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嵌入式计算机引领武器装备新时代

来源:www.caa.gongkong.com2006.11.26阅读 3392

    计算机是信息化、智能化武器系统的灵魂。在相当长的一段时间里,武器装备及其计算机基本上自成系统。 自从出现微型计算机后,二者才越来越紧密地融合在一起,出现了嵌入式计算机(Embedded COmpUter)。嵌入式计算机是嵌入到对象体系(即宿主系统)中的专用计算机。嵌入式计算机在功能.和物理结构上都嵌入在系统中CONTROL ENGINEERING China版权所有,不独立于系统运行,是系统的组成部分。一个应用系统按需要可嵌入一台或多台计算机。军事专家断言,武器装备已经进入了“嵌入式”时代。

  嵌入式计算机的来龙去脉

  电子计算机的传统分类方法,是按照体系结构、运算速度、系统规模和适用领域分为大型、中型、小型和微型。这种计算机分类方法沿袭了约4 0多年。近些年来,随着半导体、微电子和计算机等技术的快速发展及广泛应用,现代计算机面向应用出现了两大分支:实现智能化控制的嵌入式计算机系统,以及进行高速、海量数值计算的通用计算机系统,并据此将计算机分为嵌入式计算机和通用计算机两大类。二者的技术发展方向不同:前者注重与对象系统密切相关的嵌入性制能、控制能力及可靠性;而后者注重运算速度的提升和

存储容量的扩大。

  由此,武器装备系统中也相应出现了“嵌入式”和“通用”的计算机分类方法。军用嵌入式计算机是指以芯片、模板、插件或控制器等形式“镶嵌”在武器或武器系统内部,智能地完成系统功能的专用计算机,分为设备级(工控机)、板级(单板、模块)、芯片级(MCU、S oC)。它主要用于武器控制、指挥控制、通信系统、作战仿真、保障系统中,可执行一种或多种特定任务,具有体积小、重量轻、功耗低、适应恶劣环境、实时性强、可靠性高等特点。

  可以说,是微型机时代的应用造就了嵌入式计算机。一方面,现代作战需要计算机“嵌入”到武器装备中,使武器系统更加智能化;另一方面,技术的发展使得计算有可能“嵌入”到武器装备中。作战需求和技术可能的互动,是军用嵌入式计算机得到快速发展的推动力。

嵌入式计算机的特点

基本特点

       作为一种嵌入到对象体系中的专用计算机系统www.cechina.cn,“嵌入”、“专用”和“计算机”是嵌入式计算机的3个基本要素;并由此衍生出以下3个基本特点:为了“嵌入”, 必须满足嵌入对象的要求,如物理环境(小型)、作战环境(可靠)、使用成本(价廉)等;由于“专用”, 可以“裁剪”软件,使之满足对象要求的最小配置;嵌入式计算机必须是能满足对象系统控制要求的计算机系统。

结构特点

    (1)与宿主相匹配。嵌入式计算机作为武器系统等宿主的组成部分,其体积、重量、形状等诸多参数必须满足宿主的不同要求;其功能要与宿主的水平相适应CONTROL ENGINEERING China版权所有,过高或过低都是不理想的。

    (2)实时性强。嵌入式计算机直接从传感器获取信息,进行实时或近实时处理,以满足“从传感器到射手”的时间要求。因此对信息处理、管理和分发的实时性要求很高。

    (3)可靠性。嵌入式计算机大量用于空间、空中、海上等恶劣环境中控制工程网版权所有,要经受高辐射、超低温、盐雾、振动等考验,在星载计算机中要自主工作多年。因此对可靠性的要求极高。

     (4)模块化设计。采用商用现货、相互使用和重复使用的硬件和软件模块,可大大降低成本,提高系统性能。新的嵌入式计算机大多采用整体式模块设计方式。

应用特点

       嵌入式计算机针对特定对象的应用特点,要求开发人员了解对象系统的控制要求,介入体系结构、软件技术、工程应用方面的研究。嵌入式计算机在军事领域的应用中www.cechina.cn,形成了两种并存的、相互补充的应用模式:①电子技术工程师以自己的应用习惯开发单片机,特点是软、硬件的底层性和随意性, 以及与对象系统的密切相关性,但缺少计算机工程设计方法。②计算机专业人士介入,带有明显的计算机工程应用特点,软、硬件平台基于嵌入式系统,结合网络、通信等非嵌入式底层应用。

嵌入式计算机的构成

       嵌入式计算机通常由“嵌入式”微处理器、相关的硬件设备(如内部总线、接口以及外部总线)以及“嵌入式”

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