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自主可控!“神十四”用上国产宇航级CPU、FPGA

作者:刘国芳 日期:2022-06-08 10:31:44 点击数:

  随着神舟十四号载人飞船将三位航天员送入空间站,北京微电子技术研究所(简称772所)也公布了一起上天的部分国产宇航级芯片信息。

自主可控!“神十四”用上国产宇航级CPU、FPGA(图1)

  芯片大师曾发文北斗总师:国产航天级CPU、FPGA等核心器件已100%自主可控,继北斗导航系统后,应用更复杂、环境更严苛的人航天系也实现了核心器件的自主可控


  据公开信息,772所为神舟十四号载人飞船的制导控制系统、数管系统、仪表与照明等6个分系统提供了高可靠CPUFPGA套片、大容量SRAM高速AD/DA36款共计3000余只宇航用集成电路,成功保障了飞船的发射任务。


  其中,作为星载计算机的核心,772所自主研发的抗辐照微处理器BM3803是我国首款自主研制上星应用的抗辐照微处理器,其主要功能是为数管分系统提供了高性能数据管理,为制导控制分系统提供高可靠任务控制,使我国宇航级关键核心器件实现了自主可控。


  芯片大师也曾发文盘点:那些宇航级CPU和“上天”的奥秘,由于其严苛的测试标准、高度定制化和较低的性能指标,一款可靠的宇航级CPU能支撑多个航天器和航天项目,航天史上多个经典CPU型号(如BAE公司的RAD750)就曾发挥巨大作用。


  目前的公开消息,我国航天事业在使用龙芯系列(1E/1F和3代等型号之前,CPU基本依赖外购但半导体大国严格的出口管控措施使得采购、测试和配套工作艰难


  FPGA一直被誉为芯片中的“变形金刚”,这款器件可以根据航天任务的需求而实时变化用途,时而成为大脑、时而成为神经中枢。由于FPGA的技术发源和被NASA所应用,目前宇航级产品基本上被Microchip、Altera(Intel)、Xilinx等几家美国半导体厂商垄断。


  在神舟十四号任务中,772所提供的宇航级高可靠FPGA被应用于数管分系统中央控制单元,处理飞船各分系统重要数据,和CPU一起,是飞船控制系统的核心器件之一。


   而在神舟十三号上,772所的高可靠宇航用300万门FPGA就已经用于飞船显示系统,单粒子刷新电路为300万门FPGA穿上了一层可有效抵抗空间粒子“防弹衣”,解决了SRAM型FPGA空间单粒子翻转的世界难题。

  此外,772所这次曝光的“幕后英雄”还包括AD/DA转换器和高可靠大容量SRAM存储器,这两款器件同样成功支撑了此前的天舟四号及长-7运载火箭任务


  前者对飞船姿态及位置信息的采集、反馈和跟踪调整起到关键作用,后者则为飞船的制导控制系统、有效载荷系统提供了高速、高可靠的数据存储,为飞船高速运行的核心数据提供了最高等级的安全保障。


  探索宇宙是属于全人类的终极浪漫,而这个宏伟事业背后的每一种宇航级芯片,都需要以十年计的周期来研发、测试和定型,是真正的“冷板凳”


  向航天界的芯片人致敬!








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