天舟一号成功飞天背后,这两款核心芯片都有啥故事?

2017-04-21 15:00:51 来源:江南晚报
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昨天晚上,天舟一号一飞冲天,给天宫二号送去补给和装备。天舟一号内的电子控制系统犹如大脑和神经一样,精准地控制着货运飞船的每一个动作,捕获、缓冲、拉近,毫厘不差、准确无误。在天舟一号精细、复杂的电子控制系统中,中科芯58所)贡献了两款核心芯片。在此之前,他们研发的芯片还配置在天宫二号、神舟十一号上。昨天,记者走进58所数模研发中心总线组,听他们讲述与天舟一号的故事。

 

 


小小芯片强健“神经”
这两款芯片,形象地说,它就像天舟一号的部分“神经网络”,发出无数的支线数据命令,实现各个“器官”间的数据通信,共同完成天舟一号的各种动作。

这两款芯片的特点是可靠性极高,更重要的是,当中的每个子芯片都经过抗辐射加固设计。抗辐射是芯片设计中最难的一关,面对高轨太空中的恶劣辐射环境,芯片如果不能抵御辐射,就会发出错误命令和数据,可能造成整个飞船的功能失常或者运行失误。尤其对于多芯片组合来说,一招不慎,满盘皆输,既要每一个芯片强,又要组合起来强,更是难上加难。“我们不会放过芯片上的每一丝薄弱的地方,专门针对芯片中的存储器、触发器等敏感单位进行逻辑层面的抗辐射加固设计,同时,在整个模块中进行单独全定制设计。”经过这样的设计,使得模块的抗辐射能力大大增强,研发团队成员蔡洁明打了个比方,这就相当于在无尽的太空中,从各个方向、各个距离的带电粒子、质子的打击,而经过抗辐射加固的芯片则是一个肌肉发达的“拳击手”,能够承受多次打击而屹立不倒。他介绍,“天舟一号上的这两款型号芯片已经是比较成熟的产品了,稳定性和可靠性都很高,在其他单位也已经有了应用。”

每周加班二三十小时
作为芯片研发团队的数模中心总线组共有10人,团队成员以“80后”为主,年龄最高的已于去年退休,年龄最小的仅27岁。团队分工明确,4个人负责芯片设计,2个人负责测试,3人负责应用和验证,组长刘士全总揽全局。

在整个研发周期中,芯片设计要占近一半的时间,是整个环节的核心。用通俗的说法来讲,设计芯片就像搭乐高积木,先要知道想搭个什么样子的,再把各个部分分别构建好,最后整体拼装起来。蔡洁明说,其实自己是挺有压力的,因为项目都是有节点的,每周都要通报进展。而他所负责的子芯片,又是所有芯片中最核心的也是难度最大的。“由于芯片本身电路的结构对辐射就比较敏感,所以抗辐射数据总是达不到要求。”为了攻克难关,他在两年时间里前前后后一共设计了4个版本,最后一版终于成功。那段时间,每周都要加班二三十个小时,每天晚上八九点回家是常事。团队成员平时的精力都集中在工作上,日常生活是很单调的,也很少有节假日,只有春节期间有两周的休假,与家人团聚放松一下。

做设计可以待在无锡不用经常出差,而负责测试和应用就需要到处奔波了。组长刘士全经常在用户之间奔走,在火车上的时间比在办公室的时间还多。就在采访的当儿,他又坐火车去苏州了。有一次,刘士全出差一周才回到无锡,刚走出高铁站就接到了用户的电话,电话一挂他又重新进站,马不停蹄地赶赴另一个城市。做抗辐射测试的成员也非常辛苦,全国就北京和西安两家单位有做抗辐射测试的设备,而做测试的人却很多,为了赶时间,都是连夜进行排除测试,通常十几个小时都合不了眼……为了芯片的成功,像这样的故事不胜枚举。可看着有自己的辛勤成果的天舟一号飞天成功,他们都觉得自己付出的辛苦真是值了。

 

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