También se ha presentado un nuevo ecosistema tecnológico como resultado de la colaboración de Microchip con más de una docena de empresas de sistemas y
software para acelerar la adopción de PIC64-HPSC
El mundo ha cambiado enormemente en las dos décadas que han transcurrido tras el lanzamiento del que fue considerado por entonces un procesador de grado espacial pionero en misiones de la NASA como la nave espacial Deep Impact para el estudio de cometas y el vehículo explorador Mars Curiosity. Un informe elaborado por el Foro Económico Mundial estimó que el sector del hardware y los servicios espaciales experimentará un crecimiento medio interanual del 7% para pasar de 330.000 millones de dólares en 2023 a 755.000 millones de dólares en 2035. Con el fin de cubrir la demanda diversa y creciente del mercado espacial en todo el mundo y sus necesidades informáticas en rápida expansión, incluidas más aplicaciones autónomas, Microchip Technology ha presentado los primeros dispositivos de su familia de microprocesadores PIC64 High-Performance Spaceflight Computing (PIC64-HPSC).
A diferencia de las anteriores soluciones informáticas para vuelos espaciales, los microprocesadores PIC64-HPSC tolerantes a la radiación y a fallos, que Microchip está suministrando a la NASA y al sector aeroespacial comercial y de defensa en su conjunto, integran CPU RISC-V® ampliamente utilizadas y potenciadas con extensiones de instrucciones para procesamiento vectorial para aplicaciones de inteligencia artificial y aprendizaje automático. Estos microprocesadores también incorporan funciones e interfaces y protocolos estándar que hasta ahora no estaban disponibles para aplicaciones espaciales. Además se está preparando un potente ecosistema de soluciones de varias empresas colaboradoras para agilizar el desarrollo de soluciones integradas a nivel de sistema. Este ecosistema está constituido por ordenadores monoplaca, componentes auxiliares de grado espacial y una red de proveedores de software de código abierto y comercial.
“Se trata de un enorme paso adelante en el desarrollo y la modernización de la aviación espacial y la tecnología de la carga útil”, declaró Maher Fahmi, vicepresidente corporativo de la unidad de negocio de comunicaciones de Microchip Technology.
“La familia PIC64-HPSC demuestra la larga experiencia de Microchip en vuelos espaciales y nuestro compromiso con el suministro de soluciones basadas en las tecnologías más avanzadas y en un enfoque total de los sistemas con el fin de acelerar el proceso de desarrollo de nuestros clientes”.
El PIC64-HPSC RH (Radiation-Hardened) se ha diseñado para dotar a las misiones autónomas de capacidad de procesamiento para ejecutar tareas en tiempo real como evitar peligros para el vehículo explorador sobre la superficie de la Luna, así como para permitir una larga duración de misiones en el espacio exterior, como las expediciones a Marte que requieren un consumo extremadamente bajo y han de resistir unas condiciones muy adversas. Para el segmento comercial, el PIC64-HPSC RT (Radiation-Tolerant) se ha diseñado para cubrir las necesidades de las constelaciones LEO (Low Earth Orbit), en las que los proveedores de sistemas han de priorizar el bajo coste respecto a la longevidad, así como ofrecer la elevada tolerancia frente a fallos que es vital para la fiabilidad y la ciberseguridad de los activos espaciales en todo momento.
Los microprocesadores PIC64-HPSC ofrecen diversas capacidades, muchas de las cuales no estaban disponibles con anterioridad para aplicaciones informáticas espaciales, entre ellas:
- Arquitectura de microprocesador de 64 bits de grado espacial: Incluye ocho núcleos CPU de 64 bits SiFive® RISC-V X280 para virtualización y funcionamiento en tiempo real, con extensiones vectoriales que pueden alcanzar hasta 2 TOPS (int8) o 1 TFLOPS (bfloat16) de rendimiento vectorial para implementar procesamiento de inteligencia artificial y aprendizaje automático para misiones autónomas.
- Conectividad con redes de alta velocidad: Incluye un switch Ethernet TSN (Time Sensitive Networking) de 240 Gbps para conectividad 10 GbE. También admite PCIe® Gen 3 y Compute Express Link® (CXL®) 2.0 escalable y extensible con configuraciones x4 o x8 e incorpora puertos SpaceWire compatibles RMAP con routers internos.
- Transferencias de datos con baja latencia: Incluye acceso RDMA (Remote Direct Memory Access) mediante aceleradores de hardware Converged Ethernet (RoCEv2) para facilitar las transferencias de datos con baja latencia desde sensores remotos sin disminuir el rendimiento informático, de modo que maximiza las capacidades al acercar los datos a la CPU.
- Seguridad para defensa a nivel de plataforma: Implementa seguridad avanzada para defensa basada en criptografía poscuántica y funciones antimanipulación.
- Capacidades de alta tolerancia a fallos: Admite DCLS (Dual-Core Lockstep), arquitectura de hardware WorldGuard para compartimentación y aislamiento de extremo a extremo, y un controlador de sistema incorporado para monitorizar y mitigar fallos.
- Ajuste flexible del consumo: Incluye controles dinámicos para equilibrar las necesidades informáticas en las diferentes fases de las misiones espaciales mediante la activación a medida de funciones e interfaces.
“La familia PIC64-HPSC de Microchip sustituye a las soluciones especializadas y sujetas a la obsolescencia del pasado por una plataforma de procesador informático de grado espacial de alto rendimiento y escalable que cuenta con el soporte del potente ecosistema de desarrollo de la compañía”, señaló Kevin Kinsella, Arquitecto de Ingeniería de Seguridad de Sistemas en Northrop Grumman.
“Esta innovadora y avanzada arquitectura integra lo mejor de los más de 40 años de avances en la tecnología de procesamiento. La familia PIC64-HPSC aborda de forma única tres aspectos tan importantes como la fiabilidad, la protección y la seguridad, por eso esperamos que sea ampliamente utilizada en aplicaciones aéreas, terrestres y marinas”.
En 2022, NASA seleccionó a Microchip para desarrollar un procesador HPSC (High-Performance Spaceflight Computing) que pudiera multiplicar como mínimo por 100 el rendimiento informático de los actuales ordenadores destinados a vuelos espaciales. Esta capacidad permitiría el desarrollo de futuras misiones espaciales, desde la exploración planetaria y lunar hasta las misiones sobre la superficie de Marte. El PIC64-HPSC es el resultado de esa alianza. Representantes de la NASA, Microchip y líderes del sector como Northrop Grumman compartirán sus puntos de vista sobre la tecnología y el ecosistema HPSC en la IEEE Space Compute Conference 2024 del 15 al 19 de julio en Mountain View (California, EE.UU.):
- Conferencia – Dr. Prasun Desai, Deputy Associate Administrator del Space Technology Mission Directorate de la NASA. El Dr. Desai hablará sobra la estrategia de la agencia en informática avanzada y la inversión en tecnología HPSC.
- Seminario sobre HPSC, “HPSC: Redefine What’s Possible for the Future of Space Computing”: Prasun Desai se unirá a representantes de Microchip y JPL para ofrecer una panorámica general sobre el programa y la plataforma HPSC. Kevin Kinsella, de Northrop Grumman, también comentará la relevancia de HPSC para la informática de los vuelos espaciales. A continuación habrá una sesión de preguntas y respuestas.
Los primeros microprocesadores PIC64-HPSC de Microchip fueron presentados junto con los microprocesadores PIC64GX que permiten realizar diseños inteligentes en el borde (edge) para industria, automoción, comunicaciones, IoT, aeroespacial y defensa. Al presentar su familia de microprocesadores PIC64GX, Microchip se ha convertido en el único proveedor de soluciones embebidas que desarrolla activamente un completo abanico de soluciones de 8, 16, 32 y 64 bits.
Microchip cuenta con un extenso catálogo de soluciones diseñadas para el mercado aeroespacial y de defensa, entre ellas microcontroladores, FPGA y PHY Ethernet, dispositivos de potencia, productos de RF, temporización y componentes discretos, desde dispositivos sin encapsular hasta módulos de sistemas, todos ellos tolerantes a la radiación (RT) y resistentes a la radiación (RH). Microchip ofrece además una amplia gama de componentes QPL (Quality Products List) para atender mejor a sus clientes.
Ecosistema completo
Los nuevos microprocesadores PIC64-HPSC de Microchip contarán con el soporte de un completo ecosistema de grado especial y de un motor de innovación formado por ordenadores monoplaca estándar, una comunidad de proveedores de software de código abierto y comercial y la implementación de estándares comerciales comunes con el fin de agilizar y acelerar el desarrollo de soluciones integradas a nivel de sistema. Entre los primeros miembros del ecosistema se encuentran: SiFive, Moog®, IDEAS-TEK, Ibeos, 3D PLUS, Micropac, Wind River®, Linux Foundation, RTEMS, Xen, Lauterbach®, Entrust® y muchos más. Para más información visite la página web de las empresas colaboradoras del ecosistema de microprocesadores PIC64-HPSC.
Microchip también ofrecerá una completa plataforma de evaluación PIC64-HPSC que incorpora el microprocesador, una tarjeta de expansión y diversas tarjetas periféricas.
Precios y disponibilidad
Las muestras de PIC64-HPSC estarán a disposición de algunas empresas colaboradoras de Microchip en 2025. Para más información, contacte con un representante comercial de Microchip.
