中國偵察衛星首裝計算機，困難大只能仿美intel晶元

中國的返回式衛星從1966年開始研製，在1975年首次成功發射並返回地面。這讓中國成為繼美國、前蘇聯後，第三個有能力自行研發及發射返回式衛星的國家。中國返回式衛星不但獲得了大量的遙感信息，而且為神舟系列載人飛船積累了大量的經驗，奠定了雄厚的技術基礎。

從年代上看，在1974－1987年間發射的是尖兵一號返回式遙感衛星，主要用途為國土資源普查。而在剛剛進入80年代，國家下達了480工程任務，也就是研製第二代尖兵一號甲返回式遙感衛星。尖兵一號甲的主要用途為攝影測繪，主要目的是對地球上各大主要城市進行進行測繪定位，為中國第一代戰略導彈武器系統提供關鍵的目標定位信息。

第一代尖兵一號返回式遙感衛星

因此這種衛星採用了畫幅式大幅面相機，為了提高精度、減少畸變，這種衛星採用了數字式姿態控制系統，因此必須採用星載計算機進行數字測量、計算和控制。經衛星總師批准，確定了兩個控制系統應用星載計算機的設計方案。從此我國第一台星載計算機開始轉入型號研製階段。

在80年代初提出在我國衛星上應用星載計算機，而且是用在至關重要的衛星控制系統中，這不能不說是一個既大膽而又先進的措施。當然國外60年代在衛星上就應用了計算機，但中國在80年代初提出在衛星控制系統中應用計算機仍有許多困難。

當時我們只能得到個人從國外帶進來的幾片8080A型CPU集成電路，組成計算機的其它外圍晶元根本沒有，要想訂貨又根本沒有渠道。在國內只有仿NOVA機的DJ130由小規模集成電路和晶體管構成的計算機，其體積、功耗和重量都不能滿足裝到衛星上的要求，就是火箭上用的控制計算機也無法用到衛星上。因此，只能根據衛星的要求，研製重量輕、體積小、功耗低、耐輻射和高可靠的新型計算機。

Intel-3000系列位片式計算機處理器

中國在研製星載計算機上有知識的基礎。例如502所從60年代開始進行許多種計算機的研製工作，如650計算機、717計算機、為實驗三號任務用8080A構成的控制計算機模型、用小規模集成電路仿Intel-3000系列研製的位片式控制計算機等，在計算機方案設計、電路設計、產品加工和安裝調試等方面已具備良好的條件。在容錯計算理論方面已有多年的知識積累。

不足的是器件來源比較困難。研製部門綜合星載計算機的特點和國內微電子工業水平，選擇了美國Intel-3000系列的結構，即微程序控制位片式結構，互補註入邏輯工藝。這種計算機的中央處理單元是兩位一片，結構靈活，集成度較低,微程序控制器和存儲器可以單獨集成，因此容易實現，便於組裝。工藝上功耗低，耐輻射，可實現小型化，且在在國內已有較成熟的經驗。經過反覆詳細地論證，對國內外現狀深入研究和分析，確定了採用美國Inter-3000的邏輯、結構和工藝器件的方案。星載計算機的功耗、體積、重量、字長、速度、內存容量和功能達到國際70年代的技術水平。

有了一個好的方案，只能說是第一步，要把星載計算機研製出來，還要做很多艱苦細緻的工作。首先要把Intel-3000系列器件的原理消化透徹，邏輯電路圖分析清楚，在此基礎上再根據真值表和邏輯表達式繪製I2L的邏輯圖，然後根據我國現有微電子技術水平劃分出相應的器件規模，經過制板、光刻等生廣線上的工藝流水，初測，中測，終測，老化篩選，例行試驗和驗收，最後進行整機組裝、調試、測試和環境試驗。清華大學微電子所、北京半導體器件二廠、郵電部半導體所和北京郵電大學等單位都積極地參加了這項有意義的工作。經過半年多的努力工作，完成了尖兵一號甲返回時衛星星載計算機15個品種的集成電路板圖設計。

器件生產定點在郵電部半導體所，生產的全過程按照「7905」七專質量控制要求和管理辦法進行控制和篩選。一些中、小規模集成電路比較容易地生產出來，幾塊複雜的大、中規模集成電路在生產過程中遇上了麻煩。研製人員從電路設計、工藝控制一系列工作過程中逐步進行了多次改進和試驗，經過近一年夜以繼日的艱苦努力，終於完成了15個品種微機集成電路的研製任務。為了確保產品質量，中方還將幾種典型的大、中規模集成電路在返回式衛星上進行搭載實驗。衛星返回後測試的數據，同裝星前測試數據是一致的。

在星載計算機開發、調試、環試、驗收測試、星-地試驗、系統聯試、整星桌面聯試、整星熱真空試驗、整星綜合測試、整星振動測試和靶場測試過程中，確實發現了很多問題。例如熱真空試驗中發現，干擾會使星載計算機程序「死鎖」。中方決定增加解鎖電路，使程序死鎖一段時間後會自動解鎖。

1987年9月9日，載有計算機的尖兵一號甲新型返回式遙感衛星發射成功，從渭南測控中心得到衛星入軌姿態正常、星載計算機雙機正常、比對正常的消息，讓研製人員興奮不已。這台中國第一台星載計算機的性能指標是:雙機熱備份冗餘系統200小時的可靠性為0.994,質量14.5千克，功耗13瓦，體積為340X300X260立方毫米，主頻400千赫，字長16位，存儲容量為16K位元組，並行輸入輸出口12個，達到了國際70年代水平。第一台星載計算機的成功應用，為新型號衛星應用星載計算機打下了基礎，推動了我國衛星微電子技術的深入發展。

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