擎起航空计算机自主创新旗帜

赵平安 王泉 许少尉

计算所以航空计算机核心基础软硬件和关键元器件自主创新发展为目标，持续精耕自主知识产权操作系统和关键基础元器件的研发、验证和应用推广，取得了系列威果。

2020年，航空工业为进一步加快落实创新驱动发展战略提出：大力构建开放创新体系，瞄准航空科技前沿，突出提升创新能力，努力实现关键核心技术的自主创新，牢牢把握航空技术发展的主动权。航空工业计算所以航空计算机核心基础软硬件和关键元器件自主创新发展为目标，持续精耕自主知识产权操作系统和关键基础元器件的研发、验证和应用推广，取得了系列成果。

铸魂：精耕天脉操作系统

2020年9月，天脉操作系统团队经过长期的技术攻关和多轮次技术验证、迭代，成功突破了多核操作系统关键技术，完成天脉操作系统对国产多核处理器的深度适配验证，形成了支持机载领域单应用场景与多应用场景的天脉多核操作系统（天脉3）及其开发环境，实现了天脉操作系统系列的能力跨代升级，已在多家用户单位成功进行应用验证，用户反馈使用体验良好。

信息时代，操作系统是信息化装备的核心和基础，是装备的灵魂。操作系统能够管理计算机系统的硬件、软件及数据资源，控制程序运行，让计算机系统所有资源最大效率地发挥作用，为其他信息应用提供支持。多年来，操作系统核心技术一直掌握在国外少数几家公司手中。在智能化条件下，操作系统已成为装备的运行控制、机械电子控制、任务控制等系统的核心和基础，操作系统在某种程度上决定着装备安全、使命任务的完成。只有实现全自主研制和发展，才能避免可能出现的严重后果。

计算所以航空装备需求为牵引，主动成立研发团队，肩负起研制国产嵌入式实时操作系统的国家使命。2014年7月，经过12年的持续攻坚，天脉操作系统在经历了国家级软件测评中心的定型测评、主机所的地面综合试验、国家试飞机构的飞行试验和用户试用等严格的测试验证后顺利定型，成为我国首个完成软件装备定型的高安全嵌入式实时操作系统。2016年11月，天脉操作系统入选工信部和国防科工局《军用技术转民用推广目录（2016年度）》重点推荐项目，可直接或经适应性开发后应用在民用领域。2017年11月，天脉操作系统荣获中国国际工业博览会金奖，技术水平得到国际工业界认可。2018年12月，天脉操作系统入选第一批陕西省军民融合重点产品。2019年，天脉操作系统获“2019年中国先进技术转化应用大赛”银奖。当前，天脉操作系统已在数十个飞机中得到规模性应用，有力地保障了装备的自主、安全。

天脉操作系统是航空人的精神血脉、灵魂心脉外化而凝聚出的结晶。熟悉计算所的人都会说： “计算所有着优秀的文化基因，他们的科研团队有着特别能吃苦、特别能战斗的优秀品质。”面对航空装备的需求，计算所勇于挑战，自力更生，敢打硬仗，用自己扎实的行动实现了“机载操作系统自主研制、自主发展”的梦想，完美诠释了“航空报国航空强国”的庄严承诺，给党和国家交上了一份满意的答卷。

创“芯”：研发关键元器件

7月10日，计算所翔腾公司基于全自主知识产权GPU芯片开发的全国产化图形显示卡，成功应用在民机座舱显示系统，系统稳定、流畅地运行了典型机载显示画面，标志着该芯片面向机载系统试用迈出关键一步。

芯片是信息技术产业的核心，是支撑经济社会发展和保障国家安全的战略性、基础性和先导性产业。计算所针对航空装備研制需求，以及国家发展战略，持续开展机载总线网络、核心处理、离散量输入输出接口、传感器信号调理四大应用领域核心芯片关键技术探索，经过近20年的不懈努力，先后研制成功了多款航空关键ASIC、SoC，覆盖了AFDX、FC等多种机载系统总线网络、高性能处理等领域，设计规模达到千万门级，技术在国内军工领域处于领先地位。2015年8月，集成电路与微系统设计航空科技重点实验室在计算所揭牌。该实验室是我国航空领域唯一一家从事集成电路与微系统研究的实验室，承担着“探索未来面向机载领域应用需求的微系统及核心集成电路前沿技术，不断夯实技术基础，建立关键技术体系，提升创新能力”的重任，推动我国航空集成电路与微系统设计技术的发展。“十三五”期间，计算所完成了26款芯片的研制，为航空装备自主发展提供了强有力的支持。

强基：统筹元器件选用与验证

2016年12月，航空装备元器件管理与应用验证中心（机载）（以下简称元器件中心）成立，计算所作为主要牵头单位负责机载元器件的应用验证和相关技术工作。面对建设自主设计体系的紧迫需求，元器件中心组织成立了以元器件专家和产品设计专家为核心的自主设计技术攻关团队，开展自主设计体系的探索建设工作。

专家团队群策群力，对计算所数十年工程实践积累的设计数据和验证经验进行了梳理分析，开创性建立了元器件成熟度评估标准、替代设计层级、应用验证矩阵等自主设计理论，并形成标准文件用于指导自主设计工作;结合航空装备元器件的具体特点，制订了航空元器件分类标准。诸多标准和指南文件的形成，为自主设计体系建设奠定了基础。为保证自主设计体系切实落地，专家团队辗转奔波、沟通协调设计需求，分析经验数据，走访厂家，整理形成元器件对比分析报告，充分验证了自主设计体系的科学性和可实施性。

雄关漫道真如铁，而今迈步从头越。航空装备发展正站在历史的岔路口，历史和现实在不断告诫我们，航空强国的征程中，唯有坚持自主创新，真正掌握核心基础关键技术，坚持自主设计和自主研发，才能不受制于人。面对全新的“十四五”，计算所将勇攀技术珠峰，为航空装备自主发展而努力奋斗。

（作者单位：航空工业计算所）