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自主可控!“神十四”用上國產宇航級CPU、FPGA

作者:劉國芳 日期:2022-06-08 10:31:44 點擊數:

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

自主可控!“神十四”用上國產宇航級CPU、FPGA(圖1)

  芯片大師曾發文北斗總師:國產航天級CPU、FPGA等核心器件已100%自主可控,繼北斗導航系統后,應用更復雜、環境更嚴苛的人航天系也實現了核心器件的自主可控


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


  其中,作為星載計算機的核心,772所自主研發的抗輻照微處理器BM3803是我國首款自主研制上星應用的抗輻照微處理器,其主要功能是為數管分系統提供了高性能數據管理,為制導控制分系統提供高可靠任務控制,使我國宇航級關鍵核心器件實現了自主可控。


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


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


  FPGA一直被譽為芯片中的“變形金剛”,這款器件可以根據航天任務的需求而實時變化用途,時而成為大腦、時而成為神經中樞。由于FPGA的技術發源和被NASA所應用,目前宇航級產品基本上被Microchip、Altera(Intel)、Xilinx等幾家美國半導體廠商壟斷。


  在神舟十四號任務中,772所提供的宇航級高可靠FPGA被應用于數管分系統中央控制單元,處理飛船各分系統重要數據,和CPU一起,是飛船控制系統的核心器件之一。


   而在神舟十三號上,772所的高可靠宇航用300萬門FPGA就已經用于飛船顯示系統,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空間單粒子翻轉的世界難題。

  此外,772所這次曝光的“幕后英雄”還包括AD/DA轉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運載火箭任務


  前者對飛船姿態及位置信息的采集、反饋和跟蹤調整起到關鍵作用,后者則為飛船的制導控制系統、有效載荷系統提供了高速、高可靠的數據存儲,為飛船高速運行的核心數據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,而這個宏偉事業背后的每一種宇航級芯片,都需要以十年計的周期來研發、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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