實(shí)驗(yàn)9號(hào)SoC芯片實(shí)現(xiàn)星載計(jì)算機(jī)硬軟件全自主可控

記者日前從北京控制工程研究所獲悉，該所研制的SoC2008芯片由于采用先進(jìn)的低電壓工藝，使控制計(jì)算機(jī)在性能提高8倍的前提下，體積和質(zhì)量減少40%以上，同時(shí)功耗只有原來的80%左右，其整體性能指標(biāo)達(dá)到國(guó)際同期先進(jìn)水平。目前，該芯片系統(tǒng)已成功應(yīng)用在10月14日發(fā)射的實(shí)踐九號(hào)科學(xué)實(shí)驗(yàn)雙星的B星上。

據(jù)了解，SoC（SystemonChip）即片上系統(tǒng)，是一種系統(tǒng)集成芯片，指在一個(gè)芯片上集成處理器、存儲(chǔ)器、I/O接口、通訊接口等部件，實(shí)現(xiàn)信號(hào)采集、轉(zhuǎn)換、存儲(chǔ)、處理等功能，包含嵌入軟件及整個(gè)系統(tǒng)的全部?jī)?nèi)容。

當(dāng)前，空間電子產(chǎn)品正朝著高密度、高復(fù)雜、高性能、低能耗和微小型方向發(fā)展，而空間運(yùn)行環(huán)境的復(fù)雜性更是對(duì)其提出了高可靠性的要求，傳統(tǒng)的集成電路已無法滿足該需求。

“SoC技術(shù)作為一種嶄新的技術(shù)，成為當(dāng)前及今后空間電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)的最佳選擇?！北本┛刂乒こ萄芯克禽d計(jì)算機(jī)與電子產(chǎn)品總工程師華更新介紹說，SoC系統(tǒng)具有微小型化、高可靠性、低功耗等特點(diǎn)，可滿足以星載計(jì)算機(jī)為代表的空間電子系統(tǒng)的性能、功能、體積、功耗、重量、可靠性及空間環(huán)境適用性等各方面的苛刻要求。

據(jù)悉，隨著天地一體化技術(shù)研究的深入，航天及空間計(jì)算機(jī)不僅要求更高的飛行器姿態(tài)控制精度，而且必須承擔(dān)星上全部設(shè)備及有效載荷的大量數(shù)據(jù)采集和處理工作，并實(shí)時(shí)完成海量遙感圖像數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、處理和傳輸。此前，類似的片上系統(tǒng)芯片只能依賴進(jìn)口。

此次實(shí)踐九號(hào)衛(wèi)星B星的控制管理單元，其核心控制計(jì)算機(jī)采用了SoC2008芯片替代原來的處理器，實(shí)現(xiàn)了我國(guó)星載計(jì)算機(jī)從硬件到軟件的全部自主可控，標(biāo)志著我國(guó)星載電子系統(tǒng)擺脫對(duì)國(guó)外進(jìn)口芯片的依賴，走向自主發(fā)展之路。

華更新還介紹說，航天SoC必須具備航天應(yīng)用需求的抗輻照加固能力，因此抗輻照加固設(shè)計(jì)是航天SoC研制過程中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。SoC2008芯片立足國(guó)內(nèi)的集成電路加工和制造基礎(chǔ)，通過系統(tǒng)、電路、工藝相結(jié)合的方法，實(shí)現(xiàn)滿足高可靠、長(zhǎng)壽命衛(wèi)星需要的抗輻照指標(biāo)要求。同時(shí)，北京控制工程研究所正在研發(fā)第二代具有并行處理與容錯(cuò)能力的多核SoC，能適應(yīng)航天器高性能運(yùn)算和高可靠運(yùn)行的雙重需求。

SoC2008主管設(shè)計(jì)師劉鴻瑾介紹，SoC2008芯片在實(shí)踐九號(hào)衛(wèi)星上首次亮相，邁出了其應(yīng)用的第一步。目前，該芯片已開始應(yīng)用于多個(gè)型號(hào)的各類電子產(chǎn)品中，未來可應(yīng)用于航空、航海、高鐵、汽車、工業(yè)控制和消費(fèi)電子等更廣泛的領(lǐng)域。