开放式系统结构标准研究

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1、d旦奎航空标准化与质量2016年g3期开放式系统结构标准研究任文明李嚣宋京帅(中航工业综合技术研究所，北京100028)【摘要】分析研究了开放式系统结构技术发展现状及典型装备应用案例，深入剖析国内外开放式系统结构标准情况，在此基础上，结合我国目前的开放式航电系统研究现状，提出构建我国开放式航电系统的标准体系，并针对重点标准进行分析，积极探索我国开放式系统结构标准建设之路。【关键词】开放式系统；结构；航电；标准[中图分类号】T-65【文献标识码】C【文章编号】1003，6660(2016)03—0052—05【190I编码】10。13237／j．c

2、nki．asq．2016．03．015随着电子技术的发展，电子系统的综合程度越来越高，系统结构越来越复杂，电子系统的升级扩展、新技术的有效插入、元器件停产及经济可承受性等问题，已经成为电子系统设计师首要考虑的重要问题。实践证明开放式系统结构(OSA)具有可缩放性、可扩展性、可升级性以及与其它系统的互操作性等特点，可以降低研发成本，解决军品级元器件停产、新技术有效插入问题，保障系统升级扩展等能力。美国电子界在上世纪90年代初就提出了开放式系统结构的概念，以解决系统结构升级和功能扩展的需要。美国国防部己将利用开放式系统结构标准和规范作为2l世纪武器装

3、备采购政策，要求在电子产品中最大程度地贯彻和执行。我国正在开展某对地观测系统、某型战斗机、大型地面雷达等项目研制，系统互操作性及开放性要求高，采用开放式系统结构是必然趋势。然而我国在开放式系统结构领域的研究主要是以跟踪国外技术为主，缺乏健全完整、合理可行的开放式系统结构标准体系。本文将通过系统分析研究国外开放式系统结构的技术以及相关标准的发展情况，借鉴国外开放式系统结构发展的成功经验，提出我国开放式系统结构标准体系的构建建议，指导我国开放式系统结构的发展。[收修订稿日期]2016—03—281开放式系统结构技术发展1。1开放式系统结构开放式系统结

4、构通过对接口、服务和支持形式等采用充分定义的、广泛使用的、公众支持的非专利规范，以完成系统功能的物理和逻辑实现，这样能以最小的更改在很广的系统范围内合理地使用工程组件。开放式系统具有如下特征。a)遵循同一开放式规范的系统，系统间可以以最小的更改进行移植；b)使用明确的、广泛使用的、非专利的接口：C)通过增加更高性能的组件实现系统的扩展或升级，并且对系统影响最小；d)系统组件以接口规范为基础实现相互操作，组件的研制遵循接口规范。1．2开放式系统结构国外技术发展现状开放式体系结构的设计理念源于系统工程，上世纪9◇年代，美国军方发现武器装备中存在严重的

5、老化问题，而该问题源自国防部的采购周期。通常，国防部的重大武器电子系统的开发周期是8～15年，而工业电子系统的周期只有1．5～2年。当研制出武器装备时，其电子技术已经落伍，这导致武器系统的开发往往跟不上现代技术更新换代的节奏，维护和升级更是很难开展，开放式系统结构尘坐丝!生量国可以很好的解决该类问题。麻省理工学院林肯实验室所总结的美空军开放式系统结构演进如图l所示。它是一种集成(但松他山之石垂1．3开放式系统结构典型应用1．3．1F．35开放式航空电子系统结构F．35开放式系统结构示意图如图3所示。耦合)的开放式系统结构，采用扩展的面向服务结，构

6、(SOA)的概念，从网络中心系统的开放式结构'I逐层细化到开放式传感器。外部互操作美海霉暑凳主萎蚕著瓣鬻鬈鋈龛≥■户美海军将开放式结构分为3层：计算环境和操作系—■尸一统；中间件；应用软件和通用服务，如图2所示。分层的目的主要是屏蔽，即系统中某一组件的变化；对系统其它部分不造成功能上的影响。比如，计算环境中处理器的变化不影响上层操作系统功能，中间件的变化不影响上层应用功能。开放式传感器开放式航电设备网络中心系统E二=堕；二了【——]■————1—————i—————下一’自囱囱囱广_●’开放式。j开放式AMRAAMEW系统传感器系统图1美国空军开

7、放式系统结构图2美国海军开放式系统结构：坐：型丝尽目F一35是美军第四代作战飞机，它全面采用开放式系统结构，分为6层。第l层：综合信息系统／系统的系统。由海、陆、空、天各种探测、通信、指挥、攻击等系统联网构成体系，面向体系对体系的对抗任务。第2层：武器装备系统。在多机协同空战模式下，多机之间形成分布式传感器网络和武器网络，完成协同探测、协同交战决策和协同交战实施。第3层：主要子系统／航空电子系统。通过互联网络和系统软件实现各个功能区间的综合，实现目标探测、飞行控制、火控解算、通信导航识别、数据融合、电子战等功能。第4层：功能区／核心处理系统。按功

8、能区划分，进行各功能深层次的综合，实现传感器综合、数据／信号与任务综合处理，实现综合显示与控制等。第5层：硬件／软件模块。按照不同功能和