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自主可控!“神十四”用上國產(chǎn)宇航級CPU、FPGA

作者:劉國芳 日期:2022-06-08 10:31:44 點(diǎn)擊數(shù):

  隨著神舟十四號載人飛船將三位航天員送入空間站,北京微電子技術(shù)研究所(簡稱772所)也公布了一起上天的部分國產(chǎn)宇航級芯片信息。

自主可控!“神十四”用上國產(chǎn)宇航級CPU、FPGA(圖1)

  芯片大師曾發(fā)文北斗總師:國產(chǎn)航天級CPU、FPGA等核心器件已100%自主可控,繼北斗導(dǎo)航系統(tǒng)后,應(yīng)用更復(fù)雜、環(huán)境更嚴(yán)苛的人航天系統(tǒng)也實(shí)現(xiàn)了核心器件的自主可控


  據(jù)公開信息,772所為神舟十四號載人飛船的制導(dǎo)控制系統(tǒng)、數(shù)管系統(tǒng)、儀表與照明等6個分系統(tǒng)提供了高可靠CPUFPGA套片、大容量SRAM高速AD/DA36款共計(jì)3000余只宇航用集成電路,成功保障了飛船的發(fā)射任務(wù)。


  其中,作為星載計(jì)算機(jī)的核心,772所自主研發(fā)的抗輻照微處理器BM3803是我國首款自主研制上星應(yīng)用的抗輻照微處理器,其主要功能是為數(shù)管分系統(tǒng)提供了高性能數(shù)據(jù)管理,為制導(dǎo)控制分系統(tǒng)提供高可靠任務(wù)控制,使我國宇航級關(guān)鍵核心器件實(shí)現(xiàn)了自主可控。


  芯片大師也曾發(fā)文盤點(diǎn):那些宇航級CPU和“上天”的奧秘,由于其嚴(yán)苛的測試標(biāo)準(zhǔn)、高度定制化和較低的性能指標(biāo),一款可靠的宇航級CPU能支撐多個航天器和航天項(xiàng)目,航天史上多個經(jīng)典CPU型號(如BAE公司的RAD750)就曾發(fā)揮巨大作用。


  目前的公開消息,我國航天事業(yè)在使用龍芯系列(1E/1F和3代等型號之前,CPU基本依賴外購但半導(dǎo)體大國嚴(yán)格的出口管控措施使得采購、測試和配套工作艱難。


  FPGA一直被譽(yù)為芯片中的“變形金剛”,這款器件可以根據(jù)航天任務(wù)的需求而實(shí)時變化用途,時而成為大腦、時而成為神經(jīng)中樞。由于FPGA的技術(shù)發(fā)源和被NASA所應(yīng)用,目前宇航級產(chǎn)品基本上被Microchip、Altera(Intel)、Xilinx等幾家美國半導(dǎo)體廠商壟斷。


  在神舟十四號任務(wù)中,772所提供的宇航級高可靠FPGA被應(yīng)用于數(shù)管分系統(tǒng)中央控制單元,處理飛船各分系統(tǒng)重要數(shù)據(jù),和CPU一起,是飛船控制系統(tǒng)的核心器件之一。


   而在神舟十三號上,772所的高可靠宇航用300萬門FPGA就已經(jīng)用于飛船顯示系統(tǒng),單粒子刷新電路為300萬門FPGA穿上了一層可有效抵抗空間粒子“防彈衣”,解決了SRAM型FPGA空間單粒子翻轉(zhuǎn)的世界難題。

  此外,772所這次曝光的“幕后英雄”還包括AD/DA轉(zhuǎn)換器和高可靠大容量SRAM存儲器,這兩款器件同樣成功支撐了此前的天舟四號及長-7運(yùn)載火箭任務(wù)


  前者對飛船姿態(tài)及位置信息的采集、反饋和跟蹤調(diào)整起到關(guān)鍵作用,后者則為飛船的制導(dǎo)控制系統(tǒng)、有效載荷系統(tǒng)提供了高速、高可靠的數(shù)據(jù)存儲,為飛船高速運(yùn)行的核心數(shù)據(jù)提供了最高等級的安全保障。


  探索宇宙是屬于全人類的終極浪漫,而這個宏偉事業(yè)背后的每一種宇航級芯片,都需要以十年計(jì)的周期來研發(fā)、測試和定型,是真正的“冷板凳”


  向航天界的芯片人致敬!








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