Как объясняет Пол Гарнетт, новый модульный подход к открытым системам (MOSA) открывает двери для более инновационных возможностей.

В последние пару лет военные США и Великобритании приняли открытую архитектуру в качестве предпочтительной альтернативы заказной и проприетарной электронике. technology конструкции. Инициатива коммерческого использования (COTS) была впервые представлена ​​в 1994 году, но, возможно, реальный сдвиг парадигмы произошел в 2019 году, когда Министерство обороны США выпустило меморандум, требующий использования модульного подхода открытых систем (MOSA) для все системы вооружения, разрабатываемые и который затем был принят в качестве закона, требующего, чтобы все программы оборонных закупок (MDAP) проектировались и разрабатывались с использованием MOSA.

Согласно Министерству обороны, использование решений MOSA «поддержит более быстрое развитие возможностей и технологий на протяжении всего жизненного цикла продукта за счет использования архитектура модульность, стандарты открытых систем и соответствующие бизнес-практики». Среди стандартов открытых систем, связанных с MOSA, поддерживаемых поставщиками COTS, есть модульСтандарты объединительных плат и шасси, определенные торговой ассоциацией VITA, включая плату и объединительные платы форм-фактора 3U и 6U OpenVPX (VITA 65), модульный открытый набор стандартов C5ISR (CMOSS) и архитектуру открытой системы датчиков (SOSA), работающую в настоящее время. в сторону его оборота. 1 выпуск, где-то в этом году.

Переход к MOSA обусловлен тем фактом, что каждая новая возможность или функция, добавляемая к платформе, представляет собой полную систему со своими собственными подсистемами, дублированием физических и логических компоненты увеличивает сложность и стоимость. Это неустойчивый подход, особенно с учетом того, что платформы и бюджеты продолжают сокращаться.

Совместимость - еще одна важная проблема с дискретными, закрытыми решениями. Закрытые решения, основанные на собственных технологиях, предназначены для работы изолированно. В результате их очень сложно и отнимает много времени для развертывания на платформах, где системы и люди должны работать вместе, чтобы обеспечить безопасность персонала и успех миссии. Их также сложно обслуживать и ремонтировать, особенно если поставщик больше не поддерживает их или вышел из бизнеса.

Использование компонентов MOSA обещает сократить путь к созданию новых technology чтобы победить возникающие угрозы.

Существует несколько открытых стандартов, включая: открытые системы миссий / универсальный интерфейс управления и контроля (OMS / UCI); Архитектура открытых систем датчиков (SOSA); Будущая среда бортовых возможностей (FACE) и интеграция транспортных средств для взаимодействия C4ISR / EW (VICTORY)

Современные усилия, такие как инициатива армии США VICTORY и универсальная архитектура транспортных средств (GVA) в Великобритании, помогают проложить путь к современному полю боя, где обновления и модификации системы будут более быстрыми и менее дорогостоящими.

Спецификация VICTORY была официально запущена в 2010 году армией США и консорциумом оборонных и промышленных участников, включая Curtiss-Wright, и продвигает использование открытых стандартных физических и логических интерфейсов между подсистемами LRU на боевых машинах C4ISR / EW, уменьшая проблемы, возникающие из-за «болтового» подхода к размещению оборудования на военной технике. Его реализация позволяет тактическим колесным машинам и наземным боевым системам восстанавливать потерянное пространство при снижении веса и экономии энергии.

Кроме того, он позволяет системам платформы обмениваться информацией и предоставлять экипажам единую картину. Более того, VICTORY предоставляет открытую архитектуру, которая позволяет платформам принимать технологии будущего без необходимости значительного изменения дизайна.

Вверху: MPMC-9335 - это защищенный компьютер для миссий с 3-мя слотами 3U форм-фактора OpenVPX, совместимый с GVA.

Подобно VICTORY, GVA требует открытых, модульных и масштабируемых архитектур при проектировании наземных транспортных средств. Его стандарты распространяются на электронный и энергетические инфраструктуры, механические интерфейсы, человеко-машинные интерфейсы (HMI) и системы мониторинга работоспособности и использования (HUMS). В то время как VICTORY специально стремится предоставить архитектуру для систем C4ISR / EW, GVA играет более широкую роль во всей платформе наземных транспортных средств.

Технический стандарт SOSA определяет общую основу для перехода сенсорных систем к архитектуре открытых систем. При таком большом количестве существующих и новых сенсорных систем, которые необходимо учитывать, цель Консорциума SOSA - «обеспечить гибкость в выборе и приобретении сенсоров и подсистем, которые обеспечивают сбор, обработку, эксплуатацию, обмен данными и связанные с ними функции на протяжении всего жизненного цикла системы». система C4ISR »чрезвычайно важна.

Инициатива стандартов SOSA изначально была разработана в рамках консорциума FACE. Стандарты SOSA совместимы со стандартами FACE и OMS и используют ряд стандартов VITA, включая VITA 65, стандарт OpenVPX, который обеспечивает взаимодействие между решениями COTS, которые используются для создания подсистем и систем.

Увеличенная совместимость

Модульные и надежные решения COTS обеспечивают функциональную совместимость и гибкость, необходимые для быстрой интеграции систем, подходящих для развертывания во всех областях приложений.

CMOSS определяет механизмы совместного использования на программном, аппаратном и сетевом уровнях. Для определения этих механизмов стандарты CMOSS используют:

• Стандарты VICTORY для сетевого взаимодействия
• Стандарт OpenVPX для объединения карт в общее шасси
• Стандарт модульной открытой радиочастотной архитектуры (MORA) для совместного использования радиочастотных ресурсов
• Стандарт FACE для переносимости программного обеспечения

Есть дискуссии о включении FACE в определение VICTORY Shared Processing Unit.

Благодаря решениям COTS, основанным на открытых стандартах, организации больше не вынуждены выбирать проприетарные предложения конкретного поставщика. Вместо этого у них есть свобода и гибкость в выборе решений из гораздо более широкого круга поставщиков, которые работают в более конкурентной среде.

Эта более конкурентная среда дает разработчикам систем доступ к более широкому диапазону комбинаций функций, сроков доступности и цен, чтобы они могли поддерживать программы в соответствии со спецификациями, вовремя и в рамках бюджета. Они также могут выбрать оптимальное решение для поставленной задачи, а не единственное решение, предлагаемое поставщиком, к которому они привязаны.

В некоторых случаях с точки зрения возможностей и стоимости будет иметь смысл выбрать разные решения от разных поставщиков и комбинировать их. Пока каждое решение разработано и доказано, что оно отвечает требованиям соответствующих открытых стандартов, риск, связанный с этим подходом, управляем. Стратегия с участием нескольких поставщиков также позволяет оборонным и аэрокосмическим организациям распределять риски между несколькими поставщиками.

После развертывания системы соответствие открытым стандартам и возможность взаимодействия обеспечивают более быстрые, простые и более частые циклы обновления технологий. Системы, карты и компоненты можно просто заменить на обновленные версии. И эти обновленные версии не обязательно должны исходить от исходного поставщика, что дает возможность включать более сложные, удобные для SWaP или экономичные замены.

Вверху: VPX3-1260 - это защищенный одноплатный компьютер 3U OpenVPX на базе высокопроизводительного процессора Intel Xeon E-9ME 2276-го поколения «Coffee Lake Refresh».

По аналогичной теме возможность выбрать подходящее решение от любого поставщика позволяет получить и развернуть самые современные технологии, доступные для противодействия или преодоления конкретной угрозы.

Наконец, совместимость компонентов системы повышает уровень эксплуатационной доступности, поскольку намного проще обеспечить надежную и долгосрочную цепочку поставок запасных частей и запасных частей. В результате может быть принят подход к управлению полным жизненным циклом, который снижает риски и увеличивает отдачу от инвестиций в технологии в долгосрочной перспективе.

Понижение SWaP-C

Пространство внутри военного автомобиля очень ограничено, и с такими строгими ограничениями на то, что военный автомобиль может поместиться внутри, интерьер, загроможденный множеством систем, кабелей и источников питания, ограничивает количество материалов, которые можно переносить, и затрудняет перемещение. опыт работы в автомобиле.

Этот сценарий становится все более распространенным по мере развития технологий в результате модернизации военных транспортных средств с новыми или модернизированными возможностями. Исторически добавление функциональности означало оснащение автомобиля новой автономной системой. Каждый из этих линейных сменных блоков (LRU) поставлялся со своими собственными кабелями и блоком питания, и интеграция LRU означала поиск места для размещения всего этого оборудования. Более того, поиск места для добавления LRU сводится не только к физическому тому. Варианты размещения нового LRU могут быть ограничены креплениями и ремнями платформы, а ориентация разъемов LRU может затруднить поиск подходящего места для размещения системы.

Открытые стандарты, такие как SOSA и CMOSS, отводят электронные системы от модели LRU. Вместо этого для размещения LRM можно установить шасси, которое можно заменить, чтобы повысить функциональность без изменения физической площади системы или периферийных устройств. Кроме того, в одном шасси можно объединить множество функций, что значительно сокращает количество ящиков, занимающих место на платформе с ограничениями SWaP. Затраты также снижаются, поскольку требуется меньше единиц оборудования.

Создание MOSA для проектирования военных систем может значительно изменить ландшафт для поставщиков COTS и их клиентов. Снижая затраты, способствуя взаимодействию и конкуренции, а также предоставляя передовые технологии на поле боя быстрее, открытые стандарты обещают предоставить воинам новые критически важные возможности. Открытые архитектуры открывают двери для многих новых возможностей!