作者：JOHN MCHALE，STEPHEN SIMI

未來機(jī)載能力環(huán)境（FACE）是由美國海軍航空系統(tǒng)司令部（NAVAIR）和美國陸軍航空和導(dǎo)彈研究、開發(fā)和工程中心（AMRDEC）于2010年發(fā)起的一項(xiàng)政府/行業(yè)/學(xué)術(shù)界倡議，旨在為航空電子應(yīng)用開發(fā)創(chuàng)建標(biāo)準(zhǔn)。FACE 的目標(biāo)是降低創(chuàng)建開放系統(tǒng)應(yīng)用程序所需的成本和時(shí)間，并在多個(gè)平臺(tái)上推廣可重用的應(yīng)用程序。為了促進(jìn)與工業(yè)界和學(xué)術(shù)界的合作，The Open Group 創(chuàng)建了 FACE 聯(lián)盟，目的是開發(fā)、發(fā)布和管理規(guī)范的一致性。除了NAVAIR和陸軍之外，迄今為止，航空電子領(lǐng)域的90多家公司和超過1，175名成員加入了FACE聯(lián)盟。最近，在2016年，空軍研究實(shí)驗(yàn)室（AFRL）正式加入FACE，完善了整個(gè)美國軍事部門的參與。今天，每個(gè)軍事部門在對任何未來能力的建議中都已經(jīng)并將繼續(xù)要求FACE。

FACE 規(guī)范的第一個(gè)版本于 2012 年 1 月發(fā)布。后續(xù)工作解決了 FACE 兼容應(yīng)用程序的托管庫、正確使用 FACE 徽標(biāo)來保護(hù)品牌、將應(yīng)用程序標(biāo)記為符合要求以及允許應(yīng)用程序以通用格式共享數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)模型。自初始版本以來，原始規(guī)范已經(jīng)發(fā)展，因?yàn)閷?shí)現(xiàn)規(guī)范的嘗試需要進(jìn)一步澄清。在其他開放系統(tǒng)計(jì)劃失敗的地方，F(xiàn)ACE對技術(shù)和業(yè)務(wù)流程的關(guān)注已被證明是成功的。

一致性品牌候選申請的首次演示發(fā)生在 NAVAIR 于 2012 年在馬里蘭州所羅門島舉行的面對面技術(shù)信息會(huì)議 （TIM）;最新和最大的美國陸軍主辦的TIM于2016年2月在阿拉巴馬州亨茨維爾舉行。成功完成FACE驗(yàn)證流程的前兩個(gè)FACE應(yīng)用程序于2016年7月公開宣布，并承諾很快將推出許多其他經(jīng)過驗(yàn)證的產(chǎn)品和功能。在2016年5月關(guān)于陸軍無人駕駛飛機(jī)系統(tǒng)（UAS）未來方向的小組討論中，訓(xùn)練和條令司令部（TCM-UAS）無人機(jī)能力經(jīng)理Paul Cravey上校斷言，那些想要在未來環(huán)境中開展業(yè)務(wù)的公司必須了解FACE。

為可重復(fù)使用的 FACE 架構(gòu)尋找歸宿

雖然目的是創(chuàng)建與硬件無關(guān)的FACE應(yīng)用軟件，但在某些時(shí)候，該軟件必須找到一個(gè)家，一個(gè)主機(jī)和目標(biāo)平臺(tái)來飛行。今天的戰(zhàn)斗空間不是統(tǒng)一的，而是由不同的飛機(jī)平臺(tái)組成的，使用各種架構(gòu)和操作系統(tǒng)的配置。遺憾的是，將硬件無關(guān)的軟件移植到具有托管操作系統(tǒng)的主機(jī)體系結(jié)構(gòu)并非易事。

一旦一套飛機(jī)能夠托管FACE開放系統(tǒng)架構(gòu)，那么FACE應(yīng)用程序就可以直接插入。一旦插入，這些應(yīng)用程序功能就可以在以網(wǎng)絡(luò)為中心的戰(zhàn)斗空間中進(jìn)行互操作，從而提高曾經(jīng)是大量不同飛機(jī)的態(tài)勢感知能力。

人臉架構(gòu)討論

圖 1 顯示了 FACE 架構(gòu)在首批經(jīng)過 FACE 驗(yàn)證的應(yīng)用程序之一 - 可重用無線電控制組件 （R2C2） 上對 FACE 架構(gòu)的系統(tǒng)軟件分段，該應(yīng)用程序由 AMRDEC 開發(fā)并托管在開放系統(tǒng) FACE 架構(gòu)上。FACE 體系結(jié)構(gòu)的段包括操作系統(tǒng)、I/O 服務(wù)、特定于平臺(tái)的服務(wù)、傳輸服務(wù)和可移植組件。

圖1：在 FACE 應(yīng)用程序就緒主機(jī)平臺(tái)上運(yùn)行的經(jīng)過 FACE 驗(yàn)證的應(yīng)用程序的體系結(jié)構(gòu)圖。

一個(gè)可以托管FACE架構(gòu)和應(yīng)用程序的原型任務(wù)計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)如圖中的線下方所示，其他外部連接的硬件設(shè)備所在的位置。

啟用該體系結(jié)構(gòu)的前兩個(gè)段是操作系統(tǒng)段 （OSS） 和特定于平臺(tái)的服務(wù)段 （PSSS）。OSS 包括一個(gè)符合 FACE 的操作系統(tǒng)，具有運(yùn)行時(shí)支持、必要的框架和通用的健康監(jiān)測服務(wù)。PSSS提供OSS在計(jì)算機(jī)上運(yùn)行所需的特定設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序，并提供低級別的健康監(jiān)視功能以確保正常運(yùn)行。I/O 服務(wù)段 （IOSS） 提供低級設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序之外的其他功能。就其本身而言，傳輸服務(wù)部門 （TSS） 為體系結(jié)構(gòu)提供了通用數(shù)據(jù)類型和格式、配置、服務(wù)質(zhì)量以及將數(shù)據(jù)從一種格式轉(zhuǎn)換為另一種格式的能力。

R2C2 FACE 應(yīng)用程序駐留在 PSSS 中。圖中的綠線描述了段之間的 FACE 架構(gòu)接口。這些接口是開放系統(tǒng)架構(gòu)的關(guān)鍵，在 FACE 技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)中明確定義。

聽起來很簡單，即插即用與插頭（即應(yīng)用程序）及其接收插座（即架構(gòu)）對齊;兩端必須通過明確定義的標(biāo)準(zhǔn)（如FACE）進(jìn)行接口。FACE 應(yīng)用程序的接口必須與托管硬件處理平臺(tái)的 FACE 體系結(jié)構(gòu)保持一致。接口軟件庫必須同時(shí)編譯，并且兩端都有已知的變量名稱和數(shù)據(jù)類型。如果軟件應(yīng)用程序和架構(gòu)排成一排，一切都很好 - 它亮著。下一步：將軟件移植到另一個(gè)與FACE對齊的架構(gòu)上 - 那里也亮著燈。不久的將來，可重復(fù)使用的FACE功能將集成到不同飛機(jī)和車輛等的戰(zhàn)斗空間中，所有這些都能夠托管FACE架構(gòu)和FACE應(yīng)用程序，并隨時(shí)準(zhǔn)備在最需要的地方提供增強(qiáng)功能。

實(shí)現(xiàn)示例

航空電子設(shè)備即插即用可以通過將開放系統(tǒng)應(yīng)用程序與開放系統(tǒng)架構(gòu)相結(jié)合來實(shí)現(xiàn)。例如，美國陸軍的AMRDEC-SED ［軟件工程理事會(huì)］開發(fā)，成功驗(yàn)證并集成了R2C2，這是一個(gè)FACE平臺(tái)特定服務(wù)（PSS）軟件組件。R2C2是一個(gè)可重復(fù)使用的平臺(tái)便攜式軟件組件，將有助于將（傳統(tǒng)和下一代）軍用無線電系統(tǒng)集成到陸軍航空平臺(tái)上。在之前的 FACE TIM 活動(dòng)中展示了這一點(diǎn);陸軍的FACE驗(yàn)證機(jī)構(gòu)于2016年7月驗(yàn)證了R2C2。與此同時(shí)，波音費(fèi)城公司于7月成功地將R2C2集成到一個(gè)目標(biāo)平臺(tái)上，該平臺(tái)旨在代表未來垂直升降機(jī)（FVL）平臺(tái)上的平臺(tái)。

R2C2被集成到每個(gè)航空平臺(tái)的操作飛行程序（OFP）中，該程序提供了平臺(tái)計(jì)算和無線電設(shè)備之間的接口。R2C2軟件的第一個(gè)增量為AN/ARC-231和AN/ARC-201D無線電提供控制接口。后續(xù)軟件增量正在進(jìn)行中，為未來的機(jī)載網(wǎng)絡(luò)和衛(wèi)星通信無線電設(shè)備增加了控制接口。雖然最初專注于陸軍航空平臺(tái)之間的重用，但添加Link-16功能可以在跨軍事部門的NAVAIR平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)軟件重用。

R2C2軟件實(shí)現(xiàn)通信控制應(yīng)用程序編程接口（API），提供對無線電設(shè)備功能的訪問。API 是一組軟件方法，用于標(biāo)準(zhǔn)化來自主機(jī)平臺(tái)的無線電控制，并用單個(gè)抽象的軟件接口機(jī)制替換單個(gè)無線電的平臺(tái)特定協(xié)議。

下一個(gè)

開放系統(tǒng)應(yīng)用程序和架構(gòu)在降低成本和時(shí)間以創(chuàng)建新應(yīng)用程序所需的成本和時(shí)間方面顯示出巨大的希望，并最終跨多個(gè)不同的平臺(tái)以及最終跨軍事部門推廣可重用的應(yīng)用程序。操作系統(tǒng)和可移植組件應(yīng)用程序的一致性測試正在進(jìn)行中，這將導(dǎo)致用可重復(fù)使用的軟件功能填充FACE注冊表。政府、行業(yè)和學(xué)術(shù)界將繼續(xù)支持Open Group的FACE聯(lián)盟，并為設(shè)計(jì)師和用戶的未來能力制定新的業(yè)務(wù)戰(zhàn)略。

審核編輯：郭婷