嵌入式系統(tǒng)在軍事領域中的應用研究

楊雨睛

摘要：隨著時代的進步，市場上的新型微處理器不斷地涌現(xiàn)出來。高新技術(shù)的迅速發(fā)展在國家軍事領域得到了很好的體現(xiàn)。嵌入式系統(tǒng)已經(jīng)滲透到國防的軍事應用中。本文將簡要討論嵌入式系統(tǒng)在軍事中的應用。

關鍵詞：嵌入式系統(tǒng)軍事領域微處理器

引言

衡量一個國家是否成為了強國，最重要的是去看這個國家的國防力量如何。自從改革開放以來，隨著科技水平的不斷提升，武器裝備和軍事演練在軍事領域中占據(jù)著不可動搖的地位。與此同時，嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展也成為了軍事領域上發(fā)展的不可或缺的一部分?！靶萝娛赂锩?，實際上就是一場軍事信息化革命”。目前來說，不管是哪個國家，在軍事領域上都有一致的觀點 利用現(xiàn)有水平的信息技術(shù)實現(xiàn)對武器裝備以及軍事演練上的改造，利用嵌入式系統(tǒng)將武器人工智能化，將作戰(zhàn)系統(tǒng)以及電子導航網(wǎng)絡化。

1嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展歷史

從單片機的出現(xiàn)和發(fā)展再到如今各式各樣的嵌入式微處理器，嵌入式系統(tǒng)領域的發(fā)展已經(jīng)逐步走向成熟。而隨著時代的不斷變遷，嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展又主要分為以下幾個階段：

1.1單片微型計算機階段

第一階段的嵌入式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)相對簡單，正因為是單片機剛開始發(fā)展的捷段，很多因素都沒有考慮完全，因此，它的功能比較單一，處理程序與數(shù)據(jù)的效率較低，內(nèi)核的存儲容量也很少，沒有與用戶進行人機交互的接口。由于這種階段的嵌入式系統(tǒng)比較簡便，并且價格較低，曾得到了高度的推廣使用，但也因為現(xiàn)如今科技的迅速發(fā)展，工業(yè)上執(zhí)行事務的效率要求越來越高，這種嵌入式系統(tǒng)已經(jīng)不能滿足工業(yè)上的基本需求。

1.2微控制器階段

這時出現(xiàn)了簡單的嵌入式操作系統(tǒng)，嵌入式系統(tǒng)來到了微控制階段，并且得到了一定的發(fā)展。這個階段的位處理器是整個嵌入式操作系統(tǒng)的基礎，并且它以嵌入式操作系統(tǒng)為核心，雖然微控制器階段的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)還有點簡單，但正因為此時的CPU可靠性高，CPU的利用率也得到了一定的提升并且功耗很低，具有了一定的兼容擴展性，它的內(nèi)核小并且內(nèi)核的效率高，便主要用來監(jiān)控程序的運行，實現(xiàn)智能化控制能力。但是這個階段的嵌入式操作系統(tǒng)的實時性不高，對用戶需求的響應不及時，于是也逐漸開始不能滿足工業(yè)上的需求。

1.3片上系統(tǒng)階段

由于第二階段的嵌入式操作系統(tǒng)實時性不高，不能及時的處理一些程序與數(shù)據(jù)。因此，經(jīng)過不斷的研發(fā)，嵌入式操作系統(tǒng)的第三階段誕生了。這時的嵌入式操作系統(tǒng)具有較強的實時性，可以及時響應用戶的需求，且具有高模塊化和高擴展性的特點，使該階段能夠在各種各樣的微處理器上被運行。除此之外，片上系統(tǒng)階段還提供了大量的程序接口，具備了很多軟件開發(fā)的基本功能，從而使開發(fā)人員的應用程序開發(fā)過程中變得更加簡便。

1.4以Internet為標志的嵌入式系統(tǒng)階段

隨著信息時代一步一步地到來，嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展來到了水深火熱的階段，此時的嵌入式系統(tǒng)在市場上應用廣泛，并且深受開發(fā)人員的喜愛，這對嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展帶來了很大的機會。與此同時，這個階段的發(fā)展也對嵌入式系統(tǒng)的廠商提出了其他的挑戰(zhàn)就目前而言，嵌入式系統(tǒng)網(wǎng)絡化主要表現(xiàn)在兩個方面，其一是嵌入式處理器集成了網(wǎng)絡接口，其二則是嵌入式系統(tǒng)的設備應用于當前的網(wǎng)絡環(huán)境之中。

2嵌入式系統(tǒng)的組成部分

2.1簡介

嵌入式系統(tǒng)一般是由嵌入式計算機系統(tǒng)和執(zhí)行裝置組成，而嵌入式計算機系統(tǒng)一般又是由三個部分

硬件層、軟件層、中間層組成。嵌入式系統(tǒng)是面向用戶、產(chǎn)品以及應用的，它具有很強的專用性。它是將計算機技術(shù)和電子信息技術(shù)等各個行業(yè)結(jié)合在一起的產(chǎn)物，且它還是一個需要不斷進行創(chuàng)新的集成系統(tǒng)。

2.2硬件層

硬件層中包括了嵌入式微處理器、嵌入式存儲器以及通用的I/O接口和設備。而嵌入式微處理器則是硬件層中的核心部分，負責處理軟件程序和接受外部設備信號。除此之外，嵌入式微處理器采用了馮諾依曼結(jié)構(gòu)和哈佛結(jié)構(gòu)，使得該處理器具有很高的可靠性，能夠使整個嵌入式系統(tǒng)保持一定的穩(wěn)定性。

2.3中間層

中間層是一個承上啟下的層次，它的主要作用在于將硬件層和軟件層分隔開，讓系統(tǒng)底部的驅(qū)動能夠和硬件無關聯(lián)，同時也方便了開發(fā)人員，在開發(fā)人員進行編程時不必考慮到硬件的影響。

2.4軟件層

嵌入式系統(tǒng)中的軟件層包括了系統(tǒng)軟件層和應用軟件層，而系統(tǒng)軟件層中又包括RTOS以及文件系統(tǒng)等模塊。RTOS具有強大的實時性，可以及時的響應用戶的需求。在軍事領域中，RTOS的應用十分廣泛，比如導彈的精準定位等，都用到了嵌入式系統(tǒng)中的RTOS實時操作系統(tǒng)。

3嵌入式系統(tǒng)在軍事上的應用

3.1軍事領域應用中的前景

“科技強軍”是我國部隊現(xiàn)如今發(fā)展的一大追求。作為一支優(yōu)秀的人民軍隊，如何利用現(xiàn)如今的高科技技術(shù)去縮小與發(fā)達的資本主義國家的差距，應用嵌入式系統(tǒng)實現(xiàn)部隊軍事領域中的智能化成為了當今的一大重題，依靠科技的發(fā)展增強國家軍事能力，全面提升軍隊中科技方面的建設。下面我會簡述嵌入式系統(tǒng)在軍隊裝備變革中的應田

3.2彈藥攻擊目標精準化

為了提高射擊精準度，減少戰(zhàn)場上的誤傷，歐洲研發(fā)出了一種嵌入式彈藥，又稱作CTA埋頭彈，并在戰(zhàn)場上投入了廣泛使用。它的體積小并且不需要彈鏈因此節(jié)省了彈藥的存儲空間并且正因其體積小，因此提高了常規(guī)彈藥的射程，同時也提高了自身的性能。采用精確的嵌入式彈藥可以以最小的成本來精確的摧毀目標，降低了戰(zhàn)爭對經(jīng)濟上的負面影響。

3.3武器裝備人工智能化

將武器裝備人工智能化，就是將嵌入式系統(tǒng)應用與彈頭上，使導彈具有智能的行為。比如導彈的自動識別系統(tǒng)，便是將嵌入式智能技術(shù)嵌在導彈頭上，當有緊急危險來臨時，導彈會向目標進行發(fā)射，在發(fā)射的過程中，導彈會自動鎖定目標，發(fā)出判定以及是否向目標進行攻擊。

除了導彈可以進行智能化以外，也可以將嵌入式系統(tǒng)應用在一些重大的防御系統(tǒng)上，當導彈等重大威脅來臨時，可以將威脅攔截下來，以維護國家的安全。

3.4作戰(zhàn)系統(tǒng)無人化

無人化作戰(zhàn)系統(tǒng)是一種具有智能的、自主的機械裝置，是一種機械設備與電子傳感設備以及嵌入式系統(tǒng)相結(jié)合的機器。無人化作戰(zhàn)平臺指的是無人操縱系統(tǒng)，根據(jù)預編程序自主作業(yè)的一種具有攻擊性或防御性的平臺，通常有無人機、無人駕駛車等。在軍事領域中，無人機便是在此系統(tǒng)中運用最廣泛的一部分。無人機是一種沒有飛行員操縱，完全由動力驅(qū)動并且可以反復使用的航空器，它通常用來執(zhí)行一些危險乏味并且具有惡劣環(huán)境情況下的一些特殊任務，這些任務包括高中偵查、目標鎖定和激光排照、導彈攔截等。

3.5作戰(zhàn)指揮控制自動化

隨著信息技術(shù)不斷提高的過程中，指揮自動化系統(tǒng)早已從簡單的指揮作戰(zhàn)擴展出了更多的部署。當軍隊在進行軍事演習中，指揮控制自動化系統(tǒng)就是軍隊的“靈魂”，通常有偵察情況、電子信息對抗以及輔助決策等，對于指揮控制自動化的系統(tǒng)已經(jīng)覆蓋住了整個演習。在大量的數(shù)據(jù)中，各種各樣具有高效數(shù)據(jù)處理能力的嵌入式系統(tǒng)平臺成為了一種輔助工具。

4總結(jié)

正因為軍隊對軍事演練實戰(zhàn)化的要求越來越高，對武器裝備和實戰(zhàn)模擬設備的功能完整性、便攜性以及安全性的要求也越來越高。而現(xiàn)如今的嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展越來越火熱，應用的范圍也較為成熟，完全能夠滿足軍事演練實戰(zhàn)化的需求。嵌入式系統(tǒng)與其他的計算機系統(tǒng)不同，正因為它的優(yōu)點很多，因此它成為了未來軍事發(fā)展的核心。

參考文獻

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