高分悬赏：航空电子技术的发展史

高分悬赏：中国cpu发展史~

今天，我们可以舒适在坐在电脑前看电影、听音乐，通过互联网寻找资料，与远方的朋友进行视频聊天，又或者通过电子商务网站购买一本杂志、一款自己心仪的MP3播放器，一切都显得那么随意和悠然自得 。但是大部分人却都没想过，能够有如此幸福生活，是多少人前赴后继，作出了可歌可泣贡献才得到的。

昨天晚上，一IT界著名的朋友跟笔者说“你每天都喝水，那你有没考虑过水厂和水龙头的关系怎么样的？”。确实，也许并非每个朋友都对IT和其中发生的事情感兴趣，但是曾经发生的事情和有过的经历，却可以让我们 更加珍惜这来之不易的幸福。了解成功人的历史，更可让我们受益菲浅。

现在就让笔者带大家去回顾一下，这有趣而又激励人心的辉煌历史。

关于CPU的基础知识：CPU的常识

第一篇跟大家介绍的是PC里面的心脏：CPU(Central Processing Unit)，被称呼为中心处理器或者Microprocessor微处理器。CPU是计算机的核心，其重要性好比心脏对于人一样。实际上，处理器的作用和大脑更相似，因为它负责处理、运算计算机内部的所有数据，而主板芯片组则更像是心脏，它控制着数据的交换。CPU的种类决定了你使用的操作系统和相应的软件，CPU的速度决定了你的计算机有多强大，当然越快、越新的CPU会花掉你更多的钱。

CPU从最初发展至今已经有二十多年的历史了，这期间，按照其处理信息的字长，CPU可以分为：四位微处理器、八位微处理器、十六位微处理器、三十二位微处理器以及六十四位微处理器等等。

如今，Intel的CPU和其兼容产品统治着微型计算机——PC的大半江山，但是除了Intel或AMD的CPU，还是你可能听说过的其他一些CPU，如HP的PA-RISC,IBM的Power4和Sun的UltraSparc等，只是它们都是精简指令集运算（RISC）处理器，使用Unix的专利操作系统，例如IBM的AIX和Sun的Solaris等。

虽然设计方式和工作原理的过程有区别，但不同处理器依然有很多相似之处。从外表看来，CPU常常是矩形或正方形的块状物，通过密密麻麻的众多管脚与主板相连。不过，你看到的不过是CPU的外衣——CPU的封装。而内部，CPU的核心是一片大小通常不到1/4英寸的薄薄的硅晶片(其英文名称为die，核心)。在这块小小的硅片上，密布着数以百万计的晶体管，它们好像大脑的神经元，相互配合协调，完成着各种复杂的运算和操作。




左边是揭了盖可以看到核心的处理器


硅能成为生产CPU核心的半导体材料主要是因为其分布的广泛性和价格便宜。此外，硅可以形成品质极佳的大块晶体，通过切割，得到直径8英寸甚至更大而厚度不足1毫米的圆形薄片——晶片(也叫晶圆)。一片晶片可以划分切割成许多小片，每一小片就是一块单独CPU的核心。当然，在切割之前有许多处理过程要做。

Intel发布的第一颗处理器4004仅仅包含2000个晶体管，而目前最新的Intel Pentium 8400EE处理器包含超过2.3亿个晶体管，集成度提高了十万倍，这可以说是当今最复杂的集成电路了。与此同时，你会发现单个CPU的核心硅片的大小丝毫没有增大，甚至变得更小了，这就要求不断地改进制造工艺以便能生产出更精细的电路结构。如今，最新的处理器采用的是0.065微米技术制造，也就是常说的0.065微米线宽。




840EE+HT（左边）65nm(右）
Pentium 840EE处理器采用90nm制程的Smithfield核心，每核心1MB二级缓存，800MHZ的FSB，支持EDB防毒和EMT64T，可以搭配64位WinXP，90纳米制程，206平方毫米芯片面积，2.3亿晶体管。Pentium 4 643 (3.2GHz)采用65nm工艺的CedarMill，集成2MB二级缓存，单核心，支持HT、EM64T，VT。

需要说明的是，线宽是指芯片上的最基本功能单元——门电路的宽度，因为实际上门电路之间连线的宽度同门电路的宽度相同，所以线宽可以描述制造工艺。缩小线宽意味着晶体管可以做得更小、更密集，可以降低芯片功耗，系统更稳定，CPU得以运行在更高的频率下，而且在相同的芯片复杂程度下可使用更小的晶圆，于是成本降低了。

随着线宽的不断降低，以往芯片内部使用的铝连线的导电性能将不敷使用，AMD在其K7系列开始采用铜连线技术。而现在这一技术已经得到了广泛应用。

英语的发展历史和特点

英语属于印欧语系当中的日耳曼语文。印欧语系是全世界最大的语系之一，属于这个语系的语言地理分布最广，说这些语言的人数最多。早在1786年英国焚文学者咸廉•琼斯爵士(55T william J。nes)发表了他在语言学领域里的惊人的发现：梵文和希腊语、拉丁语是同源的。这三种语言都是从原始的印欧语演变来的。几千年以的，在欧洲中东部(相当于立陶宛的地理位置)居住着具有石器时代文明的游牧民族的部落——这就是原始的印欧人。他们的语言就是原始的印欧语。大约在公元前三千年的时期，这些游牧部落开始迁徒。其中一些部落向南方移动，经过南欧，最后到达南亚次大陆。这就是为什么古印度语(赞文)和古代欧洲语(希腊语和拉丁语)非常相似的原因。由于原始印欧人部落的移动和迁促，原始印欧语就分化成各种不同的方言，这些方言就是印欧语系各语文的祖先。印欧语系的语文很多，除了梵文、希腊语、拉丁语所分别隶属的那些语文外，一个重要的语文就是日耳曼语文。日耳曼语文又分为(1)东日耳呈语，(2)四日耳曼语，和(3)北日耳曼语三个分支。东日耳曼语以哥持语(Gothic)为代表，这个语种已在世界上绝迹。十七世纪时，克里米亚地区还有人说哥特语，今天已完全绝迹。北日耳曼语以古诺斯语为代表，包括今日的丹麦语，挪威语、瑞典语和冰岛语。西日耳曼语以古英语为代表，包括今日的英语、德语、荷兰语，弗里西亚语)，等。试比较英语和荷兰语，二者有大量的共同词汇，例如，man“人”water“水”，school“学校”，hand“手”，warm“暖”，等。二者的相似是十分明显的。英语的历史从历史的观点来看，现代英语是一系列的民族迁徒和民族征服的产物。说英语的人们的祖先原来活动在欧洲北海岸一带。他们说的语言是低地西日耳曼语(Low westGermanic)的各种方言。这些方言非常近似，因此不同部族之间语言是相通的。大约公元五世纪中叶，三个日耳曼部族；盎格鲁人(An—gles)、撤克逊人(Saxons)和朱特人(Jutes)侵入英国。历史书上称为盎格鲁撤克逊征服。这些侵略者带来了各自的方言，这些方言逐渐溶合在一起，成为古英语。到了公元六世纪末叶，英国原先的居民凯尔特人怕)或被杀戮，或被赶入山区，或沦为奴隶。侵略者成为英国的主人。古英语成为英国的语言，凯尔特语只出现在某些英国地名当中，进入英语词汇的凯尔持语词为数极少。我们可以说，随着盎格鲁撒克逊人对英国的征服，就诞生了英语。大约公元九世纪，英国又道到斯堪的纳维亚人的大规模的浸赂。整个公元十世纪，丹麦人不断入侵；公元十一世纪韧年，丹麦国王实际上统治着英国。由于北欧人的入侵，大量的斯堪的纳维亚语词进入了英语词汇。。历史书上把这次侵略称为丹麦征服。
随后，又发生了诺曼人(Normans)的入侵。诺曼人原先也来自斯堪的纳维亚。他们在法国北部诺曼底(Normandy)省定居下来，接受了诺曼底省的法语，作为他们的语言。诺曼法语(Norman French)是法语的一种方言，不同于首都巴黎一带的法语。首都法语称为中心法语(centralFrench)，是法语的标准语。公元l066年，诺曼底省的统治者威廉公爵(wilI：am，Duke of NorMndy)率领部下侵入英国，成为英国新的征服者。历史书上把这次侵略称为诺曼征服(thE Norman Conquest)。诺曼征服对英语的发展有深远的影响。先是，随着诺曼征服，诺曼法语成为英国的官方语言。政府、宫庭、法院、学校都使用法语。法国人成了英国的统治阶级。贵族、地主、朝臣和上流社会人士都说法语、写法语。文学作品也用法语来写。作为书面语言，英语在英国几乎绝迹了。但是法语并没有完全代替英语。英国的广大人民群众仍然说的是英语。英语仍然是一个充满生命力的话的语言，继续不断地在成长和发
展。但是法语对于英语的影响极大。法语不周于日耳曼语文，而后于拉丁语文(或称罗曼Romance语文；罗曼语义为‘罗马语’)。由于诺曼征服，英语吸收了大量的法语词汇，使英语的面貌有了很大的改变，既象日耳曼语，又象罗曼语。英语一方面保留了日耳曼语的点，另一方面又吸收了罗曼语的长处，结果特别富于表达力。另外，由于英语自身的发展，词尾变化逐渐消失，“语法”性别为“天然”性别所代替。在英语语法结构日益简化的同时，英语词汇和习语)空前丰富，这主要是由于法语的影响。诺曼征服加速了古英语向中古英语的过渡，使英语从综合性的语言逐渐变为分析性的语言。通常把英语的历史分为三个时期；(1)古英语时期——公元449年至1100年；(2)中古英语时期——公元UOO年至1500年；相(3)现代英语(Modern z。81i5h，Mod E．)时期——公元1500年至当前。现代英语时期又细分为：(a)早期现代英语时期——公元1500午至1700年，和(b)后期现代英语(时期——公元1700年至当前。古英语时期共有四种主要方言：(1)诺森伯里亚方言——洪伯河(the Humber)以北的方言；(2)梅尔西亚方言——界乎洪伯河与泰晤士河之间的英国中部地区的方言，(3)肯特(Kentish)方言——居住在英国东南部地区的朱待人的方言‘和(4)西撤克逊(方言——泰晤士河以南的方言。诺森伯里亚和悔尔西亚这两种方言又合称盎格里亚方言，即盎格鲁人居住地区的方言。早期的古英语文学作品是用诺森伯里亚方言创作的。由于斯塔的纳维亚人的侵赂，英国的文化中心由诺森伯里亚迁移到悔尔西亚，到了公元九世纪，又迁至西
撤克进地区的首府威赛克斯(wessex)。西撤克逊国王艾尔弗雷德大帝(A1fred the Great)一方面武力抵抗丹麦人的侵略，另一方面大力提倡文艺和教育，亲自组织并参加外国文学作
品和学术著作的翻译，以及本国文学的沙写和校订工作。古英语诗歌作品，通过西撤克逊抄写者的努力，才得以保存下来。在艾尔弗雷德大帝时期，古英语散文作品有很大的发展，这些作品主要是用西撒克逊方言写的。古英语的词汇不同于现代英语的词汇，大多数的古英语
词都是西日耳曼语的固有的词。古英语词汇中也有一些从其它语言借来的词。。从这些词可以看到早期罗马商人的影响是很大的。随着基督教传入英国，有更多的拉丁词进入古英语词汇。原来居住在英国的凯尔持人的语言，有极少数词进入英语词汇，也有一些凯尔持语词保存在英国地名里面。中古英语大约在公元l000年和1200年之间，英语的结构发生了许多重大的变化，古英语逐渐变成中古英语。北部方言较南部方言变化要早，速度更大，于是在公元1100年以前北部方言已明确地具备中古英语的特点，而南部方言直到公元1150年时期仍基本上保留着古英语的面目。发生变化的原因是由于丹麦人的统治和后来诺曼人的征服，结果完全推翻了英国的社会、政治制度。在这个动荡时期，语言不受社会制度的严格约束，比较自由地向前发展。人民群众的创造力也加速了语言的变化。到了乔里(chauccr)时代i英国民族标准语开始形成了，英语有了比较稳定的文学形式。这个时期的英语就和古英语大不相同了。词汇方面的变化；法语大量进入英语词汇。例如以下的词都来自法语：“统治”，judge“法官”，等等。在公元lloo年和1500年之间，英语词汇吸收了成千上万的法语词。但英语词汇的核心仍为英语词。例如，代词、介词、连词、助动词，以及许多常见的名词、动词和形容词都没有被法语词所代替。在中古英语时期．由于通过拉丁文译本把《圣经》(7A6月删‘)译成中古英语，于是拉丁语词继续进入英语词汇，结果使英语特别富于同义词(ByM。ym)。往往有三个同义词表达同一个概念。三个词当中，一个来自古英语，一个来自法语，还有一个来自拉丁语。在中古英语时期，伦敦方言逐渐成为英语的民族标准语言和标准文学语言。这主要归功于以下几位作家用英语来进行创作这一行动：乔空，威克里夫，马罗里(Malory)和卡克斯顿(Caxton)。卡克斯顿于公元I 476年把印刷术传入英国，促进了英语的规范化。
文艺夏兴对英语的影响：在公元1500年和1700年之间，中古英语逐渐变为早期现代英语。一方面语言本身在不断交化(在这个时期、英语的语音发生了很大的变化——元音的大变化，；另一方面文艺复兴运动和其它社会、政治、宗教和科学的运动，也促进了英语由中古英语到早期现代英语的转变。文艺复兴时期的人文主义运动)，在公元1500年和1625年之间，对英语的影响极大。英国人开始吸收古代社会和现代欧洲的丰富多采的文化财富。人文主义文学者孜孜不倦地学习、研究古代希腊、罗马文学经典作品，同时努力把希腊语词和拉丁语词引入英语词汇。在文艺复兴时期，英语除了从希腊语和拉丁语吸收了许多新词外，还从五十多种其它语言借了大量的词，主要来源为罗曼语的三个语种：法语、西班牙语和意大利语。从法语借来的词等。在这个时期，由于探险、贸易和开拓殖民地等活动，从世界各地也有不少新词进入英语词汇。在文艺复兴时期，英国出了三个大诗人：斯宾赛，莎士比亚)和密尔顿(Milton)。斯宾赛在他的诗歌里采用了许多英语的古词(溯源于古英语或中古英语)和英语的方言词，通过这个方式来丰富英语的词汇。莎士比亚在他的诗歌和戏剧作品里经常运用二万到二万五千个词，其中百分之九十是英语本族语，而不是从其它语言借来的外来语。莎士比亚的伟大贡献在于他主要运用了英语本族语创造出丰富多采、干变万化的语言形式，充分地、深刻地、优美地表达了人物的思想和感情。密尔顿吸收了大量的拉丁语词和拉丁语法结构来写他的英语涛篇，气势雄壮，声音铿锵，使英语词汇更富于表达力。这三个大诗人，通过他们的创作实践，证明了英语是一个很好的工具：英语具有很大的感染力和说服力，英语也具有很大的灵活性和适应性，足以表达各式各样的题材和内容。在这里，我们还应提到1611年出版的《圣经》标准英译本。这个英译本对英语文体发生了深远的影响。它和莎士比亚的作品一样，主要运用英语本族语和英语简单句型来翻译原文是希伯来语(引日约》)和希腊语(《新约》)的圣经》。这个英译本《圣经》以文体质朴、优美著称。它运用的词汇当中英语本族语词占百分之九十四。这个例子又一次说明英语本族语本身的潜力非常大，创造力非常强。天才的和有经验的作家有能力把本族语和外来语巧妙地结合起来成为—．个充满了生命力的有机体。经过文艺复兴时期的实践，早期现代英语已基本上达到了英语发展的这个阶段。经过文艺复兴时期的创作实践，早期现代英语已成为堪与古代希腊、拉I—语相现代欧洲先进国家的语言(法语、意大利语)相比美的文学语言。到了十七世纪，英国爆发了资产阶级民主革命，解放了生产力，唯物主义思想和自然科学有了很大的发展，成立了相当于科学院的皇家学会。早期现代英语逐渐代替拉丁语而成为哲学和自然科学的语言。哲学家霍布斯(Hobbcs)和洛克(Locke)要求语言要准确、清晰、合乎逻辑，要有说服力。十七世纪文学家德莱登(DryJen)的散文作品的语言可以说达到了这样的标准。十八世纪英语发展的方向是继续发扬十七世纪对英语的要求：既纯洁又雄辩。十八世纪是“理性的时代”，因此要求语言必须纯洁(准确、清晰)，而且要雄辩(合乎逻辑，有说服力)。为了实现这样的语言理想，首先要求英语的发音、拼写、语法、词义达到规范化，合乎统一的标准。这样就诞生了对于字典和语法书的迫切要求。约翰孙博士(samuel Johnson)的《英语字典》)出版于1755年。这部字典有三大优点，是以前出版的英语字典所没有具备的：(1)给所收的每个词都下了准确、清晰约定义，(2)把所收的每个词的拼写固定了下来；(3)从英国各时期文学作品里引证了大量的例句来说明词义和词的用法。约翰孙博士的《英语字典》为《牛津英语大词典》(()小rJ EM夕AA DJf6J肋“ry，十三卷，完成于1933年)打下了结实、牢靠的基础。大多数十八世纪语法家所编的英语语法都是按照拉丁语法的规则编写的。这种语法书没有多大的参考价值。只有少数的十八世纪语法家重视词的用法(us。8。)，而不是生搬硬套拉丁语法条条。这样的语法书才有一定的参考价值，因为英语语言形式的正确性(correctness)不能取决于合不合拉丁语法，而应取决于合不合英语的约定俗成的习惯用法。十八世纪重视词的用法的英语语法书有约瑟夫•普里斯特里编的《英语语法入门》(乔治•坎贝尔写的《修辞学的哲学》等。由于国际贸易交往和开拓殖民他的活动，十八世纪的英国相世界各地的民族相文化都有了接触，结果使英语吸收了数干个新词，使英语词汇变得更加全世界化了。十九世纪和二十世纪英记的发展到了十九世纪，浪漫主义文学兴起，英语词汇更加丰富起来。一些古词复活了，新词不断诞生。产业革命导致社会矛盾的加深和科学技术的发展。批判现实主义文学作品和自然主义文学作品进一步丰富了英语词汇。科技的发展使英语词汇飞跃地增长。十九世纪和二十世纪的英语发展是突飞猛进的。英1i词汇的增长和变化打开英语词典来看，大约百分之八十的词都是从其它语言借来的，绝大多数的外来语来自拉丁语，其中一半以上是通过法语借来的，另外省大量的词直接或间接来自希腊语。相当多的词来自斯堪的纳维亚语。还有一些词来自意大利语、西班牙语、葡萄牙语和荷兰语。少数词来自世界各地的其它语种。古英语的词汇约有五万到六万个词，而现代英语大词典收的词条足有六十五万到七十五万之多。但是英语最常用的词仍是英语的本族语，其中最常用的词有九个，它们是：and，have、of，the，to，will和you。大量的外来语丰富了英语词汇，使英语变得极端灵活，变化多端。英语的构词手段也具有多样性。最常见的构词法是复合构成复台词。例如，motorway(＜名词motor‘汽车’十名词way‘道路’)这些复合河是明显的，一目了然的。有时，复合词并不象上面举的那些复合词那么明显，人们必须具有词源学的知识才能识别它们。有时，同一个复合词却有两个不同的词义和相应的不同的读音。英语另一种构词法是加上前缀(和后级。沼的前缀和后缀可以用来任意构成新词。)。转换词性是英语的另一种构词法。词义是“直达的，过境的”。英语还有一种构词手段，就是缩赂法(clippin8)。和缩略法相类似的另一种英语构词手段是首字母缩赂法(acMnym or initiali5m)。最后一种英语构词手段叫做混成法，即把两个词的音、义合并在一起而构成新词的方法。英语的特点下面总结一下英语的特点：英语的句子结构比较简单、自然，合乎逻辑思维的自然顺序，也就是说，英语的词序word order比较自然。英语不象德语或俄语，句子结构没有那么复杂，词序没有那么多的倒装现象(inversion)。英语的“语法”性别和“天然”性别相一致，不象俄语、拉丁语那样把所有的名词，按照“语法”性别，都分为阳性、阴性和中性。这样，现代英语就免去了名词和形容词的复杂的格的变化，而德语和俄语仍大量地保存着这些变化。所以说，英语的第一个持点就是它的结构比较简单，因此比较明白、易学。英语的第二个特点就是它的词汇非常丰富，因此它的表达能力特别强。据估计，英语词汇包括的单词超过一百万，居世界各语种的首位。英语的构词手段也很多样，因此英语不断产生新词。另外一个现象就是英语的词义不断发生变化，原有的词也可以获得新的词义，而且这种词义变化比较自然，显得毫不费力。例如，sophisticated的原义为：“非常有经验的，老练的，老于世故的”，它的基本词义是“失去了单纯性”。从这个基本词义发展到“复杂的，精致的”这一过程也是很自然的，不费气力的。这样，我们就可以用来修饰weapons，而得到“尖端武器”这个新的概念。这样，原有的s叩histica快d一词就变成两个词了，因为它获得了完全不同的新词义。此外．英语还有大量的短语动词，由动词加副词构成。这些动词词组使英语的表达力更加灵活，使英语变得乎易近人，生动活泼； 英语本身具有上述两个特点：结构简单，表达力强。加上其它的历史原因和当前的国际需要，无怪乎英语已成为国际交往的公用语言。我们要把英语学得精通，早日实现我国社会的现代化。

l2 f2一fl7 ＼／航空电-Y-技术2000年第3期(总IOO期) ＼J ≥综合航空电子技术发展展望霍曼＼／．7f [摘要】从军用航空电子在21世纪将面临的挑战问题出发．详细论述了有关开放系统、COTS 技术等在未来航空电子发展中占有重要地位的问题．并论厦欧洲各国的情况厦航空电子在信息战中的作用，指出综台化仍是未来军用航空电子系统的发展方向，向着高度综合、信息化和智能化发展．【关键词】开放系统；COTS；JSF；信息战【中图分类号】V243；V443 【文献标识码】A [文章编号】1006-141X(2000)03--0012--06 1 引言耳同鹞空屯}设备当我们跨人21世纪之际，追溯2O世纪军用航空电子技术的发展历程，展望21世纪军用航空电子技术的发展将对未来综合航空电子技术的发展有着十分重要的意义．综合航空电子技术发展至今近半个世纪，基本上经历了分散、联合、综合到高度综合四个阶段；航空电子系统结构亦是如此，同样经历了分立式、集中式、集中分布式和资源共享式四个阶段．在这几十年中，从事航空电子技术研究和系统开发的工程技术人员都在致力于为未来的军用飞机开发和研制“理想的”综合航空电子系统工作，井取得了显著的成果．在综合航空电子技术发展的漫长过程中，美国一直处于领先地位，并有着巨大的技术储备．20世纪70年代初的数字式航空电子信息系统(DAIS)计划、80年代中期的“宝石柱”计划和9O年代初的“宝石台’宗合航空电子系统计划是三项著名的计划，并被同行们视为航空电子发展史中的里程碑．这些计划所研究和开发的系统及技术成果均不同程度地用于新型军用飞机中，最具代表性的就是美国空军的F-22战斗机．F-22战斗机的综合航空电子系统采用了“宝石柱”计划的设计思想及研究成果，通过硬件和软件的多重应用实现了系统的通用化；通过把硬件划分成小型的易于替换的基本硬件实现了系统的模块化；通过资源共享、互连和信息融合实现了系统的综合化．F-22的综合航空电子系统代表了世界军用航空电子研制的最高水平．随着航空电子技术综合程度的不断提高，强大的航空电子系统为作战飞机实现多功能——全无候的探测能力、武器投放能力和电子对抗能力提供了保证，已成为现代军用飞机提高作战性能的重要手段．与此同时，航空电子系统在飞机上的比重越来越大，其费用也相应增加，例如：F_4飞机的每千克成本是330美元，F_15飞机每千克成本是638美元，而F-22飞机每千克成本高达5435美元．由于在军用飞机特别是先进飞机的成本构成中，航空电子成本已占整个成本的30％一50％，因此导致飞机寿命周期费用大幅度增加，由此*在未来的军用飞维普资讯http://www.cqvip.com 综合航空电子技术发展展望霍曼机研制计划例如美国的联合攻击机OsF)计划中首次把“经济上可负担得起(afordability)，即经济可承受性”作为飞机必须考虑的重要特性之一。除此之外，由于数字技术、微电子技术．计算机技术和信息处理技术日新月异的发展，烧航空电子系统可以实现信息的综合传输、综合处理、综合控制和显示，为航空电子系统综合化提供了基础，由此，推动了军用航空电子技术的发展．但是，在整个电子技术领域中军用航空电子技术所面临的形势非常严峻．他们的地位发生了很大的变化．主要表现在两个方面，其一是纯军用航空电子市场正在萎缩．据洛克希德·马丁公司统计，1975年美国军方在半导体集成电路上花费7亿美元，约占美国总市场额的六分之一．而1995年五角大楼在半导体芯片上付出l1亿美元，但是美国的总市场额已高达1500亿美元，也就是说五角大楼所占份额不足1％．激烈的市场竞争、有限的利润以及军用相关特殊要求都使芯片制造商把注意力投向其他更高利润的领域．其二是军用飞机的航空电子元器件过时问题．目前，F-22飞机就面临着此问题的困扰，飞机投人服役还需6年时间，可是系统中所采用的INTEL公司生产的1-9000芯片，已不再生产，原因是INTEL公司撤掉了它的军用生产线．据F 2研制办公室统计，F-22飞机投人使用时大约400个元器件有可能不再生产．这类同题还将随着防务预算的减少、军机市场的萎缩以及研制和生产时间延长而变得更加严峻。军用航空电子只有顺应潮流才有出路．对此，各国军方和研究人员都在积极寻求解决的办法，美、英、法、德等国军方特别是美国空军已认识到，使军用和商用航空电子系统既能经济上可承受又能应付迅速发展变化的技术和系统需求，采用模块化、开放式综合系统结构是关键．美国率先提出军用航空电子采用开放式系统结构(OSA)，尽可能采用民用标准和商用成品(COTS)的战路思想．目的之一是降低飞机的成本，之二是迎接未来军用电子市场更大的挑战．美国90年代中后期开始研制的JSF飞机综合航空电子系统则是采用开放式系统结构和商用成品的范例．JSF飞机的综合航空电子系统以F-22飞机的综合航空电子系统结构为起点．不仅对数据的处理，而且对传感器的信号处理和射频口径也能进行更为深度的综合．它利用“宝石台”计划的成果，采用开放式系统结构和商用成品，利用联合式航空电子系统的最有用特征以及“即插即用”的软件模块，在解决了最大的经济可承受性问题的同时，其综合程度比F-22飞机又前进了一大步．2 开放式系统结构“开放式系统”本是计算机学科术语，系指遵循公开标准的计算机系统．美国国防部防务采办术语和缩略语1997年版中定义：“开放式系统是执行接口、服务及支持格式的开放和公开一致处理所坚持的规范，从而使正确设计的单元以尽可能少的更改就能在较广泛的系统范围内利用，与本地和远程系统的其它单元相互操作并以易于移植的方式与用户交互作用的系统．”由此可见，开放的前提是遵循公开一致的标准和规范。美国空军已把应用军用专用技术和商用技术实现系统从传统的“封闭式结构”向经济上可承受的、灵活的“开放式结构”转变视为当前一项挑战．1997年9月JSF办公室经过3年系统方案定义和演示，公布了2．0版“JSF航空电子系统结构定义(JAAD)”．JAAD仅是一份初稿，希望在2001年以前通过JSF航空电子系统方案演示阶段积累的数据使JAAD 有实质性的发展．／AAD的主要内容如下：(1)总层次划分．总层次划分为6层，维普资讯http://www.cqvip.com l4 航空电子技术2000年第3期(总100期) 第1层即最顶层为超系统(由空中、海上和陆上多系统构成的系统)；第2层为JSF武器系统：第3层为航空电子各分系统：第4 层为综合核心处理等功能区；第5层为硬／软件模块；第6层即最底层为硬做件元件．JAAD的重点在第3、4层．(2)航盏缱油骋煌*络(UAN)．采用～个以民用标准为基础的统一的数字式航空电子系统网络．据JSF开放式系统结构综合产品小组(OSA IPT)对9种可供选择的UAN 高速总线分析和评审，实时可扩相干接口(SCVRT)和航空电子环境光纤通道(F(1_A E) 最优．由于光纤带宽较宽，因此能够以较少费用实现重量增容．这是控制综合航空电子系统费用，简化综合、试验和改进的一大进步．(3)综合核心处理．JAAD要求把数字信号处理、数据处理以及其他计算性要求的任务例如座舱显示发生等都集中到共享、窑错和高性能的综合核心处理(ICP)N内，但并不排除在其他功能区嵌入处理机。(4)座舱人机接口．JSF座舱将使用显示高分辨率彩色字符和图象的多功能显示器，其它正在考虑的显示器包括平视显示器和头盔显示器．JAAD 中选用彩色液晶显示器和头盔显示器作为未来战斗机人机接口的基础，与F-22飞机相比前进了一步．(5)综合射频撵铡和综合电光探测．JAAD对综合撵测功能区未作详细说明，因为这项技术成熟而且其开放式系统原理应用少．由于射频和电光／红外探测系统占飞机出厂航空电子成本的60％，综合产品小组自然重视，为此制定若干“技术成熟”计划，集中演示那些对经济可承受性、保障性、生存性和杀伤力有重大作用的技术．其中主要有多功能综仙淦迪低?MIRFS)计划和综合探测器系统(iss卅划．前者的最大优点就是减少了天线和光或红~F(IR)D径的数量；后者是由美国空军研究实验室和JSF计划联合资助的一项3400万美元的技术风险减缩研究计划．该计划由洛克希德-马丁和渡音公司(以前的麦道公司)领导的两个小组在四年内完成．目的在于采用相对少量的模块类型构成一个综合的、可重构的射频处理结构．ISS是低成本、低重量、小空间、低功率和低冷却的射频支援电子设备．两个小组的专家认为，ISS是研制工作不是由技术推动，而是由经济可承受性推动，他们只需要重新组合现有的功能，来达到尺寸、重量、体积和费用降低一半的目标．波音公司小组估计在以资源共享为特征的ISS 结构中，采用1998年的技术可以花费相当于F-22飞机的50％--60％的费用，而达到与F 2飞机相同的射频功能．虽然，经济可承受性是进行ISS 研制的主要推动力，但是，通过故障重构增强任务的可靠性，通过信号及发射装置的综合控制获得较好的电磁兼容性也是非常重要的．(6)机械和电气接口．JAAD 要求包装、热管理、电源和连接器起到支持高本征可靠性、客错、长期增长和优良保障性的作用．在很大程度上JAAD决定着机架、电缆敷设、发电、环境控制及其他飞机结构设备的特征．一旦进入详细设计和生产阶段，更改很难，花费也大．因此，此决策需要非常的谨慎，而且需要进行验证．可以看出，JAAD 充分注意到机电元器件对系统可靠性、维修性和经济可承受性的深远影响．(7)软件．预计JAAD提出的软件“建筑法则”将具有可移植性、发展性、维修性、保密性、完整性以及高性能．软件主要建筑法规是选择编程语言．据JSF开放式系统结构综合产品小组对Ada95、c”和Java语言的评审，在移植性、发展性、保密性、重用性及性能评比上，Ada95得分最高．虽然，C 是受到广泛支持的通用语言，而且在当今的商用航空系统中多选c”语言，但是考虑到JSF飞机的某些特点，如功能可以被划维普资讯http://www.cqvip.com 综合航空电子技术发展展望霉曼分，并可以被保护，所以，最好采用Ada95 语言，另外，JSF某些单独保密的功能上使用Ada95可能更好．因此，Ada95是开放式系统结构可选择的最佳编程语言．航空电子系统采用开放式系统结构的重要意义表现在：(】)实现长期性能，并且达到经济可承受性的目的．开放式系统结构有助于用最低的寿命周期费用达到所要求的性能和保障性．Cz)正确划分系统结构可有效减缓航空电子元件过时的问题．(3)由于开放式系统结构具有故障检测、隔离和修复功能，因此减少和缩短了停机时间，保证了飞机具有较高的出勤率，从而提高系统的可用性．从JAAD的要点中使我们了解了JSF飞机综合航空电子系统的水平，它所采用的开放式综合航空电子系统结构不仅顺应了军用航空电子系统的发展趋势，而且是满足多国多军兵种不同要求的必然结果．另外，JSF航空电子综合产品小组的任务是使JSF 飞机航空电子系统方案和系统结构在费用和性能上尽可能地达到平衡，希望JSF飞机总的寿命周期费用比F-22飞机降低17％．3 COTS技术的应用美国国防部把COTS定义为市场上销售的产品，并在制造商的产品目录中以确定的价格出现，而且可直接从制造商或通过制造商的销售网提供给任何公司或个人使用．1994 年美国国防部就制订了有关政策，为了达到军用设备能够早日采用经济上可承受的前沿电子技术产品的目的，鼓励在军用设备中采用最好的商用元器件．20世纪90年代中后期，在航空电子与计算机领域，COTS技术已很有市场，突出表现在大量军用飞机的航空电子设备改进工作中，如：F-14、F-16、F，A—l8和AV一8B 飞机的任务计算机等的改进都采用了COTS 技术．特是在JSF飞机的航空电子系统的研制过程中，美国军方为了实现经济上可承受、性能、可改进性和重新使用能力四大指标，极力强调采用COTS技术．JSF的研究人员曾把两种民用干线飞机和支线飞机的显示系统与F．16飞机的显示系统作为研究依据，虽然，这三种飞机采用的液晶显示技术是不同的，但是，相对于产品开发的成本而言是可比的．在F-16飞机和两种民用飞机之间，单个显示系统的生产费用差别大概是30~50％．其中，部件成本的差别可能在15％--25％之间；质量保证和测试费用的差别可能在13％-24％之间．通过研究得到以下结论：采用民用部件和运作方式，单机生产费用最高可以节省50％．其中，部件采购占26-45％，如果扩大使用民用部件的范围的话，这项成本还有可能降低15-25％．但是，如果军用飞机系统需要根据设计规范设计，需要采用有限的生产线生产，并且采用特定的设计—成本原理的话，这个军用系统的成本还将增加10-20％．可见，军用飞机采用商用部件在节省费用方面具有很大的潜力，因此，采用COTS技术具有很好的前景．JSF项目的管理者和航空电子系统结构的研究人员将在各方面尽最大可能采用COTS技术，包括处理和网络结构．当然，在航空电子系统结构中采用COTS技术的主要目的是降低成本，另外，为了使应用软件和某些硬件可以移植到其它飞机上，将在罔络，操作系统和应用程序接口方面采用开放式系统标准．那么，在航空电子系统结构中采用COTS技术和开放式系统标准的主要目的是增加软*的寿命，使系统不受硬件技术过时的影响，而且容易改进．另外，采用COTS 技术还有一个潜在的优点就是允许在研制周期的晚些时候决定处理机和网络的选型，这样可以有更多的机会采用最新的技术，而且将更有效地达到降低寿命周期费用的目的．维普资讯http://www.cqvip.com l6 航空电子技术2000年第3期(总100期) 由于美国综合航空电子技术的领先发展，给各国军方和研究人员很大启示，先后纷纷开展了综合航空电子技术的研究工作，特别是英、法、德和俄等国，有些技术已经用于改进现役飞机或在研飞机中，不过，这些国家的军用飞机计划也遇到了与美国同样的问题，他们还制定相应的计划予以解决，倒如英国的先进航空电子系统结构封装(A P)计划等．目前，这些计划还面临着标准化问题，为此，北约组织(NATO)为了解决其内部的航空电子系统非标准化问题，成立了标准航空电子系统结构联合委员会(ASAAC)，目的是制订模块化航空电子系统标准．ASAAC的官员们认为：解决军用航空电子采用开放式系统结构既要节省费用又要提高作战任务性能的矛盾，方法之一是模块化．搞出一组通用模块，还必须在系统内和北约各国飞机之间可互换．这样，欧洲各国就能从减少物资清单和备件持有量获得巨大的好处．因为，模块适用的平台范围广，使采购费用降低，支持费用也会大量的削减，外场可更换模块也将使可用性提高．90年代初，英国、法国和德国开展了一项三国通用系统的可行性研究计划．这是一项五年计划，分两个阶段进行，并由ASSAC 管理．计划的第一阶段，将制定严格稳定的硬件、软件和网络接口标准．计划的第二阶段于I997年I1月开始，在第一个阶段研究成果的基础上，为满足开放式系统的需要，建立一个基本的、灵活的航空电子系统结构，这个系统结构能够适用于2000年以后的大多数平台．简言之，这项计划的目的是建立一套完整的军用核心航空电子系统标准，不但能够满足在2015年时间范围内出现的新的欧洲战斗机计划的需要；而且能够满足2002年前后改进现有装备计划的需要．为了支持该项计划，还进行了若干的技术和方案演示．这套军用核心航空电子标准将尽可能地采用民用标准，并将覆盖系统结构、软件、阿络和封装等方面，并且定义了通用功能模块(CFM)的范围，使这种CFM 既适用于新的欧洲战斗机，也适用于像“阵风”和EF2000 那样的飞机．21世纪把人类带人了信息化社会．国防装备电子信息化建设如同经济信息化一样逐渐加强．通过军事电子综合信息系统可以把各种信．息化武器平台连成一个大系统，在技术上实现大系统的对抗．现代高科技战争是世界技术革命和军事革命向纵深发展形势下的战争，是体系对体系的战争．其最大特点就是信息技术在指挥决策、武器控制、信息对抗和作战行动中的广泛应用，逐步形成信息化部队、信息化武器、信息化战场和信息化战争．未来战争将以信息战为基础，而航空电子将成为信息战的一个有机组成部分．信息战是对敌方的信息、以信息为基础的各种过程和信息系统施加影响，同时保护已方的信息、以信息为基础的各种过程和信息系统，最终取得“制信息权”的一切可能的行为．信息战所涉及的范围很广，一切与信息有关的事物都可能被纳入信息战范畴．广义的信息战要延伸到和平时期，即政治、军事、经济和科学等多方位，为争夺信息优势进行对抗；战争时期的信息战是和平时期信息战的延续和能量的激增．但是，信息战的核心还是战争，争夺“制信息权”的目的是夺取战争的胜利．原来的通信、控制、计算机和情报(c I) 概念已经发展成为指挥与控制战(c w)，并定义为：在情报的相互支援下，综合运用作战保密、军事欺骗、心理战和实体摧毁，阻止敌方获得信息，影响、削弱或摧毁敌方指挥与控制能力，同时保护已方指挥与控制能力免受同类行动的影响．指挥控制战是信息战中的一个重要范畴，是将信息战应用到战场上去的一个战略过蹋*维普资讯http://www.cqvip.com 综合航空电子技术发展展望霍曼”无论在无人侦寨机有人侦察机，硬警机、战斗机及其它飞机上，航空电子即是获得信息情报的重要媒介，也是战术应用中实施作战战术、完成实俸攻击和摧毁的必要手段．航空电子是指挥控制战与信息战中至关重要的一环，是未来战争中克敌制胜。取得垒面胜利的关键手段之一．现代高科技战争的焦点是争夺信息优势．从科索沃战争来看，现代战争已构成“海陆空天电(tit)”五维一体的作战模式．2l世纪的战场将要求飞机和武器控制系统高度综合化，要求火／飞茁控制．推力矢量控制及武器发射控制的自动化和综合化，使驾驶员能集中精力作出高层次的管理决定，并且与支援部队进行协同作战．从而提高空战效率和生存率．2l世纪的军机对航空电子系统的功能和性能都有极高的要求，若满足这些要求，就必须采用集通用模块，人工智能、巨型计算机Ada语言、效据融合、高速效据总线等先进技术为一身的新一代航空电子系统．4 结束语综合的航空电子系统的发展主要受需求和技术发展的制约，从需求上讲，未来的军用飞机不但要求其综合程度更高，而且还要求经济上的可承受性：从技术发展而言，采用更先进的效字技术、搬电子技术和计算机技术会使航空电子系统的综合程度更高，采用民用标准和COTS可以大大地降低成本，基本上满足经济可承受性的要求．因此，若实现上述目标，必须加强关键技术的研究工作，如：模块化技术效据传输技术，软件技术，传感器效据融合技术航空电子智能化技术，COTS技术、综合射频技术和综合传感器技术等．毋庸置疑，综合航空电子技术是现代军用飞机航空电子系统的发展方向，并且将朝着更加综合化，信息化和智能化的方向发展．在航空电子综合技术迅速发展的今天．我们应该大力发展我国的综合航空电子技术．为早日研制出具有我国特色的综合航空电子系统作好关键技术预研工作和技术储备．在加速新机研制的同时，加速更新大批老机种的设备，尽快使我国军机更新换代．特别是在新机的研制过程中要有所创新、有所创造和有所借鉴，走一条平稳而快速的发展道路．{收稿日期2000-08-22) (上接第11页) 【1】Lt Col Chuck Pinnc．／,JAST Avionics Lead．Joint Advanced Strike Technology Program Avionics ^rchitc吐II咒Definitlon．V,e~ on 1．0．1994．8．9 【2】中国航空工业第615研究所蝙．新一代航空电子系统文集1994年I收稿日期2000-08-18) 维普资讯http://www.cqvip.com

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