龍芯”上天，意味著我國(guó)衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)在自主可控的征程上邁出關(guān)鍵一步——

　　3月31日，中國(guó)北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)多了一位新成員。作為第17顆北斗衛(wèi)星，這位新成員接過(guò)了“自主可控”的接力棒。據(jù)該衛(wèi)星總設(shè)計(jì)師、來(lái)自上海微小衛(wèi)星工程中心的林寶軍介紹，這顆由中科院負(fù)責(zé)研制的新一代導(dǎo)航衛(wèi)星大量使用國(guó)產(chǎn)化器部件，并首次使用中國(guó)制造的“龍芯”中央處理器（cpu）。

　　4月20日上午，新一代北斗衛(wèi)星上裝著“中國(guó)芯”的計(jì)算機(jī)正式開(kāi)機(jī)，意味著我國(guó)衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)在自主可控的征程上邁出關(guān)鍵一步。

　　性能好過(guò)“買(mǎi)來(lái)的”

　　據(jù)媒體報(bào)道，在最近發(fā)射的新一代北斗衛(wèi)星上，部件的國(guó)產(chǎn)化率達(dá)到95%，而作為最核心的元器件，cpu的自主化也受到較高關(guān)注。

　　“此次搭載的處理器是‘龍芯’的兩款芯片——龍芯1e和龍芯1f抗輻照處理器?！敝锌圃簢?guó)家空間科學(xué)中心研究員、中科院復(fù)雜航天系統(tǒng)電子信息技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室副主任安軍社在接受記者采訪時(shí)說(shuō)。

　　安軍社表示，新一代北斗衛(wèi)星上有3個(gè)被稱為“單機(jī)”的黑盒子，每個(gè)約有4本400頁(yè)的32開(kāi)圖書(shū)摞起來(lái)那么大。其中兩個(gè)黑盒子里，每個(gè)裝了2片龍芯1e芯片和4片龍芯1f芯片。

　　“這兩個(gè)黑盒子的主要任務(wù)是用于完成星間鏈路的數(shù)據(jù)處理，即支持北斗各顆衛(wèi)星之間的通訊數(shù)據(jù)處理任務(wù)。龍芯1e負(fù)責(zé)進(jìn)行常規(guī)運(yùn)算，龍芯1f完成數(shù)據(jù)采集、開(kāi)關(guān)控制、通訊等處理功能?！卑曹娚缯f(shuō)。

　　“目前，與我們?cè)趪?guó)際上能買(mǎi)來(lái)的芯片相比，龍芯1e和龍芯1f的性能還是要更好一些，處理能力和可靠性也與國(guó)際上能買(mǎi)到的持平?！卑曹娚绺嬖V記者。

　　輻射是最大威脅

　　對(duì)于計(jì)算機(jī)芯片處理器來(lái)說(shuō)，從地到天，不只是送上去那么簡(jiǎn)單。

　　銀河宇宙輻射、地磁捕獲輻射、太陽(yáng)粒子事件，宇宙中的各種輻射是衛(wèi)星上處理器面臨的最大環(huán)境“威脅”。

　　“這些輻射會(huì)對(duì)元器件造成物理?yè)p傷?！卑曹娚缗e例說(shuō)，輻射的總劑量效應(yīng)會(huì)使芯片的性能不斷下降，直到壞掉；高能的粒子打到芯片里，會(huì)直接損壞芯片的內(nèi)部工藝，使電流突然增加，最終導(dǎo)致芯片燒毀。

      中科院計(jì)算所研究員章立生介紹說(shuō)，“龍芯”處理器可根據(jù)用戶需求進(jìn)行設(shè)計(jì)，而抗輻照成了作為用戶的國(guó)家空間科學(xué)中心和上海微小衛(wèi)星工程中心對(duì)龍芯一號(hào)的最重要需求。

　　中科院計(jì)算所研究員、總工程師胡偉武在接受記者采訪時(shí)介紹說(shuō)，就目前國(guó)際在軌運(yùn)行的衛(wèi)星來(lái)看，芯片的抗輻照能力是一大技術(shù)難點(diǎn)。

　　記者了解到，我國(guó)使用的大部分元器件抗輻照能力較差，加之受到國(guó)際禁運(yùn)的限制，能買(mǎi)到的處理器性能有限。正因如此，對(duì)元器件抗輻照能力的要求成為國(guó)家戰(zhàn)略性需求。

　　早在2006年，中科院計(jì)算所就開(kāi)始研究抗輻照加固技術(shù)?！笆濉逼陂g就已基本掌握此項(xiàng)技術(shù)，并在“十一五”期間走上產(chǎn)業(yè)化道路。

　　中科院國(guó)家空間科學(xué)中心也在為此努力。安軍社介紹說(shuō)，在設(shè)計(jì)上，一方面努力減少電荷的累積效應(yīng)，另一方面通過(guò)隔離措施，防止芯片在受到高能粒子撞擊時(shí)出現(xiàn)電流不斷增加的情況。掌握技術(shù)后，他們又花了大量時(shí)間將芯片“裝進(jìn)”設(shè)備。

　　“龍芯1e和1f抗輻照芯片成功進(jìn)行星載應(yīng)用，表明中科院已經(jīng)掌握抗輻照的設(shè)計(jì)能力。”胡偉武說(shuō)。

　　“全部換成國(guó)產(chǎn)的”

　　為讓“龍芯”順利上天，曾有近一年的時(shí)間，負(fù)責(zé)做龍芯1f外圍接口研制的中科院國(guó)家空間科學(xué)中心研究人員周莉幾乎把辦公室搬到了計(jì)算所里。

　　“那段時(shí)間，我每天都待在計(jì)算所做仿真調(diào)試、驗(yàn)證工作等實(shí)驗(yàn)，基本上是‘5+2’‘白+黑’的節(jié)奏。”周莉告訴記者。

　　在中科院重大科技任務(wù)局的統(tǒng)籌下，為了一個(gè)共同的目標(biāo)，中科院研究所之間的合作越發(fā)緊密起來(lái)。在胡偉武看來(lái)，“龍芯”上天充分體現(xiàn)了中科院的綜合實(shí)力和集中力量辦大事的優(yōu)勢(shì)。

　　“在這個(gè)過(guò)程中，‘龍芯’已逐漸從純研究為主轉(zhuǎn)向跟應(yīng)用和市場(chǎng)緊密結(jié)合。”胡偉武表示，用戶的督促也使其技術(shù)水平螺旋式上升。

　　對(duì)于未來(lái)，胡偉武表示，中科院計(jì)算所、自動(dòng)化所、微電子所、上海微小衛(wèi)星工程中心、國(guó)家空間科學(xué)中心等機(jī)構(gòu)可在中科院的統(tǒng)一規(guī)劃和領(lǐng)導(dǎo)下共同構(gòu)建星上計(jì)算機(jī)的體系架構(gòu)。“星上計(jì)算機(jī)要形成體系，并最終實(shí)現(xiàn)全面的國(guó)產(chǎn)化?！?/p>

　　安軍社則告訴記者：“我國(guó)星載處理器的性能與國(guó)外還有很大差距?！濉陂g，我們還要在提升cpu性能上繼續(xù)努力，最終把星載設(shè)備全部換成國(guó)產(chǎn)的?！?/p>