diamonds55
26th October 2008, 11:25 PM
با پیشرفت روبه گسترش علوم و فناوری هر روز شاهد ابزار و سیستم‌های جدیدتر و كاراتری هستیم كه در مقایسه با نسل گذشته خود در ابعاد كوچك‌تری عرضه می‌شوند. با وجود نمونه‌های مختلفی كه از این پدیده در گوشه و كنار زندگی خود می‌بینیم، باز هم تصور تمركز مجموعه‌ای از چند كامپیوتر، مودم، سوئیچ شبكه، روتر و فایروال در قالب یك تراشه بسیار كوچك سخت است؛ تصوری كه با تلاش پژوهشگران كشورمان، رنگی از واقعیت به خود گرفته و با طراحی و ساخت آن، ایران به جمع معدود كشورهای صاحب این فناوری پیوسته است.
پژوهشگران میكروالكترونیك ایران پس از ۳ سال و نیم تلاش موفق به تولید تراشه‌های گیت وی باند وسیع امن شدند كه در صنایع مخابرات و شبكه‌های باند وسیع به عنوان گذرگاه ارتباطی ایمن برای انتقال اطلاعات و تجارت الكترونیك، ارتباطات صوتی و تصویری و تلویزیون‌های مبتنی بر اینترنت، مغز اصلی رایانه‌های نسل آینده خودروها و سامانه‌های پیشرفته مدیریت و ناوبری كاربرد دارد.
به گفته مهندس فرشاد بهاروند، مدیر طرح ساخت این تراشه سیستمی چند پردازشگری (گیت وی) ، در دانش میكروالكترونیك و طراحی و تولید تراشه‌های مدارهای مجتمع، بحثی به نام طراحی مدارهای مجتمع ( VLSI) تراشه‌های با تراكم بالا مطرح است.
بهاروند می‌افزاید: كار ما هم كه در این حوزه انجام شده، در واقع طراحی و ساخت یك تراشه سیستمی شامل چندین پردازشگر و مجموعه‌ای از سخت‌افزارهاست كه در یك مدار مجتمع IC یا تراشه قرار گرفته‌اند.
از لحاظ ویژگی‌های فناوری، كاری كه انجام شده هم باید گفت این طرح یك دستاورد پیشرفته در زمینه میكروالكترونیك است. تعداد شركت‌هایی كه در دنیا دارای چنین فناوری هستند، از تعداد انگشتان یك دست تجاوز نمی‌كند و عمده آنها غربی هستند، بنابراین به جرات می‌توان گفت در منطقه خاورمیانه و آسیا هنوز هیچ كشوری به این فناوری دست پیدا نكرده و این كار به نوعی بی‌نظیر است.
● تراشه‌ای با كاربردهای متنوع
تراشه گیت وی بیشتر برای كاربردهای مخابراتی و شبكه‌های نسل جدید و هرجا كه اتصال شبكه‌های ناهمگون مطرح باشد، استفاده می‌شود.
بهاروند در این خصوص می‌گوید: كاری كه ما انجام داده‌ایم، به این صورت بوده كه مجموعه‌ای از سخت‌افزارها و نرم‌افزارهایی را كه یك گیت وی را تشكیل می‌دهند، در یكIC به صورت مجتمع شده درآورده‌ایم؛ به طوری كه همه آنها در داخل یكIC منفرد یاSingle Chip قرار گرفته‌اند.
در حالی كه بیش از این برای ایجاد یك گیت وی (gateway) لازم بود یك سوییچ، یك روتر، یك مودم و یك جعبه امنیتی را به هم متصل كنید كه در اتصال آنها به یكدیگر مسائلی مثل سازگاری آنها با یكدیگر، فضای مورد نیاز، اتلاف توان و مسائل امنیتی مطرح می‌شود؛ در حالی كه ما به نحوی این سخت‌افزارها و نرم‌افزارها را در یك تراشه قرار داده‌ایم كه می‌توانید عملا یك شبكه داخلی در خانه یا شركت داشته باشید و تمامی تجهیزات و كامپیوترها و لوازم جانبی خود را از طریق آن به هم متصل و یا یك شبكه ایجاد كنید و در عین حال با یك شبكه باند وسیع ارتباط داشته باشید.
به طور كلی، شبكه باند وسیع به شبكه‌هایADSL،WIMAX و امثالهم گفته می‌شود كه نرخ بالایی از اطلاعات روی آنها منتقل می‌شود و برای متصل شدن به یك شبكه باند وسیع لازم است از چنین گیت وی استفاده كنید؛ اما مشكل این است كه اگر بخواهید ارتباطات شما و اطلاعات حساس و شخصی شما در دسترس دیگران قرار نگیرد، دیگر نمی‌توانید آنها را روی بستر عمومی اینترنت قرار دهید و اگر بخواهید این كار را انجام دهید، باید مطمئن باشید امنیت انتقال اطلاعات شما بالا باشد و در این میان، یكی دیگر از ویژگی‌هایی كه این تراشه‌ها دارد، ایجاد امنیت مورد نیاز اطلاعات است.
بهاروند در ادامه درباره دیگر كاربردهای این تراشه می‌گوید: تراشه میكروالكترونیك، سیستمی چند پردازشگری علاوه بر صنایع مخابرات، در صنایع خودرو كاربرد دارد. روند جدید در صنایع خودرو به این سو پیش می‌رود كه تمامی خودروها به رایانه داخلی مجهز شوند و برای این كه نیازهای ناوبری و استفاده از شبكه اینترنت باند وسیع از شبكه داخلی خودرو را فراهم كنید، نیازمند یك مجموعه رایانه‌ای مشابه رایانه‌های موجود هستیم كه تعبیه چنین حجم سخت‌افزاری و نرم‌افزاری در داخل خودرو امكان‌پذیر نیست. بنابراین لازم است یك تراشه مجتمع داشته باشیم كه حجم و توان مصرفی آن كم باشد و تمام نیازهای نرم‌افزاری را تامین كند.
● عنصری كلیدی در شبكه
تراشه میكروالكترونیك تولید شده در كشور با استفاده از حدود ۳۰ میلیون ترانزیستور در ابعاد حدود ۱۰۰ نانومتر ساخته شده است. از ویژگی‌های فنی این تراشه می‌توان به ۳ پردازشگر داخلی، مجموعه‌ای از سخت‌افزارهای تسریع‌كننده و نیز مجموعه كامل نرم‌افزاری برای توسعه كاربردهای متنوع شامل سیستم كامل اختصاصی شده آن اشاره كرد.
بهاروند در ادامه درباره دیگر خصوصیات تراشه‌های تولیدی می‌گوید: در این تراشه ساخته شده ۳ پردازشگر
۳۲ بیتی وجود دارد و عملا تمامی نرم‌افزارهای كاربردی برای اعمالی مثل ارتباط با اینترنت و یا استفاده از ایمیل و امثال آن روی این تراشه قابل اجراست. یكی دیگر از ویژگی‌های این تراشه، توسعه و پیاده‌سازی كامل نرم‌افزارها روی آن است؛ از سوی دیگر هر كدام از تراشه‌هایی كه در این سیستم به كار رفته، حدود ۲۵۰میپس كارایی و سرعت دارد. لذا می‌توان سیستم عاملی مثل لینوكس را با استفاده از آن اجرا كرد و عملا برنامه‌های كاربردی را روی آن توسعه داد.
یكی از كاربردهای دیگر این IC در آینده در نسل آینده، شبكه بی‌سیم باند وسیع است كه مثلا شبكه تلفن همراه در آینده مجهز به بعضی تجهیزات خواهد شد كه در حال حاضر به عنوان فناوری(Universal Mobile Access) UMA مطرح است و این تراشه دقیقا به عنوان یكی از عناصر كلیدی می‌تواند در آن شبكه استفاده شود.
از كاربردهای دیگر تراشه در بحث تجارت الكترونیك خواهد بود كه می‌توان در قلب تمامی سخت‌افزارها و نرم‌افزارهای مورد استفاده در تجارت الكترونیك از این تراشه استفاده كرد و در كنار آن كاربردهای مالتی مدیا نیز دارد كه مثلا برای فناوری تلویزیون بر بستر اینترنت می‌توانید از این تراشه استفاده كنید كه در داخل دستگاهSetup Box در این فناوری می‌توان از این مدارات مجتمع استفاده كرد.
این طرح به وسیله یك تیم ۳۰ نفره از فارغ‌التحصیلان كارشناسی ارشد و دكتری و استادان دانشكده مهندسی برق و كامپیوتر دانشگاه تهران و دانشگاه صنعتی امیركبیر در مجموعه نیمه هادی سینا مستقر در پارك علم و فناوری دانشگاه تهران در مدت ۳ سال و نیم انجام شده است و در حال حاضر، دارای نمونه نیمه‌صنعتی و آماده تولید انبوه است.
ضمن آن كه در حال ثبت داخلی است و نوآوری بخشی از اینIC در قالب چند مقاله بین‌المللی و یك رساله دكتری در حال انتشار است.
از لحاظ علمی، این طرح به عنوان یك محصول جامع برای تحقق عملی همگرایی فناوری‌های ارتباطی و پردازشی و نیز همگرایی در عرصه محتوای اطلاعات شامل صوت، تصویر و دیتا تلقی می‌شود. علاوه بر این، راه برای توسعه فناوری‌های پیشرفته در زمینه مخابرات نسل جدید در نتیجه تحقق این فناوری هموار شده است.
از بعد اقتصادی نیز با توجه به حجم بزرگ درآمد صنعت میكروالكترونیك از اقتصاد جهانی لازم است با عنایت به توانمندی‌ها، سطح تخصص و پتانسیل‌های موجود در كشور، سهم مشخصی از این درآمد به سمت كشور ما هدایت شود. درآمد حاصل از فروش این تراشه در داخل كشور با توجه به كاربردهای وسیع آن می‌تواند درآمد عظیمی را عاید كشور كند.
بهاروند در پایان درباره آینده این طرح می‌گوید: با توجه به استقبال روزافزون صنایع داخلی و خارجی از این محصول و گونه‌های مختلف آن، انتظار می‌رود به یاری خداوند و با حمایت دولت محترم جمهوری اسلامی، راه فراروی توسعه تراشه‌های میكروالكترونیك جدید روشن‌تر از گذشته باشد.
گفتنی است؛ این طرح امسال روز میلاد باسعادت حضرت امام حسین‌ع به عنوان یكی از طرح‌های نمایشگاه نوآوری و فناوری‌های برگزیده رهبر معظم انقلاب معرفی شد.
پژوهشگران میكروالكترونیك ایران پس از ۳ سال و نیم تلاش موفق به تولید تراشه‌های گیت وی باند وسیع امن شدند كه در صنایع مخابرات و شبكه‌های باند وسیع به عنوان گذرگاه ارتباطی ایمن برای انتقال اطلاعات و تجارت الكترونیك، ارتباطات صوتی و تصویری و تلویزیون‌های مبتنی بر اینترنت، مغز اصلی رایانه‌های نسل آینده خودروها و سامانه‌های پیشرفته مدیریت و ناوبری كاربرد دارد.
به گفته مهندس فرشاد بهاروند، مدیر طرح ساخت این تراشه سیستمی چند پردازشگری (گیت وی) ، در دانش میكروالكترونیك و طراحی و تولید تراشه‌های مدارهای مجتمع، بحثی به نام طراحی مدارهای مجتمع ( VLSI) تراشه‌های با تراكم بالا مطرح است.
بهاروند می‌افزاید: كار ما هم كه در این حوزه انجام شده، در واقع طراحی و ساخت یك تراشه سیستمی شامل چندین پردازشگر و مجموعه‌ای از سخت‌افزارهاست كه در یك مدار مجتمع IC یا تراشه قرار گرفته‌اند.
از لحاظ ویژگی‌های فناوری، كاری كه انجام شده هم باید گفت این طرح یك دستاورد پیشرفته در زمینه میكروالكترونیك است. تعداد شركت‌هایی كه در دنیا دارای چنین فناوری هستند، از تعداد انگشتان یك دست تجاوز نمی‌كند و عمده آنها غربی هستند، بنابراین به جرات می‌توان گفت در منطقه خاورمیانه و آسیا هنوز هیچ كشوری به این فناوری دست پیدا نكرده و این كار به نوعی بی‌نظیر است.
● تراشه‌ای با كاربردهای متنوع
تراشه گیت وی بیشتر برای كاربردهای مخابراتی و شبكه‌های نسل جدید و هرجا كه اتصال شبكه‌های ناهمگون مطرح باشد، استفاده می‌شود.
بهاروند در این خصوص می‌گوید: كاری كه ما انجام داده‌ایم، به این صورت بوده كه مجموعه‌ای از سخت‌افزارها و نرم‌افزارهایی را كه یك گیت وی را تشكیل می‌دهند، در یكIC به صورت مجتمع شده درآورده‌ایم؛ به طوری كه همه آنها در داخل یكIC منفرد یاSingle Chip قرار گرفته‌اند.
در حالی كه بیش از این برای ایجاد یك گیت وی (gateway) لازم بود یك سوییچ، یك روتر، یك مودم و یك جعبه امنیتی را به هم متصل كنید كه در اتصال آنها به یكدیگر مسائلی مثل سازگاری آنها با یكدیگر، فضای مورد نیاز، اتلاف توان و مسائل امنیتی مطرح می‌شود؛ در حالی كه ما به نحوی این سخت‌افزارها و نرم‌افزارها را در یك تراشه قرار داده‌ایم كه می‌توانید عملا یك شبكه داخلی در خانه یا شركت داشته باشید و تمامی تجهیزات و كامپیوترها و لوازم جانبی خود را از طریق آن به هم متصل و یا یك شبكه ایجاد كنید و در عین حال با یك شبكه باند وسیع ارتباط داشته باشید.
به طور كلی، شبكه باند وسیع به شبكه‌هایADSL،WIMAX و امثالهم گفته می‌شود كه نرخ بالایی از اطلاعات روی آنها منتقل می‌شود و برای متصل شدن به یك شبكه باند وسیع لازم است از چنین گیت وی استفاده كنید؛ اما مشكل این است كه اگر بخواهید ارتباطات شما و اطلاعات حساس و شخصی شما در دسترس دیگران قرار نگیرد، دیگر نمی‌توانید آنها را روی بستر عمومی اینترنت قرار دهید و اگر بخواهید این كار را انجام دهید، باید مطمئن باشید امنیت انتقال اطلاعات شما بالا باشد و در این میان، یكی دیگر از ویژگی‌هایی كه این تراشه‌ها دارد، ایجاد امنیت مورد نیاز اطلاعات است.
بهاروند در ادامه درباره دیگر كاربردهای این تراشه می‌گوید: تراشه میكروالكترونیك، سیستمی چند پردازشگری علاوه بر صنایع مخابرات، در صنایع خودرو كاربرد دارد. روند جدید در صنایع خودرو به این سو پیش می‌رود كه تمامی خودروها به رایانه داخلی مجهز شوند و برای این كه نیازهای ناوبری و استفاده از شبكه اینترنت باند وسیع از شبكه داخلی خودرو را فراهم كنید، نیازمند یك مجموعه رایانه‌ای مشابه رایانه‌های موجود هستیم كه تعبیه چنین حجم سخت‌افزاری و نرم‌افزاری در داخل خودرو امكان‌پذیر نیست. بنابراین لازم است یك تراشه مجتمع داشته باشیم كه حجم و توان مصرفی آن كم باشد و تمام نیازهای نرم‌افزاری را تامین كند.
● عنصری كلیدی در شبكه
تراشه میكروالكترونیك تولید شده در كشور با استفاده از حدود ۳۰ میلیون ترانزیستور در ابعاد حدود ۱۰۰ نانومتر ساخته شده است. از ویژگی‌های فنی این تراشه می‌توان به ۳ پردازشگر داخلی، مجموعه‌ای از سخت‌افزارهای تسریع‌كننده و نیز مجموعه كامل نرم‌افزاری برای توسعه كاربردهای متنوع شامل سیستم كامل اختصاصی شده آن اشاره كرد.
بهاروند در ادامه درباره دیگر خصوصیات تراشه‌های تولیدی می‌گوید: در این تراشه ساخته شده ۳ پردازشگر
۳۲ بیتی وجود دارد و عملا تمامی نرم‌افزارهای كاربردی برای اعمالی مثل ارتباط با اینترنت و یا استفاده از ایمیل و امثال آن روی این تراشه قابل اجراست. یكی دیگر از ویژگی‌های این تراشه، توسعه و پیاده‌سازی كامل نرم‌افزارها روی آن است؛ از سوی دیگر هر كدام از تراشه‌هایی كه در این سیستم به كار رفته، حدود ۲۵۰میپس كارایی و سرعت دارد. لذا می‌توان سیستم عاملی مثل لینوكس را با استفاده از آن اجرا كرد و عملا برنامه‌های كاربردی را روی آن توسعه داد.
یكی از كاربردهای دیگر این IC در آینده در نسل آینده، شبكه بی‌سیم باند وسیع است كه مثلا شبكه تلفن همراه در آینده مجهز به بعضی تجهیزات خواهد شد كه در حال حاضر به عنوان فناوری(Universal Mobile Access) UMA مطرح است و این تراشه دقیقا به عنوان یكی از عناصر كلیدی می‌تواند در آن شبكه استفاده شود.
از كاربردهای دیگر تراشه در بحث تجارت الكترونیك خواهد بود كه می‌توان در قلب تمامی سخت‌افزارها و نرم‌افزارهای مورد استفاده در تجارت الكترونیك از این تراشه استفاده كرد و در كنار آن كاربردهای مالتی مدیا نیز دارد كه مثلا برای فناوری تلویزیون بر بستر اینترنت می‌توانید از این تراشه استفاده كنید كه در داخل دستگاهSetup Box در این فناوری می‌توان از این مدارات مجتمع استفاده كرد.
این طرح به وسیله یك تیم ۳۰ نفره از فارغ‌التحصیلان كارشناسی ارشد و دكتری و استادان دانشكده مهندسی برق و كامپیوتر دانشگاه تهران و دانشگاه صنعتی امیركبیر در مجموعه نیمه هادی سینا مستقر در پارك علم و فناوری دانشگاه تهران در مدت ۳ سال و نیم انجام شده است و در حال حاضر، دارای نمونه نیمه‌صنعتی و آماده تولید انبوه است.
ضمن آن كه در حال ثبت داخلی است و نوآوری بخشی از اینIC در قالب چند مقاله بین‌المللی و یك رساله دكتری در حال انتشار است.
از لحاظ علمی، این طرح به عنوان یك محصول جامع برای تحقق عملی همگرایی فناوری‌های ارتباطی و پردازشی و نیز همگرایی در عرصه محتوای اطلاعات شامل صوت، تصویر و دیتا تلقی می‌شود. علاوه بر این، راه برای توسعه فناوری‌های پیشرفته در زمینه مخابرات نسل جدید در نتیجه تحقق این فناوری هموار شده است.
از بعد اقتصادی نیز با توجه به حجم بزرگ درآمد صنعت میكروالكترونیك از اقتصاد جهانی لازم است با عنایت به توانمندی‌ها، سطح تخصص و پتانسیل‌های موجود در كشور، سهم مشخصی از این درآمد به سمت كشور ما هدایت شود. درآمد حاصل از فروش این تراشه در داخل كشور با توجه به كاربردهای وسیع آن می‌تواند درآمد عظیمی را عاید كشور كند.
بهاروند در پایان درباره آینده این طرح می‌گوید: با توجه به استقبال روزافزون صنایع داخلی و خارجی از این محصول و گونه‌های مختلف آن، انتظار می‌رود به یاری خداوند و با حمایت دولت محترم جمهوری اسلامی، راه فراروی توسعه تراشه‌های میكروالكترونیك جدید روشن‌تر از گذشته باشد.
گفتنی است؛ این طرح امسال روز میلاد باسعادت حضرت امام حسین‌ع به عنوان یكی از طرح‌های نمایشگاه نوآوری و فناوری‌های برگزیده رهبر معظم انقلاب معرفی شد.