Защита ЭВМ

Цифровые технические средства (ЦТС) находят успешное применение во все новых областях техники и особенно в электронной. К таким областям помимо вычислительной техники можно отнести измерительные, информационные и управляющие системы, системы связи, медицинские, в частности диагностические, приборы, счетчики различного назначения, весы, игровые аттракционы и др.

Между тем элементная база ЦТС насыщена запоминающими и формирующими схемами и характеризуется чрезвычайно малой энергией полезных сигналов. В настоящее время эта энергия на 4-6 порядков меньше энергии нежелательных электромагнитных воздействий (помех) из сети питания ЦТС и окружающего пространства. Данное обстоятельство потенциально обусловливает заметную восприимчивость ЦТС к внешним помехам. Поэтому безотказность и достоверность функционирования ЦТС, в том числе и электронных вычислительных машин (ЭВМ), зависят не только от логической структуры устройств и надежности элементов, но и от степени невосприимчивости ЦТС к внешним помехам. Вместе с тем и сами ЦТС как электрические устройства являются источниками внешних помех для других близко расположенных ЦТС и радиоэлектронных средств (РЭС), например радиоприемников и телевизоров. Очевидно, что для достижения надлежащей работоспособности отдельных ЦТС и комплексов ЦТС необходимо ограничивать в технически обоснованной степени допускаемую восприимчивость ЦТС к внешним помехам и допускаемые уровни помех, создаваемых аппаратурой ЦТС. Обе упомянутые задачи составляют основное содержание проблемы обеспечения электромагнитной совместимости (ЭМС) ЦТС с внешней средой. Данная проблема имеет постоянную тенденцию к обострению. Причин этому несколько. Во-первых, непрерывно снижается отношение энергий полезных и мешающих сигналов, а частота появления последних растел". Это является следствием больших успехов в области миниатюризации и повышения степени интеграции цифровой эле-

ментной базы, с одной стороны, и роста объемов производства и потребления электроэнергии в народном хозяйстве - с другой. Во-вторых, быстро растет общий парк ЦТС, в том числе и устанавливаемых на объекты, где высок уровень внешних помех (промышленные и энергетические предприятия, транспортные средства и др.).

Между тем обеспечение ЭМС ЦТС -- это новое научно-техническое направление, насчитывающее всего около 15лет, поэтому степень разрешенности отдельных аспектов проблема оставляет пока желать лучшего. Так, например, отсутствуют единые стандартные нормы на до-пускаемук) восприимчивость ЦТС к внешним помехам и на допускаемые уровни различного рода помех (за исключением индустриальных радиопомех), создаваемых ЦТС в проводах и пространстве. Приборы для измерения и имитации помех серийно не выпускаются. Мало теоретических работ в области обеспечения ЭМС ЦТС. Применяемая терминология неоднозначна и нередко противоре-чива.

Упомянутые пробелы частично восполнены как в первом [И], так и в настоящем, Ьтором издании книги.

За время, прошедшее после выпуска первого издания книги, содержание ее частично устарело. Так, в ней были освещены вопросы обеспечения защиты первого и второго поколений ЦТС, главным образом, от кратковременных импульсных и длительных помех из сети питания. Между тем в период 1974-1982 гг. под руководством автора был выполнен ряд научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ по обеспечению защиты ЦТС третьего и четвертого поколений от более широкого набора внешних помех," в частности от внешних импульсных полей и разрядов статического электричества. Одновременно были созданы новые, более совершенные комплексы приборов для измерения и имитации помех.

Таким образом, выявились предпосылки к переработке и дополнению книги, обусловленные расширением перечня рассматриваемых видов внешних помех и обновлением данных по измерительным приборам. В настоящем издании, кроме того, впервые систематизированно изложены рекомендуемые технические требования (нормы) на допускаемую восприимчивость к внешним помехам и допускаемые уровни создаваемых помех, рассчитанные на ЭВМ народно-хозяйственного применения, а также соответствующие методы испытаний.

Автор

Глава первая

ЭЛЕКТРОМАГНИТНАЯ СОВМЕСТИМОСТЬ

1.1. Электромагнитная совместимость ЦТС с внешней средой

Одна из основных задач, стоящих перед разработчиками и эксплуатирующим персоналом ЦТС, - обеспечение работоспособности аппаратуры в заданных условиях внешней среды. Иными словами, технические средства должны быть совместимы с внешней средой, являющейся источником нежелательных воздействий на ЦТС, К ним можно отнести климатические (изменения температуры и влажности), механические (вибрации и удары) и электромагнитные воздействия. Обеспечение совместимости ЦТС с внешней средой по какому-либо конкретному виду воздействия практически реализуется с помощью технических требований (ТТ), которые вносятся в техническое зал ние (ТЗ) на разработку изделия, а впоследствии - в 1<1АНИче-ские условия (ТУ) на изготовление. При этом разработчик проектирует и испытывает изделие таким образом, чтобы заведомо гарантировалась его работоспособность в совокупности условий, оговоренных в ТТ. Эксплуатирующий персонал со своей стороны должен обеспечить для работы изделия условия, предусмотренные в ТУ. Чтобы избежать неоправданного разнообразия требований по одному и тому же виду воздействия внешней среды, ТТ обычно задают, исходя из стандартизованных норм. Так, например, информационная совместимость обеспечивается выполнением требований ряда стандартов, регламентирующих цифровые коды для ввода и вывода информации. Широко применяются стандартные сопряжения (интерфейсы) при объединении отдельных ЦТС в комплексы. Разработаны совместимые системы команд и унифициро-