李聯(lián)濤 深圳市機(jī)場股份有限公司

?

航空電子綜合核心處理技術(shù)分析

李聯(lián)濤 深圳市機(jī)場股份有限公司

【文章摘要】

【關(guān)鍵詞】

航空電子；綜合核心；處理技術(shù)

前言

綜合核心處理機(jī)技術(shù)相比公用綜合處理機(jī)技術(shù)在性能、結(jié)構(gòu)等方面的優(yōu)勢非常明顯，使其在航空電子中的應(yīng)用相對更加廣泛，其發(fā)展空間受到社會各界的廣泛關(guān)注，隨著航空領(lǐng)域研究與應(yīng)用的不斷深入，綜合核心處理機(jī)技術(shù)的作用將逐漸突顯。

1.綜合核心處理技術(shù)分析

F-35綜合核心處理機(jī)技術(shù)的研制需要利用可供應(yīng)且在當(dāng)下已經(jīng)發(fā)展成熟的技術(shù)，所以在其研發(fā)的過程中既要保證其具有一定的先進(jìn)性和靈活性、前瞻性，而且又要結(jié)合實際情況進(jìn)行不斷的優(yōu)化，通過實踐分析可以發(fā)現(xiàn)F-35綜合核心處理技術(shù)同時應(yīng)用了主干網(wǎng)絡(luò)FC技術(shù)和傳輸速度相對較低的火線，其和傳感器、現(xiàn)實器以及CNΙ等通信連接主要依靠每秒傳輸速度為2Gbit的光纖，而其與飛機(jī)管理系統(tǒng)的通信連接一開每秒傳輸速度在400Gbit以上的火線，可見F-35綜合核心處理技術(shù)自身具有較完整的交聯(lián)關(guān)系，而且將傳統(tǒng)的慣導(dǎo)等技術(shù)在整個管理系統(tǒng)中有機(jī)的融合，另外將外掛管理利用相應(yīng)的介質(zhì)與火線相連接［1］。另外，其將火線互聯(lián)應(yīng)用于對傳輸速度的依賴性相對較低的結(jié)構(gòu)中，例如飛機(jī)管理處理機(jī)的連接可以利用火線互聯(lián)，另外在F-35綜合核心處理技術(shù)應(yīng)用的過程中，將CNΙ視為一個單獨存在的系統(tǒng)，其雖然與電子戰(zhàn)之間具有密切的關(guān)系，但在設(shè)計的過程中其并未在F-35綜合核心處理機(jī)結(jié)構(gòu)中，而是將其產(chǎn)生的數(shù)據(jù)以更加優(yōu)質(zhì)的形式向F-35綜合核心處理機(jī)中傳輸，使其作用得以充分的發(fā)揮。

1.1綜合核心處理技術(shù)的結(jié)構(gòu)分析

可以發(fā)現(xiàn)F-35綜合核心處理機(jī)自身包括一個具有23個插槽的機(jī)箱和一個具有8個插槽的機(jī)箱，允許其他的電子設(shè)備與其相連接，這對提升其綜合程度和性能等具有積極的作用，另外，其內(nèi)部被設(shè)置成22個模塊，這對提升其數(shù)據(jù)處理速度和信號處理速度具有積極的作用，可以使計算任務(wù)得到有效的分配，使F-35綜合核心處理技術(shù)具有即插即擴(kuò)的優(yōu)越性能，這也是其相比公用綜合處理機(jī)性能更加優(yōu)越的主要原因［2］。除此之外，為保證其信息處理的全面性，在設(shè)計的過程中為其添加了針對圖像處理的獨立信號處理方法，以此保證F-35綜合核心處理技術(shù)的計算功能滿足需要，F(xiàn)-35綜合核心處理機(jī)在綜合COTS器件功能的前提下，可以在通用和信號處理模塊的作用下將128bitAltiVec技術(shù)有效的集合，而圖像處理器在對其產(chǎn)生作用后又會形成功能更加豐富的特殊處理器，使F-35綜合核心處理技術(shù)的功能更加多樣化，另外，F(xiàn)-35綜合核心處理機(jī)內(nèi)部的交換器模塊中含有32個端口，使F-35綜合核心處理機(jī)內(nèi)各模塊之間實現(xiàn)互聯(lián)成為可能，而且對F-35綜合核心處理機(jī)內(nèi)外結(jié)構(gòu)的有效互聯(lián)也具有推動作用，甚至使原本不能與其內(nèi)部模塊相連接的數(shù)據(jù)、非數(shù)字信號等實現(xiàn)與F-35綜合核心處理機(jī)內(nèi)部模塊的連接，使SPΙO和GPΙO的內(nèi)外互傳成為可能，提升了信息共享的能力［3］?？梢奆-35綜合核心處理機(jī)雖然內(nèi)部結(jié)構(gòu)較簡單，利用交換器模塊實現(xiàn)各模塊間或模塊與外部FC的互聯(lián)，但其功能卻非常強(qiáng)大。

1.2綜合核心處理技術(shù)的軟件分析

現(xiàn)階F-35綜合核心處理技術(shù)中應(yīng)用的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)和信號處理系統(tǒng)，分別為RTOS實時操作系統(tǒng)和MCOS多計算操作系統(tǒng)，另外其編程語言方面應(yīng)用C/C++高級編程語言，這對其性能進(jìn)一步優(yōu)化提供了良好的語言環(huán)境。另外，F(xiàn)-35綜合核心處理技術(shù)在應(yīng)用的過程中考慮到電子軟件更新速度快、性能會得到不斷的升級等現(xiàn)實因素，為避免應(yīng)用的軟件重復(fù)開發(fā)，將關(guān)鍵任務(wù)計算結(jié)構(gòu)增添在F-35綜合核心處理技術(shù)中，以此使其在軟件升級中的作用得到保留，這對優(yōu)化F-35綜合核心處理技術(shù)也具有積極的作用、除此之外，F(xiàn)-35綜合核心處理技術(shù)為保證其功能的持續(xù)有效，對數(shù)據(jù)支持和常見故障維護(hù)等功能軟件進(jìn)行了有效的應(yīng)用，使其應(yīng)用的空間和使用的性能更加有保證。

2.綜合核心處理技術(shù)的發(fā)展趨勢

2.1COTS模塊更加多樣

由于COTS模塊具有高速完成信號處理流程，與綜合處理器底板總線相連接，對傳感器類型的適應(yīng)性強(qiáng)等性能，所以其多樣化發(fā)展，對提升綜合核心處理技術(shù)性能具有積極的作用，現(xiàn)階段已經(jīng)出現(xiàn)以DSPTMS320C6701為基礎(chǔ)的信號處理板和以G4 PowerPC為基礎(chǔ)的信號處理板，在提升綜合處理器信號傳輸速度、信號計算處理能力等方面具有積極的作用。未來通過對相關(guān)的COTS模塊進(jìn)行不斷的創(chuàng)新和優(yōu)化，提升該技術(shù)的整體性能，已經(jīng)成為其發(fā)展的必然趨勢之一。

2.2向結(jié)構(gòu)化方向深化

此發(fā)展趨勢建立在COTS模塊多樣化、全面化發(fā)展的基礎(chǔ)上，即在綜合核心處理機(jī)的整體框架確定的前提下，除需要定制的特殊模塊外，將數(shù)據(jù)處理、信號處理、圖像處理、輸入與輸出以及電源等模塊利用COTS模塊完成，在其功能發(fā)揮的過程中，傳感器前端獲取的數(shù)據(jù)在不經(jīng)過VME總線的前提下，直接通過FC、 SPM的子卡向信號處理模塊進(jìn)行傳輸，而輸入輸出模塊是綜合核心處理機(jī)和其他航空電子傳輸介質(zhì)進(jìn)行連接的主要通道，所以其接口的類型和數(shù)量應(yīng)滿足需要，而且其可以與雷達(dá)定時信號等與FC原本不能有效互聯(lián)的信號相連接，并通過有效的處理，使其向VME底板傳輸成為可能，所以在結(jié)構(gòu)化發(fā)展的過程中可以考慮對輸入輸出模塊定制，使綜合核心處理技術(shù)的性能進(jìn)一步優(yōu)化具有可能。

3.結(jié)論

通過上述分析可以發(fā)現(xiàn)，綜合核心處理技術(shù)雖然在結(jié)構(gòu)方面更加簡化，但其整體性能優(yōu)越，而且具有進(jìn)一步優(yōu)化發(fā)展的可能，其未來發(fā)展過程中實現(xiàn)COTS模塊多樣化和結(jié)構(gòu)化對其應(yīng)用范圍的擴(kuò)大和性能的提升具有積極的作用，應(yīng)受到關(guān)注。

【參考文獻(xiàn)】

［1］袁曉晗.航空電子綜合核心處理技術(shù)研究［J］.航空電子技術(shù)，2014，03：6-10.

［2］王海青.航空電子系統(tǒng)綜合技術(shù)分析［J］.飛機(jī)設(shè)計，2013，01：55-61+68.

［3］楊洋.綜合模塊化航空電子系統(tǒng)資源配置工具的研究與實現(xiàn)［D］.南京：南京航空航天大學(xué)，2014.

在電子科技快速發(fā)展的過程中，綜合航空電子紫銅結(jié)構(gòu)逐漸突破傳統(tǒng)的分系統(tǒng)界限，而且功能越來越強(qiáng)大，現(xiàn)階段實際應(yīng)用的綜合核心處理機(jī)技術(shù)相比公用綜合處理機(jī)技術(shù)在整體處理能力方面更優(yōu)越，但其應(yīng)用的板塊數(shù)量卻大幅縮減，使其應(yīng)用的空間擴(kuò)大的同時，具有的性能得到優(yōu)化，所以越來越受到關(guān)注，本文為對航空電子綜合核心處理技術(shù)產(chǎn)生更加全面的認(rèn)識，以F-35為例，對綜合核心處理技術(shù)進(jìn)行分析，并對其未來發(fā)展方向進(jìn)行預(yù)測，為航空電子產(chǎn)品性能的優(yōu)化做出努力。