Побочные электромагнитные излучения (ПЭМИ) компьютера.

на страницах сайта

electrosad.narod.ru

Процессор и ..

Охлаждение ПК

Растет быстродействие узлов современных ПК. Так тактовые частоты современных процессоров достигли 3,8 ГГц, длительности фронта совсем недавно была около 40 пикосекунд. С переходом на 90 нм, 65нм технологии длительность фронта снизится до 10 пикосекунд. Поэтому все острее стоит проблема генерации компьютером ПЭМИ.

Ниже рассмотрен характер ПЭМИ современного компьютера, возможность их влияние на радиоэлектронную аппаратуру и некоторые аспекты утечки информации по каналам ПЭМИ. В зарубежных источниках о ПЭМИ пишут как о RFI или EMI.

Источники ПЭМИ в компьютере.

Работа современных вычислительных комплексов состоящих из скоростных ПК и программного обеспечения связана с пересылкой больших объемов информации на высоких скоростях между устройствами самого ПК, а так же во внешние устройства и получения информации от них.

Все это сопровождается электромагнитным излучением от каналов передачи информации, и устройств ими соединяемых. Их сумма и определяет ПЭМИ создаваемые ПК.

Внутри ПК в создании ПЭМИ участвуют:

Процессор, шина данных процессора и цепи питания,
Контроллеры и северный мост чипсета,
Модули память и шина данных,
Инверторы питания перечисленных выше устройств,
HDD и шины IDE (ATA) и SATA,
CD и шина IDE (ATA),
Видеокарта и шина AGP или E-PCI

И внешние линии связи:

COM порт и внешние подключения по нему,
LTP порт и внешние подключения по нему ,
USB и подобные,
VGA и другие виды предназначенные для подключения мониторов,
беспроводные сетевые адаптеры IEEE 802 для локальных сетей,

Устройства, шины и внешние линии связи можно разделить по способу обмена данными на два вида:

параллельные, имеющие N линий передачи данных (N=8, 16, 32, 64). К ним относятся процессор и шина данных процессора, шины и контроллеры IDE (ATA), PCI, AGP, E-PCI, , LTP и VGA
последовательные с одной линией передачи информации. Они включают COM, USB, SATA, IEEE 802

В таблице приведены их ориентировочные характеристики:

Таблица 1.

Устройство - Канал обмена.	Тактовая частота	Разрядность, число параллельных линий передачи	Мощность ПЭМИ
Блок питания	50 Гц и гармоники 80-150КГц	1 до 30	250-500 Вт 2-50 Вт
Процессор цепи питания *	До 3,8 ГГц	1	1 – 20 Вт
Процессор - шина данных	до 400 МГц	16, 32, 64	10^-3 - 10^-2 Вт
Память *	до 533 МГц	16, 32, 64	до 5 Вт/Гбайт
Чипсет* (северный мост)	до 533 МГц	16, 32, 64	до 1 Вт
Инверторы питания	80 – 150 КГц	1-4 фазные	1-10 Вт через магнитное поле
Шина PCI	33-66 МГц	32, 64	10^-3– 10^-4 Вт
Шина IDE(ATA)	66, 100, 133 МГц	16	10^-2 – 10^-3 Вт
VGA	до 85 МГц	5 (R, G, B, 2- синхронизация)	10^-4 – 10^-5 Вт
Шина AGP1, 2, 4, 8	66МГц	32	10^-2 – 10^-3 Вт
Шина PCI-E	2500МГц	1-32	10^-4– 10^-5 Вт
Порт LTP (IEEE 1284)	5- 2000 Кбайт/сек	8	10^-3 Вт
SATA-150, -300, -600	1500 МГц 3000 МГц 6000 МГц	1+1	10^-3 Вт
Порт USB1.1-2.0 (IEEE1394)	0,18-60	1+1	10^-3 Вт
COM	До 920 Кбайт/сек	1+1	до 10^-3 Вт
IEEE 802 (Wi-Fi) Скоростной радиодоступ	5; 2,4 ГГц	1	50-200 мВт
Беспроводные Радиочастотные/ИК	27 МГц,	1	10^-3 Вт

* - по цепям распределения питания см ****

Не следует забывать о правильном заземлении устройств ПК, по ним циркулируют токи перетекания суммарные как по мощности, так и по спектральному составу.

Формирование поля ПЭМИ.

В формирование поля ПЭМИ ПК происходит под воздействием всей совокупности содержащихся в нем источников, каждый из них участвует со своим весовым коэффициентом, определяемым мощностью электромагнитного поля создаваемого им в точке контроля.

Характер ПЭМИ источников, определяется, прежде всего, параметрами токов протекающих по излучающим цепям, их (цепей) излучательной способностью и условиями прохождения ПЭМИ в точку контроля. Эти параметры зависят от множества факторов. Часть из них изменяется во времени как, например спектральный состав.

Суммирование ПЭМИ от множества источников в точке контроля.

Весовой коэффициент К=R/(R+Rn)

Мощность электромагнитного поля в точке контроля определяется по правилу суммирования мощностей:

P_Σ=P₁+P₂+P₃+…+P_n

Так суммируется мощность, излучаемая каждым проводником в шине за счет переходного затухания линий (переизлучения), если рассматривать конкретную шину. Аналогично суммируется мощность от всей совокупности источников.

При суммировании происходит суммирование спектров излучения каждого источника.

Некоторые соотношения формы импульса и его спектрального состава.

- Чем короче импульс, тем шире его частотный спектр;

- Чем короче фронт импульса, тем выше частота высокочастотных составляющих;

- Под шириной спектра понимаем полосу частот, в которой сосредоточена основная энергия сигнала.

Спектр ПЭМИ представляет собой сумму спектров отдельных источников и зависит как от положения регистрирующего устройства, так и от характеристик излучающего оборудования, его режима работы, вида программного обеспечения и даже выполняемых им операций.

На этом принципе основано маскирующее действие заградительных генераторов помех.

Суммарная мощность ПЭМИ может превышать в определенные моменты 10 Вт и распределяется в диапазоне частот
от f_max= 1|t_ф до fmin.
Минимальная частота и распределение спектральных составляющих по частотной сетке определяются алгоритмами работы процессора.

Уровень ПЭМИ за пределами корпуса ПК определяется множеством факторов от конструкции системной платы до качества корпуса и внешних линий связи.

Если говорить о воздействии ПЭМИ на узлы ПК, то эта мощность нагревает элементы схемы ПК, снижает помехоустойчивость его узлов. Например, Intel так и не смогла вывести на 4 ГГц и немалую роль в этом сыграли генерируемые процессором помехи.

Если говорить о воздействии ПЭМИ на внешние устройства, то всегда существовала проблема воздействия помех на внешние радиоэлектронные устройства, особенно радиоприемные устройства, работающие с низким уровнем сигнала.

Термин "информация" рассмотрен здесь ****

Методы съема информации с ПК кратко описаны здесь ****

Посмотреть эти файлы можно только отсюда, поскольку они могут быть интересны только тому кто читает этот материал.

<<Назад>> <<в начало>> <<на главную>>

При полном или частичном использовании материалов ссылка на "electrosad.narod.ru" обязательна.
Ваши замечания, предложения, вопросы можно отправить автору через гостевую книгу или почтой.

Copyright Sorokin A.D.

Дата - 2007 год. Ver.4