Юрий Ноткин: Хай-тек. Продолжение

 118 total views (from 2022/01/01),  1 views today

В ХХ веке сотни миллионов дисков электрических счетчиков совершали величавое, не всегда заметное глазу вращение, а между небом и земным шаром, как было установлено исследованиями, в среднем десятки, если не сотни раз в секунду сверкали молнии. Как-то все это уживалось, пока…

Хай-тек

Отрывки из книги

Юрий Ноткин

Продолжение. Начало

Книга третья
Глава вторая. ЭЙСИК

Когда б вы знали, как рождают эйсик…

Тому из читателей, кто помнит пролог к первой книге «Хай-Тек», впору спросить — а куда таким таинственным образом исчез со страниц нашего повествования вице-президент CSD, полковник, доктор Шмуэль (Шмулик) Хариф, и что стряслось со знаменитым катанчиком, ныне именующимся эйсиком, ради которого, можно сказать, был затеян наш проект?

Что касается Харифа, то он был просто вынужден покинуть CSD, поскольку не ужился с Джозефом, который недвусмысленно дал ему понять, кто здесь заказывает музыку и кто должен под нее танцевать. Шмулик обратился к своим старым флотским связям, нашел другое место, и, не без досады, но и без cущественных финансовых потерь покинул CSD. Однако к этому моменту все начатые при нем проекты уже жили собственной жизнью, которую Джозеф даже при желании не мог бы остановить без большого для себя ущерба.

Но прежде чем к ней приступить я снова должен вернуться в Кремниевую Долину, правда весьма далекую от Америки, а затем, как ни прискорбно, но неизбежно вновь погрузиться в технические детали.

Туристы, побывавшие в Израиле, вполне могли услышать на экскурсиях слово в’ади. Слово это арабского происхождения, вошедшее в иврит, в оригинале означает русло пересохшей и зачастую давно исчезнувшей реки, однако в современном языке оно употребляется и в значении долина. Именно в этом значении в Израиле можно встретить выражение Silicon Wadi, имеющее тот же смысл, что и Silicon Valley, то есть Кремниевая Долина, но относящееся не к Калифорнии, а к достаточно удаленным друг от друга по здешним меркам местам концентрации израильских хай-тековских предприятий, ориентированных на производство интегральных микросхем.

Определение кремниевая вполне оправдано и для Израиля, поскольку интегральная микросхема, или, иначе говоря, чип, в который должен был воплотиться и наш эйсик изготавливается вместе с собратьями-клонами на пластине (подложке) из чистейшего кристаллического кремния в форме диска, называемого на английском языке словом, которое на русский язык переводится как вафля.

Во времена, когда рождался наш эйсик, на поверхности такой вафли располагались сотни чипов, а в одном чипе — квадратике площадью около одного квадратного миллиметра, размещались тысячи транзисторов, функционально эквивалентных тому самому транзистору Шокли. Добавлю, что на недавно миновавшую дату 21.12.12 согласно предсказаниям ведущих астрологов в очередной раз был намечен конец света. Где то близко к этой дате число транзисторов в одном чипе перевалило за миллиард и продолжает возрастать — творцам хай-тека некогда обращать внимания на такие пустяки, как светопреставление.

Квадратики одинаковых чипов в вафле разделяются расстояниями, измеряемыми в микронах, а внутри самого чипа счет идет уже на тысячные доли микронов-нанометры.

Готовую вафлю надо разрезать на отдельные чипы, к чипам присоединить золотые паутинки выводов, иногда числом до сотни и более.

И только затем каждый чип герметически запаковывается в керамический или пластиковый корпус с выводами — ножками, к которым изнутри предварительно припаяны паутинки выводов чипа.

Получившийся продукт называется интегральной микросхемой и может распаиваться на плату вместе с прочими себе подобными и иными компонентами, образуя электронный модуль. Заметим, что сплошь и рядом название чип переносится с прячущегося внутри корпуса крохотного кристаллика с тончайшими выводами на всю интегральную микросхему, подобно тому, как в незапамятные времена транзистором называли не сам элемент, а целый радиоприемник, внутри которого могли содержаться десятки транзисторов.

Фаб и Фаблесс

Если кто-то вообразит, что процесс производства интегральных микросхем выполняется девушками в белоснежных халатиках и таких же шапочках, орудующих крохотными паяльниками, то эту кардинальную ошибку можно будет объяснить только скудостью моего описания реальной технологии производства этих изделий хай-тека.

Даже электронные модули, изготавливавшиеся на заводах для наших первых пилотных проектов в годы, еще не перешагнувшие через миллениум, собирались на печатных платах с помощью автоматов, никак не напоминавших девушек в белых халатиках. Что же касается процессов производства интегральных микросхем, то на упомянутые сборки электронных модулей, они были похожи не более чем полет и внутреннее устройство обитаемого космического корабля схожи с обычным рейсом и видом салона пассажирского лайнера.

Отличавшиеся друг от друга внешне и внутренне, в зависимости от своей специализации, монстры-роботы, осуществляющие изготовление пластины с вафлями из бруска, вытянутого особым образом из чистейшего расплавленного как в жерле вулкана кремния, шлифующие поверхности вафель до неслыханной ровности, наносящие на них слой фоточувствительного материала —резиста, накладывающие на него маску с помощью оптической литографии с разрешающей способностью, измеряемой в долях одной миллионной части метра, выполняющие травление и присадку материалов в считанных количествах атомов или ионов, разрезающие готовые пластины на отдельные вафли и чипы лазерным лучом или не уступающим ему по точности инструментом …здесь я приостановлюсь, иначе никогда не закончу эту фразу.

А что сказать о роботах-тестерах, приникающих тончайшими щупальцами— иголками к поверхностям вафлей и отдельных чипов, чтобы снабдив их питанием, провести хотя бы простейшие тесты уже на стадии производства, отбраковать и пометить заведомо неработоспособные и исключить дальнейшие на них затраты на оставшемся еще достаточно долгом пути их превращения в интегральные микросхемы.

Роботы располагаются в так называемых чистых комнатах. Это скромное определение подразумевает, что в одном кубометре воздуха не должно содержаться более 12 частиц, размер которых 0.3 микрона и более. Для сравнения представим себе, что в одном кубометре обычного окружающего нас воздуха содержится около 350 миллионов частиц размерами 0.6 микрона и более, состоящих из пыли, микробов, аэрозолей, продуктов испарений самых разнообразных химических материалов и пр.

Какие же воздушные фильтры, воздуходувные и воздухообменные устройства нужно установить на пути в «святая святых» — зону производства! И стоит ли игра свеч? Очень даже стоит. Именно, что стоит! Несанкционированное попадание в ходе процесса изготовления внутрь зоны производства частичек, габаритами, соизмеримыми и превышающими упомянутые выше все уменьшающиеся размеры элементов микросхем, может привести к катастрофе, сравнимой в том неосязаемом микромире, разве что со столкновением нашей планеты с метеоритом. Катастрофе, которая может загубить в лучшем случае целый ряд изделий, а в худшем — целую партию.

Полы, стены, потолки этой зоны должны быть покрыты пылеотталкиващими и пыленевыделяющими, небликующими, устойчивыми к мокрой уборке со специальными средствами и естественно имеющими антистатическую защиту материалами.

Ну а как же насчет человека-оператора, настройщика, которому необходимо входить в чистую комнату?

Прежде всего, в этом микрокосме человек — «частица» явно лишняя, ведь всем управляют компьютеры. И все же, если очень надо, ну просто никак не обойтись без человека, такое пока еще случается, то:

во-первых, он облачается в костюм, внешне напоминающий скафандр космонавта, выходящего в открытый космос, включающий и нескользящую по скользкому полу обувь и подобный шлему головной убор, но все это из куда более легкого материала, почти не стесняющего движений,

во— вторых, прежде чем войти в чистую комнату, он проходит небольшой «предбанник», напоминающий шлюз на космическом корабле, где принимает сильный воздушный душ,

в-третьих, даже попав в чистую комнату, он не пересекает последних барьеров ограждающих производственный процесс.

И это только краткая полу-история, связанная с созданием интегральных микросхем, включая эйсики. Это всего лишь hardware. А я уже упоминал в предыдущих книгах, о том что в хай-теке hardware и software почти всегда неразрывно связаны, подобно сиамским близнецам. Но, применяя здесь термин software, я не имею в виду программы, записываемые во встроенную в готовую микросхему память, закладываемую заказчиком. Я говорю здесь о программах, начинающих процесс создания микросхемы задолго до того, как на сцене появляется расплавленный кремний.

Так же как обычная неинтегральная электрическая схема, состоящая из дискретных компонентов — транзисторов, резисторов, конденсаторов, трансформаторов и прочая и прочая, интегральная микросхема начинает создаваться на компьютере, но нарисовать на экране дисплея сотни тысяч и даже миллионы транзисторов и других

компонентов практически невозможно, поэтому для проектирования на компьютере используются специальные программы, использующие условное описание электронных компонентов на специальном языке, а не их непосредственное изображение.

Эти программы могут не только описать электронные элементы, но и просимулировать их поведение. Это действительно симуляция, то бишь имитация поведения, поскольку никаких настоящих электронных элементов, пока еще не существует в природе, но, тем не менее, компьютер покажет форму электрического сигнала в любой из многих миллионов точек схемы и будьте уверены, форма импульса, изображенного на экране, будет точно такой же, как форма электрического сигнала в этом месте и в заданное мгновение, в реальном выполненном в будущем кремниевом чипе, если,…. если, конечно, разработка дойдет до конца, до реального воплощения и если удастся выловить и уничтожить все баги, а по-русски говоря всех клопов, норовящих забраться в любую крохотную щель на длинном пути к конечной цели.

Итак обсуждаемые программы по созданию интегральных микросхем делают ненужным вырисовывание каждого элемента схемы, обладают симуляционными способностями, но кроме того, что весьма важно, они содержат целые библиотеки от простейших до весьма и весьма сложных схемных типовых блоков -узлов, избавляющих от необходимости не только рисовать, но и долго и нудно описывать на специальном языке типовой узел, и позволяя разработчику вместо всего этого просто заимствовать нужный блок из библиотеки и включать его в свою схему.

Однако всем хорошо известно единственное место, где бывает бесплатный сыр. Программный продукт, и в том числе библиотеки таких узлов, как ядра микропроцессоров, хранятся естественно в другом месте. Они являются тщательно охраняемой собственностью разработавших их предприятий. Что касается новых программных продуктов, то их патентуют так же, как и новые схемы аппаратуры. И если вы легально используете запатентованную схему или программу при производстве своего эйсика, вы можете купить по сходной цене у обладателя патента лицензию на свое производство либо платить ему с каждой произведенной микросхемы определенный процент, красиво называемый ройялти.

Таким образом, когда вы слышите, что разработчиком такой-то интегральной микросхемы является такая-то фирма, отсюда еще не следует, разработала ли данная фирма программную часть, занимается ли она только производством данной микросхемы на своем заводе изготовителе, или сумела объединить у себя и то и другое.

Последнее, как правило, характерно для таких гигантов, как Intel, Motorolla, National Semiconductor и т.д., однако возможно, что в такой фирме программное проектирование и производство микросхем расположены совсем не по соседству, возможно даже, что они находятся в разных странах.

Вообще на английский язык производство переводится словом fabrication, от которого происходит в свою очередь русское слово фабрика. Соответственно фирмы, которые хотят подчеркнуть, что они занимаются только производством или в том числе и производством, вставляют в своё имя коротенькое словечко fab. В свою очередь те, кто хотят указать, что они занимаются только программным проектированием, но не занимаются производством, присоединяют к собственному имени слово fabless (не содержащий производства).

Завершая это длинное техническое отступление, я лишь напомню, что эйсики отличаются от интегральных схем общего применения лишь тем, что они, по крайней мере по исходному замыслу, создаются для специальных нужд некоего одного потребителя. Не лишне также будет напомнить, что израильский завод Monolit Ltd., где Джозеф Абендштром стал обладателем контрольного пакета акций со всеми вытекающими отсюда последствиями, именовался полностью Monolit fab Ltd.

Теперь, казалось бы, ничто более не мешает нам обратиться к нашему эйсику.

Каким будет наш эйсик

Мы были еще очень далеки от чистых комнат в Израильской Кремниевой Долине, когда состоялось первое заседание по поводу создания нашего эйсика. В совещательной комнате вокруг длинного овального стола мне довелось сидеть вместе с Руби, Абой Коэном, Итаем Дери, Шахаром Перецем и Теодором Цукерманом. Дери был приглашен по старой памяти. В этот знаменательный день я, конечно, не мог не вспомнить состоявшееся ровно восемь лет назад интервью с покинувшим нас ныне Шмуликом Харифом.

Руби кратко оповестил собравшихся об официальном решении совета директоров во главе с Абендштромом, приступить к разработке эйсика, в который должны войти большинство используемых нами средств электроники и в памяти которого должна сидеть программа, воплощающая (Руби бросил взгляд на скромно потупившегося Цукермана) наш патент на протокол автоматической маршрутизации.

Что касается способа связи по электрическим проводам, то она останется основанной на используемом нами ныне модеме фирмы Intellex. На первом этапе нам придется выплачивать ройялти упомянутой фирме в размере 10% от цены каждого выпущенного эйсика, а в дальнейшем купить лицензию. К разработке эйсика будут подключены ряд предприятий, о чем подробно доложит Коэн.

В заключение Руби передал свое и Джозефа ценное указание-мы должны приложить все усилия, чтобы разработка эйсика была выполнена в кратчайшие сроки и с минимальными затратами.

Аба Коэн сообщил нам, на какие основные части будет разделена вся разработка и кто будет главным исполнителем на каждом участке. Свое сообщение он предварил уже где-то слышанным мной утверждением, о том, что мы не фрайеры, а посему не собираемся обращаться к Samsung, Toshiba, Texas Instruments и прочим гигантам на рынке производства эйсиков.

Дизайн ядра микропроцессора 8051 мы купим в библиотеке одной Канадской fabless фирмы, обнаруженной среди трех десятков конкурентов, по беспрецедентно низкой цене.

Копию дизайна модема Intellex –основы связи по электрическим линиям— выполнит для нас израильская стартап-компания Citron, недавно возникшая на базе выпускников Беэр-Шевского университета и возглавляемая давним знакомым Руби доцентом Адмором.

— Юрий,— прервал докладчика Шахар,— теперь ты понимаешь, почему тогда, почти год назад, мы, — он посмотрел на Руби,— так настаивали, чтобы ты передал все наши наработки по Intellex представителям Беэр— Шевского университета?

Я, понимающе кивнул и развел руками, выражая восхищение прозорливостью руководства. Шахар удовлетворенно хмыкнул и снова посмотрел на Руби.

Коэн тем временем продолжил, добавив, что Citron берет на себя воплощение только цифровой части модема, а его аналоговую часть согласилась запроектировать для нас также за совсем умеренную цену уже упомянутая Канадская фирма.

В заключение Аба Коэн упомянул, что интеграцию всего дизайна выполнит бывший работник СSD, а ныне один из ведущих разработчиков стартап предприятия TRESK, расположенного недалеко от нас в комплексе Научного Центра Передовых Технологий, Юджин Люблянски.

Он же дополнит дизайн наличествующими в программной библиотеке TRESK остающимися мелкими узлами эйсика, типа календаря и прецизионных часов реального времени, а также всеми требующимися видами памяти.

Заканчивая свое выступление, Аба Коэн сказал, что вероятно нет нужды напоминать присутствующим, что производство эйсика будет происходить на нашем заводе Monolit fab Ltd.

По окончании выступления Коэна разгорелась жаркая дискуссия по поводу выбора технологий устройств памяти нашего эйсика. Среди многочисленных видов информации, которые должны были в ней храниться наибольшее беспокойство вызывали сохранность индивидуального и уникального номера каждого эйсика— так называемого ID и, конечно, запатентованный в США и Израиле на имя г-на Теодора Цукермана протокол автоматического поиска оптимального маршрута связи.

ID должен был задаваться различными комбинациями тридцати двух нулей и единичек, что позволяло закодировать всем знакомые десятичные числа от 0 до 4 294 967 296. Спор разгорелся вокруг того, каким именно из известных способов задавать эти самые нули и единички, чтобы гарантировать их сохранность и неизменность при любых условиях в течение всего срока жизни наших устройств.

Ясно было, что наши устройства ни в чем не должны были уступать существующим электромеханическим счетчикам. Срок жизни последних в стандартах был установлен равным пятнадцати годам. Однако на практике эти нехитрые приборы проживали нередко куда более долгую жизнь. Решив на всякий случай превзойти этот показатель, мы назначили своим будущим изделиям срок равный двадцати годам.

Воспользовавшись увлеченностью коллег междуусобными дебатами, я проделал карандашом на листочке несложные умножения в столбик и, дождавшись короткой паузы, заявил, что двадцать лет эквивалентны примерно 175 000 часам, а записанный в технических условиях срок хранения информации в известных мне на текущий момент видах однократно электрически программируемой памяти не превышает 100 000 часов, что составляет немногим более десяти лет.

Дебаты вспыхнули с новой силой и готовы были зайти в тупик, когда Перец неожиданно заявил, что ему известно абсолютно неоспоримое решение указанной проблемы. Вожделенные единички и нули для задания ID нашего эйсика будут представлены тридцатью двумя тончайшими печатными проволочками внутри чипа, которые можно будет выжигать при производстве, пропуская через них достаточно большой ток. Целый проводник будет представлять собой единицу, а прожженный — нуль, и это уже не изменится во веки веков.

Осторожный Аба Коэн поддержал идею, отметив, что такой вид памяти известен и называется памятью на фьюзах (по-русски говоря на плавких предохранителях), однако он посоветуется с Юджином Люблянски, а тот в свою очередь с представителями завода, чтобы убедиться, что таковая технология на заводе имеется.

Надо сказать, что беспокойство по описанному выше поводу было достаточно обоснованным. Для возникновения проблемы вовсе не нужно было полной потери ID. Достаточно было изменения в процессе эксплуатации лишь одной единственной единицы на ноль или наоборот нуля на единицу в одном из тридцати двух разрядов, представляющих полный адрес. Это могло привести к появлению «двойников» в системе. Говоря иными словами, мистер Смит мог в результате получить счет за электрическую энергию, израсходованную мистером Рокфеллером, а у почтенного синьора Гарсиа электрическая компания могла отключить электричество за незаконные проделки синьора Базилио, застуканного нашим интеллектуальным устройством обнаружения кражи энергии.

Обнадежившись предложенным Перецем решением проблемы ID, участники совещания перешли к основной программе и возможным видам памяти для ее хранения. «Решение Переца» здесь не годилось, поскольку в данном случае речь шла не о тридцати двух, а о сотнях тысяч нулей и единичек. С другой стороны все запланированные к выпуску миллиарды эйсиков должны были иметь абсолютно одинаковые программы, а следовательно абсолютно одинаковые комбинации нулей и единичек, которые можно было воплотить при изготовлении так называемым методом маски, раз и навсегда наносившейся в нужное место и позволявшее хранить нашу драгоценную программу неизменной во веки веков.

Однако услышав про «раз и навсегда» и про «во веки веков» Тедди Цукерман поднялся на дыбы, как резвый конь, заявил, что к маске для хранения программы, мы сможем получить доступ только через его труп и дебаты вспыхнули с новой силой.

Так уж сложилось, что когда речь шла о новой электронике, или говоря ученым языком, о новой hardware, то срок ее создания неограниченно стремился к нулю, она нужна была, как правило, «ещё вчера», ну или по крайней мере через три месяца.

Положение резко изменялось, когда речь заходила о таком интеллектуальном продукте, как программа, именуемая на том же ученом языке software. Здесь уже каждому было ясно, что установить срок ее разработки можно лишь сверх — приблизительно, и при всех условиях в первой версии будут непременно содержаться клопы, ну то есть bugs. Для их вылавливания, то бишь debugging, понадобится время и соответственно корректировка программы, возможно не раз и не два. Но самое главное, какой-нибудь самый маленький и самый подленький клопик может вылезти на свет в процессе эксплуатации и через год, и более.

Отсюда становилось ясно, как божий день, что для хранения программы нам понадобится технология памяти, обеспечивающая многократное электрическое перепрограммирование уже готового эйсика, причем весьма простыми средствами. Конечно такие технологии уже давно существовали, но они отбрасывали нас назад к всего лишь десяти годам хранения информации, а требование возможности многократного перепрограммирования уменьшали еще более этот пресловутый «гарантируемый изготовителем» срок хранения.

Любопытно, каким гибким оказался подход моих коллег к проблеме, как только ее выдвинул Тедди. Руби сразу же вспомнил оказавшийся широко известным и в Израиле анекдот о Хоже Насреддине, эмире и осле, заявив что за время хранения, указанное в технических условиях, кто-либо из них наверняка помрет. Перец тут же подхватил мысль и сказал, что производитель любых устройств памяти всегда перестраховывается, и в реальности время хранения наверняка окажется выше указанного. Тедди заявил, что эйсик таким образом должен иметь и внутреннюю однократно электрически программируемую память и возможность переключения на внешнюю многократно перепрограммируемую. Аба лишь добавил, что в связи с этим требованием корпус эйсика должен будет иметь восемьдесят выводов, вместо ранее запланированных шестидесяти четырех.

Видя общее согласие я предпочел промолчать, тем более, что Руби уже перешел к теме распределения обязанностей, в которой мне досталась срочная подготовка методик и средств проверки и тестирования будущих чипов, подчеркнув, что пробная партия, которую Аба Коэн должен оговорить в техническом задании, должна быть порядка 200 образцов и на ней Тедди с помощью Юрия должен будет выполнить полный debugging.

На этом первое заседание, посвященное нашему эйсику, постановили считать закрытым.

Но сначала Бангкок

Прыгая в своем повествовании из Ужгорода в Рио-де Жанейро, из Каракаса в Бейджинг, из Мехико в Бангкок, и лишь изредка останавливаясь на микросхемах, протоколах, эйсиках и другой твердой и мягкой материи, я рискую создать впечатление у читателя, что весь наш хай-тек был упоительной «ездой в незнаемое» с редкими остановками, чтобы опробовать местную кухню. Однако на самом деле в хай-теке так же «в грамм добыча, в год труды», и большую часть своей жизни мои коллеги той поры и я проводили в нашем благословенном подвале.

На этом фоне я, как обычно, слабо отслеживал почти непрерывно происходившие реорганизации и в том числе произошедшую недавно «американизацию» нашей фирмы. Этот этап проходили многие, если не большинство израильских стартапов.

Мероприятие это, по крайней мере теоретически взаимовыгодное, давало возможность израильской стороне обеспечить дальнейший приток капитала и соответственно способствовать своему дальнейшему существованию и развитию, а американцам — ухватить во время израильские инновации, нередко опережающие американские и вместе с ними достичь главной цели — выйти на нью-йоркскую биржу.

На себе первые результаты я ощутил непосредственно в сопровождаемых горестными вздохами требованиях Руби, сократить количество персонала моей лаборатории. Оставшись сам-пят, я категорически заявил, что это минимум-миниморум и любая попытка его дальнейшего сокращения приведет к неизбежному полному прекращению нашей деятельности.

Вторым важнейшим следствием нашего преобразования в инкорпорацию было категорическое требование Джозефа к Руби, прекратить немедленно заниматься какими-либо видами маркетинга, поскольку он (Джозеф) сыт по горло нашим полным провалом с TUTANG в Тайване, неправильными действиями в Венесуэле, растянувшимися до революционного переворота в ее правительстве (а может быть упомянутый переворот спровоцировавшими?), неумением завлечь своими технологиями хитроумных китайцев и, наконец, вялотекущим и требующим все новых вложений Мексиканским проектом.

Руби не стал ни оправдываться, ни вспоминать Харифа, а лишь дал шефу торжественное обещание сосредоточить все мощные ресурсы израильского отделения на обеспеченном собственными маркетинговыми усилиями американского шефа проекте «Таиланд».

Я могу здесь с полной уверенностью сказать, что нигде и никогда до описываемого момента мы не «влипали» так глубоко и безнадежно, как в Бангкоке.

Бангкок — это туристическая Мекка, это потрясающие храмы, это знаменитые эротические массажи и не только. Всем этим, надеюсь, насладились Тедди и Лея в своей первой совместной «служебной командировке» в Бангкок, удивительно совпавшей с официальным началом их брачного периода. Но здесь я не об этом.

В ХХ веке сотни миллионов дисков электрических счетчиков совершали величавое, не всегда заметное глазу вращение, а между небом и земным шаром, как было установлено исследованиями, в среднем десятки, если не сотни раз в секунду сверкали молнии. Как-то все это уживалось, пока… нет, я вовсе не хочу сказать: пока не начался наш проект «Таиланд».

Проблема молний добавилась к тем, от которых у меня пухла голова, еще на стадии создания первых «кибуцных» модулей. Хариф как-то, походя, спросил меня, что я собираюсь использовать — варисторы или газ-аррестеры, а я ответил уклончиво, что еще не решил, не желая выдавать, что еще не углублялся в изучение сравнительных достоинств и недостатков этих молниезащитных устройств. Шмулик к этому вопросу не возвращался, не сомневаясь в том, что это моя проблема.

Как всегда почти единственный из начальства, кто устраивал мне допросы с пристрастием был Перец. Появлялся в лаборатории он практически ежедневно и, обойдя предварительно моих немногочисленных сотрудников, усаживался перед моим столом.

С увольнением Шая Броха я оставался за своим «начальническим» столом, но перед ним теперь вполне хватало пространства для кресла посетителя. Однажды Перец устроился в нем повольготнее и приступил к делу:

— Так сколько ты говоришь напряжение и ток у молнии?

— Это, смотря, где и когда мерить. Если прямо на нижней поверхности грозовой тучи, километров эдак пять над землей, то, пожалуй, киловольт сто, а то и много больше наберется. А ток, когда напряжению этому, удается найти, где пробить воздух и выписать свою молниевую кривулю, то, как повезет, может быть тридцать килоампер, а может быть и триста. Впрочем, молнию лучше описывать не напряжением или током, а количеством энергии, которая может достигать миллиарда джоулей.

Перец долго смотрит на меня, пытаясь понять, где именно я «вешаю лапшу ему на уши» и, наконец, изрекает.

— И ты хочешь сказать, что если такая «кривуля», как ты ее называешь, попадет в наш счетчик, то твои варисторы спасут от нее нашу электронику.

— Ну что ты, что ты, если молния попадет прямо в счетчик, то не то что от электроники, а от самого счетчика и от подставки, на которой он держится, и следов не останется.

— Так зачем тогда мы ставим эти игрушки на наши модули? Вон Семенов только что жаловался, что они на плату не влезают.

Витя, низко склонившийся над одним из своих рабочих столов и что-то высматривающий через лампу-лупу на густонаселенной плате очередного дефектного модуля, неожиданно откликнулся,

— Когда я тебе говорил такую вещь, Перец?! Я сказал только, что с разводкой варисторов на плате придется повозиться.

Я заметил, что и у Леночки, казалось бы, с головой ушедшей в созидание очередной нашей схемы, отчетливо розовеет обращенное к нам ушко, свидетельствуя, что не только Семенов внимательно прислушивается к нашей ученой беседе.

Перец испытующе смотрит на меня, и я продолжаю.

— Видишь ли, б’ольшая часть этой огромной энергии рассеивается в виде света, звука и тепла, пока молниевый разряд долетает до земли.

— А сколько все— таки остается в итоге, и каковы шансы, что эти остатки попадут в наш модуль.

— Ну, остатки тоже не маленькие — десятки киловольт и много тысяч ампер, а шансы, что они попадут прямо в наш модуль, — Перец не терпит неопределенности, и я ошарашиваю его неожиданным ответом, — думаю, где-нибудь один к десяти тысячам, а то и меньше, если, конечно, мы не повесим наш счетчик на высоченную мачту или на одинокое дерево посреди чистого поля.

Теперь уже мои коллеги, не скрываясь, следят за тем, чем кончится наш диалог.

— Юрий, ты мне морочишь голову, неужели ради того, чтобы не сгорел один из десяти тысяч модулей, мы ставим на каждый из них твои варисторы. Я видел, что Виктор пристраивает их по три штуки на каждую плату. Кстати, сколько стоит одна штука.

— Тридцать центов при заказах не менее тысячи штук, — отвечаю я не задумываясь, поскольку только что передал заказ Нахману Нисиму.

Перец быстро делает подсчеты в уме и вскакивает, его лицо выражает бурю негодования.

— Ты хочешь сказать, что ради какого-то одного модуля мы выбрасываем десять тысяч долларов? Стам1? А при полномасштабном заказе это будет сотня тысяч?! А Руби об этом знает?— бросает Шахар уже на ходу.

— Если не знает, то ты ему расскажешь, — говорю я,— но ты не спеши, я ведь еще не закончил.

— Ты думаешь этого мало?— нехотя останавливается Перец.

— Еще самая малость насчет молнии: во— первых, она ищет то, что торчит повыше, а во-вторых, когда находит это, то через него уходит в землю. Для этого очень подходят провода линий передачи электрической энергии.

Перец останавливается, но еще не садится в кресло.

— Когда она ударяет в такой провод, причем неважно, в какой именно, то по нему уходят в землю сотни килоампер, а по всей линии между проводами пробегает волной импульс напряжения. Теоретически его пик может достигать 6 киловольт. Так что все приборы, подсоединенные прямо к линии передач получают этот импульс.

— Ты хочешь сказать, что во все счетчики электричества, да что там в счетчики, в каждый электрический чайник, ведь его тоже включают в электрическую сеть, вставляют твои варисторы — иронизирует Перец, все еще не садясь.

— Это ты сказал, Шахар. Впрочем, если хочешь, мы можем на этом закончить, — я отворачиваюсь к дисплею, занимающему своей далеко выступающей задней частью почти четверть моего стола и всерьез намерен вернуться к работе.

— Нет уж, продолжай, раз начал!

Вообще— то этот длинный разговор начал не я, да и продолжать его у меня нет никакого желания, но Перец уже уселся снова в кресло и буравит меня недоверчивым взглядом.

— Видишь ли, Шахар, во-первых квартирный счетчик в большинстве случаев, а чайник и подавно, стоят внутри дома, так что пока такой импульс до них доберется, через всю домовую электропроводку, распределительные шкафы, предохранители и т.п., он имеет реальные шансы изрядно ослабиться.

Ну, а во-вторых, если он и приложится прямо к входу счетчика или чайника, то с большой степенью вероятности можно сказать, что ничего особенного не случится, потому что на входе у них либо трансформатор напряжения, как у счетчика, либо нагревательная спираль, как у чайника, и повредить их у такого импульса кишка тонка, все таки это не прямое попадание молниевого разряда.

Я умолкаю, но помалкивает и Перец, понимая, что я наверняка заготовил еще какую-нибудь пакость, и я вынужден продолжать.

— Но в приборах, напичканных электроникой, таких как наш, неважно, где он стоит внутри счетчика или снаружи, там другое дело. Особенно если у них в источнике питания, который присоединяется прямо к сети, нет спасительного силового трансформатора.

Ты ведь помнишь, что Дери заставил меня заказать источники питания у доктора Шуки Ханана. Он их действительно сделал со спичечный коробок. Одна у них беда была, они взрывались и горели синим пламенем без всяких молний. Вон на нашем складе их целый мешок остался. Но это я к слову. Источник питания, который в итоге мы с Леночкой сами разработали, он тоже малогабаритный и поэтому тоже без силового трансформатора. Соответственно без варисторов высоковольтных импульсов он не выдержит.

Перец уже не стремится бежать докладывать Руби, но в нем все таки не пропал бакалавр Техниона, и он не может уйти, не докопавшись до самой сути:

— Ладно, ставьте свои варисторы, хотя, конечно, это бизбуз кесеф1, но каким образом они в конце концов спасают от этих киловольтов?

— А они их первыми принимают на себя, через них конечно при этом проходят килоамперы тока, зато напряжение садится до пятисот вольт, а их уже выдерживают и понижают дальше следующие элементы схемы и не допускают до нежной микроэлектроники для которой и десять вольт уже катастрофа.

Я увлекся и не замечаю, что в глазах Шахара зажегся хищный огонек.

— Дай ка мне карандашик и кусочек бумажки, можно от какого-нибудь черновика,— нежиданно прерывает он меня. Прикрыв рукой листочек он производит на нем какие-то вычисления и, не отрывая от нее глаз, задает мне вопросы:

— Ты говоришь, что на варисторе все— таки остается от импульса пятьсот вольт, так?

— Так, — соглашаюсь я.

— И в то же время через него проходит килоамперы тока, допустим даже, что всего один килоампер? — Перец, наконец, отрывается от бумажки и смотрит прямо мне в глаза.

— Допустим, что один — вновь соглашаюсь я. — Но тогда, если я еще не до конца забыл электротехнику с арифметикой и правильно умножаю пятьсот на единицу, это означает, что на варисторе выделяется мощность 500 киловатт! И ты хочешь сказать, что эти кругляшки выдерживают без вреда такую мощность?!

— Ну что ты, что ты, Шахар, — откликаюсь я, -максимально допустимая средняя мощность, рассеиваемая на нашем варисторе не должна превышать одного ватта. Ты все здорово и точно подсчитал, только это пиковая мгновенная мощность импульса. А пик импульса быстро спадает и длится всего-то каких-нибудь пятьдесят микросекунд, так что варистору от этого никакого вреда. Он даже не успевает нагреться. Кстати, импульс, так же, как и вызвавшую его молнию лучше характеризовать не пиковой мощностью, а энергией измеряемой в джоулях.

— Я знаю, в чем измеряется энергия,— по-моему, Перец сердится,— но почему ты не поднимал эту проблему раньше?

— Шахар! Поднимать проблемы не нужно, они сами вылезают. Мы просто ставили всегда варисторы и в кибуцах, и в «Аргентине», и в «Мексике», и в «Венесуэле». Просто сейчас для Бангкока мы выбрали другой тип, помощнее, повыносливее из-за этого они побольше размером и труднее размещаются на плате.

— Ма питом?

— Видишь ли, самому мне там побывать пока не пришлось, но я читал, что с Мая по Ноябрь в Таиланде, и в Бангкоке в частности, дуют муссоны, с муссонами приходят дожди, штормы, грозовые тучи и молнии, которые сверкают с утра до вечера. Кстати Тедди рассказывал, что счетчики наши ставят прямо на улице и крепят к стенке без всяких ящичков и шкафчиков, о которых мы столько говорили с Каем.

— Ладно, — Перец поднимается, на этот раз, надеюсь, окончательно,— тебе виднее.

И вдруг он снова разворачивается:

— Кстати, ты все рассказывал очень красиво, непонятно только, почему в основном по сообщениям из Бангкока вылетают «телефонные» модули. Или молнии наводят импульсы и в телефонные линии?

Так! Перец не успокоится, пока не достанет меня до самых гланд. Я торжественно клянусь перед читателем, что больше не стану описывать наши с ним беседы, но эту я обязан закончить, иначе не видать нам Бангкока, не говоря уже о берегах Нового Света.

— Ну, наверно бывает и такое, но с этими модулями хватает хлопот и без молний. Ты ведь помнишь, что телефонная связь понадобилась нам для электронных счетчиков, которые устанавливаются на высоковольтных подстанциях. Эти счетчики подключаются для измерений в высоковольтной линии с напряжением, допустим, сто киловольт, через индивидуальные понижающие трансформаторы напряжения и тока. А еще, ты помнишь, что из нашего модуля выходит и тянется, неизвестно куда и как, телефонная линия от встроенного телефонного модема.

Я замолкаю на время, и Перец на этот раз терпеливо ждет продолжения.

— Ну вот. Когда на стороне высокого напряжения происходят переключения, а происходят они, к примеру, всякий раз, когда там отключается или подключается новый мощный потребитель, то со стороны высокого напряжения на сторону низкого, то бишь на нашу сторону, где всего лишь 120 вольт, стремится проскочить через паразитные емкости короткий импульс, в пике несколько киловольт. И это без всяких молний.

— И вы ставите варисторы и в телефонной линии, — догадывается Перец

— Нет, там они помогут, как мертвому припарки. Если мы ограничим напряжение импульса до пятисот вольт, как делаем в цепи питания, то их хватит, чтобы разнести в пух и прах наш встроенный телефонный модем, а за ним и нашу микроэлектронику.

— Ну, так ограничьте амплитуду импульса величиной двадцать, а не пятьсот вольт,— говорит Перец,— или нет таких варисторов?

— Есть такие варисторы! — говорю я и тут же сокрушенно вздыхаю, — но ставить их в эту линию нельзя, потому что они обрежут так называемый «звонковый» сигнал или, иначе говоря, «сигнал вызова», который подается по этим же двум проводам, когда «вызывают» наш модем. И вообще… мы не имеем права ничего присоединять к телефонной линии, иначе изготовители модема снимут всякие гарантии.

Чтобы предотвратить попадание импульсов со стороны высокого напряжения на сторону низкого, вообще-то разработан ряд мер. Например, во всех понижающих трансформаторах подстанции ставят специальные экраны, но эта мера, как и многие другие ничего не стоит, если металлические корпуса и экраны электрического оборудования не подсоединяются строго определенным и надежным образом к контуру заземления, который должен проходить по всей территории подстанции. Все это должно отвечать международным стандартам и проходить регулярную, по крайней мере, ежегодную инспекцию. Здесь я умолкаю надолго.

— Юрий, ты хочешь сказать, что мы здорово влипли с проектом «Таиланд»? -прерывает затянувшееся молчание Перец.

— Это ты сказал, Шахар,— возражаю я, — не забудь, что мы начали с молний, но сейчас я, пользуясь случаем, хочу тебе сказать, что многие авторы рекомендуют прежде чем подписывать контракт, провести обзор объекта. По-английски это называется site survey.

— И ты думаешь, что если бы мы знали обо всем этом раньше, мы могли бы избежать всех неприятностей?

— Ну, нет, всех неприятностей мы бы не избежали, но многое могли бы предусмотреть заранее, кое-где поручить инспекцию Каю или прямо представителям электрической компаний. На что-то оговорить бóльшие сроки. Ну, какой смысл говорить об этом сейчас?

— Смысл есть! — Перец выпрямляется во весь рост, глаза его мечут молнии не хуже грозовых туч, — я сам поеду к ним с инспекцией!!

Перец действительно съездил в Бангкок и не раз. Всех работников Smartcomm обошла разосланная по электронной почте фотография, на которой Шахар в защитной каске и с каким — то жезлом в руке, воздетой к небу, возвышался над окружавшими его таиландцами в таких же касках.

Как выяснилось, работники электрической компании вместе с Каем сопровождали его в инспекционном обходе территории высоковольтной подстанции, когда наш бесстрашный отставной вертолетчик оказался внезапно у слегка покосившегося штыря, к которому присоединялся провод заземления от ближайшего трансформатора, и на глазах у не успевших среагировать спутников одним рывком выдернул его из земли.

Обомлевшим работникам компании он показал, что штырь проржавел в земле насквозь и торчал видимо довольно давно, не будучи соединенным с контуром заземления подстанции. Кай известил нас, что старший по должности из сопровождавших Переца получил изрядный нагоняй от начальства за то, что допустил самовольные и опасные для жизни действия гостя.

Однако Перец уехал лишь после того, как ему вручили письменные заверения представителей МЕА в том, что не позднее чем в течение месяца компания проведет внеочередную проверку системы заземления на подстанции, однако с соблюдением всех правил техники безопасности, положенных для электроустановок с напряжением выше 1000 вольт.

Продолжение
Print Friendly, PDF & Email

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.

Арифметическая Капча - решите задачу *