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利用可重構(gòu)處理器打造更智能的自主式武器
在消費(fèi)電子和無(wú)線行業(yè)，移動(dòng)設(shè)備是當(dāng)之無(wú)愧的。而現(xiàn)在，美國(guó)也開(kāi)始著手為其自主式武器裝備添加移動(dòng)特性，如此一來(lái)，這類武器必須消耗更低的能量。另外，通過(guò)板上處理器，這些武器還能對(duì)大量的傳感器數(shù)據(jù)進(jìn)行篩選及傳輸。
美國(guó)國(guó)防*技術(shù)研究計(jì)劃署(Darpa)啟動(dòng)的“多形態(tài)計(jì)算架構(gòu)(PCA)”項(xiàng)目，是自主式武器裝備計(jì)劃的一部分。據(jù)Darpa的信息處理技術(shù)辦公室(IPTO)介紹，該項(xiàng)目的目標(biāo)是開(kāi)發(fā)“可重構(gòu)和可適應(yīng)任務(wù)需求的處理架構(gòu)”。這些應(yīng)用就包括“敏捷”傳感器和智能航空電子設(shè)備。
據(jù)項(xiàng)目參與者介紹，PCA的一個(gè)關(guān)鍵部分是一款單芯片信號(hào)處理器，將作為可適應(yīng)傳感器有效載荷的“大腦”使用。計(jì)劃人員所設(shè)想的一種早期應(yīng)用是一款板上處理器，該處理器能被集成進(jìn)微型無(wú)人駕駛飛機(jī)所攜帶的傳感器載荷中。
為了實(shí)現(xiàn)移動(dòng)性，研究人員將軍用處理器的大小從以往的多達(dá)8塊板卡，減少到單一芯片信號(hào)處理器加支持電路，再加上內(nèi)置的可重復(fù)編程能力。這樣一來(lái)，計(jì)劃人員就能縮減傳感器平臺(tái)的大小，并延長(zhǎng)傳感器執(zhí)行任務(wù)的時(shí)間。因此，Darpa架構(gòu)項(xiàng)目的成果將終用于微型無(wú)人駕駛飛機(jī)中，這些小飛機(jī)可自我引導(dǎo)深入敵后，并發(fā)回大量傳感器數(shù)據(jù)。
Darpa項(xiàng)目官員把美國(guó)國(guó)防部目前所使用的嵌入式計(jì)算項(xiàng)目描述為“靜態(tài)”的，它依賴基于固定架構(gòu)的、已將現(xiàn)有軟件性能發(fā)揮到極至的硬件驅(qū)動(dòng)型“點(diǎn)方案("point solutions)”。一份Darpa項(xiàng)目這樣描述道：“靜態(tài)方式缺乏滿足動(dòng)態(tài)任務(wù)要求的多樣性，其所導(dǎo)致的性能下降或差強(qiáng)人意的匹配處理性能結(jié)果將損害我們的戰(zhàn)斗力。”
為解決此問(wèn)題，Darpa六個(gè)技術(shù)分支之一的IPTO，從2000年開(kāi)始向行業(yè)征求對(duì)三階段PCA項(xiàng)目框架下的可重構(gòu)架構(gòu)的建議。Darpa已資助了若干開(kāi)發(fā)項(xiàng)目，其中包括由Raytheon公司和德州大學(xué)團(tuán)隊(duì)承擔(dān)的可重構(gòu)處理器設(shè)計(jì)。
Raytheon團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)了一種稱為“Monarch(即：形變網(wǎng)絡(luò)化微架構(gòu))”的PCA架構(gòu)。該系統(tǒng)的關(guān)鍵是一種“可重構(gòu)的計(jì)算結(jié)構(gòu)”，Raytheon的航天航空系統(tǒng)部門負(fù)責(zé)Monarch技術(shù)的調(diào)研人Michael Vahey表示。
今年上半年，德州大學(xué)的一個(gè)團(tuán)隊(duì)發(fā)布了其稱為Trips(即可靠的每秒萬(wàn)億次運(yùn)算速度的智能自適應(yīng)處理系統(tǒng))的多形態(tài)微處理器架構(gòu)。該大學(xué)的研究人員表示，他們的方法以一種稱為“顯性數(shù)據(jù)圖表執(zhí)行(EDGE)”的專有架構(gòu)為基礎(chǔ)，并稱此架構(gòu)可極大改進(jìn)單線程MPU的性能。
Trips原型處理器包含兩個(gè)處理內(nèi)核。德州大學(xué)稱，該原型是利用納米級(jí)技術(shù)實(shí)現(xiàn)靈活處理器系列的產(chǎn)品。截至目前，為支持德州大學(xué)的該項(xiàng)研究，Darpa已注入了約1,500萬(wàn)美元。