近年来，人工智能技术发展迅猛，在各行各业产生颠覆性影响。人工智能与航天产业结合也越来越紧密，然而受制于航天器边缘端算力限制，大量优秀的算法模型无法在航天器上直接使用，这一问题迫待解决。

北京航空航天大学青岛研究院空天技术应用团队，联合青岛人工智能计算中心，结合多年研究基础、历经2年研发，成功研制了星载实时计算智能硬件平台。该平台基于华为Atlas 200 AI模组进行二次开发，在低功耗情况下，可以高效运行复杂的AI算法。目前，该平台已成功应用于海上目标监测等多个场景，展示了卓越的性能与广阔的应用前景。

图1 海上目标监测场景应用

此次研制的智能硬件平台采用主控单元和智能处理单元相结合的设计，由四块子板卡组成。每块子板卡均可独立工作，也可通过并行协同工作来提升整体性能。单块板卡的峰值功耗小于15瓦，总体功耗小于60瓦，采用无风扇设计，为星载设备的高效运行提供了保障。

图2 单板卡应用示例

在具体功能方面，主控单元负责读取传感器数据，控制智能处理单元执行计算任务，并将处理结果输出到指定单元。而智能处理单元则选用了国产化AI芯片，专门用于大规模深度学习运算，能够接收多种传感器的图像数据，并进行智能目标检测与识别。最终的检测结果会返回到主控单元，完成整个数据处理流程。

智能硬件平台采用模块化设计，标准尺寸为30cm×20cm，对外提供多种接口，包括千兆以太网、CameraLink接收（Base模式）、TLK2711、串口等，可根据实际需求快速裁剪或新增。单卡内存配置为8GB，运算能力达到16TOPS，运行温度范围优于-10摄氏度至50摄氏度，确保设备在各种环境下的稳定运行。系统支持tensorflow、pytorch等常用人工智能框架，可提供软件代码、驱动程序代码、FPGA代码等，确保用户能够快速进行二次开发。

依托该硬件平台，北航青岛研究院团队实现了高性能算法在边缘端的应用，在保障精度前提下，处理500×500像素的港口图像时，AI处理速度是优于50FPS，达到国内领先水平。未来北航青岛研究院将继续致力于前沿科技的研发，推动科技成果转化，助力国家重大任务的实施与发展！