Spacechips 推动创新型 AI 赋能卫星应用发展

耐辐射、高电流密度 DC-DC 转换器模块为 AI1 处理器供电，支持创新计算应用。

小型卫星不仅需要具备精密计算的能力，还必须搭载可靠而稳健的机载处理器系统，以支撑长达五至十年的在轨任务周期，这一需求不断逼近最新超深亚微米 FPGA 和 ASIC 及其供电网络的极限。高性能处理器对低电压、大电流供电提出了严苛要求，而太空环境中散热管理与辐射防护的复杂性，使系统设计面临更为严峻的挑战。

为此，Spacechips 推出了AI1 处理器 —— 一款搭载 ACAP（自适应计算加速平台）AI 加速器的小型机载处理器卡。该智能可重构收发器的性能高达每秒 133 万亿次运算（TOPS），可为新一代对地观测、在轨服务/组装/制造（ISAM）、信号情报（SIGINT）、情报监视侦察（ISR）及通信等应用提供支持，实现实时自主计算，同时确保可靠性与持久性，以完成长期任务。

Spacechips 首席执行官 Rajan Bedi 博士指出：“许多卫星运营商根本没有足够的射频频谱带宽，无法下载所有采集到的数据并进行实时处理。在这种情况下，一个替代方案是在轨完成数据处理，并仅下载智能分析结果。”

更强大的处理能力催生太空与地面的创新应用

如今，近地轨道观测航天器大约每十分钟就可以对特定区域建立一次视距连接。如果利用 AI 算法填补卫星观测盲区，当与地球无法建立视距通信时，应急管理团队将能更快作出更明智的决策。Spacechips 正利用这些强大的人工智能计算引擎，赋能在轨 AI，解决地球与太空相关的各类问题：

追踪太空碎片，避免代价高昂的碰撞

监测关键任务航天器的系统健康状况

识别恶劣天气模式

报告农作物产区的关键降雨数据

图 1：借助 Spacechips AI1 处理器，在轨 AI 能够探测野火、火山活动或工业事故等导致的温度异常现象。这有助于应急管理团队更快速、更精准地判断哪些火灾高发区域的风险最高。

Vicor 分比式电源架构实现大电流、低电压供电

鉴于太空严苛的运行环境，AI 赋能的计算对精密电源管理有着迫切需求。而随着任务数量、范围和种类不断扩大，所需航天器类型日趋多样，且愈发依赖太阳能等形式来保障充足电力，这一需求变得更为复杂。

为此，Spacechips 与 Vicor 合作，采用高密度电源模块，将Vicor 分比式电源架构（FPA）集成到 Spacechips AI1 处理器板中。FPA 是一种将 DC-DC 转换功能拆分为多个独立模块的供电系统设计。在 Vicor 的耐辐射模块中，母线转换器模块（BCM）提供隔离功能并将电压降至 28V，而前置稳压器模块（PRM）则为电压转换模块（VTM）或电流倍增器提供稳压支持，随后 VTM 负责完成 28V 至 0.8V 的电压转换。

Bedi 博士认为，Vicor 解决方案的价值在于其体积小巧且功率密度高。这种设计可缩小尺寸，减轻重量，提升效率与灵活性，尤其在高性能计算应用中可实现更高的功率密度。

通过采用 Vicor 的 FPA 供电系统，Bedi 正在帮助电信和信号情报（SIGINT）运营商实现实时在轨处理，使其能够根据实时流量需求自主调整射频频率方案、信道划分、调制方式及通信标准。Vicor 电源转换器模块还采用双动力系统设计，为容错性极低的航天应用提供内置冗余，确保动力系统的每一侧均能独立满载运行。

图 2：Vicor 分比式电源架构（FPA）将 DC-DC 转换功能拆分为多个独立模块。通过采用耐辐射模块，BCM 母线转换器实现隔离功能，PRM 稳压器提供稳压功能，而 VTM 电流倍增器完成直流转换。该架构显著提升了系统效率、灵活性及功率密度，尤其适用于高性能计算应用场景。

Bedi 说道：“Vicor 的 FPA 提供了一个非常精致、高效且小巧的解决方案。其优势远超市场上的其他方案，领先不止一个量级。”

Spacechips 与 Vicor 强强联手，共同设计出目前在轨功率密度最高、可靠性最强的处理器板。AI1 板具有耐辐射、坚固耐用且体积小巧等特点，为电源处理树立了新标杆，为“新太空”时代的下一代计算与应用设计开启新的可能。