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華睿1號芯片解決國產雷達裝備處理無“芯”之痛

時間:2017-07-07 04:46 來源:中國電科十四所官方微信 作者:轉載
“華睿1號”是中國電科14所牽頭研製的國內首款具有國際先進水平的高端四核DSP芯片,填補了我國多核DSP領域的空白。經過七年艱苦卓絕的奮鬥,芯片設計、軟件開發、平台研製、應用驗證等工作順利完成,目前華睿1號信號處理平台已成功應用於十多型雷達產品中,為我國雷達裝備高端處理芯片國產化寫下濃墨重彩的一筆。往昔歷歷在目,今朝點點於心。


篳路藍縷,開拓創新,華睿1號芯動出岫

相信“華睿1號”項目團隊的所有成員仍會清晰記得2010年12月27日北京人民大會堂北京廳裡那場振奮人心的“核高基”重大專項---“華睿1號” DSP芯片發布會。那一天,我所正式對外宣布“華睿1號”這顆備受集成電路業界矚目、填補國內多核DSP領域空白的芯片誕生了。

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北京發布會現場

“產學研用”是“華睿1號”DSP項目的宗旨,芯片流片成功只是萬里長征的第一步,接下來必須構建測試驗證平台、應用驗證平台,全面測試芯片的電性能參數、環境應力指標。北京發布會之後,一支高水平信號處理平台研製隊伍應運而生,在沒有技術積累和參照的條件下,他們從零起步、憑藉著對國防事業的滿腔熱情和對事業的執著追求,相繼攻克仿真、疊層、走線、工藝等關鍵技術,歷經上百次仿真與迭代,最終突破了高速信號完整性、電源完整性、穩定性等技術難題。經過連續半年無休止的奮鬥,華睿1號處理平台通過300小時應力試驗,奠定了堅實的硬件基礎。

2012年,“華睿1號”核高基課題驗收會在北京舉行,驗收專家組對課題成果給予了高度評價和一致認可,成為“十一五”國家“核高基”高端芯片重大專項中首個通過驗收的DSP項目。



驗收會議現場

櫛風沐雨,軟硬兼修,全國產化軟件生態鏈脫穎而出

再高端的芯片,能否大規模應用,完備的軟件生態鏈起決定性的作用。華睿1號課題驗收並不是結束,而是新的開始。為解決vxWorks下GMAC網絡驅動聯合單位無法交付的困境,我所軟件開發團隊充分發揮黨員模範作用,受芯片總師重托,迎難而上,扛起驅動研發任務,經過十五天不分晝夜的拼搏協作,終於在第二週週六下午3點聯試成功,啃下了這塊硬骨頭;2014年,某外方軟件合作單位咬文嚼字,借合同字面描述執意採用簡單的矢量化方案,而該方案根本達不到原定的降低編程難度、簡化開發過程的目標,我方據理力爭、以一敵六、舌戰群儒,成功說服外方按自動矢量化的方案實施。如此種種,不勝枚舉。

其風如疾,其徐如林,軟件開發團隊金戈鐵馬,終破樓蘭,又一次走在國內前列,構建了包括ReWorks、嵌入式數據庫、編譯器、矢量函數庫等完善的全國產化DSP軟件生態鏈,這意味著更高的開發效率、更強的編譯性能和更完備的調試手段,為產品全面推廣應用築造了厚實的軟件基礎。


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華睿1號完善的全國產化DSP生態鏈

砥礪前行,攻堅克難,產品應用全面推廣

一款芯片必須經歷各種複雜應用的洗禮才能不斷完善、成熟,才能突破能用、進階好用、最終管用。華睿1號作為毫無應用經驗的第一款自主可控高端DSP芯片,短時間內替代國外成熟芯片8640D在雷達產品上的應用,又是一個非常艱鉅而又充滿挑戰的任務。戈壁灘上廣袤無垠的荒涼不可怕、連續幾天通宵達旦的疲憊不可怕,食物水源嚴重匱乏的艱苦不可怕,最可怕的還是那些即使冥思苦想、絞盡腦汁仍在和我們捉迷藏的“莫名其妙”的問題。

2015年7月,某情報雷達在外場試驗過程中,在所內整架期間已被調教溫順的華睿1號處理平台報出死機故障,應用驗證團隊馬不停蹄趕赴現場,連續兩天不眠不休,發現是由於新增天線通道使得華睿1號傳輸和處理過壓,引起傳輸不穩定導致信號處理機停止工作,為此團隊立即展開了一場底層、框架和應用優化的攻堅戰,最終順利保障雷達完成外場試驗。

2015年10月,某試驗裝備在用戶試用20天后信號處理機偶發故障,幾個小時後應用驗證團隊就站在了架設雷達的臨海小島頂,十幾天出現一次的小概率難不倒我們,故障時間出現在午夜也打不跨我們,住著嚴重潮濕、佈滿霉斑的半山腰營房,吃著川廚拿手的辣椒炒辣椒,冒著同時點亮三個手電筒都照不清2米遠的大霧,踏著一眼望不到底的濕滑青石路,連續40天的拉鋸戰以我們的勝利而告終,由於操作系統例外頁頁面與芯片設計不統一造成核內cache一致性問題的沉珂惡疾被成功治愈。

撥開雲霧見天日,守得云開見月明。回首“華睿1號”從芯片研製、平台建設到推廣應用的歷程,儘管道路是曲折的,過程是艱辛的,但結果是美好的,目前華睿1號處理平台在產品上的應用已趨於穩定,並成功應用於十四所十多型雷達產品中,創造了國產多核DSP芯片產品應用的“三個之最”:雷達裝備應用型號最多、單台套應用數量最多和總應用數量最多展望未來,按照我所“研製一代、應用一代、預研一代”的思路,下一代DSP芯片目前已完成第三方測評,基於該下一代芯片的國產化信號處理平台的產品驗證與推廣應用即將拉開帷幕。

“芯系中華,睿創未來”,我們在創造歷史,我們永遠在路上。

(責任編輯:轉載)

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