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武器信息处理技术 中北大学机电工程学院机电控制工程系 第二章 军用计算机技术 主要内容： §1、嵌入式计算机 §2、军用计算机 §1、嵌入式计算机 一、嵌入式计算机的定义 1、什么是嵌入式计算机 2、军用嵌入式计算机的分类 二、军用嵌入式计算机的特征及关键技术 1、军用嵌入式计算机的特征 2、嵌入式计算机的关键技术 3、军用嵌入式计算机的重要相关技术 三、嵌入式计算机应用的典型实例 四、研制发展和应用前景 一、嵌入式计算机的定义 军用嵌入式计算机 军用嵌入式计算机的分类 军用嵌入式计算机的特征 功能嵌入与结构嵌入 直接与传感器及执行机构相连接 由于嵌入式计算机多作为武器或武器系统的一个组成部分，因此其输入端多与传感器相连接以获取各种实时信息，这些信息经处理而产生的输出信息多用于控制驱动各种执行机构，或被输出显示，以供辅助决策。 高可靠性、高安全性 实时性 程序固定、界面简单、整体更替、脱机维护 性能指标与宿主系统相适应 嵌入式计算机虽然在提高武器自动寻的能力、自动化作战指挥、控制等重要功能上起着核心作用，然而从整个武器系统的角度看，它仅仅是提高武器性能的一个重要组成部分，是武器系统的一个部件(虽然可能是核心部件)，而不是武器的主体。因此，嵌入式计算机的性能指标应适应宿主武器系统的水平和要求。现代武器系统的每个组成部分在运行环境中都要互相配合和制约。某一单个环节性能特别优越未必能增加系统的整体功能，而往往只是一种不必要的奢侈。但某个单个环节的性能低下，必定会造成系统的功能下降，成为制约整个系统功能的薄弱环节。 单片机、单板机的用武之地 从数量上看，武器系统中使用嵌入式计算机最多的是单片机和单板机，尤其是单片机。数量巨大的灵巧炮弹、灵巧地雷、巡航导弹等武器中都使用单片机、单板机。 现在单片机芯片内还嵌埋有嵌入式控制器。当前8位、16位、32位的单片机用量最多，而且64位市场增长亦很快。单片机性能随着微电子技术的进展亦提高很快，主频增加、集成度提高，RAM、ROM及外存容量增大，信息交换形式多样。特别是植入嵌入式软件的，在单片上实现系统集成的，具有信号采集、A／D和D／A转换、存储、处理及输入／出等功能的系统级芯片在武器系统中大有用武之地。 嵌入式计算机的关键技术 军用嵌入式计算机所特有的关键技术主要包括以下几种： 1)军用加固技术 2)容错技术 3)数据融合技术 4）实时软件技术—实时操作系统和实时应用程序 军用加固技术 专门设计军用嵌入式计算机无疑是一种浪费，因此它们很多都是以民用机为基础经加固而成的。按军用标准(在美国为MIL—STD一810C(D))加固的嵌入式计算机能承受战场环境中冲击、振动、湿度、温度、加速度、泥水烟雾和尘埃以及太空自然辐射的考验。 容错技术 容错技术可在超大规模集成电路(VLSI)等芯片器件一级实施，也可在印制板模块或部件一级实施，还可在系统一级来实施。其最基本的技术手段是冗余和重组。 数据融合技术 数据融合技术是利用多源数据的互补性、目标与环境及其它诸多制约因素的相关性，通过计算机综合的、智能的信息处理技术来提高目标识别和定位的精度、态势和威胁评估的正确性、优化决策方案质量的一种技术。 实时软件技术 嵌入式计算机的实时性由其硬件、软件的综合性能保证，其中硬件运算速度、实时操作系统以及实时应用程序起主要作用。由于嵌入式计算机所承担的任务相对固定，其应用程序可以固化在芯片上，可以周而复始地使用。在嵌入式计算机中，往往是实时操作系统和实时应用程序结合为一体化的实时运行程序。 嵌入式计算机的相关技术： 网络技术 多媒体技术 信息安全技术 智能接口技术等。 和武器的嵌入式系统更直接相关技术是： 传感器 总线技术。 20世纪80年代中期以前美军主要采用具有标准指令系统结构(ISA)的嵌入式计算机，例如陆军的NEBULA系列，空军的AYK-14，海军的UYK-43和UYK-44。 嵌入式计算机应用的典型实例 嵌入式计算机应用的典型实例 一些典型的嵌入式计算机应用情况： 1）美国的B-1B多用途战略飞机 2) 美国M-1坦克 3) F-15E鹰式战斗机 4) 陆基巡航导弹 美国的B—1B多用途战略飞机 B-1 B飞机是多用途战略武器系统，能充当普通轰炸机、巡航导弹发射平台以及战术和战略任务中的核武器发射