航空电子综合核心处理技术分析

李联涛 深圳市机场股份有限公司



航空电子综合核心处理技术分析

李联涛 深圳市机场股份有限公司

【文章摘要】

【关键词】

航空电子；综合核心；处理技术

前言

综合核心处理机技术相比公用综合处理机技术在性能、结构等方面的优势非常明显，使其在航空电子中的应用相对更加广泛，其发展空间受到社会各界的广泛关注，随着航空领域研究与应用的不断深入，综合核心处理机技术的作用将逐渐突显。

1.综合核心处理技术分析

F-35综合核心处理机技术的研制需要利用可供应且在当下已经发展成熟的技术，所以在其研发的过程中既要保证其具有一定的先进性和灵活性、前瞻性，而且又要结合实际情况进行不断的优化，通过实践分析可以发现F-35综合核心处理技术同时应用了主干网络FC技术和传输速度相对较低的火线，其和传感器、现实器以及CNΙ等通信连接主要依靠每秒传输速度为2Gbit的光纤，而其与飞机管理系统的通信连接一开每秒传输速度在400Gbit以上的火线，可见F-35综合核心处理技术自身具有较完整的交联关系，而且将传统的惯导等技术在整个管理系统中有机的融合，另外将外挂管理利用相应的介质与火线相连接［1］。另外，其将火线互联应用于对传输速度的依赖性相对较低的结构中，例如飞机管理处理机的连接可以利用火线互联，另外在F-35综合核心处理技术应用的过程中，将CNΙ视为一个单独存在的系统，其虽然与电子战之间具有密切的关系，但在设计的过程中其并未在F-35综合核心处理机结构中，而是将其产生的数据以更加优质的形式向F-35综合核心处理机中传输，使其作用得以充分的发挥。

1.1综合核心处理技术的结构分析

可以发现F-35综合核心处理机自身包括一个具有23个插槽的机箱和一个具有8个插槽的机箱，允许其他的电子设备与其相连接，这对提升其综合程度和性能等具有积极的作用，另外，其内部被设置成22个模块，这对提升其数据处理速度和信号处理速度具有积极的作用，可以使计算任务得到有效的分配，使F-35综合核心处理技术具有即插即扩的优越性能，这也是其相比公用综合处理机性能更加优越的主要原因［2］。除此之外，为保证其信息处理的全面性，在设计的过程中为其添加了针对图像处理的独立信号处理方法，以此保证F-35综合核心处理技术的计算功能满足需要，F-35综合核心处理机在综合COTS器件功能的前提下，可以在通用和信号处理模块的作用下将128bitAltiVec技术有效的集合，而图像处理器在对其产生作用后又会形成功能更加丰富的特殊处理器，使F-35综合核心处理技术的功能更加多样化，另外，F-35综合核心处理机内部的交换器模块中含有32个端口，使F-35综合核心处理机内各模块之间实现互联成为可能，而且对F-35综合核心处理机内外结构的有效互联也具有推动作用，甚至使原本不能与其内部模块相连接的数据、非数字信号等实现与F-35综合核心处理机内部模块的连接，使SPΙO和GPΙO的内外互传成为可能，提升了信息共享的能力［3］。可见F-35综合核心处理机虽然内部结构较简单，利用交换器模块实现各模块间或模块与外部FC的互联，但其功能却非常强大。

1.2综合核心处理技术的软件分析

现阶F-35综合核心处理技术中应用的数据处理系统和信号处理系统，分别为RTOS实时操作系统和MCOS多计算操作系统，另外其编程语言方面应用C/C++高级编程语言，这对其性能进一步优化提供了良好的语言环境。另外，F-35综合核心处理技术在应用的过程中考虑到电子软件更新速度快、性能会得到不断的升级等现实因素，为避免应用的软件重复开发，将关键任务计算结构增添在F-35综合核心处理技术中，以此使其在软件升级中的作用得到保留，这对优化F-35综合核心处理技术也具有积极的作用、除此之外，F-35综合核心处理技术为保证其功能的持续有效，对数据支持和常见故障维护等功能软件进行了有效的应用，使其应用的空间和使用的性能更加有保证。

2.综合核心处理技术的发展趋势

2.1COTS模块更加多样

由于COTS模块具有高速完成信号处理流程，与综合处理器底板总线相连接，对传感器类型的适应性强等性能，所以其多样化发展，对提升综合核心处理技术性能具有积极的作用，现阶段已经出现以DSPTMS320C6701为基础的信号处理板和以G4 PowerPC为基础的信号处理板，在提升综合处理器信号传输速度、信号计算处理能力等方面具有积极的作用。未来通过对相关的COTS模块进行不断的创新和优化，提升该技术的整体性能，已经成为其发展的必然趋势之一。

2.2向结构化方向深化

此发展趋势建立在COTS模块多样化、全面化发展的基础上，即在综合核心处理机的整体框架确定的前提下，除需要定制的特殊模块外，将数据处理、信号处理、图像处理、输入与输出以及电源等模块利用COTS模块完成，在其功能发挥的过程中，传感器前端获取的数据在不经过VME总线的前提下，直接通过FC、 SPM的子卡向信号处理模块进行传输，而输入输出模块是综合核心处理机和其他航空电子传输介质进行连接的主要通道，所以其接口的类型和数量应满足需要，而且其可以与雷达定时信号等与FC原本不能有效互联的信号相连接，并通过有效的处理，使其向VME底板传输成为可能，所以在结构化发展的过程中可以考虑对输入输出模块定制，使综合核心处理技术的性能进一步优化具有可能。

3.结论

通过上述分析可以发现，综合核心处理技术虽然在结构方面更加简化，但其整体性能优越，而且具有进一步优化发展的可能，其未来发展过程中实现COTS模块多样化和结构化对其应用范围的扩大和性能的提升具有积极的作用，应受到关注。

【参考文献】

［1］袁晓晗.航空电子综合核心处理技术研究［J］.航空电子技术，2014，03：6-10.

［2］王海青.航空电子系统综合技术分析［J］.飞机设计，2013，01：55-61+68.

［3］杨洋.综合模块化航空电子系统资源配置工具的研究与实现［D］.南京：南京航空航天大学，2014.

在电子科技快速发展的过程中，综合航空电子紫铜结构逐渐突破传统的分系统界限，而且功能越来越强大，现阶段实际应用的综合核心处理机技术相比公用综合处理机技术在整体处理能力方面更优越，但其应用的板块数量却大幅缩减，使其应用的空间扩大的同时，具有的性能得到优化，所以越来越受到关注，本文为对航空电子综合核心处理技术产生更加全面的认识，以F-35为例，对综合核心处理技术进行分析，并对其未来发展方向进行预测，为航空电子产品性能的优化做出努力。