Le monde a connu des changements significatifs au cours des vingt années qui se sont écoulées depuis que le premier processeur spatial avancé a été utilisé dans des missions de la NASA, telles que le vaisseau spatial Deep Impact à la recherche de comètes et le rover Mars Curiosity. Un rapport du Forum économique mondial prévoit que le secteur du matériel et des services spatiaux connaîtra un taux de croissance annuel de 7 %, passant d'une évaluation de 330 milliards de dollars US en 2023 à 755 milliards de dollars US en 2035. Pour répondre aux besoins d'un marché spatial mondial diversifié et en expansion, avec des exigences de calcul de plus en plus complexes, y compris des systèmes plus autonomes, Microchip Technology (Nasdaq : MCHP) a présenté les premiers modèles de sa nouvelle série de microprocesseurs (MPU) PIC64 High-Performance Spaceflight Computing(PIC64-HPSC).
Contrairement aux systèmes informatiques antérieurs destinés aux vols spatiaux, les microprocesseurs PIC64-HPSC résistants aux rayonnements et aux erreurs, fournis par Microchip à la NASA et à d'autres organisations de défense et d'aérospatiale commerciale, intègrent des CPU RISC-V® avec des instructions de traitement vectoriel supplémentaires pour faciliter les applications d'intelligence artificielle/apprentissage machine (AI/ML). Ces MPU sont également dotés d'un ensemble de capacités, d'interfaces standard et de protocoles qui n'étaient pas disponibles auparavant pour les missions spatiales. Un réseau de partenaires est actuellement mis en place pour accélérer la création de solutions complètes au niveau du système. Ce réseau comprend des ordinateurs monocartes (SBC), des composants complémentaires spécifiques à l'espace et une série de logiciels libres et commerciaux.
"Il s'agit d'une étape importante dans l'avancement et la modernisation du réseau technologique de l'avionique spatiale et des charges utiles", a déclaré Maher Fahmi, vice-président de la division Communications de Microchip Technology. "La série PIC64-HPSC témoigne de la longue histoire de Microchip dans le domaine des vols spatiaux et de notre engagement à fournir des systèmes basés sur des technologies de pointe et une approche intégrée afin d'accélérer le processus de développement pour nos clients."
Le PIC64-HPSC RH (Radiation-Hardened) est conçu pour fournir des capacités de traitement local pour des tâches autonomes telles que l'évitement des dangers par les rovers sur la Lune, et également pour les missions spatiales à long terme, comme celles vers Mars, qui nécessitent une consommation d'énergie minimale et la capacité d'endurer les conditions extrêmes de l'espace. Pour l'industrie spatiale commerciale, le PIC64-HPSC RT (Radiation-Tolerant) est conçu pour les réseaux de satellites en orbite terrestre basse (LEO), où les producteurs doivent trouver un équilibre entre des coûts réduits et des durées de vie plus courtes, tout en offrant une tolérance d'erreur élevée, essentielle à la fiabilité du service continu et à la sécurité des biens basés dans l'espace.
Les MPU PIC64-HPSC présentent plusieurs caractéristiques, dont beaucoup n'étaient pas disponibles auparavant pour des utilisations informatiques dans l'espace :
- Conception de MPU 64 bits de qualité spatiale : Contient huit cœurs de CPU SiFive® RISC-V X280 64 bits avec prise en charge de la virtualisation et des fonctions en temps réel, ainsi que des extensions vectorielles capables d'atteindre 2 TOPS (int8) ou 1 TFLOPS (bfloat16) de puissance de traitement vectoriel pour les tâches d'IA/ML lors de missions autonomes.
- Réseau à grande vitesse : Comprend un commutateur Ethernet TSN (Time Sensitive Networking) de 240 Gbps pour les connexions 10 GbE. Il prend également en charge les cartes PCIe® Gen 3 et Compute Express Link® (CXL®) 2.0 évolutives en configurations x4 ou x8 et dispose de ports SpaceWire compatibles RMAP avec routage interne.
- Transferts de données à faible délai : L'accélération de l'accès direct à la mémoire à distance (RDMA) sur Ethernet convergent (RoCEv2) permet des transferts de données à faible délai à partir de capteurs distants sans affecter les performances de calcul, ce qui maximise la capacité de traitement des données de l'unité centrale.
- Sécurité de niveau militaire au niveau de la plateforme : Sécurité complète avec prise en charge de la cryptographie post-quantique et protection contre la falsification.
- Caractéristiques de tolérance aux erreurs élevées : Prise en charge du fonctionnement Dual-Core Lockstep (DCLS), de l'architecture matérielle WorldGuard pour une séparation et une isolation complètes, et d'un contrôleur système embarqué pour la surveillance et la réponse aux erreurs.
- Gestion de l'énergie réglable : Offre des contrôles dynamiques pour gérer les besoins de calcul pendant les différentes phases des missions spatiales avec une activation sélective des fonctions et des interfaces.
"La série PIC64-HPSC de Microchip remplace les systèmes sur mesure et sujets à l'obsolescence du passé par une plate-forme de processeurs spatiaux évolutive et très performante, soutenue par le réseau de développement dynamique et en expansion de l'entreprise", a déclaré Kevin Kinsella, architecte - ingénierie de la sécurité des systèmes chez Northrop Grumman. "Cette architecture pionnière, qui intègre les avancées les plus significatives en matière de technologie de traitement au cours des quatre dernières décennies, répond de manière unique aux trois aspects essentiels que sont la fiabilité, la sûreté et la sécurité, et devrait être largement adoptée dans les plates-formes aériennes, terrestres et maritimes.
En 2022, la NASA a choisi Microchip pour créer un processeur informatique de haute performance pour les vols spatiaux qui offrirait une capacité de calcul au moins cent fois supérieure à celle des ordinateurs existants pour les vols spatiaux. Cette amélioration est cruciale pour l'avancement des futures missions spatiales, notamment l'exploration planétaire et les opérations à la surface de la Lune et de Mars. Le PIC64-HPSC est le fruit de cette collaboration. Des représentants de la NASA, de Microchip et de leaders industriels tels que Northrop Grumman présenteront des informations sur la technologie HPSC et son réseau de développement lors de la conférence IEEE Space Compute 2024, qui se tiendra du 15 au 19 juillet à Mountain View, en Californie :
- Prasun Desai, administrateur associé adjoint du Space Technology Mission Directorate de la NASA, évoquera les projets de l'agence en matière d'informatique avancée et son investissement dans la technologie HPSC.
- Atelier HPSC, "HPSC : Redéfinir ce qui est possible pour l'avenir de l'informatique spatiale" : Prasun Desai se joindra à des intervenants de Microchip et du JPL pour donner un aperçu de l'initiative et de la plate-forme HPSC. Kevin Kinsella de Northrop Grumman, partenaire invité de l'industrie aérospatiale, partagera également son point de vue sur l'importance du HPSC pour l'informatique des vols spatiaux. Une séance de questions-réponses suivra.
Les premiers MPU PIC64-HPSC de Microchip ont été lancés en même temps que les MPU PIC64GX de la société, qui sont conçus pour les systèmes de périphérie intelligents dans les secteurs de l'industrie, de l'automobile, des communications, de l'Internet des objets (IoT), de l'aérospatiale et de la défense. Avec l'introduction de sa série de MPU PIC64GX, Microchip est devenu le seul fournisseur d'une gamme complète de solutions 8, 16, 32 et 64 bits qui sont actuellement en cours de développement.
Microchip offre un large éventail de produits pour les marchés de l'aérospatiale et de la défense, y compris des processeurs avec des microcontrôleurs (MCU) tolérants aux radiations (RT) et résistants aux radiations (RH), des réseaux de portes programmables sur le terrain (FPGA) et des PHY Ethernet, des dispositifs de puissance, des composants de radiofréquence (RF), des solutions de synchronisation et des éléments discrets allant de puces individuelles à des modules de systèmes complets. En outre, Microchip fournit de nombreux composants figurant sur la liste des produits de qualité (QPL) afin de mieux aider sa clientèle.
Un écosystème complet
Les nouveaux MPU PIC64-HPSC de Microchip seront soutenus par un réseau de développement et une plate-forme d'innovation de niveau spatial qui comprend des SBC prêts à voler et conformes aux normes de l'industrie, une communauté de partenaires logiciels libres et propriétaires, et l'utilisation de normes commerciales largement répandues pour faciliter et accélérer le développement de solutions intégrées au niveau du système. Les premiers membres de ce réseau sont : SiFive, Moog®, IDEAS-TEK, Ibeos, 3D PLUS, Micropac, Wind River®, Linux Foundation, RTEMS, Xen, Lauterbach®, Entrust® et bien d'autres. Pour plus d'informations, visitez la page web des partenaires de l'écosystème MPU PIC64-HPSC de Microchip.
Microchip fournira également un kit d'évaluation PIC64-HPSC complet comprenant le MPU, une carte d'extension et diverses cartes filles périphériques.
Prix et disponibilité
Des échantillons du PIC64-HPSC seront accessibles aux partenaires de Microchip sélectionnés pour l'accès anticipé en 2025. Pour plus de détails, veuillez contacter un représentant commercial de Microchip.
Cet article a été créé et traduit avec l'aide d'AI et revu par un rédacteur. Pour plus d'informations, consultez nos conditions générales.