Как продлить срок службы электроники космических аппаратов с помощью защиты от излучения
Краткое резюме
Для повышения надёжности хранения данных в космической электронике применяют ECC-память и перспективный голографический метод записи данных. Голографический метод позволяет восстанавливать информацию по её фрагментам.
**Защита информации в космической электронике: голографический метод**
В сфере электронной аппаратуры космических систем, особенно в устройствах памяти, остро стоит проблема защиты данных от воздействия ионизирующего космического излучения и других внешних факторов. Эти факторы могут искажать хранимую и обрабатываемую информацию.
Радиационные воздействия и космические частицы вызывают многочисленные ошибки в памяти устройств. Хотя известные методы помехоустойчивого кодирования информации эффективны, их действие ограничено по времени, пока количество ошибок не достигнет критического уровня.
Для повышения надёжности хранения данных в ответственных системах применяется ECC-память (error-correcting code memory, память с коррекцией ошибок). Этот тип памяти автоматически обнаруживает и исправляет спонтанно возникающие изменения (ошибки) битов памяти — одну ошибку в одном машинном слове. При длине машинного слова 64 бита количество исправляемых ошибок составляет менее 1,5%.
Одним из перспективных методов повышения надёжности хранения информации является голографический метод записи данных. Он позволяет восстановить блок информации по его фрагменту благодаря свойству делимости голограммы — возможности восстановления полного изображения объекта по части голограммы.
**Голографический метод восстановления информации**
Голографический метод помехоустойчивого кодирования, способный исправлять многократные ошибки, основан на математическом моделировании цифровой голограммы виртуального объекта, который представляет собой блок входных данных.
В процессе кодирования k-разрядный двоичный код входного блока данных преобразуется во вторичный блок — единичный позиционный код с числом позиций n=2^k. При этом закладывается информационная избыточность с числом разрядов r=n-k. Вторичный блок содержит (n-1) нулей и одну единицу в позиции, заданной исходными данными. Таким образом, входной блок данных используется как адрес позиции единицы в последовательности нулей единичного позиционного кода вторичного блока.
Голографическое кодирование заключается в формировании линейной голограммы вторичного блока, который рассматривается как виртуальный оптический объект.
Важно рассмотреть возможность и эффективность применения голографического метода помехоустойчивого кодирования в устройствах памяти, подверженных воздействию внешних факторов, вызывающих случайные и детерминированные (пакетные) ошибки.