美国赛灵思(Xilinx)宣布推出业界首款20纳米宇航级FPGA——Kintex UltraScale XQRKU060,提供了无限制的在轨重置能力,数字信号处理(DSP)性能提高了10倍,并在所有轨道上实现全耐辐射能力,为卫星和空间应用提供超高吞吐量及带宽性能。 该器件还首次将高性能机器学习(ML)带入太空。提供了广泛的ML开发工具组合,支持包括TensorFlow和PyTorch在内的行业标准框架,支持神经网络推理加速,为太空中的实时在板处理提供完整的“处理和分析”解决方案。 XQRKU060的高能效计算、可扩展精度和大容量片上存储器,可提供为深度学习提供INT8峰值5.7TOPs性能,比上一代产品提升了近25倍。XQRKU060提供了丰富的DSP功能,并针对密集的高能效计算进行了优化。它配备了2760个UltraScale DSP片,可提供高达1.6TeraMAC的信号处理计算能力,与上一代产品相比,提升了10倍以上,还可大幅提升浮点计算效率。空间计算能力的提升与32个高速收发器(SerDes)提供的海量I/O带宽相匹配,可运行高达12.5Gbps的高速收发器,提供400Gbps的总带宽。 基于Xilinx的航天积累和大获成功的65纳米宇航级器件,首款面向航天应用的20纳米器件的推出,将航天产业的工艺节点提前了三代。它在尺寸、重量和功率方面大幅降低,并在工程设计上具有强大的耐辐射功能,为客户提供了能够在恶劣的太空环境中执行短期和长期任务的空间弹性器件。 XQRKU060的在轨重置能力,加上实时的板载处理和机器学习加速,使卫星能够实时更新,按需提供视频,并进行“即时计算”处理复杂算法。机器学习能力适用于各种问题,包括科学分析、物体检测和图像分类(如云检测)等,可以提高空间和地面的处理效率,降低决策延迟。随着协议和应用的逐步变化,XQRKU060的自适应计算架构允许无限制的在轨重新配置,使客户能够在发射前和在轨部署后进行最后一刻的产品更新。 FPGA还采用坚固的40x40mm陶瓷封装,能够承受发射过程中的震动和处理,以及在恶劣的轨道环境中的辐射影响。该架构是为减少单次事件效应(SEE)而设计,能够满足所有轨道的要求,包括低地球轨道(LEO)、中地球轨道(MEO)、地球同步轨道(GEO)和深空任务。 XQRKU060还通过Xilinx Vivado设计套件带来了全新的简化开发环境。重新设计的路由架构提供了丰富的布线能力以解决常见的行业瓶颈挑战。使用Vivado设计套件进行编程有助于消除布线拥塞,使90%以上的器件在使用中不会出现任何性能下降。 Vitis统一软件平台还提供了对三重模块化冗余(TMR)功能的MicroBlaze软处理器上的嵌入式软件开发的支持。未来的扩展将增加对Vitis AI的支持,Vitis AI是Xilinx统一软件平台,用于Xilinx设备和生产卡上的AI推理。
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