ТУСУР предлагает решение по защите электроники от помех

Ученые ТУСУРа разрабатывают систему компьютерного моделирования, которая поможет в решении одной из актуальных проблем современной электронной техники — проблемы электромагнитной совместимости и защиты устройств от помех.

«Эта проблема тормозит рост быстродействия компьютеров, — объясняет заведующий лабораторией «Безопасность и электромагнитная совместимость радиоэлектронных средств» ТУСУРа Тальгат Газизов. — Представьте: два проводника расположены рядом на печатной плате. Когда подается сигнал, то на одном проводнике он есть, а на другом нет. Но наводка, которая возникает из-за полезного сигнала — ложная — воспринимается устройством тоже как полезный сигнал. Появляются помехи, может произойти сбой. Это называется проблемой целостности сигнала. Раньше о ней не думали, так как быстродействие было невысокое, и проводники не располагались друг к другу так близко, как в настоящее время. Сейчас же оборудование становится все меньше, но тенденции развития современной радиотехники (увеличение верхней частоты спектра полезных сигналов, уменьшение габаритов) сделали актуальным решение данной задачи».

Профессор Тальгат Газизов — руководитель проекта «Система компьютерного моделирования электромагнитной совместимости «TALGAT», который недавно получил поддержку по программе «Старт» Фонда содействия развитию малых предприятий в научно-технической сфере. Система позволяет конструкторам электронного оборудования, загрузив электронный макет платы в программу, увидеть, как проходит сигнал, измерить характеристики и получить идеальную схему его распространения с наименьшими потерями. Аналогичные зарубежные программы, по оценкам тусуровцев, стоят более десяти миллионов рублей.

«На самом деле, мало примеров, где эти деньги себя оправдывают: не так-то просто работать в этих программных продуктах, в них сложно разобраться, — говорит профессор Газизов. — Наша программа основана на собственных методах, моделях и алгоритмах, мы адаптируем ее под требования заказчика и сопровождаем».

Тальгат Газизов подчеркивает: если даже купить одну программу и научиться в ней работать, то это не решит проблему. Для достоверных результатов необходимо, чтобы данные были подтверждены другой программой, основанной на других математических методах. Поэтому тусуровцы стараются использовать в своем продукте новые методы расчета и модели. Учитывая, что изготовители сейчас обязаны проводить испытания своей аппаратуры на электромагнитную совместимость (уровень излучаемых помех), востребованность томской разработки не вызывает сомнений. Для развития проекта создано специальное предприятие — ООО «Талгат». Благодаря поддержке «Старта» разработчики планируют автоматизировать сборку печатных плат, отбора показателей для моделирования устройств, усовершенствовать другие технологические и физико-технические процессы.

Математические методы, которые позволили разработать систему, получены учеными ТУСУРа в ходе исследований электромагнитной совместимости. Нужно отметить, что проблема вообще не слишком хорошо изучена, и специалистов в этой области не так много. В ведущих университетах мира курс по этой теме начали читать только в 90-х годах, в ТУСУРе — с 92-го года. Тальгат Газизов занимается проблемами электромагнитной совместимости уже 25 лет, в лаборатории под его руководством работают около 20 человек.

«ТУСУР в большей степени работает для ракетно-космической отрасли, по оборонным тематикам, однако всегда появляются технологии, которые можно использовать не только для спутников, но и в обычной, повседневной жизни. Тальгат Газизов занимается как раз такими исследованиями», — отмечает заместитель начальника научного управления университета Роман Мещеряков. - Вопросы электромагнитной совместимости действительно очень актуальны, ведь печатные платы есть и в ядерных реакторах, и в самолетах, и в планшетах, и в телефонах. Для какой-то аппаратуры сбой из-за помех некритичен: выключил-включил, и все снова работает. А если это ядерный реактор? Ущерб может быть колоссальным».

Система компьютерного моделирования — не единственное достижение коллектива лаборатории «Безопасность и электромагнитная совместимость радиоэлектронных средств». Несколько лет назад в рамках той же программы «Старт» была профинансирована разработка модальных фильтров, которые позволяют уменьшить амплитуды вредных сигналов и защитить аппаратуру от коротких импульсов. В мае 2014 года коллектив Тальгата Газизова выиграл конкурс РНФ с проектом создания технологии помехозащиты критичной радиоэлектронной аппаратуры. Продолжительность проекта — три года, объем финансирования — пять миллионов рублей в год.