Файл: Исследование математической модели распознавания функциональных ячеек интегральных микросхем.docx

«Вторым этапом решения задачи распознавания является обнаружение и классификация объектов ЦИ. Поскольку априорная неопределенность о множестве типов объектов, присутствующих на ЦИ, отсутствует, а форма компактного представления известна, то возможно сформировать классы объектов в виде битовых последовательностей – построчных разверток матриц, являющихся отображениями пространственного расположения контактов, где v – множество классов распознавания. В результате проведенного анализа сделан вывод о наличии корреляционных зависимостей большинства мер расстояния и подобия, применяемых для взаимной оценки двоичных последовательностей» [1, стр. 19п].

«Результаты проведенного имитационного моделирования подтвердили предположение о том, что расстояние Хемминга эффективно классифицирует двоичные последовательности независимо от их длины. Однако в случаях, когда расстояние Хемминга до двух классов равно или незначительно отличается, можно использовать дополнительную меру, повышающую вероятность правильного распознавания. Усредненные результаты имитационного моделирования (рисунок 6) показали, что применение меры подобия Пирса в качестве дополнительного признака позволяет повысить эффективность распознавания в среднем на 4,5 %» [1, стр. 20л].


Рисунок 6 – Усредненное количество верно классифицированных двоичным последовательностей различными мерами подобия в зависимости от вероятности битовой ошибки (для 5 млн. сравнений) после получения неверного результата на основе расстояния Хемминга
Терминологический словарь
ЦИ – Цифровое изображение.

БМК – Базовый матричный кристалл.

Расстояние Хемминга – число позиций, в которых соответствующие символы двух слов одинаковой длины различны.

Преобразование Хафа – вычислительный алгоритм, применяемый для параметрической идентификации геометрических элементов растрового изображения.

Оператор Собеля – дискретный дифференциальный оператор, вычисляющий приближённое значение градиента яркости изображения.

---

6 Анализ системы, описанной в статье

«Проведение мероприятий, направленных на выявление поддельных МЭК, является неотъемлемой частью процесса контроля производства высокотехнологичных устройств. Обнаружение вредоносных узлов в кристалле интегральной микросхемы (ИС) или доказательство факта нарушения патентного права возможно только в процессе всестороннего инженерного анализа выбранного МЭК и требует значительных затрат машинных и человеческих ресурсов» [1, стр. 15л].Системой, которая рассматривается автором статьи «Алгоритм распознавания функциональных ячеек топологий интегральных микросхем на базовом матричном кристалле» [1] является интегральная схема (ИС), состоящая из микроэлектронных компонентов. Среди этих микроэлектронных компонентов могут содержаться поддельные, вредоносные узлы. В ходе разработки программного и аппаратного обеспечения интегральной схемы могли быть допущены нарушения патентного права. Терминологический словарьМЭК – Микроэлектронный компонент Микроэлектроника – отрасль науки, которая охватывает проблемы исследования, конструирование, изготовление и использование микроэлектронных изделий.Микроэлектронное изделие – электронное устройство с высокой степенью интеграции.Интеграция – сторона процесса развития, связанная с объединением в целое ранее разнородных частей и элементов.Программное обеспечение – это совокупность программ, предназначенных для решения определенных задач на компьютере.Аппаратное обеспечение – электронные и механические части вычислительного устройства, входящие в состав системы или сети, исключая программное обеспечение и данные (информацию, которую вычислительная система хранит и обрабатывает).Патент – охранный документ, удостоверяющий исключительное право, авторство и приоритет изобретения, полезной модели либо промышленного образца.

7 Анализ процессов, протекающих в технических системах, которые описаны в статье

«Проведение мероприятий, направленных на выявление поддельных МЭК, является неотъемлемой частью процесса контроля производства высокотехнологичных устройств. Обнаружение вредоносных узлов в кристалле интегральной микросхемы (ИС) или доказательство факта нарушения патентного права возможно только в процессе всестороннего инженерного анализа выбранного МЭК и требует значительных затрат машинных и человеческих ресурсов» [1, стр. 15л].

---

«Разработка алгоритма A распознавания функциональных ячеек топологий ИС на БМК, зафиксированных на ЦИ позволяющий обнаружить окружности, являющиеся наилучшими аппроксимациями границ контактов обеспечивающий ». В статье «Алгоритм распознавания функциональных ячеек топологий интегральных микросхем на базовом матричном кристалле» [1] формальной задачей является разработка алгоритма. Также рассматривается процесс контроля производства микроэлектронных компонентов интегральных микросхем. Он включает в себя комплекс мероприятий, направленный на выявление поддельных, вредоносных узлов, а также доказательство нарушения патентного права в ходе проектирования и разработки программного и аппаратного обеспечения интегральных схем. Терминологический словарьМЭК – Микроэлектронный компонент Микроэлектроника – отрасль науки, которая охватывает проблемы исследования, конструирование, изготовление и использование микроэлектронных изделий.Микроэлектронное изделие – электронное устройство с высокой степенью интеграции.Интеграция – сторона процесса развития, связанная с объединением в целое ранее разнородных частей и элементов.Программное обеспечение – это совокупность программ, предназначенных для решения определенных задач на компьютере.Аппаратное обеспечение – электронные и механические части вычислительного устройства, входящие в состав системы или сети, исключая программное обеспечение и данные (информацию, которую вычислительная система хранит и обрабатывает).Патент – охранный документ, удостоверяющий исключительное право, авторство и приоритет изобретения, полезной модели либо промышленного образца.Металлизация – метод модификации свойств поверхности изделия путём нанесения на его поверхность слоя металла.Алгоритм – конечная совокупность точно заданных правил решения произвольного класса задач или набор инструкций, описывающих порядок действий исполнителя для решения некоторой задачи.

8 Требования, предъявляемые к техническим системам, описанным в статье

---

Авторы статьи «Алгоритм распознавания функциональных ячеек топологий интегральных микросхем на базовом матричном кристалле» [1] указывают о некоторых требованиях системы еще на этапе формирования проблемы «Непрерывное расширение областей применения микроэлектронных компонентов (МЭК), в условиях жесткой конкуренции на рынке, приводит к существенному увеличению доли контрафактной продукции. Проведение мероприятий, направленных на выявление поддельных МЭК, является неотъемлемой частью процесса контроля производства высокотехнологичных устройств. Обнаружение вредоносных узлов в кристалле интегральной микросхемы (ИС) или доказательство факта нарушения патентного права возможно только в процессе всестороннего инженерного анализа выбранного МЭК и требует значительных затрат машинных и человеческих ресурсов»[1, стр. 15л].Исходя из вышесказанного в интегральных схемах не должно быть вредоносных узлов, также нарушение патентного права в ходе проектирования и разработки программного и аппаратного обеспечения интегральных схем является недопустимым.«В таком случае важным элементом решения задачи распознавания функциональных ячеек является выбор и обоснование математического аппарата, способного обеспечить извлечение семантики из пространственной области ЦИ в виде альтернативного естественному языку описания структур, образуемых зафиксированными на ЦИ контактами.»[1, стр. 17л]. Автор указывает, что важным элементом для решения задачи является выбор и обоснование математического аппарата.Терминологический словарьИнтегральная микросхема – электронная схема произвольной сложности, изготовленная на полупроводниковом кристалле (или плёнке) и помещённая в неразборный корпус.Патент – охранный документ, удостоверяющий исключительное право, авторство и приоритет изобретения, полезной модели либо промышленного образца.Алгоритм – конечная совокупность точно заданных правил решения произвольного класса задач или набор инструкций, описывающих порядок действий исполнителя для решения некоторой задачи.Ячейка – конструктивно законченная сборочная единица, состоящая из микросхем, микросборок и элементов коммутации и контроля, установленных на одну или несколько печатных плат. Ячейка, как правило, не имеет самостоятельного эксплуатационного назначения.

---

МЭК – Микроэлектронный компонент Микроэлектроника – отрасль науки, которая охватывает проблемы исследования, конструирование, изготовление и использование микроэлектронных изделий.Микроэлектронное изделие – электронное устройство с высокой степенью интеграции.Интеграция – сторона процесса развития, связанная с объединением в целое ранее разнородных частей и элементов.

9 Результаты исследования математической модели

«Применение методов, основанных на преобразовании Хафа, затрудняется их высокой вычислительной сложностью. Таким образом, решение задачи распознавания функциональных ячеек топологий ИС на БМК целесообразно искать на основе компромисса между повышением результативности процесса распознавания и снижением вычислительной сложности» [1, стр. 17п].«Определим ЦИ, поступающее на вход системы обработки в формате оттенков серого, как матрицу , где i и j – пространственные координаты, а – уровень яркости в этой точке» [1, стр. 17п]. «Формальная постановка задачи имеет вид: разработать алгоритм A распознавания функциональных ячеек топологий ИС на БМК, зафиксированных на ЦИ позволяющий обнаружить окружности, являющиеся наилучшими аппроксимациями границ контактов обеспечивающий » [1, стр. 17п].Вероятно, автор данной статьи в качестве математической модели рассматривал цифровое изображение как матрицу . Далее следовал процесс обнаружения контактов на цифровом изображении в два этапа.«Бинаризация изображения. Проведенный анализ показал, что выделение верхних 6 % пространства яркостей обрабатываемого ЦИ с помощью пороговой фильтрации достаточно для эффективного обнаружения большинства контактов , отображенных на ЦИ, при допустимом уровне шумов. При этом элементы множества C' принимают значения 1 у выделяемых элементов ЦИ, а все прочие пиксели ЦИ – значение 0 – фона» [1, стр. 18л].«Отбраковка «ложных» контактов. Так как объект ЦИ, предположительно являющийся контактом, в общем случае является эллипсом, при этом отношение длины большей полуоси

---