分布式協(xié)同箭載電氣系統(tǒng)總體架構(gòu)研究

杜 丹，李 強(qiáng)

(1. 北京跟蹤與通信技術(shù)研究所，北京 100094；2. 北京宇航系統(tǒng)工程研究所，北京 100076)

0 引言

隨著現(xiàn)代電子技術(shù)、高性能實(shí)時(shí)計(jì)算、軟件虛擬化、高速總線等技術(shù)的迅猛發(fā)展，大型復(fù)雜電氣系統(tǒng)集成由傳統(tǒng)的獨(dú)立設(shè)備級(jí)綜合集成向模塊級(jí)綜合集成方向轉(zhuǎn)變。在開(kāi)發(fā)模式上，從傳統(tǒng)“以硬件平臺(tái)為中心，面向?qū)Ｓ霉δ堋钡脑O(shè)計(jì)思路向“以軟件服務(wù)為中心，面向應(yīng)用需求”的設(shè)計(jì)思路轉(zhuǎn)變[1]。未來(lái)電氣系統(tǒng)不僅要求能夠快速適應(yīng)任務(wù)需求，還應(yīng)具備較高的故障診斷和自修復(fù)能力[2]。

運(yùn)載火箭電氣系統(tǒng)中，在滿足飛行任務(wù)的同時(shí),要求其具備較高的可靠性及冗余度。傳統(tǒng)設(shè)計(jì)中采用單機(jī)整機(jī)或整板備份的方式進(jìn)行冗余，雖然在一定程度上提高了可靠性，但抵抗共因失效的能力相對(duì)較弱，同時(shí)也造成了箭上電子資源的極大浪費(fèi)。相對(duì)松散的系統(tǒng)級(jí)綜合難以滿足未來(lái)智慧火箭研制的需求，如何構(gòu)建緊耦合的集成系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)新型冗余方式，以滿足未來(lái)任務(wù)擴(kuò)展需求，具備可修復(fù)的軟硬件重構(gòu)能力，都是智慧火箭電氣系統(tǒng)需要解決的問(wèn)題。

本文首先回顧了運(yùn)載火箭電氣系統(tǒng)總體架構(gòu)的發(fā)展歷程，針對(duì)智慧火箭的可重構(gòu)技術(shù)需求，提出了分布式協(xié)同的一體化電氣系統(tǒng)總體架構(gòu)，對(duì)其中的關(guān)鍵技術(shù)以及可重構(gòu)的運(yùn)行機(jī)制進(jìn)行研究。

1 運(yùn)載火箭電氣系統(tǒng)總體架構(gòu)發(fā)展歷程

從運(yùn)載火箭電氣系統(tǒng)發(fā)展過(guò)程來(lái)看，其總體架構(gòu)的演變大致經(jīng)歷了3個(gè)階段。

1.1 分立式架構(gòu)

20世紀(jì)60年代至70年代前期,運(yùn)載火箭電氣設(shè)備采用專用的控制器、傳感器和模擬運(yùn)算單元來(lái)完成運(yùn)載任務(wù)，而各個(gè)設(shè)備之間相對(duì)獨(dú)立,關(guān)聯(lián)較少,不存在獨(dú)立的中心控制器對(duì)各設(shè)備進(jìn)行統(tǒng)一控制、調(diào)度。這種電氣架構(gòu)是第一代火箭電氣系統(tǒng)架構(gòu)，稱之為分立式架構(gòu)。分立式架構(gòu)中包含一系列獨(dú)立的子系統(tǒng),每個(gè)子系統(tǒng)相互獨(dú)立，能夠獨(dú)立完成相應(yīng)功能。同時(shí)，系統(tǒng)中也沒(méi)有數(shù)據(jù)總線,系統(tǒng)專用性強(qiáng)、靈活度差、子系統(tǒng)信息之間信息交換少。

1.2 集中式架構(gòu)

20世紀(jì)80年代,隨著數(shù)字技術(shù)發(fā)展箭上開(kāi)始采用數(shù)字計(jì)算單元完成導(dǎo)航和姿控解算的數(shù)據(jù)處理與計(jì)算,作為箭上的計(jì)算中心,其他采用模擬量的系統(tǒng)包括慣組數(shù)據(jù)在內(nèi)的都通過(guò)數(shù)模轉(zhuǎn)換與之進(jìn)行信息交互。這種以數(shù)字計(jì)算為中心的計(jì)算架構(gòu),被稱為集中式箭載電氣系統(tǒng)總體架構(gòu)。

1.3 集中分布式架構(gòu)

20世紀(jì)90年代后期,上一代電氣系統(tǒng)架構(gòu)中的模擬單元全部被數(shù)字計(jì)算單元取代,以獨(dú)立功能的形式將各系統(tǒng)和箭上電子設(shè)備進(jìn)行集成,各系統(tǒng)之間采用1553B 總線互連，以并行的方式與核心計(jì)算單元完成數(shù)據(jù)信息通信。這種以數(shù)字技術(shù)為基礎(chǔ)的集中分布式架構(gòu)實(shí)現(xiàn)了信息交互的控制與數(shù)據(jù)資源的共享。同時(shí)，軟件設(shè)計(jì)也開(kāi)始出現(xiàn)模塊化的設(shè)計(jì)思想。在節(jié)省了研制經(jīng)費(fèi)的同時(shí)壓縮了研制周期，增強(qiáng)了系統(tǒng)的可維護(hù)性與可擴(kuò)展性[3]。

總的來(lái)看，我國(guó)運(yùn)載火箭電氣系統(tǒng)架構(gòu)已經(jīng)經(jīng)歷了分立式、集中式、集中分布式3個(gè)階段的發(fā)展。而美國(guó)在20世紀(jì)90年代開(kāi)展的“寶石臺(tái)”研究計(jì)劃(Pave Pace Plan)，提出了新一代的航電總體架構(gòu)。針對(duì)模塊化、開(kāi)放式、高容錯(cuò)性和高靈活性等需求，以超大規(guī)模集成電路(VLSI)技術(shù)、數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)為基礎(chǔ)，通過(guò)對(duì)射頻部件的廣泛共享，實(shí)現(xiàn)了傳感器信號(hào)和數(shù)據(jù)的高度綜合。系統(tǒng)采用了一種較為開(kāi)放的體系，與傳統(tǒng)定制設(shè)備不同，更大程度地采用了低成本的商業(yè)貨架產(chǎn)品作為系統(tǒng)軟硬件搭建的基礎(chǔ)。通信方面則采用了光纖網(wǎng)絡(luò)作為統(tǒng)一的接口。

2 箭載電氣系統(tǒng)總體架構(gòu)發(fā)展趨勢(shì)分析

2.1 推動(dòng)電氣系統(tǒng)發(fā)展的因素

回顧運(yùn)載火箭電氣系統(tǒng)的發(fā)展歷程，可以發(fā)現(xiàn)有3個(gè)主要因素推動(dòng)電氣系統(tǒng)的發(fā)展。

1)信息技術(shù)的高速發(fā)展。高性能計(jì)算機(jī)、信號(hào)處理、高速網(wǎng)絡(luò)、軟件工程等技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展，推動(dòng)了箭載電氣系統(tǒng)向模塊化、集約化發(fā)展，開(kāi)放的體系結(jié)構(gòu)、高性能的系統(tǒng)為先進(jìn)一體化電氣架構(gòu)提供了技術(shù)基礎(chǔ)。

2)日益提高的性能需求。新的控制算法、故障診斷以及人工智能等處理要求對(duì)電氣系統(tǒng)提出了越來(lái)越高的性能需求，例如快速發(fā)射、全覆蓋測(cè)試、健康監(jiān)測(cè)以及自我修復(fù)等，都對(duì)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)提出了較高的性能指標(biāo)要求[4]。

3)商業(yè)化的成本控制。航天發(fā)射商業(yè)化的日益發(fā)展，對(duì)運(yùn)載火箭成本的控制提出了更高的要求，可靠性的不斷提高使得電氣系統(tǒng)越來(lái)越復(fù)雜，與低成本的理念相悖。有效控制火箭電氣系統(tǒng)成本為電氣系統(tǒng)總體架構(gòu)的發(fā)展提出了約束條件。

2.2 總體架構(gòu)發(fā)展的趨勢(shì)分析

先進(jìn)的電氣系統(tǒng)總體架構(gòu)不僅要滿足系統(tǒng)高可靠、高性能的要求，同時(shí)需要盡量降低成本，縮短研制周期。根據(jù)硬件、軟件、信息、功能、診斷、重構(gòu)等方面的需求，未來(lái)電氣總體架構(gòu)的發(fā)展趨勢(shì)如下：

采用SPSS 16.0統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件對(duì)本研究所有數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,計(jì)數(shù)資料X2檢驗(yàn),組間比較采用T檢驗(yàn),以P<0.05為差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

1)處理資源共享。先進(jìn)的電氣總體架構(gòu)要最大限度地滿足系統(tǒng)綜合的需求。一方面硬件資源能為應(yīng)用程序所共享，另一方面能夠信息高度融合，統(tǒng)一調(diào)度和監(jiān)測(cè)，有利于指令決策和系統(tǒng)管理。

2)軟硬件平臺(tái)解耦。通過(guò)各類標(biāo)準(zhǔn)接口將軟件隔離成應(yīng)用程序?qū)?、操作系統(tǒng)層和硬件模塊支持程序?qū)?，弱化三者之間的耦合程度，程序設(shè)計(jì)時(shí)只與飛行功能相關(guān)，無(wú)須考慮硬件即可載入新的應(yīng)用程序，增強(qiáng)軟件可移植性，便于硬件的更新?lián)Q代。

3)一體化網(wǎng)絡(luò)連接。未來(lái)的電氣系統(tǒng)中應(yīng)盡量減少數(shù)據(jù)通信的種類，采用統(tǒng)一的通信網(wǎng)絡(luò)，降低開(kāi)發(fā)成本的同時(shí)提升開(kāi)發(fā)效率，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)處理的有效融合。

4)系統(tǒng)驗(yàn)證可累計(jì)。先進(jìn)電氣系統(tǒng)架構(gòu)需要引入驗(yàn)證累計(jì)認(rèn)證思想。當(dāng)需要對(duì)系統(tǒng)功能進(jìn)行擴(kuò)展或修改時(shí)，只需要對(duì)特定硬件、軟件模塊進(jìn)行替換、修改,然后再對(duì)此模塊進(jìn)行安全認(rèn)證，而不需要對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的安全性再進(jìn)行整體認(rèn)證,能夠有效減少認(rèn)證代價(jià)。

5)智能感知與重構(gòu)。通過(guò)數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)，對(duì)系統(tǒng)感知信息和運(yùn)行規(guī)則進(jìn)行不斷的調(diào)整使其性能達(dá)到最優(yōu)。完成檢測(cè)、定位、跟蹤、識(shí)別、處理等功能對(duì)各任務(wù)模式的匹配，對(duì)出現(xiàn)的故障進(jìn)行快速識(shí)別，實(shí)現(xiàn)電氣系統(tǒng)動(dòng)態(tài)重構(gòu)。

3 分布式協(xié)同電氣系統(tǒng)總體架構(gòu)設(shè)計(jì)

分布式協(xié)同架構(gòu)設(shè)計(jì)本質(zhì)是實(shí)現(xiàn)一個(gè)分布式實(shí)時(shí)運(yùn)算網(wǎng)絡(luò)，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)交互將箭上獨(dú)立的單機(jī)虛擬化為一個(gè)整體，將分布式體系結(jié)構(gòu)的靈活性擴(kuò)展到對(duì)不同功能程序的支持上。在分布式架構(gòu)下，所有功能程序分散運(yùn)行在整個(gè)火箭各部段中，實(shí)時(shí)容錯(cuò)的網(wǎng)絡(luò)將所有模塊相連，協(xié)同組成箭上電氣系統(tǒng)資源。當(dāng)火箭分離時(shí)隨著分離部分功能的完成，對(duì)電氣系統(tǒng)進(jìn)行裁剪，完成任務(wù)重新重構(gòu)分配，工作性能與冗余度保持不變。下面分別從硬件和軟件兩個(gè)方面對(duì)分布式協(xié)同的電氣系統(tǒng)架構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)[5-6]。

3.1 硬件架構(gòu)

分布式協(xié)同的電氣系統(tǒng)硬件采用通用化的設(shè)計(jì)思想，即實(shí)現(xiàn)高適應(yīng)性的通用化硬件平臺(tái)，由信號(hào)預(yù)處理資源、信號(hào)運(yùn)算處理資源、信息控制處理資源以及磁盤存儲(chǔ)冗余陣列四類資源組成，其架構(gòu)如圖1所示。各資源模塊之間通過(guò)虛擬網(wǎng)絡(luò)將分散在不同物理節(jié)點(diǎn)上的虛擬機(jī)資源連接起來(lái)，其采用面向數(shù)據(jù)中心架構(gòu)，中心服務(wù)器負(fù)責(zé)管理與維護(hù)虛擬網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)，通過(guò)IP封裝技術(shù)將虛擬網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)在各節(jié)點(diǎn)之間轉(zhuǎn)發(fā)，從而在復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中建立一條虛擬通道實(shí)現(xiàn)節(jié)點(diǎn)的連通，通過(guò)多網(wǎng)卡的虛擬機(jī)作為路由組件來(lái)搭建虛擬網(wǎng)絡(luò)。系統(tǒng)通過(guò)控制總線進(jìn)行監(jiān)測(cè)和時(shí)序控制，資源模塊內(nèi)部采用全交換方式。應(yīng)用軟件的運(yùn)行可以靈活配置成陣列處理、并行處理、流水處理等不同特點(diǎn)的架構(gòu)。

預(yù)處理資源以FPGA為基礎(chǔ)，由信號(hào)處理單元與交換網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成,高速通信的同時(shí)具有較低的時(shí)延和較強(qiáng)的信號(hào)間同步能力,通過(guò)對(duì)預(yù)處理單元、高速交互網(wǎng)絡(luò)的設(shè)置以及對(duì)軟件模塊的加載,可以完成信號(hào)預(yù)處理功能，包括信號(hào)變頻、信號(hào)均衡處理、信號(hào)波束形成以及高速信號(hào)獲取等預(yù)處理功能。

信號(hào)運(yùn)算處理資源以DSP單元為基礎(chǔ)，構(gòu)成運(yùn)算處理模塊和高速輸入輸出網(wǎng)絡(luò)功能,通過(guò)密集的計(jì)算資源實(shí)現(xiàn)多通道高速率信號(hào)的處理能力,通過(guò)對(duì)運(yùn)算處理模塊和高速輸入輸出網(wǎng)絡(luò)中間件的靈活配置和程序進(jìn)程的動(dòng)態(tài)加載,可實(shí)現(xiàn)箭上控制計(jì)算的功能，包括導(dǎo)航制導(dǎo)、姿態(tài)控制、增壓計(jì)算和利用調(diào)節(jié)等信號(hào)處理功能。

通用信息處理池由負(fù)責(zé)信息控制與處理計(jì)算模塊和數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)組成,完成數(shù)字信息處理和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與轉(zhuǎn)發(fā)的功能,通過(guò)對(duì)計(jì)算資源虛擬化、軟件程序動(dòng)態(tài)加載使計(jì)算平臺(tái)具備綜合計(jì)算功能,具備參數(shù)測(cè)量、數(shù)據(jù)提取、信息融合等信息處理的功能。

存儲(chǔ)陣列由存儲(chǔ)介質(zhì)和冗余介質(zhì)兩部分組成,兩種介質(zhì)組合可實(shí)現(xiàn)可靠且高效的空間訪問(wèn),完成飛行數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)與讀取控制功能。

四類資源池在獨(dú)立運(yùn)行的同時(shí)相互連接，通過(guò)控制總線和高速網(wǎng)絡(luò)相互連接。飛行過(guò)程中，各模塊能自主協(xié)調(diào)完成任務(wù)調(diào)度和分配。從程序運(yùn)行角度來(lái)看，分布式的硬件平臺(tái)被整合為一個(gè)獨(dú)立且完整的資源池。

3.2 軟件架構(gòu)

分布式協(xié)同電氣系統(tǒng)中采用構(gòu)件化的軟件設(shè)計(jì)思想，提高軟件的復(fù)用程度，對(duì)軟件的復(fù)制性、封裝性、透明性、互換性和通用性給出詳細(xì)的設(shè)計(jì)，以功能為單元屏蔽底層與硬件交互的協(xié)議，向用戶開(kāi)放軟件操作的邏輯層。軟件總體架構(gòu)采用分層策略，層與層之間通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)接口進(jìn)行交互，旨在實(shí)現(xiàn)應(yīng)用軟件與硬件的相互隔離。同時(shí)需要對(duì)功能軟件進(jìn)行構(gòu)件化管理，將功能軟件作為可調(diào)度的資源，通過(guò)底層軟件進(jìn)行配置部署、動(dòng)態(tài)加載和功能重構(gòu)，實(shí)現(xiàn)軟件定義一切功能。圖2給出了分布式協(xié)同電氣系統(tǒng)的軟件架構(gòu)。

軟件架構(gòu)可以分為4層，分別是設(shè)備驅(qū)動(dòng)層、操作系統(tǒng)層、功能應(yīng)用層和智慧感知層。設(shè)備驅(qū)動(dòng)層主要由平臺(tái)的系統(tǒng)配置、設(shè)備驅(qū)動(dòng)等與硬件相關(guān)的軟件組成；操作系統(tǒng)層除了完成資源管理、狀態(tài)監(jiān)測(cè)外，還實(shí)現(xiàn)了處理資源的虛擬化，將通過(guò)網(wǎng)絡(luò)連接的多臺(tái)設(shè)備資源進(jìn)行抽象化，為應(yīng)用計(jì)算提供統(tǒng)一的平臺(tái)；功能應(yīng)用層由飛行任務(wù)中的具體功能軟件組成，設(shè)計(jì)時(shí)可以不考慮平臺(tái)的差異；智慧感知層在其他層級(jí)的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)資源配置管理、功能部署和可靠性修復(fù)等功能，對(duì)下層平臺(tái)和功能資源的虛擬化進(jìn)行管理，實(shí)現(xiàn)任務(wù)可感知配置的智能服務(wù)能力。

4 分布式可重構(gòu)運(yùn)行機(jī)制研究

實(shí)現(xiàn)分布式可重構(gòu)的電氣系統(tǒng)平臺(tái)，需要建立高可靠一體化網(wǎng)絡(luò)(見(jiàn)圖3)，在通用化硬件、構(gòu)件化軟件的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)異構(gòu)處理資源的虛擬化，完成智能感知和動(dòng)態(tài)重構(gòu)[7]。分布協(xié)同可以結(jié)合空域和時(shí)域優(yōu)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)各單機(jī)設(shè)備間的互補(bǔ)，形成自組織、自康復(fù)的聯(lián)合體，而高效可靠的運(yùn)行機(jī)制則是實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)重構(gòu)的關(guān)鍵。

圖3 網(wǎng)絡(luò)協(xié)同冗余機(jī)制示意圖Fig.3 Network cooperative redundance mechanism

4.1 一體化互連機(jī)制

高可靠一體化運(yùn)行的基礎(chǔ)是實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的統(tǒng)一互聯(lián)。實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的一體化互連，不僅要獲取網(wǎng)絡(luò)中各單機(jī)的參數(shù)、數(shù)據(jù)，還需要對(duì)其進(jìn)行管理,包括對(duì)網(wǎng)絡(luò)的控制、上網(wǎng)設(shè)備的控制、設(shè)備的健康管理、網(wǎng)絡(luò)軟件的版本管理以及系統(tǒng)運(yùn)行的結(jié)構(gòu)控制等。

網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行機(jī)制如圖4所示。管理控制層運(yùn)行在各分布設(shè)備的協(xié)處理器上，通過(guò)驅(qū)動(dòng)層與功能應(yīng)用交互[8]。驅(qū)動(dòng)層將應(yīng)用的數(shù)據(jù)、指令傳遞給網(wǎng)絡(luò)管理控制層接口，同時(shí)將收到的數(shù)據(jù)傳遞給應(yīng)用。網(wǎng)絡(luò)管理控制層與遠(yuǎn)端設(shè)備進(jìn)行信息交互，將操作結(jié)果提交給驅(qū)動(dòng)層處理。

4.2 分布式處理資源虛擬化

各單機(jī)設(shè)備通過(guò)一體化網(wǎng)絡(luò)連接后，由虛擬化技術(shù)將分散在不同物理位置的設(shè)備抽象化，整合為單個(gè)的計(jì)算資源，以整體計(jì)算能力的形式為應(yīng)用軟件的計(jì)算存儲(chǔ)提供統(tǒng)一的平臺(tái)。通過(guò)虛擬化管理提供一個(gè)電氣系統(tǒng)的管理接口，實(shí)現(xiàn)功能軟件與物理資源的邏輯分離。

實(shí)現(xiàn)虛擬化后，應(yīng)用程序的設(shè)計(jì)與底層硬件分開(kāi)，軟件功能設(shè)計(jì)時(shí)可以不考慮硬件產(chǎn)品的可靠性問(wèn)題，軟件的冗余性由虛擬化管理系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)度，實(shí)現(xiàn)了功能設(shè)計(jì)與可靠性設(shè)計(jì)的分離。計(jì)算進(jìn)程方面,不同的運(yùn)行程序加載到不同的運(yùn)算組,同時(shí)為每個(gè)組配置了一個(gè)根進(jìn)程。在網(wǎng)絡(luò)協(xié)同架構(gòu)下每個(gè)組內(nèi)的計(jì)算進(jìn)程按照分布式的運(yùn)行策略相互共享負(fù)載信息,而各個(gè)組的根進(jìn)程之間則按照集中的策略完成負(fù)載信息的交換。

4.3 智能感知與動(dòng)態(tài)重構(gòu)

分布式協(xié)同平臺(tái)具備了應(yīng)用動(dòng)態(tài)加載的能力，通過(guò)智能監(jiān)測(cè)和診斷算法進(jìn)一步解決功能自適應(yīng)加載，基于新架構(gòu)下數(shù)據(jù)管理模式，對(duì)系統(tǒng)信息和運(yùn)行規(guī)則進(jìn)行不斷的調(diào)整，使系統(tǒng)性能達(dá)到最優(yōu)。同時(shí)，在多任務(wù)并發(fā)、計(jì)算負(fù)載隨時(shí)間變化的條件下，通過(guò)獨(dú)立的任務(wù)調(diào)度實(shí)現(xiàn)負(fù)載的均衡。

在任務(wù)模式自適應(yīng)匹配的基礎(chǔ)上，對(duì)飛行過(guò)程中出現(xiàn)的故障進(jìn)行快速識(shí)別，通過(guò)軟件定義對(duì)系統(tǒng)功能進(jìn)行動(dòng)態(tài)重構(gòu)，使系統(tǒng)可靠性和性能得到保障。如圖3所示，每一個(gè)單機(jī)設(shè)備中，通過(guò)虛擬化運(yùn)行著3條應(yīng)用任務(wù)，假設(shè)設(shè)備M3出現(xiàn)故障時(shí)，M1、M2、M4中運(yùn)行的任務(wù)仍滿足兩度冗余的要求。同時(shí)，通過(guò)在另外一臺(tái)冷備份單機(jī)中重新虛擬化獲得新的M3設(shè)備，完成可靠性的修復(fù)。有效的動(dòng)態(tài)重構(gòu)機(jī)制可以實(shí)現(xiàn)分布式協(xié)同增效的目標(biāo)，在滿足可靠性要求的前提下盡量提高箭上資源的利用率。

5 結(jié)論

運(yùn)載火箭電氣系統(tǒng)正在向綜合化、模塊化和通用化方向快速發(fā)展。電氣總體架構(gòu)的演化是實(shí)際需求與科技進(jìn)步共同推動(dòng)的結(jié)果。本文結(jié)合運(yùn)載火箭電氣系統(tǒng)需求特點(diǎn)提出了分布式協(xié)同的電氣總體架構(gòu)，該架構(gòu)在硬件上支持模塊化集成，軟件上實(shí)現(xiàn)應(yīng)用功能的構(gòu)件化，充分繼承現(xiàn)有架構(gòu)優(yōu)勢(shì)，以應(yīng)用開(kāi)發(fā)與硬件設(shè)計(jì)的解耦為目標(biāo)，基于虛擬化和負(fù)載均衡等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)具有智能感知和動(dòng)態(tài)重構(gòu)功能的一體化電氣系統(tǒng)平臺(tái)。

未來(lái)電氣系統(tǒng)發(fā)展中，需要針對(duì)分布式架構(gòu)中的技術(shù)途徑開(kāi)展更為細(xì)致和深入的研究。研究更為優(yōu)化的信息綜合處理技術(shù)，實(shí)現(xiàn)低功耗、高集成模塊化處理單元；結(jié)合智能技術(shù)開(kāi)發(fā)應(yīng)對(duì)故障的高可靠性算法，研究靈活、可靠的軟件調(diào)度機(jī)制；建立相應(yīng)的軟件接口標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)系統(tǒng)評(píng)估技術(shù)、累計(jì)安全認(rèn)證技術(shù)等進(jìn)行深入的研究。