Добавлен: 23.11.2023
Просмотров: 74
Скачиваний: 3
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования
«САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
АЭРОКОСМИЧЕСКОГО ПРИБОРОСТРОЕНИЯ»
КАФЕДРА РАДИОТЕХНИЧЕСКИХ СИСТЕМ
ОЦЕНКА РЕФЕРАТА
РУКОВОДИТЕЛЬ
| канд. техн. наук, доцент, | | | | Н.В. Поварёнкин |
| должность, уч. степень, звание | | подпись, дата | | инициалы, фамилия |
| РЕФЕРАТ |
СОСТОЯНИЕ И ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ ОТЕЧЕСТВЕННЫХ МИКРОПРОЦЕССОРОВ |
| по дисциплине: СХЕМОТЕХНИКА И МИКРОПРОЦЕССОРНЫЕ УСТРОЙСВА В РАДИОЭЛЕКТРОННЫХ СИСТЕМАХ |
| |
| |
РЕФЕРАТ ВЫПОЛНИЛ
| СТУДЕНТ ГР. № | 2811 | | | | И.О. Казмерковский |
| | | | подпись, дата | | инициалы, фамилия |
Санкт-Петербург 2021
Предисловие
В данной работе проводится исследование о состоянии микропроцессорной промышленности Российской Федерации (РФ) на начало две тысячи двадцать первого года.
В первой части работы будет рассмотрено зарождение микроэлектроники на территории СССР, приемником которого является РФ, дальнейшее развитие до окончания существования государства. Также будет сказано о состоянии микропроцессорной промышленности в период формирования нового государства на территории СССР. Этот момент рассматривается для получения более полной информации о причинах и предпосылках, которые привели микроэлектронную промышленность на сегодняшний уровень.
Во второй части исследования рассматривается продукция производителей, которые попадают под постановление правительства РФ №719 от 17 июля 2015 года « О подтверждении производства промышленной продукции на территории Российской Федерации», их характеристики, технический процесс.
В третьей части исследования проводится сравнительный анализ процессоров российского производства с ведущими зарубежными аналогами, который включает в себя технические характеристики, а также показатели, характеризующие продажи данной продукции. Показатели, характеризующие продажи, важно рассмотреть для более глубокого понимания перспектив роста доли отечественных образцов микроэлектронной промышленности на рынке полупроводников. Данный анализ поможет сделать заключение.
В заключительной части, проведя исследование, высказывается мнение о проектах, стимулирующих рост отечественной промышленности и развитие отрасли, возможную конкуренцию с признанными мировыми лидерами, выход на новые рынки сбыта.
Содержание
-
История развития микропроцессорной промышленности в СССР………...4 -
Современные образцы отечественной микропроцессорной техники-
Продукция МЦСТ-
Эльбрус-1С+……..…………………………………………….7 -
Эльбрус-8С……………………………………………………..10 -
Эльбрус-8СВ……………………………………………………13 -
Эльбрус-16С……………………………………………………16 -
Эльбрус-2С3……………………………………………………18 -
Эльбрус-12С….………………………………………………20
-
-
Процессоры «Baikal Electronics»-
Байкал Т-1………………………………………………………22 -
Байкал-М, Байкал-М/2, Байкал-М/2+…………………………26 -
Байкал-S………………………………………………………...30
-
-
-
Сравнение с зарубежными аналогами. Сравнение технических характеристик…………………………….......................................................31 -
Перспективы для российских процессоров-
Стратегия развития электронной промышленности до 2030 года...37 -
Соглашение Huawei и РТИ…………………………………………..39 -
Проект «Макро ЕМС» в промышленной зоне Обухово……………40
-
-
Библиографический список………………………………………………….42
История развития микропроцессорной промышленности в СССР
В 1950 году член Академии наук Украины и профессор Киевского института электротехники Сергей Александрович Лебедев создал первую в Европе электронную вычислительную машину, в последствие получившую название « Большая электронная счётная машина» (БЭСМ). Главным открытием для научного сообщества являлось практическое применение принципа последовательной передачи кода. Конструкция имела примерно 6 тысяч электронных ламп, при этом потребляемая мощность была около пятнадцать киловатт в час. Такое «чудо техники» могло похвастаться диапазоном рабочих чисел от девяти до ста девяти. Имело возможность выполнять 9 арифметических операций, 8 операций по передачи кодов, 6 логических операций, 9 операций управления и общим объёмом памяти на одну тысячу двадцать четыре разрядных слова. Хотя производительность составляла всего лишь три тысячи операций с плавающей запятой в секунду. Однако в период зарождения электронной
промышленности такие показатели считались прорывными, поэтому в конце 1951 года БСЭМ начала свою работу.
Советская наука не стояла на месте. После создания БЭСМ, главного создателя данного вычислительного комплекса, Сергей Лебедев, был переведён в Москву, где продолжил работу по усовершенствованию и адаптации для массового производства своего изобретения в институте точной механики и вычислительной техники. В результате плодотворной работы в столице было представлено следующее поколение
в лице БЭСМ-2 в 1958 году. Обновлённое « чудо техники» имело четыре тысячи ламп, пять тысяч полупроводниковых диодов, двести тысяч ферритовых сердечников. Доработки позволили увеличить производительность до двадцати тысяч операций с плавающей запятой в секунду и оперативную память до двух тысяч двадцати четырёх разрядных слов. БЭСМ-2 стала первой серийной электронной вычислительной машиной, выпускаемой в СССР серийно. С 1958 года по 1962 год под наблюдение института точной механики и вычислительной техники, который возглавлял Сергей Александрович Лебедев, и коллективом завода имени Володарского было выпущено 67 экземпляров. По неофициальным данным на БЭСМ-2 была рассчитана траектория полёта беспилотной советской ракеты на Луну.
В 1962 году центральный комитет коммунистической партии советского союза принял решение об организации научного центра микроэлектроники, который расположился под Москвой, в городе Зеленограде. В 1963 году в Зеленограде основан центр микроэлектроники «Ангстрем», который являлся одним из основных производителей интегральных схем в СССР до конца существования государства. В стенах данного предприятия в одна тысяча девятьсот семьдесят четвёртом году был создан первый советский микропроцессор БИС
532, позднее переименованный в БИС 587. Процессор 587 серии обеспечивал построения возможность построения: простейших микроконтроллеров, многопроцессорных и многомашинных систем на его базе. На одиннадцать лет позднее «Ангстрем» представил персональный компьютер «Электроника
85», который являлся первым в мире шестнадцатиразрядным персональным компьютером, который имел встроенный язык программирования «BASIC», двадцать шесть ячеек памяти, возможность одновременного хранения до десяти программ при потребляемой мощности две сотых ватта в час. В одна тысяча девятьсот восьмидесятом году институт точной механики и вычислительной техники представил многопроцессорный вычислительный комплекс «Эльбрус
1», построенный по нормам транзисторно-транзистрной логики и состоящий из биполярных транзисторов. Он обладал производительностью двенадцать миллионов операций с плавающей запятой в секунду и оперативной памятью размерами шестьдесят четыре мегабайта. Основными потребителями данного комплекса были военные системы противоракетной обороны.Следующей модификацией многопроцессорного вычислительного комплекса стал «Эльбрус
2», который был представлен в одна тысяча девятьсот восемьдесят пятом году. Его производительность достигала ста двадцати пяти миллионов операций с плавающей запятой в секунду, при объёме оперативной памяти сто сорок четыре мегабайта. После распада СССР случился промышленный крах, в результате которого многие ведущие предприятия обанкротились и перестали существовать. В одна тысяча девятьсот девяносто седьмом году государством был создан холдинг «Росэлектроника», который занялся сбором остатков микропроцессорной промышленности. В данный момент в холдинг входят сто двадцать три предприятия. Результатом банкротства многих ведущих предприятий стало снижение отечественной электроники на мировом рынке с двадцати шести процентов в одна тысяча девятьсот восьмидесятом году до 8 десятых процента в две тысячи восемнадцатом году.
Современные образцы отечественной микропроцессорной техники
Продукция МЦСТ
Эльбрус-1С+
В начале десятых годов АО «МЦСТ» начало разработку одноядерного процессора, обладающего высокой производительностью и низким энергопотреблением. Итог разработок был представлен публике в две тысячи пятнадцатом году и получил название «Эльбрус-1С+». Также данный процессор может похвастаться встроенным ускорителем 3D-графики, поддерживающим кроссплатформенный интерфейс прикладного программирования для визуализации 2D и 3D векторной графики версии OpenGL 2.1 и платформы для написания программ версии OpenGL 1.2. Процессор имеет оригинальную архитектур «Эльбрус», что позволяет ему обеспечивать высокую производительность в математических расчетах, криптографии, цифровой обработке сигналов. В тоже время он может оказывать аппаратную поддержку защищённых вычислений, выводить изображения с разрешением Full HD на два монитора и с разрешением Quad HD на один монитор. На рисунке 1 представлена общая организация процессора «Эльбрус-1С+».
Рисунок 1. Общая организация процессора «Эльбрус-1С+».
Рассмотрев преимущества, о которых нам рассказывает производитель, немного остановимся на характеристиках процессора. Характеристики процессора делятся на две части: технические и технологические. К техническим характеристикам АО «МЦСТ» относит : архитектуру, количество ядер, тактовую частоту, пиковую производительность, кэш-память, оперативную память, видеосистему, периферию. В разделе о технологических характеристиках производитель указывает: топологию, корпус, условия эксплуатации, электропитание. Все характеристики собраны в таблицах 1 и 2.
Таблица 1. Технические характеристики процессора «Эльбрус-1С+»
| Архитектура | Эльбрус, версия 4 |
| Количество ядер | 1 ядро МЦСТ «Эльбрус» для общего назначения, 1 ядро МЦСТ «MGA2» с ускорителем 2D-графики 1 ядро Vivante «GC2500» с ускорителем 3D-графики |
| Тактовая частота | 1000 МГц (для микросхемы 1891ВМ11АЯ) 800 МГц (для микросхемы 1891ВМ11БЯ) 600 МГц (для микросхемы 1891ВМ11ВЯ) 800 МГц (для ядра GC2500) |
| Пиковая производительность | 25 операций в такт в каждом ядре (8 целочисленных, 12 вещественных). 24 GFLOPS одинарной точности, 12 GPLOPS двойной точности ( без учёта производительности видеоядра) |
| Кэш-память | L1: 64 Кбайт данные + 128 Кбайт команды L2: 2 Мбайт |
| Оперативная память | 2 канала DDR3-1600 registered ECC, до 25,6 Гбайт/с 32 Гбайт максимальный объём |
| Видеосистема | 2 независимых канала вывода (2хHDMI, 1хLVSD, 1хVGA), 1920х1080 на два независимых монитора, 2560х1440 на один монитор |
| Периферия | 1 канал ввода-вывода, до 16 Гбайт/с совместимый контроллер КПИ-2 |
Таблица 2. Технологические параметры процессора «Эльбрус-1С+»
| Топология | 375 млн транзисторов 40 нм тех процесс, 122  площадь кристалла (9,54х12,78 мм) |
| Корпус | 34,6х34,6х3 мм 1156 контактов HFCBGA |
| Электропитание | 0,75В,1,0В,1,1В,1,2В,1,5В,1,8В 10 Вт (для микросхемы 1891ВМ11АЯ) 8 Вт (для микросхемы 1891ВМ11БЯ) 6 Вт (для микросхемы 1891ВМ11ВЯ) реализована технология энергосбережения |
| Условия эксплуатации | -60…+90 |