副题 : ——国产P1750处理器计算机成功执行主任务
作者 : 刘伟亮 , 丁洁
2013年10月25日，实践十六号卫星成功发射，装载着国产P1750处理器的两台核心计算机开始了他们的漫漫征程。至今，距离发射成功已一年多，国产P1750处理器运行稳定、性能良好。
这是中国航天首次采用国产处理器芯片作为执行主任务的计算机，两代航天人20年的坚持使中国航天“芯”计算机自主可控迈出了跨越性、标志性的一步。
初期：引进与跟随策略
国际知名的美国宇航局和欧空局三代空间处理器发展趋势依次为1750A（3MIPS）、RAD6000（35MIPS）和高端的RAD750（200MIPS）。
美国宇航局在轨运行的以三代处理器GSVC1750、RAD6000和RAD750为核心的标准单板计算机已超过600台，其中1750系列的就有180多台。
欧空局使用的处理器一直以美国宇航局为参考，处理性能也与美国宇航局使用的相当。
1994年，八院804所研制了我国第一台采用进口P1750CPU套片的高可靠宇航计算机，随后的发展一直跟随美国宇航局和欧空局的脚步。
此后，1750系列星载计算机在八院各系列卫星上得到了全方位的应用，在轨运行期间从未发生故障，在技术的掌握上，不论硬件还是软件都有了深入和彻底的掌握。
中期：克服困难实现国产化
2008年，处理器获取遭遇瓶颈，使航天计算机的研发陷入了巨大困境，一些计算机的处理器只能依靠剩余的库存芯片来维持，多方疏通也未能使供应渠道有任何改变，随之而来的是漫天要价和不切实际的承诺。
面对严峻的形势和巨大的压力，804所的年轻人非但无所畏惧，还被激发了无穷的斗志，他们要走自主可控的国产化芯片道路。
为 什么能有这样的底气？早在十年前804所就紧跟航天领域的发展趋势，着手进行国产P1750CPU芯片的应用验证。在总装备部的支持下，由深圳国微设计、 中电58所研制，804所全程参与芯片各项性能验证和考核的宇航用基于SOI工艺的国产P1750套片（SM1750、SM1753、SM1754） 终 于 在2007年定型。
基于国产P1750星载计算机先在遥感一号卫星、风云三号卫星的搭载验证成功，试验四号卫星国产P1750载荷计算机也重点考核了SM1750套片。在高保真项目中，八台国产P1750计算机在系统地面半物理平台上进一步得到充分验证。
真正标志着国产P1750成功应用的是实践十六号卫星的发射。国产P1750处理器作为姿轨控计算机和数管计算机的主控处理器，以完美的成绩充分展示了高可靠的性能，为后续风云三号、快速响应及其他新型号计算机中使用国产P1750芯片奠定了坚实的基础。
近期：架构通用化
通用化、模块化的设计理念在804所宇航计算机中已逐步推广和深入。
国 产P1750计算机正是基于标准模块化构建，由CPU A板、CPU B板、部分I/O板、母板、机箱结构件组成。电源板、CPU板和部分I/O板可以通 用。冗余备份的A与B电路设计相同，他们具有各自独立的电源和总线，母板提供A/B计算机内总线信号通道，总线信号定义做到通用化。机箱结构取消了机箱内 电缆，改善抗干扰性能，提高单机可靠性。
国产P1750处理器模块在设计时采用FPGA作为处理器空间映射、功能扩展的桥，以FPGA来匹配高速处理器与低速存储器、功能IO的时序。
在这种架构下，只要定义了CPU访问I/O功能模块的标准总线，CPU板和I/O功能板在设计上就相对比较独立。
按照接口类型进行的模块划分如表1所示。国产P1750计算机形成的标准模块可以组合成不同接口需求的星载计算机。
未来：具备高性能和高可靠性
从P1750核心处理器的国产化历程来看，在国产化芯片自主可控方面，只要一个器件不国产化，那么我国宇航领域就存在禁运风险，影响产品研制，进而严重影响国家安全。
在统一应用方面，八院宇航计算机既可以面向数管计算机应用，也可以面向控制计算机应用，后续还要面向载荷计算机应用。以上两个方面是宇航计算机发展的必然趋势。
随着宇航计算机功能的日益增多和高速率的处理需求，PowerPC将是今后八院宇航计算机处理器的首选。该处理器由于具备高性能和高可靠的特征，在国外已经在宇航项目上应用。
基于PowerPC的宇航计算机的应用更需要关注的是外围接口和软件应用以符合航天的高性能抗辐照综合电子产品。同时也要与0.13um SOI工艺线的相互配合，并形成针对抗辐照处理器的开发套件及开发环境等。
目前具有804所自主知识产权的抗辐照PowerPC处理器正在研发中，预计2016年底完成。先期开展的国产PowerPC内核芯片搭载验证模块已定于今年进行在轨考核。
