Авторитетность издания
ВАК - К1
RSCI, ядро РИНЦ
Добавить в закладки
Следующий номер на сайте
№1
Ожидается:
24 Декабря 2024
Статьи журнала №4 2013
1. Отечественные суперкомпьютерные технологии экзафлопсного класса – необходимое условие обеспечения технологической конкурентоспособности России в XXI веке [№4 за 2013 год]Авторы: Бетелин В.Б. (niisi@niisi.msk.ru) - Научно-исследовательский институт системных исследований РАН (НИИСИ РАН), доктор физико-математических наук;
Аннотация: Владение технологиями предсказательного суперкомпьютерного моделирования при разработке высокотехнологичной продукции в настоящее время является необходимым условием конкурентоспособности страны на высокотехнологичных мировых рынках. Эти технологии относятся к категории стратегических и недоступны на коммерческой основе. Именно данное обстоятельство определило опасное технологическое отставание России от мировых лидеров в авиационной, автомобильной, космической, энергомашиностроительной отраслях. Позиция нашей страны на мировом энергетическом рынке сегодня вполне значима. И именно эта позиция – основа ее экономической, военной и политической безопасности. Поэтому Россия должна выстроить такую стратегию технологического развития, чтобы удержать в третьем тысячелетии долю мирового энергетического рынка, достаточную для своего устойчивого социально-экономического развития. А это невозможно без создания отечественных технологий комплексного предсказательного суперкомпьютерного моделирования процесса извлечения и переработки углеводородов. Использование новейших технологий суперкомпьютерного моделирования в высокотехнологичном промышленном производстве и добыче углеводородов требует применения суперкомпьютеров производительностью порядка 1018 оп./с (экзафлопс) и, как следствие, разработки отечественных технологий создания таких суперкомпьютеров, новых физико-математических моделей, численных методов, расчетных схем и методик, а также новых технологий создания прикладных программных систем.
Abstract: Nowadays mastering predictive supercomputer modelling while developing the high-tech products is nessesary for the country to competie in the global high-tech markets. These technologies are classified as strategic and are not available on a commercial basis. This circumstance has determined the dangerous technological gap between Russia and the world leaders in aerospace, automotive, power engineering industries. Russia has quite significant position in the global energy market. And this position is the basis of economic, military and political security of the country. Therefore, Russia should build a technological development strategy to keep the share of the global energy market that is sufficient for sustainable socio -economic development of the country. It is impossible without creating national predictive supercomputing technologies for modeling of extraction and processing of hydrocarbons. Using the latest technologies in high-tech supercomputer simulation in industrial production and hydrocarbon production requires the use of supercomputing with a productivity rate of 1018 operations per second (exaflops). As a consequence, it also motivates to develop domestic technologies for the creation of supercomputers, new physical and mathematical models, numerical methods, computational schemes as well as new technologies to create application software systems
Ключевые слова: отечественные суперкомпьютерные технологии, доля мирового рынка, мировой энергетический рынок, высокотехнологические продукты, предсказательное моделирование, экзафлопс, суперкомпьютерKeywords: domestic supercomputer technologies, the share of the world market, the global energy market, high-tech products, predictive modeling, exaflops, supercomputer
Просмотров: 11845
2. Об одном подходе к оценке качества обработки видеографической информации [№4 за 2013 год]
Авторы: Кольцов П.П. (koltsov@niisi.msk.ru) - НИИСИ РАН, г. Москва, доктор технических наук;
Аннотация: В статье изложена разработанная в НИИСИ РАН идеология построения универсальной оценки качества работы компьютерных программ, реализующих тот или иной метод решения некоторой задачи обработки видеографической информации. Такая оценка позволяет сравнивать на сопоставимой основе эффективность работы программ с целью выбора среди них наиболее адекватных условиям применения. Разработчикам практических систем обработки видеографической информации изложенный подход позволит уже на стадии проектирования системы сделать обоснованный выбор программной реализации для решения стоящей перед ними задачи. Рассмотрены примеры применения изложенного подхода для сравнительной оценки ряда широко используемых программных реализаций решения задач выделения границ, реставрации, уточнения контуров, сегментации, текстурного анализа, а также исследование их устойчивости относительно аффинных преобразований. Внешние условия моделировались зашумлением и размытием стандартизованного набора эталонных изображений. В роли универсальной оценки качества в примерах были рассмотрены статистические и размытые меры, метрики Евклида и Хаусдорфа. Эти примеры позволили выявить особенности поведения программных реализаций и получить области их предпочтительного применения.
Abstract: The paper describes the ideology of universal performance evaluation of computer programs. It is developed in SRISS RAS and implements one or another method of solving a problem of video-graphical information processing. It enables comparing programs effectiveness on a consistent basis to choose the most appropriate for use. The stated approach will allow developers of practical systems for video-graphical information processing to chose reasonably one or another software implementation to achieve the developer's task at the stage of the system's design. There are examples of the approach application for a comparative estimation of widely used computer implementations of solving tasks: edge detection, restoration, the boundaries clarifying, segmentation and texture analysis. Their stability for affine transformations is also investigated. External conditions were simulated by noising and a blurring of standardized set of reference images. The statistical and fuzzy measures, Euclidean and Hausdorff metrics are considered as universal performance evaluation. The given examples have allowed revealing the special features of the reviewed computer implementations and get their preferred application fields.
Ключевые слова: специфичность, чувствительность, сегментация, реставрация изображений, выделение границ, эталонные изображения, обработка изображенийKeywords: specificity, sensitivity, segmentation, image restoration, edge detection, reference images, image processing
Просмотров: 15569
3. Радикальные изменения диэлектрической проницаемости наноразмерных пленок серебра под воздействием приложенного напряжения [№4 за 2013 год]
Авторы: Крыжановский Б.В. (kryzhanov@mail.ru) - НИИСИ РАН (член-корр. РАН, руководитель центра), доктор физико-математических наук; Палагушкин А.Н. (iontras@yandex.ru) - НИИСИ РАН (зав. отделом); Прокопенко С.А. (iontras@yandex.ru) - НИИСИ РАН (зав. сектором); Сергеев А.П. (iontras@yandex.ru) - НИИСИ РАН (зав. сектором ); Меликян А.О. (armen_melikyan@hotmail.com) - Институт математики и высоких технологий, Российско-армянский (Славянский) университет (профессор), доктор физико-математических наук;
Аннотация: Методом поверхностного плазмонного резонанса обнаружено значительное изменение диэлектрической проницаемости пленки серебра под влиянием приложенного постоянного напряжения к наноразмерной структуре металл-диэлектрик-металл. Структура изготовлена в виде конденсатора с пленками Ag толщиной 49 нм и 37 нм в качестве обкладок и пленкой Al2O3 толщиной 177 нм в качестве диэлектрика. Эффект проявляется в значительном изменении коэффициента отражения световой волны при подаче на электроды напряжения до 30 V. Хорошее соответствие теории результатам эксперимента достигается, если принять, что оптические параметры Ag на аноде и катоде изменяются по-разному, а в слое диэлектрика Al2O3 появляется поглощение. Показано, что при напряжении свыше 16 V величина показателя преломления катодного слоя серебра обращается в нуль.
Abstract: The surface plasmon resonance (SPR) technique is used to detect a considerable change of the dielectric constant of a silver film when a constant voltage is applied to a MDM nanostructure. The structure looks like a capacitor with Ag films 49 nm and 37 nm thick as capacitor plates and a 177-nm Al2O3 film as the dielectric. The effect is a significant change of light reflectance when applied voltage is up to 30 V across the electrodes. A good match between the theory and experiment can be achieved with the assumption that the optical properties of silver change differently at the cathode and the anode, and the Al2O3 dielectric layer begins absorbing the light. The refraction of the cathode silver layer is shown to become zero when the voltage is greater than 16 V
Ключевые слова: диэлектрическая проницаемость, напряжение, наноразмерные пленки, плазмонный резонансKeywords: dielectric constant, DC voltage, nanoplates, surface plasmon resonance
Просмотров: 10698
4. О возможности реализации мобильной сети спутниковой связи стандарта DVB-RCS с пространственно-частотно-временным разделением ресурса в Х-диапазоне [№4 за 2013 год]
Авторы: Генов А.А. (vlad_osipovv@mail.ru) - НИИСИ РАН (профессор, ведущий научный сотрудник), доктор технических наук; Осипов В.В. (vlad_osipovv@mail.ru) - НИИСИ РАН (доцент, старший научный сотрудник), кандидат технических наук; Савилкин С.Б. (savilkin@mail.ru) - Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет), Волоколамское шоссе, 4, г. Москва, 125993, Россия (доцент, старший научный сотрудник), кандидат физико-математических наук;
Аннотация: Спутниковые сети носимых земных станций в настоящее время реализуются через космические аппараты на геостационарной орбите, как правило, в режиме прямой ретрансляции с частотным разделением каналов (FDMA). Переход к стандарту DVB-RCS с пространственно-частотно-временным разделением каналов (MSF-TDMA) предполагает реализацию на борту космического аппарата многолучевых приемно-передающих антенн (гибридных многолучевых антенн или активных фазированных антенных решеток) и мультисервисных бортовых цифровых платформ стандарта DVB-RCS, обеспечивающих многоканальную демодуляцию сигналов земных станций. Использование стандарта DVB-RCS с MSF-TDMA позволяет существенно расширить функциональные характеристики сетей мобильной связи через космические аппараты на геостационарной орбите. Для перехода к более высоким скоростям передачи информации, принятым в сетях спутниковой связи стандарта DVB-RCS, необходимо более чем на порядок увеличить энергетический потенциал спутниковых радиолиний космического аппарата «Стационар», что может быть обеспечено только путем создания на борту космического аппарата «Стационар» многолучевых приемно-передающих антенн. Модернизация «Стационар» путем введения его в состав мультисервисных бортовых цифровых платформ и многолучевых антенн позволит реализовывать в Х-диапазоне на базе земных станций типа «Белозер» сети мобильной спутниковой связи стандарта DVB-RCS (MSF-TDMA), в которых будет обеспечиваться возможность организации высокоскоростной прямой связи абонентских земных станций друг с другом.
Abstract: Nowadays satellite networks for mobile earth stations are implementing in the spacecrafts on geostationary orbit in direct relay mode with frequency-division multiplexing.
The DVB-RCS standard with a spatial frequency TDMA involves placing on board a spacecraft multipath receiving-transmitting antenna and multi-board DVB-RCS standard digital platforms, providing multi-channel demodulation of earth stations sygnals.
Using the DVB-RCS standard with MSF-TDMA can significantly extend the functional characteristics of mobile networks with satellites in a geostationary orbit.
To use higher data transmition rate that as in DVB-RCS standard satellite communication networks, there is a need to increase the energy potential of satellite radio links "Statsionar" spacecraft. It can be achieved only whem establish multibeam receiver-transmit antennas on-board the "Statsionar" spacecraft.
The "Statsionar" spacecraft modernisation is possible with the implementation of Multiservice onboard digital platforms and LAM in the spacecraft. It will allow using DVB-RCS (MSF-TDMA) mobile satellite communications standard in the
X-band based on the AP-type "Belozer", which can help to organize high-speed direct connection between AP subscribers.
Ключевые слова: dvb-rcs, распределенные ресурсы, мобильная связьKeywords: dvb-rcs, distributed resources, mobile communication
Просмотров: 12373
5. Энергетические затраты, быстродействие и проблема теплоотвода в микропроцессорах [№4 за 2013 год]
Авторы: Бобков С.Г. (bobkov@cs.niisi.ras.ru) - Научно-исследовательский институт системных исследований РАН, г. Москва (директор); Мадера А.Г. (alexmadera@mail.ru) - НИИСИ РАН (профессор, зав. отделом), доктор технических наук;
Аннотация: В статье проанализированы физические принципы энергетических затрат в современных микропроцессорах, часть потребляемой энергии которых расходуется на совершение необходимых операций, а другая, значительная ее часть, необратимо диссипируется в виде тепла. Переход существенной доли потребляемой электроэнергии в тепловую приводит к нагреванию микропроцессоров, обусловливая как уменьшение надежности и изменение статических и динамических электрических параметров микропроцессоров, так и выход их эксплуатационных характеристик за пределы допусков, приводя к отказам, неправильному срабатыванию и пр. В силу противоречивого характера требований, предъявляемых к росту быстродействия микропроцессоров при одновременном снижении энергетических затрат, вопросу взаимосвязи между электрическими параметрами микропроцессоров и протекающими в них тепловыми процессами уделяется особое внимание. Приводятся оценки перспектив различных физических принципов отвода тепла от микропроцессоров при различных мощностях их тепловыделения. Полученные зависимости показывают, что оценки значений мощностей потребления микропроцессоров с точки зрения принципиальных возможностей различных способов охлаждения по снижению температуры еще весьма далеки от своих предельных физических ограничений.
Abstract: The paper analyzes the physical principles of energy expenditure in modern microprocessors. The most part of the energy consumption is irreversibly dissipated as heat and another is spent on making all necessary operations. Transition of consumed energy to the heat causes microprocessors heating. It results in reliability decreasing and changing static and dynamic electrical parameters of microprocessors, as well as overranging their performance charachteristics resulting in failures, malfunction, etc. Because of the controversial requirements for increase of microprocessors speed while reducing energy expenditure, the issue of the relationship between the electrical parameters of microprocessors and their thermal processes is given special attention. There are the estimates of the perspectives of the physical principles of heat sink in microprocessors at different heat output. From the point of view of the fundamental capabilities of different cooling methods the obtained dependences show that the assessment of the microprocessor power consumption is still far from reaching their maximum physical limitations.
Ключевые слова: тепловые процессы, энергопотребление, мощность потребления, высокопроизводительные вычислительные системы, микропроцессорыKeywords: thermal processes, energy costs, power consumption, high-performance computing systems, microprocessors
Просмотров: 12893
6. Программная конвейеризация циклов для ускорителя плавающей арифметики в составе процессора Комдив128-РИО [№4 за 2013 год]
Авторы: Вьюкова Н.И. (niva@niisi.msk.ru) - НИИСИ РАН, г. Москва; Галатенко В.А. (galat@niisi.msk.ru) - НИИСИ РАН, г. Москва (зав. сектором автоматизации программирования), кандидат физико-математических наук; Самборский С.В. (sambor@niisi.msk.ru) - НИИСИ РАН, г. Москва;
Аннотация: Представлен метод программной конвейеризации циклов для специализированного ускорителя в составе процессора Комдив128-РИО архитектуры MIPS. Программирование ускорителя производится только на языке ассемблера, поскольку создание компиляторов с языков высокого уровня для него невозможно из-за ряда архитектурных особенностей. Ручная разработка эффективных вычислительных циклов для ускорителя является сложной задачей, так как программист должен учитывать множество факторов, таких как отсутствие аппаратных задержек по неготовности данных, сложная структура регистрового файла, отсутствие ветвлений и ограниченный аппаратный стек. Целью работы является разработка автоматических средств программной конвейеризации циклов для специализированного ускорителя. Это позволяет программисту писать достаточно простые внутренние циклы, которые правильно реализуют вычисления, но могут быть неоптимальными. Затем исходный цикл трансформируется в конвейеризованный, на нем достигается максимальная или близкая к максимальной эффективность выполнения заданных программистом вычислений. Использование точного подхода, основанного на применении методов целочисленного линейного программирования, позволяет обеспечить оптимальную производительность кода. Основное внимание в статье уделено особенностям формулировки задачи целочисленного линейного программирования, связанным со спецификой архитектуры ускорителя. Рассмотрены вопросы точного подсчета числа требуемых регистров, а также проблема понижения кратности развертки конвейеризованных циклов.
Abstract: The paper presents a method of software pipelining for a specialized floating point accelerator in the Komdiv128-RIO processor with MIPS architecture. Programs for the accelerator may be developed in Assember only. Implementation of a high level languages compiler is impossible due to architectural peculiarities of the accelerator. Manual writing of efficient computational loops for the accelerator is complicated. A programmer should keep in mind miltiple factors, such as lack of hardware delays on unready input data and complicated structure of the register file.
The purpose of the work is to develop an instrument for automated software pipelining of loops for the specialized accelerator. A programmer may write quite simple internal loops which implement the calculations correctly but probably inefficiently. The loop is then transforming to a pipelined one with maximal calculating efficiency or close to the maximal one. Use of a precise approach based on integer linear programming (ILP) methods allows achieving the optimal efficiency of a code. The article is focused on specific points of the ILP task formulation connected with peculiarities of the accelerator architecture. The authors discuss the issues of exact calculation of the number of required registers as well as a problem of reducing the unroll factor of pipelined loops.
Ключевые слова: предикатное выполнен, архитектура сверхдлинного командного слова (vliw), ускоритель арифметических операций с плавающей запятой, целочисленное линейное программирование (цлп), планирование по модулю, программная конвейеризация циклов, оптимизация программKeywords: predicated execution, Very Large Instruction Word (VLIW), floating point accelerator, integer linear programming (ILP), modulo scheduling, software pipelining, program optimization
Просмотров: 12151
7. Нормативная база построения аэрокосмических тренажерно-обучающих систем [№4 за 2013 год]
Авторы: Мамросенко К.А. (kirillam@ya.ru) - Научно-исследовательский институт системных исследований РАН, г. Москва (руководитель Центра), кандидат технических наук;
Аннотация: Международной организацией гражданской авиации (ICAO) разработан набор критериев для оценки и квалификации тренажеров Doc 9625. Назначение этого руководства – предоставить ведомствам гражданской авиации государств методы квалификационной оценки пилотажного тренажера путем первоначальной и последующих периодических оценок тренажера. Документ Flight Simulator Design and Performance Data Requirements, выпущенный International Air Transport Association в 2009 г., связан с Doc 9625 и определяет требования к набору исходных данных (Data package) для проектирования тренажера. В дополнение к стандартам в том же году выпущено техническое руководство по квалификационной оценке Flight Simulator Evaluation Handbook, в котором описаны последовательности проведения тестов, необходимых для корректной сертификации. В России тоже разрабатывались подобные документы. После построения тренажера перед разработчиками встает задача проверки соответствия тренажера реальному устройству. Как правило, до 80 % времени разработки проекта затрачивается на проведение тестов математической модели объекта. Воспроизвести на тренажере все действия оператора, выполняемые на реальной системе, довольно сложно. Выходом из подобной ситуации может быть автоматическая подача входных сигналов на тренажер, взятых из записей работы реальной системы. Необходимо учитывать, что после присвоения тренажеру сертификата определенного уровня по стандартам FAA или JAA внесение изменений в элементы конструкций, программное обеспечение и т.д., в том числе обновление компонентов тренажера, может привести к изменениям характеристик всей системы, а сам тренажер может оказаться не соответствующим присвоенному ранее уровню. К сожалению, необходимый перечень требований и соответствующих нормативных документов к тренажерно-обучающим системам в данной области труднодоступен.
Abstract: International civil aviation organization (ICAO) has developed a Manual of Criteria for the Flight Simulation Training Devices Qualification (Doc 9625). This guide was created for civil aviation authorities and is aimed to provide methods of flight simulator qualification using initial and recurrent evaluations of the simulator. The document “Flight Simulator Design and Performance Data Requirements”, 7th edn, issued by the International Air Transport Association (2009) is related to the Doc 9625 and defines the requirements to the set of initial data (Data package) for the simulator design. In addition to the standards there is a technical guideline for the qualification – “Flight Simulator Evaluation Handbook”, vol. 1, 4th edn, Royal Aeronautical Society, London 2009. It includes descriptions of tests sequence necessary for correct certification. Similar documents have already been developed in Russia.
After the simulator construction the developers must check if the simulator matches the real device. Up to 80 % of the project development time is spent on testing the mathematical model of object. It is quite difficult to reproduce all actions of the real system operator on the simulator.
In this situation, automatic signal input can be used for simulator testing with data from the real system.
It is necessary to pay attention to the fact that after assigning a certificate of a certain level by the FAA or JAA standards to the trainer, introduction of changes to the elements design, software, etc., including updating the components of the simulator, can lead to changes of all the systems characteristics.
The simulator may cease to comply with the earlier assigned level.
The information in this article is intended for organizations-developers, designing an architecture of the training systems.
Ключевые слова: мультимедийные технологии, математическое моделирование, распределенные вычисления, тренажерно-обучающая системаKeywords: multimedia technologies, mathematical and computer modeling, distributed computing, training systems
Просмотров: 18947
8. Разработка высоконадежных многопроцессорных модулей на базе высокоскоростных каналов RapidiO [№4 за 2013 год]
Авторы: Бобков С.Г. (bobkov@cs.niisi.ras.ru) - Научно-исследовательский институт системных исследований РАН, г. Москва (директор); Еремин А.А. (eremin@cs.niisi.ras.ru) - НИИСИ РАН, г. Москва; Кондратьева Н.В. (nvkondratyeva@mephi.ru) - НИИСИ РАН, г. Москва (зав. сектором), кандидат физико-математических наук; Сердин О.В. (serdin@cs.niisi.ras.ru) - НИИСИ РАН, г. Москва (зам. зав. отделом ), кандидат технических наук;
Аннотация: Рассматриваются общие подходы к созданию сбоеустойчивых к внешнему воздействию радиационных факторов и к экстремальным тепловым режимам эксплуатации высокопроизводительных модулей на базе современных систем на кристалле с технологическими нормами изготовления 180 и менее нанометров и их реализация в многопроцессорном модуле ЦП-РИО-64, созданном на базе микросхемы 1890ВМ6Я. В разработанном модуле используется новый аппаратно-программный способ достоверного исполнения программ и реализована распределенная система управления восстановлением. Модуль ЦП-РИО-64 относится к вычислительной технике и может быть использован для построения цифровых вычислительных комплексов, выполняющих в реальном масштабе времени прием по высокоскоростным каналам потоков данных RapidIO, первичную обработку сигналов (пространственно-временной спектральный анализ, формирование частотных диапазонов, фильтрацию, пороговое обнаружение), вторичную, третичную и общекомплексную обработку информации, включая решение задач отображения, консервации, документирования и управления на рабочих местах операторов, а также обмен данными с другими приборами и системами.
Abstract: The paper contains the description of general approaches for designing and creating high-performance modules tolerant to the impact of external radiation factors and extreme thermal operation modes. The modules are based on the modern System-on-a-Chip (SoC) with technology-specific rules 180 nanometers or less. The article introduces the realization of these principles in the multiprocessor CP-RIO-64 module based on a chip (SoC) – 1890VM6IA.
A new hardware-software technique for reliable program execution and a distributed control system for recovery are realized in the high-performance CP-RIO-64 module with RapidIO Interconnect Architecture. The RapidIO Interconnect Architecture is designed to be compatible with the most popular integrated communications processors, host processors and networking digital signal processors. It is a high-performance, packet-switched, interconnect technology. High Speed RISC Processor CP-RIO-64 module contains a RapidIO switch, several Systems-on-a-Chips, DDR SDRAM with ECC Support, Nand Flash memory blocks. The CP-RIO-64 module belongs to computer facilities. It can be used to create digital computer systems, which are carrying out real time data receiving by high speed RapidIO bus, preprocessing the signals (the space-time spectral analysis, the frequency ranges formation, the filtration and threshold detection) and also secondary, tertiary and general information processing including data exchange with other devices and systems.
Ключевые слова: цифровой вычислительный комплекс (цвк), повышение сбоеустойчивости, система на кристалле (снк), коммутатор rapidio, rapidio lp-serial, rapidio lp-lvdsKeywords: computer system, increasing stability, System-on-a-Chip (SoC), RapidIO switch, rapidio lp-serial, rapidio lp-lvds
Просмотров: 9814
9. Подготовка детализированной текстуры поверхности для высокореалистичной визуализации Земли [№4 за 2013 год]
Авторы: Мальцев А.В. (avmaltcev@mail.ru) - НИИСИ РАН, г. Москва, кандидат физико-математических наук;
Аннотация: Одним из основных критериев обеспечения высокой реалистичности изображений при визуализации модели Земли в имитационно-тренажерных комплексах подготовки космонавтов является использование в процессе рендеринга детализированной текстуры земной поверхности. В данной статье предлагаются технология подготовки такой текстуры из исходного набора тайлов (фотоизображений небольших участков земной поверхности) одинакового размера для ее дальнейшего применения в приложениях, созданных для визуализации моделей Земли и использующих системы распределенных вычислений, а также технология сверхбольших текстур. В рамках проблемы рассматривается решение ее наиболее существенных задач. Поскольку, как правило, исходные тайлы заданы в проекции Меркатора, в работе предлагается и подробно разбирается алгоритм преобразования текстуры с проекцией Меркатора в удобную для последующего использования текстуру с эквидистантной цилиндрической проекцией. Также рассматривается способ для бесшовного добавления в подготавливаемую текстуру водных поверхностей в случае их отсутствия в исходном наборе тайлов, заключающийся в использовании специальной текстурной маски в градациях серого цвета. Метод создания такой маски предложен и описан в одном из разделов данной статьи. Кроме того, в работе рассматривается созданный на основе предлагаемых технологий, методов и алгоритмов программный комплекс. Комплекс состоит из трех приложений, работающих под управлением операционной системы Microsoft Windows, и одного сценария для программы Adobe Photoshop, которые в совокупности позволяют пользователю за несколько шагов подготовить требуемую текстуру земной поверхности.
Abstract: One of the main criteria for providing highly realistic images when Earth model is rendered in the simulation-training complexes is to use Earth's detailed surface texture in visualization process. This paper proposes such texture preparation technology from initial set of same size tiles (photo images of Earth's small surface area). This texture can be subsequently used in applications that visualize Earth models and use distributed computing as well as ultra-large texture technology. The article consideres the decisions of the most important tasks regarding the described problem. Since original tiles are usually set in the Mercator projection, the algorithm is proposed to transform Mercator projection texture to equidistant cylindrical projection texture which is easier to use hereinafter. Also the way for seamless adding water surfaces to prepare texture is described if they are absent in the original set of tiles. It includes using special grayscale mask texture. The method of such a mask creation is proposed and described in one of the sections of this article. In addition, in the paper describes the software complex that has been created based on proposed technologies, methods and algorithms. This complex consists of three applications for Microsoft Windows operating system and one script for the Adobe Photoshop program. They allow user to prepare a required texture of Earth’s surface in a few steps.
Ключевые слова: видеотренажеры, текстурирование, модели планет, высокореалистичная визуализацияKeywords: video trainers, texturing, planet models, high realistic visualization
Просмотров: 11456
10. Проблемы схемотехнического моделирования нанотранзисторов со структурой «кремний на изоляторе» [№4 за 2013 год]
Авторы: Масальский Н.В. (volkov@niisi.ras.ru) - НИИСИ РАН (зав. сектором), кандидат физико-математических наук;
Аннотация: Обсуждаются особенности физического моделирования, ориентированного на задачи схемотехнического проектирования. Особое внимание уделено принципам построения физических моделей «кремний на изоляторе» нано- транзистора для схемотехнических целей применительно к программе схемотехнического моделирования SPICE. Описана процедура адаптации новых оригинальных моделей транзистора к схемотехническим средствам HSPICE, осуществляемая посредством открытого интерфейса данной программы. Рассматривается методика оптимизации топологических и электрофизических параметров двухзатворных нано- транзисторов с использованием технологии «кремний на изоляторе» с тонкой нелегированной рабочей областью, без перекрытия областей затвора и стока/истока с учетом физических ограничений и технологических требований. На основании результатов численного моделирования обсуждаются критерии выбора ключевых топологических параметров транзисторов для реализации требований в соответствии с программой «International technology roadmap for semiconductor 2012 edition» для перспективных приложений с низким уровнем потребляемой мощности. Совокупный анализ вольт-амперной характеристики транзисторов и таких характеристик логических вентилей, как временная задержка переключения, активная и статическая мощность, показывает, что прототипы рассматриваемых устройств применимы для реализации проектов высокопроизводительных СБИС.
Abstract: The paper discusses the features of physical simulation oriented on circuit CAD. The article is focused on the principles of constructing physical models of SOI MOSFET nanotransistor with reference to the circuit simulation SPICE program. The capabilities of actuation in the SPICE program of original SOI MOSFET nanotransistor models are analyzed. The procedure to adapt a transistor model for HSPICE circuit simulation means using the Opened interface of the given program is described.
The author discusses a procedure allowing to optimize topological and electrophysical parameters of double gate SOI nanotransistors with a thin unalloyed working area, with underlap gate and drain/source regions considering the physical restrictions and process requirements. The selection criteria of the key topological parameters of transistors to implement the requirements according the International Technology Roadmap for Semiconductor 2012 Edition program for promising applications with a low power consumption level are discussed based on the numerical simulation results. The complex analysis of the transistor VACs and gate characteristics, such as a time switching delay, active and static power, shows that prototypes of the considered units are applicable for high-performance VLSI projects.
Ключевые слова: низкая потребляемая мощность, логический вентиль, кни-нанотранзистор, кремний на изоляторе (кни), hspice, схемотехническое моделированиеKeywords: low supply power, the logic gate, logic gate, SOI nanotransistor, hspice, circuitry simulation
Просмотров: 13270
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | Следующая → ►
