随着任务对具备先进运算能力的小型卫星需求日益提升,且要求机载处理器系统在五至十年的任务期间内保持高度可靠与稳健,其对最新超深次微米(ultra deep submicron)FPGAs 与 ASICs 及其电源供应网路的极限正逐步逼近。这些高效能处理器通常具有低电压、高电流等严苛的电源需求,同时在系统设计上还必须面对太空环境中热管理与辐射防护等复杂挑战。
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| 借助 Spacechips AI1 处理器,在轨AI能够探测野火、火山活动或工业事故等导致的温度异常现象。这有助於灾害应变团队更快速、更精准地判断哪些火灾高发区域的风险最高。 |
为此,Spacechips 推出了AI1 处理器 一款搭载 ACAP(自我调整计算加速平台)AI 加速器的小型机载处理器卡。该智慧可重构收发器的效能高达每秒 133 万亿次运算(TOPS),可为新一代对地观测、在轨服务/组装/制造(ISAM)、讯号情报(SIGINT)、情报监视侦察(ISR)及通讯等应用提供支援,实现即时自主运算,同时确保可靠性与持久性,以完成长期任务。
Spacechips 执行长 Rajan Bedi 博士指出:「许多卫星运营商在射频频谱上可用的频宽根本不足,无法将所有取得的资料即时下传进行处理。在这种情况下,一个替代方案是在轨完成资料处理,并仅下载智慧分析结果。」
全新层级的运算效能正催生出更多创新的太空与地面应用
如今,近地轨道观测航天器大约每十分钟就可以对特定区域建立一次视距连接。如果利用 AI 演算法填补卫星观测盲区,当与地球无法建立视距通讯时,应急管理团队将能更快作出更明智的决策。Spacechips 正利用这些强大的人工智慧?算引擎,赋能在轨 AI,解决地球与太空相关的各类问题:
· 追踪太空碎片,避免代价高昂的碰撞
· 监测关键任务航天器的系统健康状况
· 识别恶劣天气模式
· 报告农作物产区的关键降雨资料
Vicor 分比式电源架构实现大电流、低电压供电
鉴於太空严苛的运行环境,AI 赋能的?算对精密电源管理有着迫切需求。而随着任务数量、范围和种类不断扩大,所需航天器类型日趋多样,且愈发依赖太阳能等形式来保障充足电力,这一需求变得更为复杂。
为此,Spacechips 与 Vicor 合作,采用高密度电源模组,将 Vicor 分比式电源架构?(FPA?)整合到 Spacechips AI1 处理器板中。FPA 是一种将 DC-DC 转换功能拆分为多个独立模组的供电系统设计。在 Vicor 的耐辐射模组中,汇流排转换器模组(BCMR)提供隔离功能并将电压降至 28V,而前置稳压器模组(PRM?)则为电压转换模组(VTM?)或电流倍增器提供稳压支援,随後 VTM? 负责完成 28V 至 0.8V 的电压转换。
Bedi 博士认为,Vicor 解决方案的价值在於其体积小巧且功率密度高。这种设计可缩小尺寸,减轻重量,提升效率与灵活性,尤其在高效能运算应用中可实现更高的功率密度。
透过采用 Vicor 的 FPA 供电系统,Bedi 正在?明电信和讯号情报(SIGINT)营运商实现即时在轨处理,使其能够根据即时流量需求自主调整射频频率方案、通道划分、调制方式及通讯标准。Vicor 电源转换器模组还采用双动力系统设计,为容错性极低的航太应用提供内建冗馀,确保动力系统的每一侧均能独立满载运行。
Bedi 说道:“Vicor 的 FPA 提供了一个非常精致、高效且小巧的解决方案。其优势远超市场上的其他方案,领先不止一个量级。”
Spacechips 与 Vicor 强强联手,共同设计出目前在轨功率密度最高、可靠性最强的处理器板。AI1 板具有耐辐射、坚固耐用且体积小巧等特点,为电源处理树立了新标杆,为“新太空”时代的下一代?算与应用设计开启新的可能。