开放式IMA架构和封闭式IMA架构的选择

苏江福

摘要：从传统的联邦式的架构过度到IMA（Integrated Modular Avionics）架构时，有两种类型的IMA架构可供选择，即开放式的IMA架构和封闭式的IMA机构两种，针对如何选择这两种系统架构，本文从四个方面分别进行了阐述，最后给出了作者偏好的IMA架构。

关键词：IMA架构；开放式；封闭式开放式的IMA架构采用通用的公开的接口类型，其接口定义与公共领域的接口相同；而封闭式的IMA架构采用的接口是个别公司独有的，是客户化定制的。在考虑采用哪种类型的IMA架构时，需考虑如下四个方面的内容：确定谁作为驻留功能的开发者；确定谁作为驻留功能的系统集成者；权衡由公司内部开发还是由行业内其它企业开发；权衡采用单个飞机制造商采用的设计还是采用多家飞机制造商采用的设计。

1确定驻留功能的开发者

开放式IMA架构和封闭式IMA架构的选择需要考虑的最重要因素就是，谁是驻留功能的开发者。开放式的IMA架构采用无产权的，向公众免费开放的接口，驻留功能的开发者使用已有的接口设计，降低开发成本和周期。而封闭式的IMA架构，采用的是个别公司专属的接口，由接口设计所属公司根据采购合同为其它公司或组织提供接口规范，用于驻留功能的开发设计。

开放式IMA架构也不能排除组织架构上管理机制，驻留功能的集成方面的取证活动仍然需要协调，不同驻留功能的供应商之间必须有合同约束。然而，这种协调不仅仅是接口控制的协调。开放的标准架构不需要驻留功能供应商向接口设计公司采购接口规范，同时排除了接口设计公司因为缺少竞争对手，向驻留功能供应商提供接口规范时漫天要价的可能性，从而大大减少了设计成本和风险，同时有利于驻留功能供应商的管理。因此，确定了驻留功能的开发者，就决定了IMA架构的类型。

2确定驻留功能的系统集成者

系统集成方法既要适合开放式的架构也要适合封闭的架构。开放的架构很容易将驻留功能的系统集成活动和IMA平台的开发活动分开。对开放系统来说，作为IMA平台的开发活动，系统集成活动可能由同一家公司的不同部门承担，或者由第三方承担。系统集成活动是高度综合的IMA架构的重要组成部分，当IMA平台供应商没有驻留功能系统集成方面的专家的时，雇佣第三方供应商作为系统集成者，是非常有必要，能大大降低开发周期与成本。

封闭式的架构中，接口規范是客户化的，受人控制。由于第三方可能缺少客户化接口方面的专家，雇佣第三方负责系统集成，难度比较大。控制接口规范的公司或组织是最好的接口专家，他们是驻留功能系统集成者的最佳选择。如果他们在系统集成方面有一定经验的时候，不存在任何问题，否则，IMA平台系统集成就存在开发风险。

3权衡内部开发和工业支持开发

开发式接口还是封闭式接口影响IMA系统的开发方法。开放式IMA架构允许IMA系统利用工业技术成果，这些工业技术成果可以独立于IMA系统的开发。开放的架构可以受益于现有的专家、现有的COTS（Commercial Off-The-Shelf）产品如现有的组建和系统、现有的IMA模块的取证数据。利用现成的产品和经验，可以大大减少系统的开发成本和周期。

封闭式接口能对开放式的标准架构带来功能和性能方面改善，这些功能和性能是开放式接口所不能提供的。然而，任何接口都有改善的空间。如果有计划使客户化的接口变成开放的，那么只要花点时间，就可以让那些忽视开放式接口的公司和组织改变观点，接受开放的架构。如果客户化的接口仍然保留封闭式的接口，则利用封闭式接口的公司将在开发过程受到影响与限制。

影响IMA架构类型选择的另一个因素长期的支持活动。长期的支持活动包括接口问题的解决，接口缺陷的升级完善。封闭式IMA系统的供应商将要承诺长期开发独有的接口规范。一般公司没有途径和动机承担独有接口的开发。开放的家口获益于长期的支持活动，开放架构可以利用工业支持，持续开发独立于IMA系统的开放式标准。飞机的使用寿命跨越几十年，因此，支持是选择IMA架构一个重要的考虑因素。

4权衡采用一型飞机支持的架构还是多型飞机支持的架构

开放式IMA架构和封闭式IMA架构的驻留功能都可能用于不同的飞机型号，但是封闭式接口规范不可能被不同飞机型号的不同的驻留功能供应商所采用。其中有两个方面的原因，首先，封闭式接口趋向于客户化定制的解决方案，不适合其它飞机型号，除非为新的飞机型号重新定制新的方案。封闭接口的独有特性大大减少了其它公司参与设计的积极性。因此，多个不同型号的飞机，不可能采用同样的封闭式接口。

另外一方面，开放式架构，鼓励不同型号飞机重复利用相同的设计。利用工业标准、开放式接口的新型号飞机的开发团队，也能利用使用相同接口，驻留在其它飞机上驻留功能系统的开发成果。由于开放式接口是公开的、非私有的，其它公司或组织选择相同接口的可能性大大增加。不仅对那些希望自己的产品在多个不同的飞机型号上使用的驻留功能开发者来说，还是对于那些希望利用其它机型上已经运用的成熟技术的飞机制造商来说，均能大幅度降低开发成本和开发周期。

总之，采用封闭式的架构还是开放式的架构，取决于IMA系统架构的开发者希望谁来负责驻留功能的开发，谁来负责驻留功能的系统集成，决定公司内部独自开发还是希望利用工业成熟技术，决定采用支持单个飞机的系统架构还是利用支持多个型号飞机的系统架构。

[参考文献]

[1]RTCA DO-297 November 8,2005.Prepared by SC-200 2005,RTCA Inc..

[2]ARINC REPORT 651-1.Published: November 7,1997.

[3]AC20-170，Initiated by AIR-20，October 28，2010.