航空电子处理模块“三化”研究

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1、信息技术与标准化工作研究航空电子处理模块“三化”研究胡辛沈华（中航工业西安航空计算技术研究所，陕西西安710119）[摘要]以航空电子处理模块为对象进行“三化”研究，总结了国外先进技术发展，提出了“三化”的要素，分析F22、F35核心处理机中的航空电子处理模块和ASAAC有关标准,提出了国内军用飞机研制中可参考的成果和应关注的内容，对于后续研究制定相关标准提供了借鉴，为航空电子系统贯彻“三化”要求、实现标准化目标给出了研究方向和参考。[关键词]航电系统；处理模块；三化[中图分类号]T–65[文献标识码]C[文章编号]1003–6660（2013）06–

2、0037–04随着微电子、信息和计算机技术的快速发展，1国外航空电子处理系统的现状与发展航空电子系统对军用飞机完成作战训练任务的作用F22“猛禽”和F35联合攻击机（JSF）是美国愈发重要；其体系结构也从最初的分立式航空电子最新研制的两种主力战斗机，其先进的航空电子系系统、联合式航空电子系统到综合式航空电子系统统成为世界关注的焦点。加速转变。在一定意义上，综合式航空电子系统已F22航空电子系统的特征是，广泛使用了超高成为国外新一代战斗机的主要特征。速集成电路（VHSIC）技术、通用模块和高速数美国在F/A-22（简称F22）和F35的研制中，以据总线。

3、F22上采用的新技术之一为通用综合处理综合核心处理平台为中心的综合化航空电子系统，器（CIP），3台CIP与数据传输设备/大容量存储器基于模块化和结构化技术（被称为综合模块化航空通过高速数据总线连接（其中第3台供发展用）。电子系统，简称IMA），实现了将故障隔离到模块CIP1机箱中留有66个模块插槽，插有19个模块；的机内自检能力，大幅提高系统的可用性，同时降CIP2有66个模块插槽，插有22个模块。在系统硬件低全寿命周期成本。鉴于美国在综合模块化航空电设计上采用了外场可更换模块（LRM），LRM是子系统（IMA）方面的成功实践，欧洲成立了“联一种新的

4、发展方向，模块为独立功能单元，同时也合标准航空电子系统结构委员会（ASAAC）”，是机内自检（BIT）、容错重构、二级维护以及资研究新一代战机的综合模块化航空电子系统结构，源共享等新概念和新技术的硬件基础，突出特点是并制定了系列规范。易于维修。作为综合核心处理平台的重要组成单元，处F35航空电子系统的特征是，主要基于F22的理模块呈现通用化、系列化及组合化（以下简称结构设计，以经济可负担性为前提，在综合核心“三化”）的趋势。在新型军用飞机研制中，对航处理器（ICP）中提出了“即插即用”的硬件和软空电子处理模块进行“三化”研究，对于减少模块件模块化方法。

5、整个ICP只有7种22个模块实现，种类、控制研制风险、降低研制费用、提高产品质分别是4个通用处理模块（GPP）、2个通用处理IO量，以较少的备件和检测设备保障使用维护，从而模块（GPIO），2个高性能信号处理模块（SP），提升飞机的作战效能有着非常重要的意义。5个信号处理IO模块（SPIO），2个图像处理模块本文以航空电子处理模块为对象进行“三化”（GP），2个网络开关模块（Switch）以及5个电源研究，通过对国外先进技术的分析和总结，提出国模块。这些模块采用边缘液冷方式，安装在两个液内军用飞机研制中可参考的成果和应关注的内容；冷机架上。两台ICP通

6、过高速数据传输网络与传感同时，以点代面，为整个航空电子系统贯彻“三器区、飞行员座舱、外挂系统及飞行器管理系统相化”要求、实现标准化目标给出研究方向和参考。连。系统确立统一的编程语言、实时操作系统和软[收修订稿日期]2013-09-22Dec.201337航空标准化与质量2013年第6期件开发环境。块支持单元、路由单元。通用处理模块的功能结虽然两种核心处理机中模块总数较多，但总构如图1所示。在所有的处理模块中，除处理单元的原则是尽可能减少模块种类，如F35中ICP只有7（PU）外，其他功能元件是完全相同的。种模块类型，采用通用的模块，不同组合来构建不AS

7、AAC所定义的处理模块由硬件单元和软件同的功能平台，同时，采用了更为广泛的商用货架单元组成，硬件单元实现机械、电子功能和通用处（COTS）标准，如商业C++高级程序语言和操作理模块的物理接口，软件单元全体被称作“模块支系统；另一关键是采用了新的软件结构。尽管新处持层（MSL）”。MSL和硬件一起提供ASAAC标理器不断面市，但这种软件结构仍可保证将同一软准规定的功能和逻辑接口。目前ASAAC标准已经件可移植到新的硬件上。作为欧洲军用行业标准。国内尚没有该方面的标欧洲成立了ASAAC（联合标准航空电子系统结构委员会），定义了一套先进的航空电子结构通用公共

8、功能模块的标准。以硬件为例，确定了6种CFM（共用功能处理单元（PU）模块）：数据处理模块（D