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我的中國“芯” | 中國航天北京微電子所BM3803MGRH:抗輻射32位SPARC V8處理器

2015/05/28
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航空航天一直和高大上緊密掛鉤,高端技術(shù)、大投入以及上檔次的人才隊伍。中國航空也不例外,國家大量的優(yōu)質(zhì)資源向其傾斜,所以航天科技的水平也是國家技術(shù)水品的體現(xiàn)。電子技術(shù)也是航天技術(shù)不可或缺的一部分,點火裝置、導(dǎo)航裝置、發(fā)動機到處都有電子設(shè)備的身影。中國航天有現(xiàn)在的成就,中國電子人功不可沒。

航天電子最重要的一環(huán)——處理器,它是航天器的控制中心,作用如同人的大腦。所以“腦子好不好”絕對是影響一個事物層次最重要的指標。而且如此重要的部位肯定不能用別人的,誰知道別人留了什么暗手了,所以這個“腦子”必須得自己長。北京微電子技術(shù)研究所就是幫中國航天器長“腦子”的一個部門。是國家重點投資建設(shè)的軍用電子元器件研制單位,專業(yè)從事各種軍用 / 抗輻射集成電路、MEMS 器件和宇航級二、三極管的研制,同時提供集成電路封裝、測試、可靠性試驗、可靠性及失效分析等技術(shù)服務(wù)。

眾所周知,在沒有大氣層保護的宇宙空間環(huán)境惡劣,除了溫度變化劇烈外還充斥著大量的高能粒子,會對集成電路的工作運行產(chǎn)生致命的殺傷,民用的普通處理器在外太空“腦子”會壞掉,所以就需要根據(jù)外太空的環(huán)境、輻射情況專門定制。今天為大家介紹一款北京微電子所的有土豪質(zhì)感的航天用抗輻射處理器 BM3803MGRH。

BM3803MGRH 實物圖

BM3803MGRH 是基于 SPARC V8 體系結(jié)構(gòu)的抗輻射 32 位 RISC 嵌入式處理器,能夠滿足空間惡劣環(huán)境應(yīng)用的抗輻射、長壽命、高可靠指標要求,只需加上存儲器和應(yīng)用相關(guān)的外圍電路,就可以構(gòu)成完整的嵌入式單板計算機系統(tǒng)。BM3803MGRH 芯片內(nèi)部包括高性能整數(shù)處理單元、浮點處理單元、獨立的指令和數(shù)據(jù) Cache、硬件乘法器和除法器、中斷控制器、帶有跟蹤緩沖器的硬件調(diào)試單元、24 位定時器、通用 I/O 接口、看門狗、支持 8/16/32 位 PROM、SRAM、SDRAM 和 I/O 映射空間訪問,具有軟件可以控制的省電工作模式,具有可實現(xiàn) PCI 主機橋(Host bridge)和從屬橋(Guest bridge)功能的 PCI 控制器。

上文中的 SPARC V8 是 SPARC 架構(gòu)的一個升級版本,和龍芯使用的 MIPS、英特爾的 X86 類似,是由 SUN 和 TI 合作開發(fā)的 RISC 微處理器架構(gòu)。SPARC 微處理器最突出的特點就是它的可擴展性,這是業(yè)界出現(xiàn)的第一款有可擴展性功能的微處理。SPARC 的推出為 SUN 贏得了高端微處理器市場的領(lǐng)先地位。

AT697F 實物圖

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另外 BM3803MGRH 可以和 ATMEL 的 AT697E(也是一款抗輻射處理器)相兼容,最高頻率 70MHz、抗輻射指標:總劑量:100K Rad(Si)、SEL 單粒子閂鎖閾值:75Mev.cm2/mg、單粒子錯誤率:CEO 軌道優(yōu)于 3×10-5 次 / 天?器件,內(nèi)嵌符合 IEEE754 標準的浮點處理單元 FPU,內(nèi)嵌硬件調(diào)試單元,具有緩存跟蹤,片上檢錯和糾錯(EDAC)功能,端口電源電壓:3.3V±10%,內(nèi)核電源電壓:1.8V±10%,封裝形式:CPGA391,參考外殼尺寸:47.72mm*47.72mm。

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本次選來和 BM3803MGRH 作對比的是 ATMEL 的 AT697F,AT697E 版本是 SPARC V8 的首個型款,AT697F 版本是 SPARC V8 完全抗輻射的終極版本,能夠達到 100MHz 運作頻率,功耗僅為 0.7W,提供超卓的抗輻射性能。BM3803MGRH 和 BM3803MGRH 具體的特性對比如下表:

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與非網(wǎng)編輯。與電子結(jié)緣五年,電子工程師的從業(yè)經(jīng)歷讓我深刻體會業(yè)者的需求與困惑。希望通過自己的努力,思考行業(yè)趨勢、網(wǎng)羅行業(yè)趣事、跟蹤技術(shù)革新,為中國廣大“電農(nóng)”以及相關(guān)從業(yè)者、愛好者提供有價值的信息資源。