Global Sources
電子工程專輯
 
電子工程專輯 > 嵌入式技術
 
 
嵌入式技術  

利用可重配置處理器打造智慧型自主武器裝備

上網時間: 2007年10月09日     打印版  Bookmark and Share  字型大小:  

關鍵字:可重配置處理器  自主武器  Monarch 

如同行動設備己儼然成為消費電子和無線產業的主宰,美國軍方正開始著手為其自主式武器裝備添加行動特性。這意味著,最新開發的這一類武器勢必能在消耗更低的能量之際,也能夠透過板上處理器為大量的感測器數據進行篩選與傳輸。

美國國防部先進研究計劃署(Darpa)所啟動的‘多形態運算架構’(PCA)計劃,是軍方自主式武器裝備研究計劃的一部份。根據Darpa的資訊處理技術辦公室(IPTO)介紹,該計劃的目標是開發“可重配置和適應任務需求的處理架構”。這些應用包括了‘靈敏’的感測器和智慧型航空電子設備。

根據該計劃的參與者介紹,PCA的一個關鍵部份是一款單晶片訊號處理器,將作為可適應感測器有效負載的‘大腦’使用。軍方策劃人員所構想的一種早期應用是一款板上處理器,該處理器能被整合於微型無人偵察機所具備的感測器負載中。

為了實現行動性,研究人員將軍用處理器的大小從以往的多達8塊板卡,減少到單一晶片訊號處理器以支援電路,再加上內建的可重編程能力。這樣一來,軍方策劃人員就能縮減感測器平台的大小,並延長感測器執行任務的時間。因此,Darpa架構計劃的成果將最終用於微型無人偵察機中,這些小飛機可自我引導深入敵後,並發回大量感測器資料。

Darpa計劃主管把美國國防部目前所使用的嵌入式運算計劃稱為一種取決於固定架構、並已將現有軟體性能發揮到極至的‘靜態’硬體驅動型‘單點方案’(point solutions)。根據一份Darpa計劃描述道:“靜態方式缺乏滿足動態任務所要求的多樣性,其所導致的性能下降或差強人意的匹配處理性能,最終將損害我們的戰鬥力。”

為了解決此問題,Darpa六大技術之一的IPTO,從2000年開始向產業徵求對於三階段PCA計劃架構下可重配置架構的建議。Darpa已經資助了若干開發計劃,其中包括由Raytheon公司和德州大學團隊所主導的可重配置處理器設計。

Raytheon的團隊開發了一種稱為‘Monarch’(即:形變網路化微架構)”的PCA架構。該系統關鍵是一種“可重配置的運算結構”,Raytheon公司航空系統部門負責Monarch技術的首席研究員Michael Vahey表示。

德州大學團隊先前也發佈了其稱為Trips(即每秒兆次運算速度的可靠智慧型自適應處理系統)的多形態微處理器架構。該大學的研究人員表示,他們的研究方法以一種名為‘顯性資料圖表執行(EDGE)’的專有架構為基礎,並稱此架構可極大改進單執行緒MPU的性能。

Trips原型處理器包含兩個處理器核心。德州大學指出,該原型是利用奈米級技術實現彈性化處理器系列的首款產品。截至目前,為支持德州大學的該項研究,Darpa已注入了約1,500萬美元資金。

IBM微電子(IBM Microelectronics)在其位於美國佛蒙特州伯靈頓的晶圓廠製造了該Trips原型晶片。

圖說:單晶片處理器能夠縮小‘全球鷹’(Global Hawk)等無人偵察機的體積。
圖說:單晶片處理器能夠縮小‘全球鷹’(Global Hawk)等無人偵察機的體積。

Mercury Computer Systems公司正為Raytheon公司的Monarch SoC提供了矽智財(IP)。南加州大學的工程師們也為該Monarch架構的關鍵部份做出了貢獻。

IBM微電子公司利用低k電介質,以及採用90nm製程製造出一個能順利運作的Monarch訊號處理器。Raytheon公司的Vahey表示,他們已經計劃採用45nm製程重新投片,以期縮小未來的設計尺寸。“這不僅僅是一種原型,而且是一個可運作的模型。”Vahey表示。

Raytheon團隊的另一位成員Georgia Tech負責軟體開發,這也是‘Morphware’計劃的一部份。Vahey介紹,Monarch的‘可重配置運算結構’能在處理單元間傳遞數據,而無需先把數據路由到記憶體上。這種方法能更高效地路由數據,並允許用戶根據實際任務而‘調整’架構。

“這一切都可由軟體完成。”Vahey解釋說。

圖說:Raytheon的Monarch SoC架構。其訊號處理器有助於Darpa的可重配置處理器架構計劃。
圖說:Raytheon的Monarch SoC架構。其訊號處理器有助於Darpa的可重配置處理器架構計劃。

或者,就像Darpa計劃主管所強調的:“軟體第一,硬體最後。”該口號是指為了能更有效地利用任務及其它軟體,而開發一種能負責各種形式的多形態處理器架構。

Monarch架構結合該可重配置運算結構,並採用6個RISC處理器和12MB的晶片上記憶體。Raytheon公司還吹捧該Monarch架構的低功耗和低工作電壓,這些特性對於裝載感測器的自動駕駛的飛行器等軍事應用來說是相當關鍵的特色.

Darpa計劃主管特別指出,基於PCA的系統可望同時提供高性能和低功耗的優勢。

儘管目前還無法獲知PCA計劃的最新動態,以及何時開始部署這一可重配置處理器技術;然而,Raytheon的Vahey透露,到2015年,該技術就可在戰場上一顯身手。

作者:李伯喬




投票數:   加入我的最愛
我來評論 - 利用可重配置處理器打造智慧型自主武器...
評論:  
*  您還能輸入[0]個字
*驗證碼:
 
論壇熱門主題 熱門下載
 •   將邁入40歲的你...存款多少了  •  深入電容觸控技術就從這個問題開始
 •  我有一個數位電源的專利...  •  磷酸鋰鐵電池一問
 •   關於設備商公司的工程師(廠商)薪資前景  •  計算諧振轉換器的同步整流MOSFET功耗損失
 •   Touch sensor & MEMS controller  •  針對智慧電表PLC通訊應用的線路驅動器
 •   下週 深圳 llC 2012 關於PCB免費工具的研討會  •  邏輯閘的應用


EE人生人氣排行
 
返回頁首