中国航天北京微电子所BM3803MGRH:抗辐射32位SPARC V8处 ...

来源:百度文库 编辑:超级军网 时间:2024/04/29 18:36:52
航空航天一直和高大上紧密挂钩,高端技术、大投入以及上档次的人才队伍。中国航空也不例外,国家大量的优质资源向其倾斜,所以航天科技的水平也是国家技术水品的体现。电子技术也是航天技术不可或缺的一部分,点火装置、导航装置、发动机到处都有电子设备的身影。中国航天有现在的成就,中国电子人功不可没。

航天电子最重要的一环——处理器,它是航天器的控制中心,作用如同人的大脑。所以“脑子好不好”绝对是影响一个事物层次最重要的指标。而且如此重要的部位肯定不能用别人的,谁知道别人留了什么暗手了,所以这个“脑子”必须得自己长。北京微电子技术研究所就是帮中国航天器长“脑子”的一个部门。是国家重点投资建设的军用电子元器件研制单位,专业从事各种军用/抗辐射集成电路、MEMS器件和宇航级二、三极管的研制,同时提供集成电路封装、测试、可靠性试验、可靠性及失效分析等技术服务。



众所周知,在没有大气层保护的宇宙空间环境恶劣,除了温度变化剧烈外还充斥着大量的高能粒子,会对集成电路的工作运行产生致命的杀伤,民用的普通处理器在外太空“脑子”会坏掉,所以就需要根据外太空的环境、辐射情况专门定制。今天为大家介绍一款北京微电子所的有土豪质感的航天用抗辐射处理器BM3803MGRH。


BM3803MGRH实物图



BM3803MGRH是基于SPARC V8体系结构的抗辐射32位RISC嵌入式处理器,能够满足空间恶劣环境应用的抗辐射、长寿命、高可靠指标要求,只需加上存储器和应用相关的外围电路,就可以构成完整的嵌入式单板计算机系统。BM3803MGRH芯片内部包括高性能整数处理单元、浮点处理单元、独立的指令和数据Cache、硬件乘法器和除法器、中断控制器、带有跟踪缓冲器的硬件调试单元、24位定时器、通用I/O接口、看门狗、支持8/16/32位PROM、SRAM、SDRAM和I/O映射空间访问,具有软件可以控制的省电工作模式,具有可实现PCI主机桥(Host bridge)和从属桥(Guest bridge)功能的PCI控制器。

上文中的SPARC V8是SPARC架构的一个升级版本,和龙芯使用的MIPS、英特尔的X86类似,是由SUN和TI合作开发的RISC微处理器架构。SPARC微处理器最突出的特点就是它的可扩展性,这是业界出现的第一款有可扩展性功能的微处理。SPARC的推出为SUN赢得了高端微处理器市场的领先地位。


AT697F实物图



另外BM3803MGRH可以和ATMEL的AT697E(也是一款抗辐射处理器)相兼容,最高频率70MHz、抗辐射指标:总剂量:100K Rad(Si)、SEL单粒子闩锁阈值:75Mev.cm2/mg、单粒子错误率:CEO轨道优于3×10-5次/天•器件,内嵌符合IEEE754标准的浮点处理单元FPU,内嵌硬件调试单元,具有缓存跟踪,片上检错和纠错(EDAC)功能,端口电源电压:3.3V±10%,内核电源电压:1.8V±10%,封装形式:CPGA391,参考外壳尺寸:47.72mm*47.72mm。

http://www.eefocus.com/mcu-dsp/344047航空航天一直和高大上紧密挂钩,高端技术、大投入以及上档次的人才队伍。中国航空也不例外,国家大量的优质资源向其倾斜,所以航天科技的水平也是国家技术水品的体现。电子技术也是航天技术不可或缺的一部分,点火装置、导航装置、发动机到处都有电子设备的身影。中国航天有现在的成就,中国电子人功不可没。

航天电子最重要的一环——处理器,它是航天器的控制中心,作用如同人的大脑。所以“脑子好不好”绝对是影响一个事物层次最重要的指标。而且如此重要的部位肯定不能用别人的,谁知道别人留了什么暗手了,所以这个“脑子”必须得自己长。北京微电子技术研究所就是帮中国航天器长“脑子”的一个部门。是国家重点投资建设的军用电子元器件研制单位,专业从事各种军用/抗辐射集成电路、MEMS器件和宇航级二、三极管的研制,同时提供集成电路封装、测试、可靠性试验、可靠性及失效分析等技术服务。



众所周知,在没有大气层保护的宇宙空间环境恶劣,除了温度变化剧烈外还充斥着大量的高能粒子,会对集成电路的工作运行产生致命的杀伤,民用的普通处理器在外太空“脑子”会坏掉,所以就需要根据外太空的环境、辐射情况专门定制。今天为大家介绍一款北京微电子所的有土豪质感的航天用抗辐射处理器BM3803MGRH。


BM3803MGRH实物图

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2015-7-29 00:05 上传



BM3803MGRH是基于SPARC V8体系结构的抗辐射32位RISC嵌入式处理器,能够满足空间恶劣环境应用的抗辐射、长寿命、高可靠指标要求,只需加上存储器和应用相关的外围电路,就可以构成完整的嵌入式单板计算机系统。BM3803MGRH芯片内部包括高性能整数处理单元、浮点处理单元、独立的指令和数据Cache、硬件乘法器和除法器、中断控制器、带有跟踪缓冲器的硬件调试单元、24位定时器、通用I/O接口、看门狗、支持8/16/32位PROM、SRAM、SDRAM和I/O映射空间访问,具有软件可以控制的省电工作模式,具有可实现PCI主机桥(Host bridge)和从属桥(Guest bridge)功能的PCI控制器。

上文中的SPARC V8是SPARC架构的一个升级版本,和龙芯使用的MIPS、英特尔的X86类似,是由SUN和TI合作开发的RISC微处理器架构。SPARC微处理器最突出的特点就是它的可扩展性,这是业界出现的第一款有可扩展性功能的微处理。SPARC的推出为SUN赢得了高端微处理器市场的领先地位。


AT697F实物图

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另外BM3803MGRH可以和ATMEL的AT697E(也是一款抗辐射处理器)相兼容,最高频率70MHz、抗辐射指标:总剂量:100K Rad(Si)、SEL单粒子闩锁阈值:75Mev.cm2/mg、单粒子错误率:CEO轨道优于3×10-5次/天•器件,内嵌符合IEEE754标准的浮点处理单元FPU,内嵌硬件调试单元,具有缓存跟踪,片上检错和纠错(EDAC)功能,端口电源电压:3.3V±10%,内核电源电压:1.8V±10%,封装形式:CPGA391,参考外壳尺寸:47.72mm*47.72mm。

http://www.eefocus.com/mcu-dsp/344047
不错不错,土鳖的太空级芯片终成气候了!
呵呵,国内搞这个的至少有三家。不知道一年上天的星星一共需要多少颗类似芯片
脚盆鸡缺的就是抗辐射芯片吧?弄的福岛核电站泄露的时候连一台国产救灾机器人都拉不出来~
绵水畔 发表于 2015-7-30 18:45
呵呵,国内搞这个的至少有三家。不知道一年上天的星星一共需要多少颗类似芯片
三家刚够投标最低要求,所以不止三家。
中科院、中国电子、中国航天
航天就有三家,有恶性竞争的嫌疑。
把开源的芯片改了改,放在五年前算不错了,现在已经不值得大书一笔了。
极乐鸟 发表于 2015-7-31 17:12
把开源的芯片改了改,放在五年前算不错了,现在已经不值得大书一笔了。
是的,所以你看新闻里也没提772提供什么芯片,第一北斗用的不是772的BM3803MGRH,第二即使是BM3803MGRH,也没什么好说的
电压太低了,对于这个主频来说,
豆豆911 发表于 2015-7-31 19:16
电压太低了,对于这个主频来说,
卫星用的,电压高啦带不动啊
gxnnjy 发表于 2015-7-31 20:58
卫星用的,电压高啦带不动啊
3.3足够了最少也要2.5啊
豆豆911 发表于 2015-7-31 21:03
3.3足够了最少也要2.5啊
能省就省,能低就地,越低功耗越少,没有规定cpu电压必须2.5
gxnnjy 发表于 2015-7-31 21:11
能省就省,能低就地,越低功耗越少,没有规定cpu电压必须2.5
电压越高,逻辑电压容限就越大
豆豆911 发表于 2015-7-31 21:53
电压越高,逻辑电压容限就越大
只要满足需求,都会尽可能减少电压,不是越大越好
gxnnjy 发表于 2015-7-31 22:01
只要满足需求,都会尽可能减少电压,不是越大越好
余量越大,可靠性越高,懂吗?
豆豆911 发表于 2015-7-31 22:20
余量越大,可靠性越高,懂吗?
没发跟你谈啦,你当cpu的可靠性就靠电压保障?
gxnnjy 发表于 2015-7-31 22:01
只要满足需求,都会尽可能减少电压,不是越大越好
未必如此,你看现在大部分嵌入式设备都用RS232接口做调测口,电压高达9~15V,
RS422电压只有5v,却没人用
gxnnjy 发表于 2015-7-31 22:30
没发跟你谈啦,你当cpu的可靠性就靠电压保障?
电压低意味着大电流,要保证大电流稳定不漏电,比保证大电压稳定要难。
同等级的军用器件,电压一般都比民用高
gxnnjy 发表于 2015-7-31 22:30
没发跟你谈啦,你当cpu的可靠性就靠电压保障?
你知道网络分层吗?IC设计也是一样的,底层是上层的基础,低层不可靠,上层需要纠错,效率会下降
xixingmanji 发表于 2015-7-31 22:37
电压低意味着大电流,要保证大电流稳定不漏电,比保证大电压稳定要难。
同等级的军用器件,电压一般都比 ...
哎,真服你们,谁告诉你一定要大功率的?
豆豆911 发表于 2015-7-31 22:37
你知道网络分层吗?IC设计也是一样的,底层是上层的基础,低层不可靠,上层需要纠错,效率会下降
这是cpu不是网络分层,而且网络分层不是为纠错
gxnnjy 发表于 2015-7-31 22:40
这是cpu不是网络分层,而且网络分层不是为纠错
一样的,现代IT系统的设计思维都一样的。纠错只是网络具备的一向功能而已,请不要转牛角尖了。
豆豆911 发表于 2015-7-31 22:44
一样的,现代IT系统的设计思维都一样的。纠错只是网络具备的一向功能而已,请不要转牛角尖了。
不一样,网络分层根本就不是为纠错,cpu就可靠性和纠错那又是另外一回事,举这种例子说明你对计算机技术非常模糊。
新北斗用的說是龍芯吧
matrix2388 发表于 2015-7-30 23:19
中科院、中国电子、中国航天
似乎还应该有国防科技大学卫星导航定位技术工程研究中心
moverzkkkk 发表于 2015-8-1 09:11
新北斗用的說是龍芯吧
第十七颗北斗是用的龙芯,因为是中科院的卫星平台
第十八,十九颗北斗用的就是772所的芯片
绵水畔 发表于 2015-7-30 18:45
呵呵,国内搞这个的至少有三家。不知道一年上天的星星一共需要多少颗类似芯片
搞这个的也就只有航天部,电子部,和中科院了。全都靠军队养着,花销可不小
xixingmanji 发表于 2015-7-31 22:35
未必如此,你看现在大部分嵌入式设备都用RS232接口做调测口,电压高达9~15V,
RS422电压只有5v,却没人 ...
现在都用USB好吧,GPIB都用的少了
西双版纳 发表于 2015-8-1 15:43
现在都用USB好吧,GPIB都用的少了
我说的是调测口,你接上USB能直接输入命令?
这里的数据有问题...
BM3803 频率可达100Mhz 抗辐射总剂量 200~300KRad(肯定不是100)
这是08年设计的片子了大概12年就上天了吧
都是牛人,一个都看不懂,感觉裤衩有点红就对了{:soso_e120:}
把开源的芯片改了改,放在五年前算不错了,现在已经不值得大书一笔了。
还没听说过有开源的抗辐射芯片。而且才用开源的原因很多是为了规避专利
matrix2388 发表于 2015-7-31 18:25
是的,所以你看新闻里也没提772提供什么芯片,第一北斗用的不是772的BM3803MGRH,第二即使是BM3803MGRH, ...
之前没注意到这话...
这颗芯片是兼容ATMEL的某款知名的空间辐射芯片。
哪里来的开源版。
芯片级别抗辐射设计自己去看文献,这玩意能从开源改?

mjssw 发表于 2015-8-21 18:53
还没听说过有开源的抗辐射芯片。而且才用开源的原因很多是为了规避专利


http://www.eepw.com.cn/article/114121.htm

       ........由于中国与美国的战略关系,因此中国的星载计算机不太可能使用POWERPC架构,因此SPARC架构目前正逐渐被国内相关星载处理器研制单位所采用,特别是因为SPARC架构的开源优势,可以替资本并不雄厚的本土IC设计企业省下一大笔开发经费.......
mjssw 发表于 2015-8-21 18:53
还没听说过有开源的抗辐射芯片。而且才用开源的原因很多是为了规避专利


http://www.eepw.com.cn/article/114121.htm

       ........由于中国与美国的战略关系,因此中国的星载计算机不太可能使用POWERPC架构,因此SPARC架构目前正逐渐被国内相关星载处理器研制单位所采用,特别是因为SPARC架构的开源优势,可以替资本并不雄厚的本土IC设计企业省下一大笔开发经费.......
http://www.eepw.com.cn/article/114121.htm

       ........由于中国与美国的战略关系,因此中国的 ...
这里开源省钱的是周边开发环境和各种支持库。指的是应用软件部分
脚盆鸡缺的就是抗辐射芯片吧?弄的福岛核电站泄露的时候连一台国产救灾机器人都拉不出来~
太空的辐射强度和福岛事故后相比差了数量级了
极乐鸟 发表于 2015-8-21 21:15
http://www.eepw.com.cn/article/114121.htm

       ........由于中国与美国的战略关系,因此中国的 ...
昨晚查了一下
这个CPU,初期有参考欧洲LEON2的设计,但做了调整。
形成了自己的指令集和自主知识产权,是自顶向下自主开发的(代码自己写,但具体处理细节,参考LEON2的细节-保持兼容性,指令周期,延迟周期什么的)。但增加了自己的指令集
这部分与LEON2差异有一些,但不多,最主要是支持了片上cache(比如增加的指令集操作cache,包括禁用cache访问,保持和leon2微码处理流程完全兼容)
后面的方案,浮点处理器完全自己实现(就是兼容LEON3,但完全是两个东西)
第十七颗北斗是用的龙芯,因为是中科院的卫星平台
第十八,十九颗北斗用的就是772所的芯片
各个单位和部门都有门户之见啊!   中科院还要发射多少科?

超大需要好听话 发表于 2015-8-22 12:41
各个单位和部门都有门户之见啊!   中科院还要发射多少科?


一颗卫星中需要很多个分系统,一个分系统不仅仅是一颗CPU,搞不好就几十颗甚至上百。分系统不同,选的CPU也就不同。
比如龙芯好像用在北斗星间数据链分系统了。这个是每颗北斗2都会用的...

超大需要好听话 发表于 2015-8-22 12:41
各个单位和部门都有门户之见啊!   中科院还要发射多少科?


一颗卫星中需要很多个分系统,一个分系统不仅仅是一颗CPU,搞不好就几十颗甚至上百。分系统不同,选的CPU也就不同。
比如龙芯好像用在北斗星间数据链分系统了。这个是每颗北斗2都会用的...