Объединяясь по единой технологии открытой системы, ВВС, Армия и ВМФ надеются снизить затраты и время, необходимые для освоения передовых технологий
ПО PATRICK MANNION, редактор
Под шпоном колоколов и свиста лежит история развития воинских встроенных систем, чреватая пропущенными сроками, перерасходами по стоимости и технологией за кривыми. Возможно, это изменится с нехарактерно быстрой консолидацией поддержки всеми тремя вооруженными службами за усилием Hardware Open System Technology (HOST).
«Сегодня системы и тенденции, которые хотят правительство, становятся все более сложными, а их получение в поле становится все более дорогостоящим», - сказал Патрик Кольер, разработчик Open Systems Hardware в NAVAIR. «Поэтому, если мы ничего не сделаем, это сломается: не будет никакого способа, чтобы мы могли направить любую сложную систему, учитывая затраты, которые она понесет правительству» (рис.1).
Рисунок 1: В необычном проявлении единства ВВС США, Армия и ВМФ отстают от ХОСТ, стремясь снизить издержки и получить более совершенные системы. (Источник изображения: Консорциум FACE)
Collier выступал специально в контексте архитектуры открытых систем Air Systems Open Systems Architecture (SOSA) на недавнем мероприятии Embedded Tech Trends в Новом Орлеане. SOSA - это работа по стандартизации, ориентированная на авионики и периферийную обработку, которая уже много работает, чтобы снизить затраты и время, чтобы получить новые технологии в поле. Он состоит из пяти групп:
- Электромеханический: работает над спецификациями для разъемов и интерфейсов для подключения существующих полезных нагрузок к платформам
- Бизнес: работа над маркетингом, контрактами, IP и развитием бизнеса
- Предприятие: работа над всеобъемлющей архитектурой для SOSA для определения терминов и функций от одного приложения к следующему
- Программное обеспечение: работа с программной переносимостью и сторонними интерфейсами прикладного программирования (API)
- Аппаратное обеспечение. Это группа, которую Collier ведет в SOSA, и она обвиняется в определении системных блоков следующего поколения, которые, по его словам, будут использовать OpenVPX.
Наряду с SOSA ВВС также возглавили разработку будущей воздушно-десантной среды (FACE), которая ориентирована исключительно на разработку программного обеспечения и переносимость, чтобы снизить затраты на разработку. И SOSA, и FACE являются основой для HOST.
Несмотря на то, что Кольер нанял команду Naval Air Systems Command Navale (NAVAIR), он подчеркнул единственную цель HOST, указав на ее ранние намерения: «Обеспечить основу для разработки встроенных вычислительных систем для американских военных платформ. HOST предоставляет американским государственным приобретениям, системным интеграторам и сторонним поставщикам компонентов с открытым, совместимым, обновляемым и устойчивым встроенным системным стандартом ».
По сравнению с тем, как системы в настоящее время заключены контракты, парадигма HOST будет иметь стандартные интерфейсы и функции на более высоких уровнях со стандартными картами и объединительными платами (рис.2).
Рисунок 2: Используя модель SOSA, HOST разбивает приложения на блоки со стандартными функциями и интерфейсами, которые будут работать на стандартных картах и стандартных объединительных панелях. (Источник изображения: NAVAIR)
HOST включает в себя модель SOSA для разбивки технологии приложения на строительные блоки, которые могут быть повторно использованы в других приложениях на разных платформах. «Год назад армия, флот и военно-воздушные силы решили, что мы все используем то же самое и работаем с одинаковыми стандартами, поэтому мы хотели использовать это», - сказал Кольер. В случае SOSA приложение датчика для руля или другого функционального профиля на воздушном судне, вероятно, имеет следствие в наземном транспортном средстве или на морском судне военно-морского флота.
Нарушение блокировки поставщиков
Наряду с уменьшением затрат, поощрением повторного использования и сокращением времени полетов, Кольер также подчеркнул необходимость нарушать блокировки поставщиков. «Мы хотим не возвращаться к одному и тому же поставщику изо дня в день», - сказал он. Это желание нарушить блокировки пользовательских или полустандартных конструкций не является чем-то необычным.
Расширенная телекоммуникационная вычислительная архитектура (ATCA) является хорошим примером стандарта, который объединяется для аналогичных целей, но в контексте сообщений. Однако это стандартное усилие столкнулось с проблемами по разным причинам, одна из которых стоила. «К тому времени, когда вы построили все, основываясь на стандарте (ATCA), ваши точки затрат запрещают вам выходить на рынок», - сказал Свен Фрейденфельд (Sven Freudenfeld), директор по глобальному развитию бизнеса для Telecom Appliances в Lanner Electronics, Inc. Lanner вместо этого принял гибридный подход, взяв некоторые функции ATCA и разработав платформу HTCA-6000, оптимизированную для высоконадежных телекоммуникаций, но также перейдя в центр обработки данных.
Отклонение Lanner от ATCA из-за высокой стоимости и необходимости дифференцировать подчеркивает проблему слишком высокой оценки со стандартами. Другим эффектом стандартов является однородность решений, которые могут быть хорошими или плохими. Хотя целью HOST является нарушение блокировки поставщика, оборотной стороной блокировки вендора является открытие ставок для всех желающих. Для установленной базы поставщиков для военных это не хорошая новость, потому что они теперь находятся на равных с всеми новичками.
Однако для правительства США, которое борется за снижение издержек, эта ситуация идеальна. Если HOST взлетит, как планировалось, у военных будет несколько разработчиков, поставляющих несколько аналогичные аппаратные и программные средства, которые могут применяться по воздуху, земле и морю. Это хорошая возможность снизить затраты за счет более конкурентных ставок.
Для поставщиков встроенных технологий, которые были фактически заблокированы из военных контрактов, у них теперь есть возможность участвовать в тендерах на контракты на встраиваемые системы и предлагать свою долю в военном бюджете на сумму 639 миллиардов долларов США.
Обогащение OpenVPX
Степень, с которой работают все три вооруженных службы, явно необычна и удивила Джерри Гиппера, исполнительного директора VITA. «Я никогда раньше не видел ничего подобного», - сказал он. Будучи ветераном войн VMEbus / Multibus в 80-х и начале 90-х годов, Гиппер также был за Futurebus +. Однако FB + никуда не уходил - в основном из-за издержек, но также и потому, что он был слишком неопределенным, сказал Гиппер. «Никто не подошел, чтобы сказать:« Хорошо, мы хотим использовать гигабитный Ethernet; вот размер и контакты, которые мы хотим, и это то, что мы будем использовать ».
Эта ясность до уровня штыря - это именно то, что предоставляет HOST, работающий с OpenVPX, и он уже определил разводки разъемов. С точки зрения Гиппера это частично зависит от того, почему он быстро взлетает и получает такой большой интерес. «Конференц-связь HOST Webex, которую я запускаю, перешла от лицензии на 25 человек, чтобы получить лицензию на 200 всего за последние несколько месяцев», - сказал он.
Разница между HOST и другими стандартными усилиями заключается в том, что благодаря работе с VPX и OpenVPX продукты уже доступны от таких компаний, как Curtiss-Wright, Abaco Systems и Mercury Computer. В результате Lockheed Martin, Northrup Grumman и CERDEC уже строят системы для SOSA - и, вскоре, HOST - требования.
OpenVPX для HOST
OpenVPX разрабатывается в рамках рабочей группы VITA 65 и в настоящее время находится на версии 65.0 и 65.1. Базовый уровень VPX появился в 2007 году как следующий шаг за пределами VME64 и VXS после того, как стало ясно, что необходимы как серийная коммутационная ткань, так и больше контактов. VPX поддерживает гигабитный Ethernet, а также Infiniband, Serial RapidIO и PCI Express. Он объединяет VME с форм-факторами 6U и 3U. В 2010 году VPX последовал OpenVPX, чтобы обеспечить системный подход к VPX.
Системная и функциональная стандартизация OpenVPX является фундаментальным атрибутом, который позволит долгосрочным целям HOST. В течение следующих 10-15 лет Collier ожидает, что база данных приложений будет расти и позволит быстро идентифицировать функции, которые можно превратить в строительные блоки и модули, чтобы максимизировать повторное использование.
В то же время поставщики, такие как Abaco Systems, продолжают создавать имеющиеся в настоящее время инвентаризации OpenVPX. В конце марта он анонсировал основанную на OpenVPX SBC367D, 3U, 40-Gigabit Ethernet (GbE) карту на базе семейства процессоров Intel Xeon D-1500 (рис.3).
Рисунок 3: Одноплатный компьютер SBC367D OpenVPX от компании Abaco Systems (SBC) поддерживает 40 Гбит и основан на 16-ядерном процессоре Intel Xeon D-1500.
Плата «готова к выполнению» и поставляется с 32 Гбайтами DDR4 SDRAM и поставляется в качестве альтернативы Ethernet для SBC347D, ориентированного на PCI Express Express. В то время как Ethernet изначально упускался из виду, поскольку он не детерминирован, его масштабируемость в многомодульных архитектурах и быстро растущая производительность соответствуют растущим потребностям военных и авионики.
Наряду с поддержкой 40 GbE, SBC367D поставляется с рядом функций безопасности для поддержки стратегий Anti-Tamper и Information Assurance. К ним относятся неотъемлемо безопасное решение FPGA с SmartFusion2 от Microsemi и поддержка технологии Intel Trusted Execution.