10个人18个月的验证

从芯片SoC2008的取名上，可以推算这项研发始于2008年。

“我每天的工作大部分都是在做验证。”刘鸿瑾他们设计的时间只用了30%，70%的时间都是在验证。他表示，SoC芯片由于具有处理器核和其他复杂I/O接口电路，因此其代码设计完成后如何进行仿真验证是一大难题。

物理验证阶段，200多万门逻辑，10个人花了18个月时间验证，然后是128万条指令的验证，下一步，750万条指令也需要一步步走通。到验证阶段，做了一个小型计算机，看其性能是否达标。

此外，FPGA组组长孙强与同事一道在原来以FPGA接口电路仿真验证平台的基础上，进行了硬件和工具软件的升级，建立起了仿真验证平台的基础。

更大的工作量在于如何将服务器硬件和各种工具软件集成为一个适用的平台，开发团队又一次迎难而上，克服了多个难关，在原来工具软件基础上进行了大量的二次开发，终于建立起一个完整、适用的仿真验证平台，为Soc产品的开发建立了基本的开发平台。到芯片成型后，1000小时的125度高温考验是检验其15年使用寿命的浓缩验证方法。

在该芯片的研制过程中，对芯片的验证主要包括：1553B IP的功能验证、SoC2008的模块级验证、SoC2008的单指令验证、SoC2008的多指令组合功能验证、SoC2008的SPACE OS操作系统验证等。通过随机生成指令序列的方式，已经通过120000条随机组合单指令、750000组多指令组合的功能验证。实现了指令覆盖率100%。

“还有关键的空间抗辐射试验，单粒子反转效应、辐射剂量累计超标测试是验证的重点。通过了这两项抗辐射验证，我们的项目就离成功一步之遥。”华总工表示，最后工程师通过加固抗辐射设计，完美地达到要求。

负责操作系统开发的彭飞已经是第二次接受本报记者采访，神舟九号飞船上就有SpaceOS第一代运行。在第一代操作系统基础上，彭飞增加了通讯的机制、消息队列，改变了调度的算法。

程序大小也从12KB变成20多KB。“因为存储器太贵，我们的程序不敢占用太多存储空间，前几天还在讨论如果用32KB、64KB的存储器会如何做。”与国外通用的操作系统比，国外系统采用SDRM 存储，程序通常在2MB以上。

价值无可估量的SOC

“可以用一个数量级来估值一下这款芯片的价值吗？”记者问。

 “几万美元？当然不能这样算，当实践九号卫星成功入轨运行时，我

们自主研发的系统芯片SoC2008就为中国的宇航级芯片打通了一条完整的设计制造流程，国外宇航电子控制产品的封锁和高价将失效，SoC2008的价值无可估量。”

华总工表示，更应该看到由此引发的蝴蝶效应。

作为未来的趋势，SoC不仅仅包括硬件，还包括软件，它是对传统软硬件分离的型号研制模式挑战，将彻底改变方案、初样、试样、定型的传统研制流程，大大缩短型号研制周期。  

早在20世纪九十年代，NASA就根据未来航天任务需求，组织多家公司开展了多项有关SOC/ASIC技术的研究。NASA于2011年底发射的火星探测器-MSL，该巡游车的命名“好奇心”（Curiosity），MSL 中的电子设备的功耗控制单元采用SoC实现了整个系统。

2011年8月的MAPLD大会上，Aeroflex公司宣布由德国斯图加特大学牵头研制的Flying-Laptop (FLP)卫星将搭载基于UT699的星载计算机，主要用于试验和验证适用于小型化卫星的崭新的空间技术，预计2013年发射。UT699是2010年Aeroflex公司专门针对复杂环境应用研制的新一代微处理器芯片，基于32位SPARC V8架构的LEON3核实现，适合于嵌入式开发需要。

华总工说SoC2008软件、硬件都实现了自主研发。Soc2008上运行的是软件是502所自主开发的第二代星载实时多任务操作系统SpaceOS2。与国内外的优秀操作系统相比较，SpaceOS2已经达到了国内外同等水平。硬件上,则采用国内外开源的IP核，根据航天需要进行消化、改进提高，实现高端IP核国产化。整体性能指标与欧洲2010年推出的UT699（AT697的下一代）相当，达到国际同期先进水平。 

“目前第二代SoC芯片和多核高性能SoC芯片都已经在开发中，刘群小组负责的四核SOC明年就可以实现，后续的探月工程、北斗导航都可以应用。”刘鸿瑾谈到新的任务，充满激情。

升级处理器、升级接口都比较容易了，完成了电子系统版上设计到芯片设计的转变，刘鸿瑾他们看待卫星或其他航天器上的系统都变得容易多了，“不就是不一各个板块变成一个个芯片吗，不出十年，SpaceOS就将遍布航天飞行器。”已经实现SOC芯片化的还有敏感器，实现空间飞行器对接控制。

其他的民用领域，高铁、核电、船舰领域，也将用到SOC芯片。华总工表示“不排除参与国际市场的竞争，成为技术输出国。”