Организация интерфейса распределённой системы оценки стойкости полупроводниковых изделий

УДК 681.324

ОРГАНИЗАЦИЯ ИНТЕРФЕЙСА РАСПРЕДЕЛЁННОЙ СИСТЕМЫ ОЦЕНКИ СТОЙКОСТИ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ ИЗДЕЛИЙ

Е.С. Пашковская, М.Е. Пашковский, В.Ф. Барабанов

В предлагаемой работе сформированы структура распределенной системы оценки стойкости полупроводниковых изделий и соответствующая ей схема организации графического интерфейса программной системы

Ключевые слова: графический интерфейс, распределенная информационная система, стойкость полупроводниковых изделий

Любое программное обеспечение может быть охарактеризовано рядом показателей,

определяющих в конечном итоге его качество, и связанных, в первую очередь, со спектром решаемых задач, функциональными возможностями, точностью применяемой математики и алгоритмов. В то же время важную роль играют и другие показатели, такие как надежность

функционирования, быстродействие и удобство взаимодействия пользователя с программным обеспечением. Зачастую именно удобство взаимодействия пользователя с программным обеспечением является одним из основных показателей, определяющих популярность и простоту использования, а значит и доступность программного обеспечения для конечного пользователя. Совокупность возможностей, способов и методов взаимодействия пользователя с системой определяет пользовательский графический интерфейс, базовые принципы которого закладываются ещё на начальных этапах проектирования программного обеспечения.

При формировании графического интерфейса пользователя приходится отталкиваться от функциональных возможностей, структуры программного обеспечения и необходимости ввода пользователем дополнительной информации. Важное значение имеет уровень эргономичности интерфейса: программное обеспечение должно быть удобным в эксплуатации и не требовать чрезмерного напряжения усилий пользователя [1]. В задачи графического интерфейса включены также важные функции проверки правильности проведенных вводимых данных и расчетов для исключения ряда коллизий, связанных с некорректным вводом данных и проведением недопустимых операций. Выделенные элементы интерфейса должны быть точно выраженными и однозначными, чтобы их использование не требовало знаний о том, как они

Пашковская Елена Сергеевна - ГНИИИ ПТЗИ ФСТЭК России, науч. сотрудник, e-mail: h-elen-com@yandex.ru Пашковский Михаил Евгеньевич - ОАО НВП «ПРОТЕК», канд. техн. наук, зам. нач. отдела, e-mail: h-elen-com@yandex.ru

Барабанов Владимир Федорович - ВГТУ, д-р техн. наук, профессор, e-mail: bvf@list.ru

реализуют свои функции. По этим причинам формирование интерфейса системы оценки стойкости полупроводниковых изделий является одной из ключевых задач при разработке специального программного обеспечения распределенной вычислительной системы с использованием интегрированной базы данных.

Исходя из целей и задач, а также выбранной концепции функционирования программного комплекса определены элементы интерфейса, характерные для всех разрабатываемых модулей (подсистем), обеспечивающих общность

предоставления и выбора информации, а также инструменты, посредством которых он будет реализован. На начальных стадиях разработки программного обеспечения была определена структура распределенной системы, включающей, в том числе, единое хранилище данных и функции (операции), выполняемые распределенной системой. Специфика каждой из реализуемых подсистем определяется на завершающих этапах разработки и в процессе модернизации специального программного обеспечения.

Структура распределенной системы оценки стойкости полупроводниковых изделий

представлена в [2, 3] и включает:

- подсистему идентификации, обеспечивающую реализацию функций проверки подлинности регистрируемого участника процесса. В процессе идентификации определяется группа допуска и, как следствие, перечень доступных пользователю операций в системе. Данная подсистема обеспечивается отдельным хранилищем с перечнем учетных записей пользователей и их атрибутов;

- систему управления проектом. Ключевой модуль системы позволяет организовать информационное пространство проекта, в котором хранится вся информация, используемая в процессе моделирования и оценки стойкости радиоэлектронной аппаратуры и элементной базы. Пространство данных проекта хранится на сервере системы и может корректироваться ограниченным кругом лиц;

- единое хранилище данных, выполняющее роль банка данных и позволяющее проводить просмотр данных элементов, их параметров и

характеристик (критичные параметры и эксплуатационные характеристики) из

интегрированной библиотеки компонентов, имеет связь с интегрированной библиотекой проектов, в которой содержатся весь перечень созданных в системе проектов, история их создания и результаты проведенных расчётов;

- внешнюю информационную среду поддержки моделирования и проектирования, включая нормативную документацию (различные ГОСТы и требования, предъявляемые техническими условиями в рамках разрабатываемого проекта);

- подсистему контроля и коррекции единой информационной системы, позволяющую допущенной группе лиц (административной группе) осуществлять коррекцию и дополнение единого хранилища данных. Непривилегированные пользователи могут внести изменения в хранилище посредством формирования соответствующего сообщения администратору системы, содержащего необходимые изменения;

- модуль интеграции информационной системы, который позволяет проводить добавление информации для определенного проекта из

сторонних источников;

- подсистему оценки характеристик стойкости радиоэлектронной аппаратуры и элементной базы к единичным эффектам при воздействии отдельных заряженных частиц космического пространства. Система требований позволяет оценить вероятность сбоя блока космического аппарата и проверить конфигурацию разрабатываемого блока на соответствие требованиям стойкости;

- подсистему оценки интегральных эффектов, связанных с общей накопленной дозой проекта, позволяющую оценить вероятность отказа рассматриваемого объекта при воздействии заряженных частиц в течение заданного пользователем периода времени;

- подсистему оптимизации проекта, позволяющую провести оптимизацию различных конфигураций разрабатываемого оборудования на основе критериев стойкости и определить перечень наиболее подходящих вариантов.

Описанная выше структура распределенной информационной системы моделирования и оценки стойкости радиоэлектронной аппаратуры приведена на рис. 1.

Рис. 1. Структура распределенной информационной системы моделирования и оценки стойкости

радиоэлектронной аппаратуры

Стоит отметить особую организацию доступа и работы в распределенной системе оценки стойкости полупроводниковых изделий. Все субъекты (5 = (5, 52,..., }), проходящие регистрацию и

получающие доступ к распределенной системе, делятся на три группы с различным набором реализуемых функций: пользователь, пользователь -владелец проекта и администратор системы. В формализованном виде различие набора реализуемых функций можно представить выражением Х(^) = (Ц, , }, Ьх < Ь2 < Ь3. Все

субъекты имеют доступ прямо к своим персональным проектам (Р). Субъект, регистрирующийся в системе, автоматически становится пользователем. При создании своих проектов в их области определения пользователь повышает уровень своих привилегий до среднего. Высокий уровень привилегий имеет администратор системы. Пользователи-владельцы проекта могут определить перечень пользователей базы данных, получающих доступ к своим проектам. Пользователи могут подать заявку на ознакомление с результатами расчетов чужих проектов, которые

рассматриваются пользователем-владельцем проекта (К = {К *, К2 *,..., Кг *}). Последний имеет возможность как допустить пользователя, отправившего заявку, к ознакомлению с проектом, так и отказать ему. Также к проектам может быть установлен открытый доступ, и все пользователи системы могут получить доступ к результатам расчетов. База данных содержит результаты расчета

по отдельным элементам или их совокупности в

проекты; субъект с уровнем проводит их

классификацию по уровню доступа к проекту, определяет множество специальных привилегий и операции доступа над проектом. Далее проект хранится в базе данных. Модель работы базы данных показана на рис. 2.

Уровень доступа -пользователи

Поль зовательский интерфейс Протокол SSL TLS

Формирован]« заявки на получение доепти к проект.'

Формирование заявки на - - и а©»Ш№КОЖрадг$ доступа» insert, del...)

Фор\ифование учетных записей пользователей (UsHsi.....S,,»

Разрабопа проектов

Уровень управления о азами данных

_^ Протокол SSL, ILS

Единое хранилище данных < {Ar X,,})

Уровень базы данных

Рис. 2. Модель организации работы с распределенной системой оценки стойкости полупроводниковых изделий

Модель разделена на три уровня: первый уровень - пользовательский интерфейс с содержанием трех блоков.

Второй уровень - уровень управления базами данных. На данном уровне реализуются классификация получаемых проектов

(L(b) = {O, C, P}, O < P < C), формирование

перечней доступа к каждому из проектов, перечня возможных операций доступа

(V = {insert,..., del}).

Третий уровень - уровень базы данных. На данном уровне осуществляется хранение собранных проектов и данных элементной базы (bt = {атрибут (Ai), данные (Xij)}).

Обычные пользователи имеют возможность написать заявку на получение доступа к одному из существующих проектов

L

Пользователи-владельцы проектов имеют больше полномочий, включающих разработку проектов, формирование перечня возможных операций доступа к проекту и перечней доступа к каждому из проектов

Щ ) = {K *

Администраторы системы могут

корректировать классификацию получаемых проектов, а также вносить изменения в открытую информацию, и формировать учетные записи пользователей

L

На основе полученных результатов определены состав и структура информационной системы оценки характеристик стойкости аппаратуры к воздействию заряженных частиц. Схема графического интерфейса распределённой информационной системы отражает основные графические формы программного обеспечения и схему их взаимосвязей (рис. 3).

Таким образом, исходя из выполняемых программным обеспечением функций была предложена схема организации графического интерфейса программной системы, включающая:

1. Интерфейс регистрации пользователя, отвечающий за задание учётных данных пользователя для входа в систему. В процессе регистрации пользователя вносится служебная информация, используемая в дальнейшем, а каждый

вновь зарегистрированный пользователь проходит процедуру согласования администратором системы, где данной учётной записи присваивается статус.

2. Интерфейс справочной системы, позволяющий проводить операции просмотра и редактирование баз данных единой информационной системы. Операция

редактирования доступна только пользователям,

имеющим статус администратора информационной системы, все остальные пользователи могут только просматривать информацию единой

информационной системы и добавлять выбранные элементы в пространство проекта. При работе со справочником доступны различные операции поиска, выбора и добавления элементов.

Рис. 3. Схема графического интерфейса распределенной информационной системы: 1 - ввод учетных данных; 2 - регистрация пользователем; 3 - регистрация пользователя; 4 - организация и поддержка системы; 5 - расчет от ТЗЧ; 6 - расчет от ВЭП; 7 - система соответствия заданным требованиям; 8 - оценка интегральных эффектов, связанных с общей накопленной дозой проекта; 9 - оптимизация выбора изделий; 10 -определение прав доступа при создании проекта; 11 - разрешение доступа к проекту; 12 - создание проекта; 13 -

получение доступа к проекту

3. Интерфейс создания пространства проекта, определяющий исходную информацию проекта, включающую необходимые данные из перечня элементов, по которым будет проводится оценка стойкости и редактирование при необходимости уже имеющихся данных, а также формирование служебной информации, такой как перечень допущенных лиц и т.д.

4. Интерфейс оценки стойкости радиоэлектронной аппаратуры и элементной базы к единичным эффектам при воздействии тяжёлых заряженных частиц («Расчёт от ТЗЧ») позволяет информировать пользователя о ходе расчёта по оценке стойкости комплектующих полупроводниковых изделий к единичным эффектам при воздействии отдельных тяжёлых заряженных частиц космического пространства, обеспечивает ввод необходимых дополнительных параметров расчёта, отвечает за формирование файла, содержащего результаты проводимых оценок и его занесение в единую информационную систему.

5. Интерфейс оценки стойкости радиоэлектронной аппаратуры и элементной базы к единичным эффектам при воздействии высокоэнергетичных протонов («Расчёт от ВЭП»),

позволяющий информировать пользователя о ходе расчёта по оценке стойкости комплектующих полупроводниковых изделий к единичным эффектам при воздействии отдельных высокоэнергетичных протонов космического пространства, обеспечивает ввод необходимых дополнительных параметров расчёта, отвечает за формирование файла, содержащего результаты проводимых оценок и его занесение в единую информационную систему.

6. Интерфейс подсистемы проверки на соответствие требованиям стойкости,

обеспечивающий пользователя структурированным отображением результатов расчётов, проведённых ранее (с использованием различных механизмов фильтрации и отбора полученной информации), проведение итоговых расчётов, в соответствии с требуемым временем эксплуатации космического аппарата и задаваемыми параметрами стойкости. Данный интерфейс обеспечивает ввод необходимых дополнительных параметров расчёта, отвечает за формирование файла, содержащего результаты проводимых оценок и его занесение в единую информационную систему, и проверку заданной конфигурации разрабатываемой аппаратуры на соответствие заданным требованиям стойкости.

7. Интерфейс оценки интегральных эффектов, связанных с общей накопленной дозой проекта при воздействии на нее ионизирующих излучений космического пространства, дающий представление о периоде, в течение которого радиоэлектронная аппаратура может выполнять свои целевые функции без сбоев.

8. Интерфейс теоретической справки, обеспечивающий представление информационных документов в соответствии с устанавливаемыми масками вывода данных. Данный интерфейс обеспечивает доступ к информационным файлам единой информационной системы.

9. Интерфейс оптимизации выбора изделий полупроводниковой электроники, обеспечивающий представление информации в табличном виде, задание дополнительных параметров отбора, исходя из заданных и рассчитанных критериев надёжности и цены, а также отвечающий за визуализацию результатов проводимой оптимизации.

Реализация вышеописанного графического интерфейса распределенной информационной системы оценки стойкости полупроводниковых изделий должна продемонстрировать высокий уровень эргономичности интерфейса, что в конечном итоге позволяет значительно повысить потребительские характеристики разработанного программного обеспечения и снизить уровень квалификации специалистов, проводящих расчеты

при помощи приведенного программного обеспечения.

Литература

1. Соммервилл, И. Инженерия программного обеспечения [Текст] / И. Соммервилл. - М.: Издательский дом «Вильямс», 2002. - 624 с.

2. Пашковская, Е.С. Разработка программной среды распределенной системы оценки стойкости полупроводниковых изделий [Текст] / Е.С. Пашковская, М.Е. Пашковский, В.Ф. Барабанов // Вестник Воронежского государственного технического университета. - 2014. - Т.10, № 2. - С. 4-8.

3. Разработка модели базы данных распределенной системы оценки стойкости полупроводниковых изделий в защищенном исполнении [Текст] / Е.С. Пашковская, М.Е. Пашковский, В.Ф. Барабанов, А.В. Ачкасов // Вестник Воронежского государственного технического университета. - 2014. - Т.10, № 2. - С. 22-24.

4. Барабанов В.Ф. Основы автоматизации проектирования, тестирования и управления жизненным циклом изделия [Текст] / В.Ф. Барабанов, А.Д. Поваляев, С.Л. Подвальный, С.В. Тюрин. - Воронеж. 2011

5. Пашковская, Е.С. Построение "периметровой" стратегии защиты информационных систем персональных данных на основе настроек межсетевого экрана NETFILTER [Текст] / Е.С. Пашковская, М.Е. Пашковский, В.Ф. Барабанов // Вестник Воронежского государственного технического университета. - 2012. - Т.8, № 4. - С. 39-43.

ФАУ " Государственный научно-исследовательский испытательный институт проблем технической защиты информации Федеральной службы по техническому и экспортному контролю ", г. Воронеж ОАО НВП «ПРОТЕК», г. Воронеж

Воронежский государственный технический университет

INTERFACE ORGANIZATION DISTRIBUTED SYSTEM TO ESTIMATE THE RESISTANCE

OF SEMICONDUCTOR PRODUCTS

E.S. Pashkovskaia, M.E. Pashkovsky, V.F. Barabanov

In offered work the the structure of a distributed system to estimate the resistance of semiconductor products and the corresponding scheme of the graphical user interface of a software system is formulated

Key words: graphic interface, distributed information system, resistance of semiconductor products