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FPGA的星辰大海

news 来源：原创 2025/9/22 9:17:09

编者按

时下风头正盛的DeepSeek，正值喜好宏大叙事的米国大统领二次上岗就业，OpenAI、软银、甲骨文等宣布投资高达5000亿美元“星际之门”之际，对比尤为强烈。

某种程度上，，是低成本创新理念的直接落地。

包括来自开源社区的诸多赞誉是，并非体现技术有多“超越”，而是让更多的人可以直接体验，把通往AGI的门票，从奢侈品变成了日用品。

四十年前的上世纪八十年代初，美国发起的星球大战，高昂的重金投入比拼，是否是直接“拖垮"另一个帝国的关键要素姑且不论，航天领域的低成本创新模式从未间断，虽然没那么引人注目，但在持续进展过程中。

一直延续到现在的AI时代。

性能卓越但又足够“脆弱”的SRAM FPGA芯片，能够在稳健到近乎保守的航天市场，占据独特地位，并成为现代先进飞行器的关键使能技术，“低成本”是其大获成功的主要因素。

作者在其数十年从业经历中，全程见证并亲身参与以上过程，，是直接推动FPGA、特别是高性能SRAM FPGA，在航天领域应用的先行者、行动派和旗手之一。

本文代表了当时项目甲方(NASA JPL)视角，发表于“勇气号”和“机遇号”成功登陆之际，两大火星车项目作为SRAM FPGA进入航天领域并打响名声的开山之作，远超设计预期。

本以为是巅峰，哪知才是序曲。

图片

从最先只敢使用Actel公司的绝对高可靠反熔丝芯片(Anti-fuse FPFA)，到赛灵思的耐辐射SRAM FPGA成为主处理器，再到普通工业级FPGA也可以上天，小荷已露尖尖角。

随着以专用故障注入测试设备XRTC、仿真加速FVAX项目等技术日趋成熟，推广使用，以此为基石，NASA研发的第一代空间高性能计算机SpaceCube，使用赛灵思普通商用级FPGA芯片(Virtex-4 FX60)，提供关键交汇对接信号，完成哈勃望远镜的维修任务。

如果使用传统方式完成同样的工作，需要的抗辐射计算机将多达25台。

而软件定义弹性计算的初创企业Resilient Computing公司，则是更进一步，将低成本创新、快速部署概念继续深化。

使用的是价格更便宜的商用7A200T，也是赛灵思面向追求性价比的汽车电子行业的重点芯片器件，在只有21.5K LCs的FPGA上，直接对内嵌的RISC-V软核进行加固。

除了现在应用在低轨卫星，预期远至月球的深空探测任务也能使用。

系列产品已经过多次飞行实验验证，并获得NASA创新挑战赛大奖，在商业航天时代即将结出硕果。

仅从芯片器件层面，目前直接对标7A200T的诸多国产厂商，包括安路科技的凤凰PH1A180，有可能第五家、也是第二家“纯血FPGA”上市公司的紫光同创的PG2L200H，以及众多国产厂商可以做到的事。

随着近地轨道卫星的快速发展，航天产业正经历着前所未有的扩张，同时也催生出全新的功能和服务。

FPGA芯片硬件层面的供给充足，现在又是计算机体系结构的黄金时代，为国内在应用层级进行系统级创新应用，成为可能。

无需只是单方面依赖工艺复杂且价格昂贵的抗辐宇航级芯片。

不管是像研发类似NASA的空间高性能计算机 SpaceCube，还是Resilient Computing公司的高效能嵌入式计算机，以及微芯科技接手的被视为改变游戏规则的HPSC。

有网友感叹FPGA“看来是”错过了AI红利？可以很肯定的说，并非如此！

包括人工智能领域在内的高性能计算机，背后的芯片算力之争，如果说地面上是GPU的天下，那么在航天领域，则是高性能SRAM FPGA做主。

包括在AI时代，如何平衡空间计算芯片的SWaP-C指标与高性能计算需求，同时实现抗辐射性能的突破，以推动太空AI计算平台的发展?

就像已经进入到空间人工智能的SpaceCube 3.0那样，直接对AI程序中的CPU指令集进行加固，

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