Фильтр по тематике

Перспективы развития информационно-вычислительных и радиофотонных систем на базе 3D М ФЭ ПМ. Часть 3

В третьей части статьи представлены решения высокопроизводительных архитектур информационно-вычислительных и радиофотонных систем на базе 3D М ФЭ ПМ с сетевой архитектурой.
20.06.2019 952 0
Перспективы развития информационно-вычислительных и радиофотонных систем на базе 3D М ФЭ ПМ. Часть 3

3D ФЭ матричная ЭВМ с 256 ПЭ

Базовой архитектурой 3D М ФЭ ПМ является 3D ФЭ матричная ЭВМ с 256 ПЭ потоковой пространственно-временнóй перестраиваемой архитектуры (см. рис. 21), в состав которой входят:

  • мезонинная LTCC-плата – 1 шт.;
  • микросхемы 3D М ФЭ СБИС МП с 3D ФЭ СБИС ПЛ – 4 шт.;
  • параллельный корпус 3D М ФЭ КП с линзовыми растрами – 1 шт.;
  • микросхемы 3D М ФЭ СБИС НК с 3D ФЭ СБИС ПЛ – 2 шт.;
  • цилиндрический корпус 3D М ФЭ КЦ с линзовыми растрами – 2 шт.;
  • оптический мультиплексор 3D М ФЭ ОМ с призмами – 2 шт.;
  • процессор 1892ВМ14Я с электронными схемами – 1 шт.;
  • многоканальный электрический разъём для электрического питания и функциональных электрических интерфейсов – 1 шт.

Пропускная способность 512 матричных фотонных бесконтактных линий связи – 819,2 Гбит; пропускная способность 256-канальных фотонных волоконных линий связи – 25,6 Гбит; число удалённых абонентов с двухсторонней связью и электромагнитной защитой – 64.

Достоинство 3D М ФЭ ПМ состоит в дистанционной программно перестраиваемой под конкретный алгоритм решаемой задачи архитектуре без извлечения 3D М ФЭ ПМ из базового изделия, в отличие от аппаратной прошивки в системах с ПЛИС.

Области применения: мобильные и стационарные информационно-вычислительные и радиофотонные объекты для гражданского и военного применения, в том числе сухопутного, авиационного и морского.

3D ФЭ матричная ЭВМ с 1024 ПЭ

Ещё одно решение – 3D ФЭ матричная ЭВМ с 1024 ПЭ потоковой пространственно-временнóй перестраиваемой архитектуры (см. рис. 22), в состав которой входят:

  • базовый 3D М ФЭ ПМ – 4 шт.;
  • оптический мультиплексор 3D М ФЭ ОМ с призмами – 4 шт.

Пропускная способность 2048 матричных фотонных бесконтактных линий связи – 3276,8 Гбит; пропускная способность 256-канальных фотонных волоконных линий связи – 102,4 Гбит; число удалённых абонентов с двухсторонней связью и электромагнитной защитой – 256.

Области применения: мобильные и стационарные информационно-вычислительные и радиофотонные объекты для гражданского и военного применения, в том числе сухопутного, авиационного и морского.

3D ФЭ матричный кластер с 4096 ПЭ

Другим решением является 3D ФЭ матричный кластер с 4096 ПЭ потоковой пространственно-временно¢й перестраиваемой архитектуры (см. рис. 23), в состав которого входят четыре 3D ФЭ матричных ЭВМ с 1024 ПЭ.

Пропускная способность 8192 матричных фотонных бесконтактных линий связи – 13 107,2 Гбит; пропускная способность 256-канальных фотонных волоконных линий связи – 102,4 Гбит; число удалённых абонентов с двухсторонней связью и электромагнитной защитой – 256.

Области применения: мобильные и стационарные информационно вычислительные и радиофотонные объекты для гражданского и военного применения, в том числе сухопутного, авиационного и морского.

Матричная нейронная ЭВМ на базе 3D М ФЭ ПМ с 256 ПЭ

3D М ФЭ ПМ с трёхмерной архитектурой позволяют реализовать масштабируемые матричные нейронные ЭВМ с функциями искусственного интеллекта (см. рис. 24), такие как матричная нейронная ЭВМ на базе 3D М ФЭ ПМ с 256 ПЭ и функциями искусственного интеллекта на основе пространственной фотонной сети (см. рис. 25), в состав которой входят:

  • базовый 3D М ФЭ ПМ – 3 шт.;
  • оптический волоконный многоканальный пространственный преобразователь – 6 шт.;
  • фотонный сумматор (оптическая линза) – 3 шт.

Функция обработки – трёхуровневая, аналогово-цифровая; пропускная способность 1536 матричных фотонных бесконтактных линий связи – 2457,6 Гбит.


Области применения: мобильные и стационарные информационно-вычислительные и радиофотонные объекты с искусственным интеллектом для гражданского и военного применения, в том числе сухопутного, авиационного и морского.

256-канальный радиофотонный матричный вычислитель для ФАР Х-диапазона

3D М ФЭ ПМ – базовый 256-канальный радиофотонный матричный вычислитель с наращиваемой архитектурой для фазированных антенных решёток Х-диапазона (см. рис. 26). Он обеспечивает 256-канальный радиофотонный приём сигналов в Х-диапазоне частот с применением оптического гетеродина и БПФ-функции обработки.

3D матричная пространственно-временнáя потоковая вычислительная среда с 4096 ПЭ

К числу архитектур на базе 3D М ФЭ ПМ относится 3D матричная пространственно-временнáя потоковая вычислительная среда с 4096 ПЭ и многоканальными мультиплексными оптическими элементами (см. рис. 27).

Пропускная способность такой вычислительной среды с 4096 ПЭ и 8192 многоканальными фотонными бесконтактными линиями связи (см. рис. 28) составляет 13 107,2 Гбит.

На рисунке 29 показана процессорная плата стандарта 3U с 16 электронными портами 64-разрядного интерфейса EMIF и управляющим процессором 1892ВМ14Я для матричной пространственно-временнóй потоковой вычислительной среды.

Объектовая информационно-вычислительная система


В состав объектовой информационно-вычислительной системы (см. рис. 30) входят:

  • 3D ФЭ матричная ЭВМ с 1024 ПЭ (архитектура – реконфигурируемая конвейерно-кольцевая; вычислительный процесс построен по принципу программирования ПЛИС, где процессорные схемы матричных СБИС выстраиваются непосредственно под вычислительные алгоритмы коммутированием фотон-электронных каналов с АЦП, ЦАП и информационной связью «точка – точка»;
  • общая полупроводниковая память;
  • коммутационная сеть SpaceWire из 256 DS-линков с волоконными линиями связи и 8 DS-линков с электрическими линиями связи;
  • базовые 3D М ФЭ ПМ с датчиками.

Заключение

Предложенная кремниево-фотонная технология для создания 3D М ФЭ ПМ не изменяет принципа вычислительного процесса, заложенного в микропроцессорах, но увеличивает пропускную способность фотонных каналов обмена информацией, формирует устройства с трёхмерной архитектурой и обеспечивает повышенную защищённость информационно-вычислительных и радиофотонных устройств от воздействия электромагнитного импульсного оружия.

Если вам понравился материал, кликните значок — вы поможете нам узнать, каким статьям и новостям следует отдавать предпочтение. Если вы хотите обсудить материал —не стесняйтесь оставлять свои комментарии : возможно, они будут полезны другим нашим читателям!

20.06.2019 952 0
Комментарии
Рекомендуем
Проверяемое автономное управление: архитектура контроля решений ИИ в киберфизических и распределённых системах Электроника и автоматизация

Проверяемое автономное управление: архитектура контроля решений ИИ в киберфизических и распределённых системах

В статье рассматривается архитектура SEACS (Self-Evolving Autonomous Control System), предназначенная для построения проверяемого контура автономного управления в распределённых и киберфизических системах. В отличие от подходов, где успешный вызов модели или выполнение команды трактуется как завершение задачи, SEACS разделяет наблюдение, оценку состояния, выбор решения, исполнение и последующую проверку фактического результата. Рассматриваются механизмы управления риском и доверием, гистерезиса, задержки повторных воздействий, резервных сценариев и передачи решения человеку. Отдельное внимание уделено воспроизводимым испытаниям, требованиям к данным и метрикам, а также ограничениям исследовательского прототипа.
30.10.2026 СЭ №8/2026 213 0
К 130-летию со дня рождения великого советского физика Игоря Евгеньевича Тамма. Часть 7. Оптические уровни  и плазмон-поляритоны Тамма Электроника и автоматизация

К 130-летию со дня рождения великого советского физика Игоря Евгеньевича Тамма. Часть 7. Оптические уровни и плазмон-поляритоны Тамма

Эта статья завершает серию публикаций о научном наследии Игоря Тамма, в которой была проанализирована эволюция идей Тамма и его учеников от 1930-х годов до наших дней. Среди различных направлений, которыми в различные периоды своей жизни занимался Игорь Тамм, мы остановились на тематике, связанной с взаимодействием света с электронами на границе металла и диэлектрика. Данное направление, начавшееся с разработки теории «таммовских поверхностных состояний», логически продолжилось открытием оптических состояний Тамма (Optical Tamm States – OTS), а затем плазмон-поляритонов Тамма (Tamm Plasmon-Polaritons – TPP). Именно этим двум явлениям посвящена настоящая статья.
28.10.2026 СЭ №8/2026 226 0

Реклама
Реклама.  ООО «Остек-СМТ»  ИНН 7731481045  erid = 2SDnjchs19E
Реклама
Реклама.  ООО «Остек-СМТ»  ИНН 7731481045  erid = 2SDnjdHxidA
  Подписывайтесь на наш канал в Telegram и читайте новости раньше всех! Подписаться