電子發(fā)燒友網(wǎng)報道(文/周凱揚)今年年內,各個國家和地區(qū)在航天航空上動作頻頻,不少十數(shù)年前提出的計劃都開始了發(fā)射和部署工作。比如中國的天宮空間站和美國的詹姆斯·韋伯太空望遠鏡等。在這輪備戰(zhàn)行動中,宇航級處理器再度成為了人們關注的重點之一。
太空中的AI
如今的航天航空應用已經(jīng)不單單是在太空環(huán)境下做科學實驗了,不少應用都需要用到AI的助力,比如火星車的移動。與地面環(huán)境不同,這些AI應用可不方便接入云端,只能依賴本地運算。如此一來,在太空中進行AI計算就成了宇航級處理器的一大挑戰(zhàn)。歐比特深耕宇航電子近二十年,已是我國高端宇航SPARC V8處理器SoC的頭部企業(yè),也是立體封裝SIP宇航模塊/系統(tǒng)的開拓者,如今也開始在AI處理器上進行突破。
玉龍810A是歐比特公司推出的新一代嵌入式人工智能系列處理器芯片,聚焦于前端圖像處理、前端信號處理和智能控制,具有深度學習、神經(jīng)網(wǎng)絡算法的平臺加速能力。玉龍810A芯片采用了異構多核架構(CPU+AI加速器)和22nm FD-SOI生產(chǎn)工藝,具有高性能、高可靠、低功耗的特點,芯片面向航空航天、智能安防、機器人、AIoT、智能制造、智慧交通等應用場景,Yulong810A-FMS就是該芯片的宇航級版本。
玉龍810A芯片內部由主處理器單元、AI協(xié)處理器單元、圖像處理單元、片內總線、外設接口單元、片內存儲等組成。其主處理器單元采用了4核ARM A9的設計,AI協(xié)處理器包含GPU單元和NNA單元。芯片外設接口包括:MIPI、BT1120、以太網(wǎng)、USB OTG、Camera Link、Rapid IO、PCIE等,足以滿足航天航空應用中與不同設備之間的連接。 玉龍810A浮點處理能力為64GFLOPS,定點處理能力為12TOPS。在這樣的算力下,其典型功耗不到6W。由于支持OPENCLOPENVX等標準軟件接口,玉龍810A也能夠實現(xiàn)與TensorFlow,Caffe等主流深度學習軟件框架的無縫對接。
RISC-V的崛起
除了傳統(tǒng)的SPARC V8以外,另一個RISC框架也開始在宇航應用中嶄露頭角,那就是RISC-V。近日,歐洲航天局宣布授予CAES合約,由這家美國公司來開發(fā)太空應用的SoC,GR7xV處理器。該處理器采用了RISC-V架構和容錯抗輻射的設計,集成了16個核心,用于替代傳統(tǒng)的SPARC V8框架。據(jù)CAES稱,GR7xV將被用于太空控制、負載數(shù)據(jù)管理和處理系統(tǒng)中,廣泛適用于觀測、通信、導航和科考應用。
CAES Gaisler的LEON系列處理器已經(jīng)在太空應用中得到了數(shù)十年的驗證,如今全新的NOEL系列將成為首度用于宇航應用的RISC-V處理器。GR7xV系列采用了NOEL-V的RISC-V IP。不過鑒于該處理器尚在開發(fā)中,前段時間CAES才在意法半導體的28nm GEO P2平臺上開發(fā)出了NOEL-V的容錯設計,開發(fā)完成后還需要通過QML-V/QML-Q之類的抗輻射認證,所以RISC-V真正上天估計還要等上一段時間。
老朋友FPGA
今年12月25日,“鴿”了近14年的詹姆斯·韋伯空間望遠鏡終于成功發(fā)射升空了,作為哈勃空間望遠鏡的替代者,雖然質量只有后者的一半,卻是人類史上最龐大也最復雜的太空望遠鏡,利用紅外波段探測深空。在多年的推遲之下,其預算也逐漸擴大至100億美元以上。
我們都知道,目前航天航空和軍事應用中FPGA擁有極高的出現(xiàn)頻率,詹姆斯·韋伯空間望遠鏡也不例外。據(jù)Microchip發(fā)布的消息,詹姆斯·韋伯空間望遠鏡用到了Microchip的RT-RTAX和RTSX-SU兩款FPGA。
RTSX-SU具備230MHz的系統(tǒng)性能(內部頻率310MHz),以及非常低的功耗(待機下的最高電流只有68mW)。該FPGA具備32k至72k個ASIC門(48k到108k個系統(tǒng)門),以及最多360個用戶可編程的I/O,足以應對一般的太空應用。而RTAX-S/SL的規(guī)模要更大一些,具備30k到500k個ASIC門(250k到400萬個系統(tǒng)門),用戶可編程I/O也增加至840個。
我國的空間望遠鏡也已經(jīng)提上了日程,與中國空間站共軌飛行的“巡天號”光學艙預定于2024年發(fā)射,該光學艙可以觀測到比哈勃望遠鏡遠300倍以上的深空。
小結
可以看出,像詹姆斯·韋伯空間望遠鏡這類的宇航級應用,其實并不需要最先進的制程,也不需要強大的算力。宇航級應用最關鍵的還是容錯設計、抗輻射、低功耗和長使用壽命,比如為了進一步延長其壽命,天宮空間站和詹姆斯·韋伯空間望遠鏡都選擇運行在近地軌道上,如此一來維修和替換部件更加方面。
不過我們已經(jīng)看到了AI在太空中具備的強大優(yōu)勢,尤其是在遠超近地軌道的太空中,AI處理器必將成為宇航級處理器突破的下一個關鍵點。至于抗輻射能力方面,則還是需要創(chuàng)新的材料和封裝技術支持。
聲明:本文由電子發(fā)燒友原創(chuàng),轉載請注明以上來源。如需入群交流,請?zhí)砑游⑿舉lecfans999,投稿爆料采訪需求,請發(fā)郵箱huangjingjing@elecfans.com。
更多熱點文章閱讀
中國RISC-V全速前進!三年起量、十年生態(tài),肩負國產(chǎn)CPU未來!
野心不止基帶!曝蘋果還將自研WiFi、藍牙、射頻芯片,供應商開始人人自危?
國產(chǎn)半導體面臨大考!美或對中芯國際下狠手,瞄準28nm及成熟工藝,外交部嚴重關切
違規(guī)采集43萬人臉信息,小鵬只被罰10萬?網(wǎng)友:可太劃算了!
收購Magnachip受阻、拿下日月光工廠、接盤紫光集團,智路資本的投資布局之路!
原文標題:下一輪太空備戰(zhàn),宇航級處理器
文章出處:【微信公眾號:電子發(fā)燒友網(wǎng)】歡迎添加關注!文章轉載請注明出處。
審核編輯:湯梓紅
-
處理器
+關注
關注
68文章
19038瀏覽量
228458 -
芯片
+關注
關注
452文章
49985瀏覽量
419653 -
RISC-V
+關注
關注
44文章
2179瀏覽量
45895
原文標題:下一輪太空備戰(zhàn),宇航級處理器
文章出處:【微信號:elecfans,微信公眾號:電子發(fā)燒友網(wǎng)】歡迎添加關注!文章轉載請注明出處。
發(fā)布評論請先 登錄
相關推薦
評論