《電子技術(shù)應(yīng)用》
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胚胎電子系統(tǒng)及其故障自檢測自修復(fù)研究
2022年電子技術(shù)應(yīng)用第10期
彭禮彪1,鄧永利2,帥 萍1,畢東杰1,李西峰1,謝永樂1
1.電子科技大學(xué) 自動化工程學(xué)院,四川 成都 611731; 2.北京航空工程技術(shù)研究中心 北京 100076
摘要: 胚胎電子系統(tǒng)是模擬生物細(xì)胞組織結(jié)構(gòu)和生長機(jī)制而設(shè)計的一種新型仿生硬件系統(tǒng)。由于其具有良好的故障容錯能力,能有效地提高電子裝備在復(fù)雜應(yīng)用環(huán)境中的可靠性,在航空航天、深水探測、電磁對抗等應(yīng)用領(lǐng)域具有重要價值。近年來,關(guān)于胚胎電子系統(tǒng)的研究主要圍繞胚胎陣列結(jié)構(gòu)設(shè)計、分化設(shè)計和可靠性等問題展開,取得了豐富的成果。首先介紹了胚胎電子系統(tǒng)國內(nèi)外研究現(xiàn)狀,并對目前胚胎電子系統(tǒng)的主要結(jié)構(gòu)、自檢測技術(shù)和自修復(fù)技術(shù)關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了歸納總結(jié),最后在現(xiàn)有研究基礎(chǔ)上,分析了胚胎電子系統(tǒng)故障自檢測和自修復(fù)技術(shù)研究存在的主要瓶頸及未來的研究方向。
中圖分類號: TP311
文獻(xiàn)標(biāo)識碼: A
DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.222631
中文引用格式: 彭禮彪,鄧永利,帥萍,等. 胚胎電子系統(tǒng)及其故障自檢測自修復(fù)研究[J].電子技術(shù)應(yīng)用,2022,48(10):13-20.
英文引用格式: Peng Libiao,Deng Yongli, Shuai Ping,et al. A survey of embryonic electronic system and its fault self-detection and self-repair[J]. Application of Electronic Technique,2022,48(10):13-20.
A survey of embryonic electronic system and its fault self-detection and self-repair
Peng Libiao1,Deng Yongli2,Shuai Ping1,Bi Dongjie1,Li Xifeng1,Xie Yongle1
1.School of Automation Engineering, University of Electronic Science and Technology of China, Chengdu 611731, China; 2.Beijing Aeronautical Technology Research Center, Beijing 100076, China
Abstract: The embryonic electronic system is a bionic hardware system designed based on the growth and development mechanism of multicellular organisms. Because of its good fault tolerance, it can effectively improve the reliability of electronic equipment in complex application environments, and has important application value in aerospace, deep-water exploration and other complex fields. In recent years, the research on embryonic electronic systems has mainly focused on new design of array structure, reliability and optimization design and other issues, and have achieved rich results. This article firstly introduces the current research status of embryonic electronic system, and summarizes the main structure, self-detection technology and self-repair technology of current embryo electronic system. Finally, on the basis of existing research, the main bottlenecks and future research directions of embryonic electronic system fault self-detection and self-repair technology are analyzed.
Key words : embryonic electronic system; self-detection; self-repair

0 引言

    隨著半導(dǎo)體技術(shù)、先進(jìn)制造技術(shù)的迅猛發(fā)展,復(fù)雜化、高度集成和智能化成為現(xiàn)在裝備電子系統(tǒng)最顯著特點。然而復(fù)雜度和集成度的提高也給電子系統(tǒng)的可靠性設(shè)計帶來了巨大挑戰(zhàn)。尤其在航空航天,深水探測等極端應(yīng)用領(lǐng)域中,電子系統(tǒng)工作環(huán)境復(fù)雜多變,電子系統(tǒng)故障率高且難以預(yù)測,裝備一旦發(fā)生故障,難以進(jìn)行現(xiàn)場維護(hù)。此時高可靠性和適應(yīng)性對這種電子系統(tǒng)具有壓倒性的重要地位,這時賦予電子系統(tǒng)故障自檢測自修復(fù)能力將極大地提高電子裝備的可靠性和可用性,復(fù)雜應(yīng)用環(huán)境中電子系統(tǒng)的高可靠性設(shè)計技術(shù)是一個亟待持續(xù)深入研究的重要話題。

    在提高裝備電子系統(tǒng)可靠性方面,避錯與容錯是常用的兩種關(guān)鍵技術(shù)。避錯技術(shù)通常采用高質(zhì)量結(jié)構(gòu)材料及正確設(shè)計方法盡量避免故障發(fā)生。但無論采用何種制造技術(shù),都無法完全避免故障的發(fā)生。并且利用避錯技術(shù)來提高系統(tǒng)的可靠性的同時也會帶來裝備制造成本急劇上升。容錯技術(shù)是進(jìn)一步提高裝備系統(tǒng)可靠性關(guān)鍵,它能夠在系統(tǒng)內(nèi)部出現(xiàn)故障的情況下由系統(tǒng)自發(fā)采取相應(yīng)措施,在一定的性能指標(biāo)下繼續(xù)維持系統(tǒng)可靠運(yùn)行。隨著技術(shù)的進(jìn)步和對電子系統(tǒng)可靠性、安全性更苛刻的需求,傳統(tǒng)的容錯技術(shù)已不能充分適應(yīng)日益苛刻的可靠性現(xiàn)實需求。





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作者信息:

彭禮彪1,鄧永利2,帥  萍1,畢東杰1,李西峰1,謝永樂1

(1.電子科技大學(xué) 自動化工程學(xué)院,四川 成都 611731;

2.北京航空工程技術(shù)研究中心 北京 100076)




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