2017年8月14日, 航空航天和国防

多核系统:悲伤的5个阶段

由Stephen Olsen.

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过去十年的航空电子工业是通过快速的技术加速来为特征,因为连接驾驶舱的愿景正在成为日常现实。通过硬件和软件进步推动,航空电子设备供应商现在可以在飞机翼上放置多达10,000个传感器,更不用说将飞行连接到地面控制系统阵列和燃料保存应用。实现这一现实的关键贡献者是多核处理器和软件解决方案的扩散。

为了在多核平台上实现解决方案,航空电子设备供应商面临着在单核或多个离散处理器系统中不存在的多个实现和认证挑战。为了理解多核解决方案的潜在好处和限制,我们来看看必须解决的一些问题。

1.符合安全要求

支持新一代航空电子产品应用的系统需要使用强大的安全功能汇总功能性安全措施。这些系统不得将人类生命放在危险中,同时,以这样的方式成立,即外部世界无法与他们篡改。多级安全架构和多核解决方案规范的复杂性,以适应不同安全要求的多个应用程序通常使用多个软件层。

对于实时操作系统(RTOS),该实现通常采用空间和时间划分的形式,使用内存管理单元(MMU)和硬件虚拟化辅助,确定性软件和严格的通信。要显示分隔,应用程序必须在不同的分区上运行。它们可以单独更新和认证,而不会影响其余系统。该图说明了这样的示例。

图1所示。集成模块化航空电子设备(IMA)VxWorks 653.多核版

图。1

2.会议严格的循环时间

随着越来越多的航空电子公司重组其开发流程,以支持新技术和商业模式的注入,它们经常面临按时交付项目的压力。与新技术相关的学习曲线,以及从“简单”系统到复杂系统和下一代虚拟化多核平台的可移植性努力,可能会遇到许多不可预见的障碍。

项目通常从预测的技术准备水平开始。以任何方式添加或修改计划可能会在重用软件,测试资产和系统仿真时触发重新认证周期或不可预见的依赖性。但是,截止日期不会移动。

解决这个问题不仅仅是一个简单的解决和雇用人们来填补技能差距的问题。它也是与Semaground供应商,独立的软件供应商和监管机构这样的其他行业参与者找到和合作的问题。商业现货(COTS)解决方案在此处发挥重要作用,帮助推进新的解决方案较低的风险。

3.整体项目风险

新航空电子系统中嵌入式软件的越来越多的密度以及并行地对开发和测试硬件和软件系统依赖性的复杂性构成了航空电子计划和工程管理人员的真正挑战。

独立的软件供应商始终始终加强其解决方案,为其产品添加功能和认证,以帮助AviOnics供应商与其产品周期和FAA提交。然而,仍然需要专家员工来集成所有这些组件。

4.可负担性

除了时间,预算总是一个项目成功的重要因素。当与外界的通信通道始终开放时,在满足ARINC 653标准和DO-178C认证要求的同时,拥有多个级别的临界性和多个分离核可能具有挑战性。航空电子设备供应商需要决定系统的哪些部分可以从外部访问,哪些部分可以出于安全原因进行更新,以及哪些部分保持隔离以保持认证完整。

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图2.集成模块化航空电子设备(IMA)系统

这是COTS平台支持多个安全性和的部分COTS认证的证据也要参与进来。决定何时需要重新认证以及完成认证工作的最具成本效益的路径可以对整个项目预算产生重大影响。COTS认证证据包提高了单个项目预算无法负担的认证证据质量和深度,同时降低了认证的总体成本,包括任何重新认证工作。开放式平台对于实现行业成熟度的下一个层次:实现跨项目软件重用价值的承诺,模块化软件模块也至关重要。在这方面,未来机载能力环境(FACE)是一个很好的倡议。FACE方法是一种政府-工业软件标准和商业战略,用于采购负担得起的软件系统,促进创新和全球国防项目、项目和平台的便携式能力的快速集成。

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图3。VxWorks 653.平台未来的机载能力环境(Face™)一致性认证面部操作系统段(OSS)安全底座轮廓

5.监管认证的证据

总的来说,对于航空电子计划的多核处理器的选择仍有不确定性,因为没有发布关于多核认证的正式政策。

航空电子供应商必须考虑不断发展的认证政策和指导,包括硬件和软件方面的认证。对于多核系统,联邦航空局提供了严格的标准,如DO-178C或DO-297,结合不同的立场文件,如CAST-32A。CAST-32A列出了计划、资源使用、软件和错误处理等类别的12个目标。商业现货(COTS)认证证据始终有助于支持客户快速认证、可靠性和质量。加入风河多核安全认证揭秘,“一场直播网络研讨会,星期三,8月23日在第二次ET,其中将进一步讨论主题。

看看将要讨论的内容,点击这里的视频:https://www.youtube.com/watch?v=lqMfJH3DnwQ

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