中國星載計算機為何選擇SPARC架構處理器

　　日前，中國成功發(fā)設了第六顆北斗導航系統(tǒng)組網(wǎng)衛(wèi)星，而這還只是處于中國密集衛(wèi)星發(fā)射期的開端，再接下來的幾年里，中國還將發(fā)射若干顆組網(wǎng)衛(wèi)星，從而達成由5顆靜止軌道衛(wèi)星和30顆非靜止軌道衛(wèi)星的完整北斗導航系統(tǒng)。

　　如此大量的衛(wèi)星升空，對星載計算機的需求大增，而中國星載計算機市場也將迎來未來10年快速增長期。特別是星載計算機系統(tǒng)關系到國家的安全，因此這一市場有其特殊性，作為星載計算機的核心部分的處理器，不會像其他商業(yè)系統(tǒng)一樣直接采購國外產(chǎn)品，一定會使用由中國本土的IC設計企業(yè)作出的產(chǎn)品，而如果能夠抓住這一機遇，本土IC設計企業(yè)必將迎來新的市場機遇。

　　星載計算機，故名思議，即在衛(wèi)星上使用的計算機系統(tǒng)。

　　星載計算系統(tǒng)是計算機技術在空間環(huán)境下的應用,負責完成空間飛行器的控制和數(shù)據(jù)處理任務。由于空間環(huán)境的惡劣條件，從而對星載計算系統(tǒng)在性能、可靠性和成本上提出了巨大的挑戰(zhàn)。在高昂的研究與制造費用、有限的硬件資源下,要確保海量數(shù)據(jù)處理的高可靠性是一項困難又關鍵的任務。

　　設計一個高速、可靠并且在成本上可接受的星載數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)對于宇宙科學探索及完成預定科學任務具有重大意義。

　　在星載計算機系統(tǒng)中處理器性能的穩(wěn)定與可靠，在整個系統(tǒng)的穩(wěn)定與可靠性中占有重要地位，因此選擇合適的處理器架構變得相當重要。目前，在世界范圍內(nèi)星載計算機系統(tǒng)中所使用的處理器架構只有兩種，一種是由美國使用的POWERPC架構，另一種就是歐洲主導的SPARC架構。

　　如此看來，目前在嵌入式領域頗為火熱的ARM、MIPS、X86等架構，并不能夠應用于星載、計算中，或者說其不具備在這一領域應用的優(yōu)勢。

　　航天計算機是航天設備控制的中樞神經(jīng)，隨著航天工程復雜性的不斷提高，設備對計算機的要求越來越高。航天電子產(chǎn)品不但要耐火箭起飛時的沖擊、振動等苛刻的力學環(huán)境，而且要承受宇宙空間的高溫、低溫、高真空、高輻射等極端條件；另外，由于在空間環(huán)境條件下，電子產(chǎn)品的可維護性非常差，而且一旦發(fā)生故障，其后果往往比較嚴重，甚至是致命的。因此相對于普通計算機，其可靠性要求更高。

　　在航天領域，美國現(xiàn)在使用的最高端的星載計算機，采用的是基于POWERPC體系結(jié)構的。歐空局為了擺脫美國對其空間研發(fā)能力的制約而獨立開發(fā)了基于SPARC V7機構的面向空間應用的微處理器：ERC32，其輻射加固版本已經(jīng)成熟使用于航天環(huán)境中。06年5月22日，基于LEON SPARC V8的處理器也成功使用于航天工程?？梢哉fSPARC體系結(jié)構的CPU在今后的航天計劃中將發(fā)揮更大作用。

　　由于中國與美國的戰(zhàn)略關系，因此中國的星載計算機不太可能使用POWERPC架構，因此SPARC架構目前正逐漸被國內(nèi)相關星載處理器研制單位所采用，特別是因為SPARC架構的開源優(yōu)勢，可以替資本并不雄厚的本土IC設計企業(yè)省下一大筆開發(fā)經(jīng)費。基于筆者的觀察，目前國內(nèi)研究與使用SPARC架構的機構有這么幾家：西安微電子研究所、北京微電子研究所、國防科技大學、航天二院、哈爾濱工業(yè)大學、北京理工大學、北京航空航天大學、珠海歐比特控制工程股份有限公司等，其中歐比特控制工程股份有限公司是一家民營的國內(nèi)創(chuàng)業(yè)板上市公司，雖然沒有明顯的“航空航天”血統(tǒng)，但是在SPARC產(chǎn)品的產(chǎn)業(yè)化與自主產(chǎn)權處理器與系統(tǒng)開發(fā)方面，歐比特走在了前列。

　　可以預見，雖然在中國的星載計算機處理器中，POWERPC架構也會占有一席之位，但是大部分份額顯然會被SPARC架構所占領。