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PEO Aviation FACE TIM 2021 Open Systems Demonstration

摘要

2021年6月29日PEO Aviation在FACE技术互通会议（TIM）上的开放系统演示文档。由Christopher Edwards代表MOSA转型办公室发布，展示了MOSA TO的五大技术目标及其实现方式。演示汇集了20家行业公司、9个DoD组织、29个软件产品、5个操作系统、7个硬件产品和8个TSS产品，是FACE生态系统迄今为止最大规模的集成演示。

要点

技术目标

  1. MOSA一致性能力 — TES HOST测试演示、FACE一致性软件使用、FACE传输用于集成
  2. 演练AMCE概念与假设 — 开放图形接口、开放传输、可配置处理、混合关键性、多TSS实现
  3. FACE/SOSA互操作性 — 容器探索（Stellar Relay）、来宾操作系统、通过多处理卡分离DAL
  4. 跨平台应用集成 — 将持续机队飞机系统软件集成到FACE架构（PM UH/FW/EUAS/AMSA/CARGO）
  5. 对演示系统建模 — 捕获关键接口、物理/逻辑系统模型、KILA映射

MOSA TO与MOSA五大原则的对应

  • 建立赋能环境 → 组织和结构化讨论、RADD参考架构描述文档
  • 采用模块化设计 → EAF定义MSC为模块化元素、架构描述中的合理性说明
  • 指定关键接口 → 通过ACWG审查行业输入、EAF中的关键接口开发
  • 使用开放标准 → EAF中使用开放标准、实施指南和RADD中标准应用指导
  • 认证一致性 → MOSA一致性能力评估、多次里程碑审查和ITRA评估支持

参与方（规模）

  • 20家行业公司：AdaCore、Ansys、Avalex、BAE、Bell、Boeing、Collins、DDC-I、General Atomics、L3/Harris、Lockheed Martin、Lynx、Mercury Mission Systems、NAI、Northrop Grumman、OAR、Parry Labs、RTI、Skayl、TES、Wind River
  • 9个DoD组织：DEVCOM/ASIF、DEVCOM AvMC/TDD-A、DEVCOM/CAPT、PEO Aviation、PM AMSA/UAS/UH/CARGO/FW、PMA 209（海军）
  • 29个软件产品、5个操作系统（CentOS 7、DDC-I DEOS+RTEMS、LynxOS 178、RedHat 8、VxWorks）
  • 7个硬件产品、8个TSS产品

关键技术集成

  • 飞行显示：UH-60V飞行甲板软件在TRMC上、Ansys ARINC-661 CDS、Avalex替代显示器
  • 动力系统：ITEP发动机PSSS、ARINC 429总线、TSS替换演示（RTI DDS ↔ 60V传输）
  • 导航：Collins MFMS FACE一致性UoC、Collins AAR一致性UoC、威胁过滤器TSS转换
  • 编队：PM EUAS+UH PO LOI 4集成、多TSS代理方法（Skayl开发）、FACE 2.1和3.0版本混合
  • 战术：ADS-B+IDM+BAE相关器+Link-16+ATAK设备、FACE 2.1→3.x传输桥接
  • TRMC：T4080处理器+VxWorks、60V软件+Ansys CDS
  • PSM：P2080处理器+VxWorks作为虚拟机管理器、LynxOS来宾OS
  • Stellar Relay：Intel i7+Red Hat Linux+Docker容器、PM EUAS的Grey Eagle计算环境
  • Mercury AMCS原型：双Intel i7卡、混合DAL实现（RTOS+Red Hat Linux）
  • SIU（NAI）：ARM处理器+FACE一致性DEOS和RTEMS、HOST/SOSA硬件方法

关键技术发现

  • FACE Technical Standard 3.0的新特性提供了极其有效的方式来混合传输而无需重新编译软件
  • FACE方法包含如何将FACE技术标准带入遗留系统的指导，通过FACE包装器实现
  • 容器在航电系统中仍有差距：当前实现使用的代码无法达到飞行关键适航性
  • 多TSS实现需要代理方法来支持不同FACE技术标准版本之间的无缝互操作
  • TSS替换的复杂性表明需要成熟的系统模型来驱动TSS代码和配置生成器

MOSA法定定义（引用10 U.S. Code 2446a）

  • 采用使用模块化系统接口的模块化设计
  • 经受验证以确保相关模块化系统接口
  • 使用允许可分割性的系统架构
  • 遵守FAR中规定的10 U.S. Code 2320技术数据权利指南

对MOSA的意义

这份文件是MOSA从理论到实践的最生动证明： - FACE生态系统的成熟度：20家公司×29个软件产品×8个TSS在一个演示中集成 - MOSA互操作性的真实案例：不同FACE版本（2.1/3.0/3.1）、不同TSS（RTI DDS/Kafka/CiNC/L3H/NG）、不同RTOS（VxWorks/LynxOS/DEOS/CentOS）在同一系统中共存 - 遗留系统集成路径：UH-60V软件、IDM应用等通过FACE包装器和TSS桥接融入开放架构 - 硬件MOSA标准的实践：TRMC、PSM、Stellar Relay、SIU、Mercury AMCS展示了HOST/SOSA/CMOSS兼容硬件的实际应用 - 挑战暴露：TSS替换复杂性、容器适航性差距、CSM开发困难