屬于本科生的北斗芯片

目前，中國(guó)北斗導(dǎo)航低端芯片技術(shù)已接近發(fā)達(dá)國(guó)家水平，但高性能測(cè)繪級(jí)衛(wèi)星導(dǎo)航芯片技術(shù)還控制在國(guó)外公司手里。而彼時(shí)才上大一的曹鼎，只上過(guò)一些相關(guān)專(zhuān)業(yè)理論課，遑論動(dòng)手研發(fā)芯片了。

“剛進(jìn)實(shí)驗(yàn)室時(shí)，我東摸一下西摸一下，像個(gè)孩子似的，什么都不懂。那時(shí)就覺(jué)得研發(fā)芯片是不可能完成的事。”回憶當(dāng)時(shí)的笨拙，曹鼎笑著說(shuō)。

但指導(dǎo)老師卻認(rèn)同曹鼎這個(gè)“天真”的建議，并鼓勵(lì)團(tuán)隊(duì)勇敢探索。從以為“老師下達(dá)任務(wù)是在開(kāi)玩笑”，到憑借《高性能數(shù)字基帶定位導(dǎo)航芯片設(shè)計(jì)》作品奪得第十四屆“挑戰(zhàn)杯” 省級(jí)特等獎(jiǎng)和國(guó)賽資格，打破國(guó)外公司對(duì)我國(guó)導(dǎo)航芯片市場(chǎng)的控制，剛上大四的曹鼎感慨地說(shuō):“沒(méi)想到不可能的事情成了真。”

“北斗”科技創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)成員以大三和大四的本科生為主，專(zhuān)業(yè)涵蓋通信工程、電子信息工程和測(cè)控技術(shù)與儀器等，絕大部分來(lái)自學(xué)校卓越工程師計(jì)劃“3+1”試點(diǎn)班和集成電路設(shè)計(jì)“2+2”實(shí)驗(yàn)班。依托學(xué)校的“IC集成電路基地”，2013年1月立項(xiàng)，9月實(shí)施，團(tuán)隊(duì)開(kāi)始設(shè)計(jì)芯片的征程。

冷啟動(dòng)速度，是衡量高性能測(cè)繪級(jí)衛(wèi)星導(dǎo)航芯片先進(jìn)的指標(biāo)之一。剛開(kāi)始，團(tuán)隊(duì)用普通的算法做冷啟動(dòng)代碼，結(jié)果冷啟動(dòng)速度很慢，效果并不好。

“最初跟普通人通過(guò)網(wǎng)絡(luò)知識(shí)弄出的定位效果差不多。然而我們不斷修改，修改到根本沒(méi)有什么進(jìn)步空間的時(shí)候，效果依舊不理想。”曹鼎說(shuō)，僅僅花在改進(jìn)算法的時(shí)間，就用了足足半年。當(dāng)時(shí)，找不到攻關(guān)的路徑，解決不了難題，是團(tuán)隊(duì)最為艱難的時(shí)刻。

這時(shí)候，指導(dǎo)老師提醒：可以試試用國(guó)外的一種算法。團(tuán)隊(duì)的攻堅(jiān)之路豁然開(kāi)朗。

回過(guò)頭來(lái)看，曹鼎反省當(dāng)初的固化思維。“本科生做一個(gè)突破性的東西很難，在參考別人經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上慢慢摸索。中國(guó)這方面的起步較遲，我們所查到的資料較少，想學(xué)但找不到突破點(diǎn)”。

后來(lái)，團(tuán)隊(duì)成員逐漸學(xué)著看英文論文，拓展思維與視野。“英文水平不高，英文論文不僅看得慢，還有抵觸心理。”曹鼎笑著說(shuō)，一份十幾頁(yè)的英文論文，他曾用了一個(gè)多星期才懵懵懂懂看完。“但還是要全心全意去看，不懂就邊翻譯邊看”。

采用了新穎技術(shù)及優(yōu)化的信號(hào)處理算法，芯片的GPS信號(hào)的冷啟動(dòng)速度達(dá)到了26s，這個(gè)速度與現(xiàn)在的世界紀(jì)錄持平。

而衡量芯片先進(jìn)的另一指標(biāo)——水平定位精度也達(dá)到世界級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。該芯片的獨(dú)立定位水平精度經(jīng)廣東產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)研究所鑒定為1.55米，這表明，該芯片不僅可以用于國(guó)防、電力和通信同步上，還可以安裝在移動(dòng)網(wǎng)基站上，為手機(jī)、車(chē)載提供高精度的差分服務(wù)，達(dá)到世界上精度最高的亞米級(jí)(1米以?xún)?nèi))定位。

“北斗”科技創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)研發(fā)和設(shè)計(jì)的高性能測(cè)繪級(jí)衛(wèi)星導(dǎo)航芯片不僅打破了國(guó)外公司對(duì)我國(guó)導(dǎo)航芯片市場(chǎng)的控制，對(duì)提升國(guó)內(nèi)衛(wèi)星導(dǎo)航數(shù)字基帶信號(hào)芯片的研發(fā)技術(shù)水平也具有重要的參考價(jià)值。

團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人曹鼎也收獲頗豐，他以第一作者身份申報(bào)了3項(xiàng)發(fā)明專(zhuān)利。

目前團(tuán)隊(duì)正在積極備戰(zhàn)“挑戰(zhàn)杯”國(guó)賽。“把系統(tǒng)調(diào)試到穩(wěn)定狀態(tài)，進(jìn)一步提高精度和冷啟動(dòng)速度，將錯(cuò)誤代碼剔除……”曹鼎表示，如果項(xiàng)目成熟穩(wěn)定后，將進(jìn)行“流片”程序。流片，意味著該芯片進(jìn)入商業(yè)化階段。

“研發(fā)芯片是一個(gè)漫長(zhǎng)的過(guò)程，漫長(zhǎng)卻不難熬。一步一步做出來(lái)，每到一個(gè)階段很有成就感。”曹鼎說(shuō)。