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　　波音787夢幻班機神經(jīng)系統(tǒng)探秘

　　最近，波音787夢幻班機（Dreamliner）舉行了首飛儀式。這不僅是世界航空史上的一個重要事件，而且與我們每一個普通百姓的旅行生活息息相關(guān)。為什么？

　　首先，因為波音787夢幻班機的舒適性是空前的。其中比較顯著特色的是提高了艙內(nèi)氣壓，從而使乘客感覺更加放松，更不容易產(chǎn)生疲勞感。

　　而且，因為波音787夢幻班機在環(huán)保方面具有指標(biāo)性的意義。787堪稱是目前最綠色的客機，這應(yīng)該歸功于它所配備的IMA（Integrated Modular Avionics，集成模塊化航空電子系統(tǒng)），在確保高性能的同時極大地縮減了設(shè)備的重量、占用的空間和能耗。減輕了機載設(shè)備的重量，就等于減少了燃油消耗，增加了航程，并且降低了二氧化碳的排放量。縮小了機載設(shè)備的體積，就等于提供了更多的空間來運載乘客、行李和貨物。

　　更高的舒適度，更綠色環(huán)保，所有這些，都離不開787的神經(jīng)系統(tǒng)——電子網(wǎng)絡(luò)！

　　電子技術(shù)立大功！

　　波音787夢幻班機之所以能夠在能源利用率、適用范圍和乘客舒適度等諸多方面取得如此引人注目的成就，離不開大量電子與網(wǎng)絡(luò)新技術(shù)的支持。

　　近年來，航空電子技術(shù)在飛機制造業(yè)扮演者越來越重要的角色，波音787夢幻班機也是當(dāng)代航空電子技術(shù)應(yīng)用的代表之作，其數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)由核心網(wǎng)絡(luò)（CORE NETWORK）、通用核心系統(tǒng)和空地數(shù)據(jù)鏈組成，尤其是無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)得到了大量應(yīng)用。波音公司積極推廣的信息管理系統(tǒng)，如電子飛行包（EFB）、電子記錄本（ELB）、飛機狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)（AHM）等，都已成為波音787飛機的標(biāo)準(zhǔn)配置。

　　為了提高乘客的舒適度和娛樂性，波音787飛機的機上娛樂系統(tǒng)（IFE）采用無線技術(shù)，取消了座椅間和側(cè)壁板內(nèi)的導(dǎo)線，座椅上的電子盒幾乎消失了，這些變化不僅可以增加乘客的座椅空間，而且也顯著降低了飛機的重量。同時，基于無線技術(shù)的IFE也更便于航空公司對飛機的客艙布局進行調(diào)整，來適應(yīng)運輸市場的變化。

　　波音787飛機的CCS（COMMON CORE SYSTEM，通用核心系統(tǒng)）由GE公司提供，包括計算機、網(wǎng)絡(luò)和人機電子界面，構(gòu)成了整架飛機的神經(jīng)系統(tǒng)。它的基礎(chǔ)，也就是波音787飛機通用核心系統(tǒng)的基礎(chǔ)平臺，是風(fēng)河公司的Wind River VxWorks 653實時操作系統(tǒng)。

　　ARINC 653（航空電子應(yīng)用軟件標(biāo)準(zhǔn)接口）是為了滿足航空電子設(shè)備對高可靠性、高可用性以及高服務(wù)性的要求而推出的，用以規(guī)范航空電子設(shè)備和系統(tǒng)的開發(fā)。各大嵌入式開發(fā)商相繼推出支持ARINC653且具有內(nèi)核和應(yīng)用保護機制的操作系統(tǒng)，Wind River VxWorks 653是其中最有代表性的一個。

　　Wind River VxWorks 653平臺提供嚴(yán)格、完整的ARINC 653集成化模塊航空電子設(shè)備(IMA)基礎(chǔ)架構(gòu)，滿足了航空與國防行業(yè)公司的嚴(yán)格需求，幫助航空電子設(shè)備制造商們解決了關(guān)鍵任務(wù)級應(yīng)用的安全性要求，同時還實現(xiàn)了非關(guān)鍵應(yīng)用在共享計算平臺上的使用。

　　軟件平臺是基礎(chǔ)

　　不論是對飛機、航天器還是戰(zhàn)場上的電子協(xié)同單兵裝備，追求更小的體積、更輕的重量以及更豐富的功能，都是永無止境的。如今的電子和半導(dǎo)體技術(shù)已經(jīng)十分發(fā)達，芯片集成度非常之高，可以制造出體積更小、重量更輕的機載電子系統(tǒng)來完成大量復(fù)雜的任務(wù)，但目前面臨的最大挑戰(zhàn)就是，在越來越多的功能性軟件共用性能高、體積小、重量輕的硬件部件時，這些任務(wù)在同一個硬件平臺上會不會相互干擾？會不會亂成一團？如果一個軟件崩潰了，別的軟件是不是會也隨之運行不下去？而且，任何一絲一毫的差錯，都意味著寶貴的生命或者巨額的財產(chǎn)損失。

　　更嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)是，航空設(shè)備幾乎都是多廠商聯(lián)合提供，這就進一步增加了多種任務(wù)軟件共用電子平臺的難度。同時，在當(dāng)今競爭極為激烈的航空航天與國防軍工市場，設(shè)備制造商必須在預(yù)算和時間要求都非常嚴(yán)苛的條件下推出功能非常豐富的產(chǎn)品。在達成這些商業(yè)目標(biāo)的同時，這些設(shè)備的性能、安全性和可靠性還不能打任何折扣。時間緊，經(jīng)費緊，但設(shè)備還必須確保安全可靠，因為這可是人命關(guān)天的事情。

　　例如787夢幻客機雖然是由波音制造，但其中的電子系統(tǒng)主體卻是由GE公司提供，而GE公司又選擇Intel全資子公司風(fēng)河公司作為操作系統(tǒng)提供商。多種軟件應(yīng)用來自多家廠商，這就給兼容性、安全性、可靠性帶來了更大的挑戰(zhàn)。為了應(yīng)付這種挑戰(zhàn)，唯一的出路就是采用開放、靈活、標(biāo)準(zhǔn)化的架構(gòu)，讓這么多不同的廠商在嚴(yán)格遵循開放標(biāo)準(zhǔn)的前提下，靈活地發(fā)揮各自的創(chuàng)造性。ARINC 653的核心就是一套工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，用來規(guī)范在時間和空間上如何來分隔計算機資源，確保無論再多的軟件運行在單一的硬件平臺上，都不會相互干擾和影響。

　　風(fēng)河公司的Wind River VxWorks 653就是這樣一個久經(jīng)考驗、達到商業(yè)級水平的操作系統(tǒng)平臺。

　　早在服務(wù)于波音787夢幻班機之前，風(fēng)河公司已經(jīng)在航空航天與國防領(lǐng)域服務(wù)超過26年，的Wind River VxWorks 653平臺更是其中的核心產(chǎn)品。就在不久前媒體有報道，在NASA的新一輪宇航計劃中，“戰(zhàn)神1號”載人火箭和“戰(zhàn)神5號”載貨火箭也是采用Wind River VxWorks 653作為操作系統(tǒng)。

　　不論我們乘坐在舒適的波音787夢幻班機里面，還是從外面觀看這個可以在萬米高空飛行的金屬殿堂，都不要忘記航空電子設(shè)備、特別是其中的軟件。正是這個先進的神經(jīng)系統(tǒng)，既給了我們愉悅感，又給了我們安全感。