中國(guó)星載計(jì)算機(jī)為何選擇SPARC架構(gòu)處理器

　　日前，中國(guó)成功發(fā)設(shè)了第六顆北斗導(dǎo)航系統(tǒng)組網(wǎng)衛(wèi)星，而這還只是處于中國(guó)密集衛(wèi)星發(fā)射期的開(kāi)端，再接下來(lái)的幾年里，中國(guó)還將發(fā)射若干顆組網(wǎng)衛(wèi)星，從而達(dá)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(dǎo)航系統(tǒng)。

　　如此大量的衛(wèi)星升空，對(duì)星載計(jì)算機(jī)的需求大增，而中國(guó)星載計(jì)算機(jī)市場(chǎng)也將迎來(lái)未來(lái)10年快速增長(zhǎng)期。特別是星載計(jì)算機(jī)系統(tǒng)關(guān)系到國(guó)家的安全，因此這一市場(chǎng)有其特殊性，作為星載計(jì)算機(jī)的核心部分的處理器，不會(huì)像其他商業(yè)系統(tǒng)一樣直接采購(gòu)國(guó)外產(chǎn)品，一定會(huì)使用由中國(guó)本土的IC設(shè)計(jì)企業(yè)作出的產(chǎn)品，而如果能夠抓住這一機(jī)遇，本土IC設(shè)計(jì)企業(yè)必將迎來(lái)新的市場(chǎng)機(jī)遇。

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

　　星載計(jì)算系統(tǒng)是計(jì)算機(jī)技術(shù)在空間環(huán)境下的應(yīng)用,負(fù)責(zé)完成空間飛行器的控制和數(shù)據(jù)處理任務(wù)。由于空間環(huán)境的惡劣條件，從而對(duì)星載計(jì)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(fèi)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(xiàng)困難又關(guān)鍵的任務(wù)。

　　設(shè)計(jì)一個(gè)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(duì)于宇宙科學(xué)探索及完成預(yù)定科學(xué)任務(wù)具有重大意義。

　　在星載計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中處理器性能的穩(wěn)定與可靠，在整個(gè)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(gòu)變得相當(dāng)重要。目前，在世界范圍內(nèi)星載計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中所使用的處理器架構(gòu)只有兩種，一種是由美國(guó)使用的POWERPC架構(gòu)，另一種就是歐洲主導(dǎo)的SPARC架構(gòu)。

　　如此看來(lái)，目前在嵌入式領(lǐng)域頗為火熱的ARM、MIPS、X86等架構(gòu)，并不能夠應(yīng)用于星載、計(jì)算中，或者說(shuō)其不具備在這一領(lǐng)域應(yīng)用的優(yōu)勢(shì)。

　　航天計(jì)算機(jī)是航天設(shè)備控制的中樞神經(jīng)，隨著航天工程復(fù)雜性的不斷提高，設(shè)備對(duì)計(jì)算機(jī)的要求越來(lái)越高。航天電子產(chǎn)品不但要耐火箭起飛時(shí)的沖擊、振動(dòng)等苛刻的力學(xué)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(hù)性非常差，而且一旦發(fā)生故障，其后果往往比較嚴(yán)重，甚至是致命的。因此相對(duì)于普通計(jì)算機(jī)，其可靠性要求更高。

　　在航天領(lǐng)域，美國(guó)現(xiàn)在使用的最高端的星載計(jì)算機(jī)，采用的是基于POWERPC體系結(jié)構(gòu)的。歐空局為了擺脫美國(guó)對(duì)其空間研發(fā)能力的制約而獨(dú)立開(kāi)發(fā)了基于SPARC V7機(jī)構(gòu)的面向空間應(yīng)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。可以說(shuō)SPARC體系結(jié)構(gòu)的CPU在今后的航天計(jì)劃中將發(fā)揮更大作用。

　　由于中國(guó)與美國(guó)的戰(zhàn)略關(guān)系，因此中國(guó)的星載計(jì)算機(jī)不太可能使用POWERPC架構(gòu)，因此SPARC架構(gòu)目前正逐漸被國(guó)內(nèi)相關(guān)星載處理器研制單位所采用，特別是因?yàn)镾PARC架構(gòu)的開(kāi)源優(yōu)勢(shì)，可以替資本并不雄厚的本土IC設(shè)計(jì)企業(yè)省下一大筆開(kāi)發(fā)經(jīng)費(fèi)。基于筆者的觀察，目前國(guó)內(nèi)研究與使用SPARC架構(gòu)的機(jī)構(gòu)有這么幾家：西安微電子研究所、北京微電子研究所、國(guó)防科技大學(xué)、航天二院、哈爾濱工業(yè)大學(xué)、北京理工大學(xué)、北京航空航天大學(xué)、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(yíng)的國(guó)內(nèi)創(chuàng)業(yè)板上市公司，雖然沒(méi)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(quán)處理器與系統(tǒng)開(kāi)發(fā)方面，歐比特走在了前列。

　　可以預(yù)見(jiàn)，雖然在中國(guó)的星載計(jì)算機(jī)處理器中，POWERPC架構(gòu)也會(huì)占有一席之位，但是大部分份額顯然會(huì)被SPARC架構(gòu)所占領(lǐng)。