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2024-08-09 07:36……
这两天，被人们称作中国版“星链”的“千帆星座”彻底刷屏了。“千帆星座”也称“G60星链”，该项目由上海松江区牵头，联合多家资本共同打造的。项目的实施主体是上海垣信卫星，此前，他们已经完成了5颗试验星的发射，8月6日发射的18颗卫星是“千帆星座”的首批组网星。
这将是中国星网组建之中的一次重大改变，将开启中国星网建设的新时代。而在此同时，也将彻底带动宇航级芯片的发展。
在卫星上使用的芯片，和我们平时接触到的芯片有所不同。这些芯片对于性能方面不会有非常高的要求，但对稳定性、耐用性和抗宇宙辐照有着超高的要求，比车规还要难上许多，基本上可以说是所有芯片中难度的天花板了。所以，布局宇航级芯片的公司寥寥无几，价格也很高，就比如说之前赛灵思（现AMD）的宇航级FPGA，单颗芯片就价值十几万甚至几十万美元。
在中国版“星链”来临之际，整个赛道正在发生翻天地覆的变化，宇航级芯片这个赛道上也开始发生巨大的变化。那么，现在，这个赛道上有什么芯片、公司以及趋势值得关注？
无法替代的SPARC芯片
当前，卫星上的嵌入式SoC芯片，有一种架构基本无法替代，它都是SPARC架构。SPARC（Scalable Processor ARChitecture）是一种RISC处理器指令集结构。作为一种体系结构，SPARC 架构具备易扩展、易裁减特点。
稍有年纪的读者，可能曾经经历过那个年代，那时候，在电脑中心随处可以见到Sun Ultra系列工作站。此外，开创SPARC的Sun公司还曾经说过“网络就是电脑”（The Network Is TheComputer）这句格言。
虽然现在SPARC是时代的眼泪，但在航空领域还活得好好的。之所以这种架构经久不衰，是因为它本身具备很强的可靠性，同时具有可扩展性及可配置性。
SPARC架构发展历史，制表｜EEWorld
国外方面，Microchip（ATMEL）是最具代表性的厂商，其Rad-Hard SPARC包括TSC695F（32-bit SPARC V7）、AT7913E（32-bit SPARC V8 SpaceWire Remote Terminal Controller）、AT697F（32-bit SPARC V8）。
Argotec的GR712RC双核LEON3FT SPARC V8微处理器，也是比较有代表性的一颗芯片，用于执行多项关键太空任务，阿尔忒弥斯一号也采用了这颗芯片。
国内方面，北京微电子技术研究所（772所）的SPARC V8处理器BM3803已经出现在国家多个重大航天工程中，之前也作为“天和”星载计算机中最关键的SoC，确保了核心舱的稳定控制。这款32位的RISC嵌入式处理器拥有优秀的抗辐性能，负责舰上的载荷任务管理、网络管理和热控管理等分系统管理和控制。
航天智装隶属于中国航天科技五院，旗下全资子公司轩宇空间研发的基于SPARCV8体系结构的面向空间应用的高性能、低功耗的32位抗辐射片上系统芯片，对标国外先进宇航处理器芯片，成为国内第一款在轨飞行的SoC芯片，并大量应用于北斗导航卫星、探月卫星、小卫星、微小卫星平台的产品中。
珠海欧比特是我国宇航SPARC V8处理器SoC标杆企业，其自研及量产的S698 系列处理器芯片产品主要有：S698-MIL、S698-T、S698P4-II、S698PM 四款，其中 S698-MIL、S698-T为单核处理器，S698P4-II、S698PM为多核处理器。
天上也要跑AI
SPARC架构芯片虽然比较稳定，但其庞大的ISA可见寄存器组，拥有多达数百个寄存器，并不适合低功耗领域，而且也比较落伍。
毕竟，这种“传统芯片”，技术已过时，无法实现人工智能图像处理和图形操作等中端智能手机也能进行的处理流程。因此，许多太空设备都是“哑终端”，它们捕捉图像、提供连接并自主操纵，但需要通过地面处理协助完成所有任务。它们需要把所有东西传送回地球，等待地球确定下一步行动，然后再把正确的指令传送回来。这一过程比较缓慢。
因此，适用于太空环境的新一代抗辐射电子设备或将改变这一局面，并可能带来巨大益处。例如，美国国家航空航天局（NASA）的Space Cube是一种现场可编程门阵列（FPGA）机载系统，可帮助提高太空中的机载计算能力、自主性和人工智能/机器学习能力。在这些技术进步的支撑下，航天器的智能化程度、耐用性和可信度均得到提升。成像卫星可以观测到海底地震等自然灾害，并提前数小时发出海啸警报，挽救数百万人的生命。不合法的甲烷排放可被实时检测到，存在碰撞风险的卫星能够加快自主移动速度，降低失控碰撞和遭遇轨道碎片的风险。
因此在卫星的系统中，Arm MCU/MPU/SoC、FPGA、ASIC等产品的使用量也在逐渐加大，这些芯片和SPARC芯片各司其职。
国外方面，TI的混合信号MCU MSP430FR5969-SP时常用在遥测电路中，它可以减少用于遥测电路的FPGA资源和引脚，同时为遥测电路提供相同的功能，例如数据处理、电源时序控制和脉宽调制输出。MSP430FR5969-SP还具有集成的铁电随机存取存储器(FRAM)，与双数据速率等传统存储器类型相比，这种存储器往往能更有效地抵抗辐射的影响。
众所周知，太空领域是Microchip的强项，已经拥有大量飞行经验。Microchip不仅延续了Atmel在宇航级MCU上的产品，还推出了诸多新产品，比如说基于Arm的SAMRH71微处理器 （MPU）和SAMRH707微控制器 （MCU） 均实现了Arm Cortex -M7 SoC 抗辐射技术。在抗辐射FPGA方面，Microchip的布局非常全面，包括耐辐射PolarFire SoC FPGA、RT PolarFire FPGA、RTG4 图形控制器 FPGA、RT ProASIC 3 FPGA、RTSX-SU 图形控制器 FPGA、RTAX FPGA、Sub-QML FPGA。
AMD（赛灵思）的FPGA长久以来都是太空卫星的标配，AMD这家公司的产品走得也很快，AMD-Xilinx Virtex系列、AMD-Xilinx Zynq系列、AMD G-Series compatible都是NASA长期采购的产品。之前网传的几百万元人民币的芯片，也是AMD（赛灵思）的抗辐射FPGA。
Teledyne e2v是老牌的航空级芯片厂商，比如说，其宇航级微处理器家族的PC8548，性能超过基于LEON3的片上宇航系统9倍，甚至比更新的基于四核LEON4宇航SoC高35%。更重要的是，这家厂商的宇航级产品品类非常多，包括模块、存储器、ADC、DAC，至今为止，Teledyne e2v已经制造和售出了超过250片飞行正片。
国内方面，很多企业都突破了FPGA技术，与此同时，FPGA相关的存储技术也得到了突破。而也在一些定制化场景上，国内也实现了定制化的ASIC芯片的突破。
越来越受重视的RISC-V
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