассивного и активного охлаждения. Сократили количество тепловых трубок с шести до двух для ранее разработанных типов радиаторов (модели № 1 и 2), только при активном охлаждении, что позволило экспериментально установить влияние конструктивных решений (количества и ориентации тепловых трубок) на эффективность теплоотвода
Расчет оптических параметров тонких пленок конструкционных материалов теплового неохлаждаемого детектора болометрического типа
Full text linkThe increased interest in utilizing uncooled thermal bolometer-type detectors (microbolometers) within the infrared or terahertz detection field is justified by their operational and technological characteristics, in particular: relatively low manufacturing cost, high detection efficiency, compatibility with silicon CMOS technology, and operation at room temperature. The performance of such detectors depends on optimizing critical parameters, which are dictated by both the geometrical design and the electrical, optical, and thermal properties of the materials used. The determination of optical parameters stands as a decisive factor in the design of microbolometer structures. This article delves into the examination of optical parameters of thin films of structural materials of microbolometer based on thermosensitive vanadium oxide film manufactured at JSC “INTEGRAL”. The investigation showcases the results of determining optical constants (refractive indexes n and absorption coefficients k) of thin films from the transmission curve by applying the reflection-transmission method. Furthermore, a comparison is carried out between the results of computer modeling of the transmission, reflection and absorption spectra – taking into account the obtained values of the coefficients n and k – and the empirical data from the in-situ experiment.Повышенный интерес к применению неохлаждаемых тепловых детекторов болометрического типа (микроболометров) в инфракрасном или терагерцовом поле обнаружения обоснован их эксплуатационными и технологическими характеристиками, в частности: относительно низкой стоимостью изготовления, высокой эффективностью обнаружения, совместимостью с кремниевой КМОП-технологией, работоспособностью при комнатной температуре. Характеристики таких детекторов зависят от оптимизации критических параметров, которые определяются геометрией конструкции, а также электрическими, оптическими и тепловыми свойствами применяемых материалов. Определение оптических параметров является одним из решающих факторов при проектировании приборных структур микроболометров. В статье исследованы оптические параметры тонких пленок конструкционных материалов микроболометра на основе термочувствительной пленки оксида ванадия, изготовленных в ОАО «ИНТЕГРАЛ». Приведены результаты определения посредством применения метода отражения-передачи оптических констант (коэффициентов преломления n и поглощения k) тонких пленок по кривой пропускания. Выполнено сравнение результатов компьютерного моделирования спектров пропускания, отражения и поглощения с учетом полученных значений коэффициентов n и k с данными натурного эксперимента