Versal AI Core: адаптивный процессор AMD для автономных спутников

Содержание

• Зачем спутникам нужна обработка данных на борту
• Корпус для длительной работы в космосе
• Вычисления, ИИ и обработка сигналов
• Параметры перспективной платформы
• Сертификация и сроки поставок

Компания AMD начала поставки образцов адаптивной системы-на-кристалле Versal AI Core XQRVC1902 в усовершенствованном корпусе космического класса. Платформа рассчитана на продолжительную эксплуатацию в условиях орбиты, включая миссии к Луне, межпланетные перелёты и проекты дальнего космоса.

Зачем спутникам нужна обработка данных на борту

Современные спутники получают огромные объёмы информации от камер, радаров, научных приборов и других полезных нагрузок. Передавать все исходные данные на Землю не всегда возможно: каналы связи обладают ограниченной пропускной способностью, а обработка в наземном центре увеличивает задержку.

Обработка данных на самом спутнике позволяет сократить задержки и уменьшить зависимость миссии от ограниченных каналов связи с Землёй.

Поэтому космическим аппаратам всё чаще требуются высокопроизводительные вычислительные модули, способные анализировать поступающие данные непосредственно во время полёта. При этом электроника должна переносить вакуум, механические нагрузки, циклические перепады температур и воздействие радиации в течение многих лет.

Корпус для длительной работы в космосе

Для XQRVC1902 применяется органический безкрышечный корпус, разработанный с учётом требований космической техники. В конструкции объединены усиленная органическая подложка, консервативные правила проектирования и чип-конденсаторы космического класса, уже имеющие опыт применения в подобных системах.

Отсутствие крышки обеспечивает прямой контакт верхней части кристалла с тепловой системой аппарата. Это снижает тепловое сопротивление между кристаллом и корпусом, помогая эффективнее отводить тепло при работе многоядерной вычислительной архитектуры в вакууме.

• Безкрышечное исполнение : упрощает передачу тепла к системе охлаждения спутника.
• Органическая подложка : рассчитана на механические и температурные воздействия полёта.
• Совместимость по выводам : сохраняется для коммерческих, оборонных и космических вариантов в корпусе BGA на 2197 шариков.
• Повторное использование печатных плат : одна конструкция PCB может применяться при прототипировании и создании лётных образцов.

Вычисления, ИИ и обработка сигналов

Адаптивный SoC объединяет программируемую логику, распределённую память SRAM, многогигабитные приёмопередатчики и специализированные векторные вычислительные блоки. Такая гетерогенная архитектура подходит для задач, которые требуют одновременно высокой скорости обработки и гибкости настройки аппаратной логики.

Высокая плотность вычислений позволяет перенести анализ сигналов и ИИ-инференс непосредственно к датчикам космического аппарата.

На борту спутника платформа может использоваться для объединения данных нескольких датчиков, разложения радиолокационных сигналов, машинного зрения, цифровой обработки сигналов и запуска моделей машинного обучения. Обработка выполняется ближе к источнику данных, поэтому аппарат способен быстрее реагировать на события без ожидания команд с Земли.

1. Сбор данных : полезная нагрузка передаёт информацию с камер, радаров и других сенсоров
2. Локальный анализ : SoC фильтрует, классифицирует и обрабатывает массивы данных на орбите
3. Передача результата : на Землю отправляются приоритетные сведения, а не весь необработанный поток

Параметры платформы для орбитальных задач

Сертификация и сроки поставок

Устройство проходит квалификационные испытания по стандарту MIL-PRF-38535 Class Y. Этот класс охватывает негерметичные монолитные микросхемы в альтернативных керамике корпусах, предназначенные для применения в космических системах.

По заявлению AMD, поставляемые образцы помогут разработчикам создавать инженерные модели и проверять архитектуру будущих аппаратов до завершения полной квалификации. Технические сведения по компоненту приведены в документе DS946.

Поставки ранних образцов дают аэрокосмическим разработчикам возможность заранее испытать платформу в составе проектируемых бортовых систем.

Первые образцы XQRVC1902 уже доступны отдельным заказчикам. Появление полностью сертифицированных микросхем, соответствующих требованиям лётной квалификации Class Y, ожидается во второй половине 2027 года. Новая платформа расширяет возможности автономных космических аппаратов: они смогут не только собирать информацию, но и самостоятельно выделять наиболее важные результаты ещё на орбите.