任文明 李 喆 宋京帥

（中航工業(yè)綜合技術(shù)研究所，北京 100028）

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開放式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)研究

任文明 李 喆 宋京帥

（中航工業(yè)綜合技術(shù)研究所，北京 100028）

[摘要]分析研究了開放式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀及典型裝備應(yīng)用案例，深入剖析國(guó)內(nèi)外開放式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)情況，在此基礎(chǔ)上，結(jié)合我國(guó)目前的開放式航電系統(tǒng)研究現(xiàn)狀，提出構(gòu)建我國(guó)開放式航電系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)體系，并針對(duì)重點(diǎn)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行分析，積極探索我國(guó)開放式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)之路。

[關(guān)鍵詞]開放式系統(tǒng)；結(jié)構(gòu)；航電；標(biāo)準(zhǔn)

[收修訂稿日期] 2016-03-28

隨著電子技術(shù)的發(fā)展，電子系統(tǒng)的綜合程度越來(lái)越高，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)越來(lái)越復(fù)雜，電子系統(tǒng)的升級(jí)擴(kuò)展、新技術(shù)的有效插入、元器件停產(chǎn)及經(jīng)濟(jì)可承受性等問題，已經(jīng)成為電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)師首要考慮的重要問題。實(shí)踐證明開放式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)（OSA）具有可縮放性、可擴(kuò)展性、可升級(jí)性以及與其它系統(tǒng)的互操作性等特點(diǎn)，可以降低研發(fā)成本，解決軍品級(jí)元器件停產(chǎn)、新技術(shù)有效插入問題，保障系統(tǒng)升級(jí)擴(kuò)展等能力。

美國(guó)電子界在上世紀(jì)90年代初就提出了開放式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的概念，以解決系統(tǒng)結(jié)構(gòu)升級(jí)和功能擴(kuò)展的需要。美國(guó)國(guó)防部已將利用開放式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范作為21世紀(jì)武器裝備采購(gòu)政策，要求在電子產(chǎn)品中最大程度地貫徹和執(zhí)行。

我國(guó)正在開展某對(duì)地觀測(cè)系統(tǒng)、某型戰(zhàn)斗機(jī)、大型地面雷達(dá)等項(xiàng)目研制，系統(tǒng)互操作性及開放性要求高，采用開放式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)是必然趨勢(shì)。然而我國(guó)在開放式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)領(lǐng)域的研究主要是以跟蹤國(guó)外技術(shù)為主，缺乏健全完整、合理可行的開放式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)體系。

本文將通過系統(tǒng)分析研究國(guó)外開放式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的技術(shù)以及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展情況，借鑒國(guó)外開放式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)發(fā)展的成功經(jīng)驗(yàn)，提出我國(guó)開放式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)體系的構(gòu)建建議，指導(dǎo)我國(guó)開放式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的發(fā)展。

1 開放式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)技術(shù)發(fā)展

1.1 開放式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

開放式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)通過對(duì)接口、服務(wù)和支持形式等采用充分定義的、廣泛使用的、公眾支持的非專利規(guī)范，以完成系統(tǒng)功能的物理和邏輯實(shí)現(xiàn)，這樣能以最小的更改在很廣的系統(tǒng)范圍內(nèi)合理地使用工程組件。

開放式系統(tǒng)具有如下特征。

a）遵循同一開放式規(guī)范的系統(tǒng)，系統(tǒng)間可以以最小的更改進(jìn)行移植；

b）使用明確的、廣泛使用的、非專利的接口；

c）通過增加更高性能的組件實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的擴(kuò)展或升級(jí)，并且對(duì)系統(tǒng)影響最?。?/p>

d）系統(tǒng)組件以接口規(guī)范為基礎(chǔ)實(shí)現(xiàn)相互操作，組件的研制遵循接口規(guī)范。

1.2 開放式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)國(guó)外技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

開放式體系結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)理念源于系統(tǒng)工程，上世紀(jì)90年代，美國(guó)軍方發(fā)現(xiàn)武器裝備中存在嚴(yán)重的老化問題，而該問題源自國(guó)防部的采購(gòu)周期。通常，國(guó)防部的重大武器電子系統(tǒng)的開發(fā)周期是8～15 年，而工業(yè)電子系統(tǒng)的周期只有1.5～2 年。當(dāng)研制出武器裝備時(shí)，其電子技術(shù)已經(jīng)落伍，這導(dǎo)致武器系統(tǒng)的開發(fā)往往跟不上現(xiàn)代技術(shù)更新?lián)Q代的節(jié)奏，維護(hù)和升級(jí)更是很難開展，開放式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)可以很好的解決該類問題。

麻省理工學(xué)院林肯實(shí)驗(yàn)室所總結(jié)的美空軍開放式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)演進(jìn)如圖1所示。它是一種集成（但松耦合）的開放式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，采用擴(kuò)展的面向服務(wù)結(jié)構(gòu)（SOA）的概念，從網(wǎng)絡(luò)中心系統(tǒng)的開放式結(jié)構(gòu)逐層細(xì)化到開放式傳感器。

美國(guó)海軍對(duì)開放式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)探索比較深入，美海軍將開放式結(jié)構(gòu)分為3層：計(jì)算環(huán)境和操作系統(tǒng)；中間件；應(yīng)用軟件和通用服務(wù)，如圖2所示。分層的目的主要是屏蔽，即系統(tǒng)中某一組件的變化對(duì)系統(tǒng)其它部分不造成功能上的影響。比如，計(jì)算環(huán)境中處理器的變化不影響上層操作系統(tǒng)功能，中間件的變化不影響上層應(yīng)用功能。

圖2 美國(guó)海軍開放式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

1.3 開放式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)典型應(yīng)用

1.3.1 F-35開放式航空電子系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

F-35開放式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖如圖3所示。

圖3 F-35開放式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖

F-35是美軍第四代作戰(zhàn)飛機(jī)，它全面采用開放式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，分為6層。

第1層：綜合信息系統(tǒng)/系統(tǒng)的系統(tǒng)。由海、陸、空、天各種探測(cè)、通信、指揮、攻擊等系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)構(gòu)成體系，面向體系對(duì)體系的對(duì)抗任務(wù)。

第2層：武器裝備系統(tǒng)。在多機(jī)協(xié)同空戰(zhàn)模式下，多機(jī)之間形成分布式傳感器網(wǎng)絡(luò)和武器網(wǎng)絡(luò)，完成協(xié)同探測(cè)、協(xié)同交戰(zhàn)決策和協(xié)同交戰(zhàn)實(shí)施。

第3層：主要子系統(tǒng)/航空電子系統(tǒng)。通過互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)和系統(tǒng)軟件實(shí)現(xiàn)各個(gè)功能區(qū)間的綜合，實(shí)現(xiàn)目標(biāo)探測(cè)、飛行控制、火控解算、通信導(dǎo)航識(shí)別、數(shù)據(jù)融合、電子戰(zhàn)等功能。

第4層：功能區(qū)/核心處理系統(tǒng)。按功能區(qū)劃分，進(jìn)行各功能深層次的綜合，實(shí)現(xiàn)傳感器綜合、數(shù)據(jù)/信號(hào)與任務(wù)綜合處理，實(shí)現(xiàn)綜合顯示與控制等。

第5層：硬件/軟件模塊。按照不同功能和性能要求，采用模塊化設(shè)計(jì)方法，采用通用和專用的軟硬件模塊，靈活配置、動(dòng)態(tài)重構(gòu)，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)和子系統(tǒng)模塊化結(jié)構(gòu)。

第6層：硬件/軟件組件。采用先進(jìn)組件設(shè)計(jì)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)各模塊的高度綜合化和小型化。

1.3.2 美海軍未來(lái)機(jī)載能力環(huán)境（FACE）項(xiàng)目

美國(guó)海軍與工業(yè)界在政府實(shí)驗(yàn)室建立下一代航電架構(gòu)的參考原型。該原型基于未來(lái)機(jī)載能力環(huán)境（Future Airborne Capability Environment ，F(xiàn)ACE）技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。FACE技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)定義了通用操作環(huán)境，能夠使基于軟件的能力以模塊化部件的形式進(jìn)行開發(fā)，從而實(shí)現(xiàn)功能模塊在不同平臺(tái)間的移植、插入和重用。該航電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)將用于美海軍下一代作戰(zhàn)飛機(jī)，主要包括海軍計(jì)劃研制的未來(lái)垂直運(yùn)輸旋翼機(jī)和F/A-XX下一代空中優(yōu)勢(shì)戰(zhàn)斗機(jī)。

FACE主要針對(duì)現(xiàn)有機(jī)載系統(tǒng)存在的4個(gè)緊耦合問題：特定用戶接口設(shè)備的耦合、特定無(wú)線電設(shè)備的耦合、網(wǎng)絡(luò)和I/O總線的耦合、特定操作系統(tǒng)的耦合和其它必需應(yīng)用組件的耦合。FACE體系結(jié)構(gòu)如圖4所示。

1.3.3 美國(guó)開放式通用地面站

隨著無(wú)人機(jī)種類的增多，軍方對(duì)系統(tǒng)的互操作性和可擴(kuò)展性的要求越來(lái)越高。分布式通用地面站（Distributed Common Ground Station, DCGS）系統(tǒng)是美國(guó)陸軍、空軍、海軍和海軍陸戰(zhàn)隊(duì)通用的地面站，可近實(shí)時(shí)地同時(shí)接收、處理及分發(fā)從偵察衛(wèi)星、偵察飛機(jī)、無(wú)人偵察機(jī)以及地面/海面等偵察監(jiān)視平臺(tái)傳送來(lái)的信息。DCGS通過構(gòu)建一個(gè)情報(bào)共享網(wǎng)絡(luò)，可在基于IP的協(xié)同環(huán)境下安全管理ISR資源。

根據(jù)各軍種和作戰(zhàn)性質(zhì)的不同，美軍DCGS系統(tǒng)主要分為陸軍DCGS-A系統(tǒng)、海軍DCGS-N系統(tǒng)、空軍DCGS-AF系統(tǒng)、海軍陸戰(zhàn)隊(duì)DCGS-MC系統(tǒng)、特種作戰(zhàn)部隊(duì)DCGS-SOC系統(tǒng)以及其它部門乃至盟軍的DCGS系統(tǒng)。不同性質(zhì)的DCGS系統(tǒng)通過DCGS集成骨干構(gòu)成一個(gè)互通互連、信息共享的DCGS體系。

2 開放式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)狀

2.1 國(guó)外標(biāo)準(zhǔn)情況

2.1.1 SAE AS 4893《通用開放式結(jié)構(gòu)框架（GOA）》

SAE AS 4893《通用開放式結(jié)構(gòu)框架（GOA）》中提出了通用開放式結(jié)構(gòu)的框架（GOA），GOA框架定義了一組通用接口的抽象結(jié)構(gòu)，簡(jiǎn)化了對(duì)關(guān)鍵接口的定義。GOA框架給部件的使用方和承制方提供統(tǒng)一的基礎(chǔ)平臺(tái)，GOA框架的應(yīng)用將加強(qiáng)在各自領(lǐng)域中的執(zhí)行和約束，并增加產(chǎn)品間互操作的可能性。AS4893標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)具體領(lǐng)域GOA框架是具體的，并在具體領(lǐng)域的應(yīng)用將增加獨(dú)立的即插即用型部件，該部件易于在本領(lǐng)域內(nèi)升級(jí)和擴(kuò)展。

2.1.2 ASAAC系列標(biāo)準(zhǔn)

歐洲各國(guó)為進(jìn)行下一代飛機(jī)綜合模塊化航空電子系統(tǒng)（IMA）的研究，成立了“聯(lián)合標(biāo)準(zhǔn)航空電子系統(tǒng)結(jié)構(gòu)委員會(huì)（ASAAC）”，發(fā)起了ASAAC計(jì)劃。ASAAC系列標(biāo)準(zhǔn)是為綜合模塊化航空電子系統(tǒng)（IMA）制定的開放式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)，包括系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)軟件、通信/網(wǎng)絡(luò)、通用功能模塊、封裝及系統(tǒng)設(shè)計(jì)指南；系統(tǒng)設(shè)計(jì)指南又分為系統(tǒng)管理、故障管理、系統(tǒng)初始化和關(guān)閉、系統(tǒng)配置/重構(gòu)、時(shí)間管理、信息安全和安全7個(gè)分卷。ASAAC標(biāo)準(zhǔn)為IMA的核心處理系統(tǒng)建立了一整套開放式的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、硬件、軟件、通信網(wǎng)絡(luò)、封裝與接口標(biāo)準(zhǔn)，以及一套先進(jìn)而全面的IMA系統(tǒng)設(shè)計(jì)指南。ASAAC系列標(biāo)準(zhǔn)計(jì)劃用于歐洲下一代戰(zhàn)斗機(jī)開放式航空電子系統(tǒng)及2005年后的飛機(jī)航空電子系統(tǒng)改進(jìn)改型。

2.1.3 ARINC系列標(biāo)準(zhǔn)

ARINC 標(biāo)準(zhǔn)與ASAAC標(biāo)準(zhǔn)是互補(bǔ)關(guān)系，其中ARINC 651《綜合模塊化航空電子設(shè)備設(shè)計(jì)指南》、ARINC 664《綜合組件航空電子設(shè)備包裝和接口的環(huán)境設(shè)計(jì)方針》及ARINC 650《綜合模塊化航空電子設(shè)備打包和接口》等標(biāo)準(zhǔn)從IMA的軟硬件設(shè)計(jì)，接口、封裝及數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和技術(shù)方面進(jìn)行了定義。ARINC 653《航空電子應(yīng)用軟件標(biāo)準(zhǔn)接口規(guī)范》主要是為IMA系統(tǒng)的使用而開發(fā)的。ARINC 653是專為航空電子系統(tǒng)應(yīng)用而定義的軟件標(biāo)準(zhǔn)接口（重點(diǎn)描述APOS），ARINC 653的核心概念就是空間和時(shí)間的分區(qū)隔離。ARINC 653將航空計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)分為應(yīng)用軟件層和核心處理軟件層兩大部分。應(yīng)用軟件層是由核心模塊支持下的與航空電子應(yīng)用有關(guān)的部分；核心處理軟件層為應(yīng)用軟件執(zhí)行提供公共的標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行環(huán)境，包含操作系統(tǒng)以及硬件接口系統(tǒng)兩部分。ARINC 653在航空計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)和應(yīng)用軟件之間定義了一個(gè)通用的APEX接口。通過這個(gè)接口應(yīng)用軟件可以得到實(shí)時(shí)安全的各種功能服務(wù)，也可以對(duì)各種服務(wù)的屬性加以控制，如任務(wù)調(diào)度、通信和內(nèi)部狀態(tài)信息等。

2.2 國(guó)外標(biāo)準(zhǔn)情況總結(jié)

ASAAC定義了開放式航空電子系統(tǒng)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)軟件、系統(tǒng)通信/網(wǎng)絡(luò)、通用功能模塊、封裝及系統(tǒng)設(shè)計(jì)指南等一整套標(biāo)準(zhǔn)，是目前我國(guó)能獲得的歐美綜合模塊化航空電子系統(tǒng)（IMA）的最新、最完整的開放式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)制定我國(guó)IMA系統(tǒng)的開放式結(jié)構(gòu)系列標(biāo)準(zhǔn)具有重要的參考價(jià)值。

SAE AS 4893是從抽象的結(jié)構(gòu)分層和接口，定義開放式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框架，適用于獨(dú)立應(yīng)用的硬件/軟件系統(tǒng)，尤其是國(guó)防武器系統(tǒng)電子各領(lǐng)域；ASAAC標(biāo)準(zhǔn)是針對(duì)IMA航空電子系統(tǒng)領(lǐng)域制定的，從功能及實(shí)際設(shè)計(jì)的角度。

ARINC 653偏重于時(shí)間和空間的分區(qū)、應(yīng)用軟件接口等內(nèi)容，還沒有對(duì)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行進(jìn)一步細(xì)分。 ASAAC 標(biāo)準(zhǔn)將模塊化航空電子軟件大體劃分為3層，應(yīng)用軟件層、操作系統(tǒng)層、模塊支持層，以及兩個(gè)接口，應(yīng)用軟件接口、模塊支持接口，使得操作系統(tǒng)層可以完全獨(dú)立于上層應(yīng)用和具體硬件的實(shí)現(xiàn)。

2.3 國(guó)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)情況

國(guó)內(nèi)目前已研究、編制了部分開放式航空電子系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)，如HB 7664-1999《并行互連（PI）總線》、GJB 289A-1997《數(shù)字式時(shí)分制指令/響應(yīng)型多路傳輸數(shù)據(jù)總線》、GJB 1383A-1998《程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言Ada》、GJB 1682-1993《十六位計(jì)算機(jī)指令系統(tǒng)結(jié)構(gòu)》、GJB 1683-1993《軍用JOVIAL語(yǔ)言》、GJB 5357-2005 《航空電子應(yīng)用軟件接口要求》和FC系列標(biāo)準(zhǔn)。但對(duì)綜合模塊化航空電子系統(tǒng)（IMA）的開放式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)的研究還處于起步階段，尚未形成完整的IMA開放式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)體系。

3 開放式航電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框架研究

針對(duì)航空電子系統(tǒng)技術(shù)的發(fā)展，我國(guó)已經(jīng)開展了綜合式、開放式模塊化航空電子系統(tǒng)技術(shù)預(yù)先研究，進(jìn)行了關(guān)鍵技術(shù)的攻關(guān)，完成了基于模塊化結(jié)構(gòu)的開放式航空電子系統(tǒng)的地面原理樣機(jī)的研制，突破的部分關(guān)鍵技術(shù)已經(jīng)在三代機(jī)航空電子系統(tǒng)的研制和改進(jìn)改型工作中得到應(yīng)用。我國(guó)開發(fā)式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的構(gòu)建可以基于以下策略。采用 GOA 的層次結(jié)構(gòu)劃分；采用 ASAAC 的邏輯功能劃分，并對(duì)GOA 的層次設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化；采用基于 ARINC 653規(guī)范的操作系統(tǒng)；以 ARINC 653 規(guī)范為部署基礎(chǔ)應(yīng)用層軟件；采用 ASAAC 系統(tǒng)配置的思路，對(duì)系統(tǒng)軟件的進(jìn)行配置。

開放式系統(tǒng)從下往上分為4層，包括模塊支持層、操作系統(tǒng)層、平臺(tái)服務(wù)層、應(yīng)用軟件層。

模塊支持層。模塊支持層的設(shè)計(jì)采用ASAAC軟件結(jié)構(gòu)中對(duì)模塊支持層定義，主要實(shí)現(xiàn)對(duì)底層硬件資源的基本管理和訪問功能，主要包括FC、1553、429等總線網(wǎng)絡(luò)的集成。

操作系統(tǒng)層。操作系統(tǒng)層實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)意義上的操作系統(tǒng)功能，包括進(jìn)程管理、內(nèi)存管理、中斷管理、時(shí)鐘管理和接口管理等功能。

平臺(tái)服務(wù)層。借鑒ASAAC結(jié)構(gòu)中系統(tǒng)通用管理和應(yīng)用管理分離的思路，以及FACE和IMA2G中的軟件結(jié)構(gòu)，將系統(tǒng)軟件管理的功能從應(yīng)用層中剝離出來(lái)，設(shè)計(jì)一個(gè)屏蔽底層操作系統(tǒng)，為系統(tǒng)功能級(jí)應(yīng)用軟件提供支撐和接口的運(yùn)行平臺(tái)。

應(yīng)用軟件層。整個(gè)框架應(yīng)用層中的基本單位，在平臺(tái)服務(wù)的支持和統(tǒng)一管理下，應(yīng)用軟件是獨(dú)立于硬件和操作系統(tǒng)平臺(tái)的，完成系統(tǒng)某個(gè)特定獨(dú)立的功能，包含明確的輸入和輸出的程序或程序集合，同時(shí)與平臺(tái)服務(wù)還有特定的接口關(guān)系。

4 開放式航電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)體系研究

由于開放式航空電子系統(tǒng)與以往的聯(lián)合式航空電子系統(tǒng)無(wú)論是在系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、綜合程度、復(fù)雜程度、設(shè)計(jì)理念都發(fā)生了深刻變化，作為規(guī)范指導(dǎo)系統(tǒng)研制的標(biāo)準(zhǔn)也將發(fā)生很大的變化，應(yīng)充分重視標(biāo)準(zhǔn)的研制，建立一套完整、嚴(yán)謹(jǐn)、可靠并實(shí)用的開放式航空電子系統(tǒng)結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)體系。建議的開放式航空電子系統(tǒng)結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)體系包括：系統(tǒng)架構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)、軟件標(biāo)準(zhǔn)、通信與網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)、通用功能模塊標(biāo)準(zhǔn)、封裝與接口標(biāo)準(zhǔn)以及系統(tǒng)設(shè)計(jì)指南等方面的標(biāo)準(zhǔn)。

4.1 系統(tǒng)架構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)

主要規(guī)定開放式航電系統(tǒng)（IMA）的系統(tǒng)架構(gòu)總體要求。定義IMA系統(tǒng)、IMA核心系統(tǒng)、通用功能模塊（CFM）、軟件層次結(jié)構(gòu)和系統(tǒng)管理等概念。規(guī)定IMA系統(tǒng)開發(fā)的主要驅(qū)動(dòng)因素和結(jié)構(gòu)特征。

4.2 軟件標(biāo)準(zhǔn)

主要規(guī)定軟件結(jié)構(gòu)模型，描述不同處理類型的共同特性和專用特性，以及系統(tǒng)管理功能的實(shí)現(xiàn)。包括軟件結(jié)構(gòu)接口標(biāo)準(zhǔn)和軟件結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)。

4.3 封裝與接口標(biāo)準(zhǔn)

主要規(guī)定環(huán)境條件、機(jī)械條件、冷卻條件、電源、電磁兼容性和互連等方面的標(biāo)準(zhǔn)要求。規(guī)定了模塊物理接口（MPI）的物理特性以及主要物理接口。MPI包含：

a）通用功能模塊與背板之間的連接器接口；b）冷卻接口；

c）插入拔出裝置（IED）。

4.4 通信與網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)

主要規(guī)定核心模塊和其他組件之間進(jìn)行通信網(wǎng)絡(luò)信息傳輸方面的標(biāo)準(zhǔn)要求。開放式系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)通信由以下的接口來(lái)定義和管理：

a）模塊支持層與操作系統(tǒng)層（MOS）接口；

b）模塊物理接口（MPI）；

c）模塊邏輯接口（MLI）。

4.5 通用功能模塊標(biāo)準(zhǔn)

主要規(guī)定了核心處理系統(tǒng)的通用功能模塊的功能特性和接口原則，保證功能模塊的互操作性。通用功能模塊是外場(chǎng)可更換的，提供計(jì)算能力、網(wǎng)絡(luò)支持能力和電源轉(zhuǎn)換能力。以下模塊構(gòu)成了IMA核心處理系統(tǒng)的通用功能模塊：

a）信號(hào)處理模塊；

b）數(shù)據(jù)處理模塊；

c）圖形處理模塊；

d）大容量存儲(chǔ)器模塊；

e）網(wǎng)絡(luò)支持模塊；

f）電源轉(zhuǎn)換模塊。

4.6 系統(tǒng)級(jí)標(biāo)準(zhǔn)

主要規(guī)定系統(tǒng)管理、故障管理、系統(tǒng)初始化/關(guān)閉、系統(tǒng)構(gòu)成/重構(gòu)、系統(tǒng)安全性和信息安全等方面的系統(tǒng)設(shè)計(jì)指導(dǎo)標(biāo)準(zhǔn)。

圖5 開放式航空電子系統(tǒng)結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)體系

5 結(jié)束語(yǔ)

開放式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)作為武器裝備系統(tǒng)發(fā)展的大勢(shì)所趨，美歐等先進(jìn)國(guó)家都投入巨資開展研究，我國(guó)應(yīng)抓住時(shí)機(jī)開展技術(shù)及標(biāo)準(zhǔn)研究，一方面應(yīng)充分借鑒國(guó)外開放式系統(tǒng)技術(shù)研究成果，有選擇地進(jìn)行剪裁和吸收，并對(duì)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行深入分析和充分的技術(shù)驗(yàn)證工作；另一方面抓緊制定標(biāo)準(zhǔn)，標(biāo)準(zhǔn)引領(lǐng)技術(shù)發(fā)展，建立一套完整、嚴(yán)謹(jǐn)、可靠并實(shí)用的開放式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)體系。最后在頂層標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，逐步形成系統(tǒng)設(shè)計(jì)指南，以進(jìn)一步指導(dǎo)系統(tǒng)的研制，避免由于標(biāo)準(zhǔn)理解的差異造成系統(tǒng)設(shè)計(jì)的不同。

（編輯：雨晴）

[中圖分類號(hào)]T-65

[文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]C

[文章編號(hào)]1003-6660（2016）03-0052-05

[DOI編碼]10.13237/j.cnki.asq.2016.03.015