基于自主可控SoC的航天控制系統集成應用研究

王曉東 張 磊 江思榮 劉 江 李 慧

1.中國運載火箭技術研究院，北京100076 2.北京航天自動控制研究所，北京100854

0 引言

隨著航天控制領域對于電氣設備集成化、小型化、高可靠、自主可控的要求，以及對元器件功能、性能、體積、功耗等方面的要求越來越高，SoC技術在重量、體積、性能方面的突出優勢，是滿足這一需求的重要途徑。隨著國際形勢的變化，核心元器件自主可控是支撐航天事業發展的基石，是我國從航天大國發展為航天強國的必經之路。本文介紹了SoC技術特點與航天SoC的應用特點，提出了以系統需求為牽引、以SoC芯片實現為基礎、以自主可控為目標的航天控制系統集成技術是航天控制技術的發展方向，并給出了系統集成架構設計、軟硬件協同設計、系統應用驗證等關鍵技術途徑，以期為未來航天控制系統設計提供應用借鑒。

1 SoC技術特點

SoC(System on Chip)片上系統是在一個單芯片上集成微處理器、模擬電路、存儲器、各類輸入輸出通訊接口以及專用算法、協議的片上控制系統。在一些專用領域，還可能包括射頻器件甚至MEMS傳感器等。

SoC設計技術始于20世紀90年代中期，隨著半導體工藝技術的發展，IC設計能夠將復雜的功能集成到單硅片上，單位面積芯片可集成的晶體管數量成倍增長。電子設備電路設計從追求集成電路性能向系統性能優化轉變，SoC正是在這種轉變潮流下產生的。SoC芯片的研制相對傳統的芯片，具有以下不同的特點：

1)SoC芯片設計規模大，具有數百萬門乃至上億個元器件的規模，電路結構復雜，要求設計起點比普通的ASIC高，驗證方法上必須采用數模混合驗證方法；……