擎起航空計算機自主創新旗幟

趙平安 王泉 許少尉

計算所以航空計算機核心基礎軟硬件和關鍵元器件自主創新發展為目標，持續精耕自主知識產權操作系統和關鍵基礎元器件的研發、驗證和應用推廣，取得了系列威果。

2020年，航空工業為進一步加快落實創新驅動發展戰略提出：大力構建開放創新體系，瞄準航空科技前沿，突出提升創新能力，努力實現關鍵核心技術的自主創新，牢牢把握航空技術發展的主動權。航空工業計算所以航空計算機核心基礎軟硬件和關鍵元器件自主創新發展為目標，持續精耕自主知識產權操作系統和關鍵基礎元器件的研發、驗證和應用推廣，取得了系列成果。

鑄魂：精耕天脈操作系統

2020年9月，天脈操作系統團隊經過長期的技術攻關和多輪次技術驗證、迭代，成功突破了多核操作系統關鍵技術，完成天脈操作系統對國產多核處理器的深度適配驗證，形成了支持機載領域單應用場景與多應用場景的天脈多核操作系統（天脈3）及其開發環境，實現了天脈操作系統系列的能力跨代升級，已在多家用戶單位成功進行應用驗證，用戶反饋使用體驗良好。

信息時代，操作系統是信息化裝備的核心和基礎，是裝備的靈魂。操作系統能夠管理計算機系統的硬件、軟件及數據資源，控制程序運行，讓計算機系統所有資源最大效率地發揮作用，為其他信息應用提供支持。多年來，操作系統核心技術一直掌握在國外少數幾家公司手中。在智能化條件下，操作系統已成為裝備的運行控制、機械電子控制、任務控制等系統的核心和基礎，操作系統在某種程度上決定著裝備安全、使命任務的完成。只有實現全自主研制和發展，才能避免可能出現的嚴重后果。

計算所以航空裝備需求為牽引，主動成立研發團隊，肩負起研制國產嵌入式實時操作系統的國家使命。2014年7月，經過12年的持續攻堅，天脈操作系統在經歷了國家級軟件測評中心的定型測評、主機所的地面綜合試驗、國家試飛機構的飛行試驗和用戶試用等嚴格的測試驗證后順利定型，成為我國首個完成軟件裝備定型的高安全嵌入式實時操作系統。2016年11月，天脈操作系統入選工信部和國防科工局《軍用技術轉民用推廣目錄（2016年度）》重點推薦項目，可直接或經適應性開發后應用在民用領域。2017年11月，天脈操作系統榮獲中國國際工業博覽會金獎，技術水平得到國際工業界認可。2018年12月，天脈操作系統入選第一批陜西省軍民融合重點產品。2019年，天脈操作系統獲“2019年中國先進技術轉化應用大賽”銀獎。當前，天脈操作系統已在數十個飛機中得到規模性應用，有力地保障了裝備的自主、安全。

天脈操作系統是航空人的精神血脈、靈魂心脈外化而凝聚出的結晶。熟悉計算所的人都會說： “計算所有著優秀的文化基因，他們的科研團隊有著特別能吃苦、特別能戰斗的優秀品質。”面對航空裝備的需求，計算所勇于挑戰，自力更生，敢打硬仗，用自己扎實的行動實現了“機載操作系統自主研制、自主發展”的夢想，完美詮釋了“航空報國航空強國”的莊嚴承諾，給黨和國家交上了一份滿意的答卷。

創“芯”：研發關鍵元器件

7月10日，計算所翔騰公司基于全自主知識產權GPU芯片開發的全國產化圖形顯示卡，成功應用在民機座艙顯示系統，系統穩定、流暢地運行了典型機載顯示畫面，標志著該芯片面向機載系統試用邁出關鍵一步。

芯片是信息技術產業的核心，是支撐經濟社會發展和保障國家安全的戰略性、基礎性和先導性產業。計算所針對航空裝備研制需求，以及國家發展戰略，持續開展機載總線網絡、核心處理、離散量輸入輸出接口、傳感器信號調理四大應用領域核心芯片關鍵技術探索，經過近20年的不懈努力，先后研制成功了多款航空關鍵ASIC、SoC，覆蓋了AFDX、FC等多種機載系統總線網絡、高性能處理等領域，設計規模達到千萬門級，技術在國內軍工領域處于領先地位。2015年8月，集成電路與微系統設計航空科技重點實驗室在計算所揭牌。該實驗室是我國航空領域唯一一家從事集成電路與微系統研究的實驗室，承擔著“探索未來面向機載領域應用需求的微系統及核心集成電路前沿技術，不斷夯實技術基礎，建立關鍵技術體系，提升創新能力”的重任，推動我國航空集成電路與微系統設計技術的發展。“十三五”期間，計算所完成了26款芯片的研制，為航空裝備自主發展提供了強有力的支持。

強基：統籌元器件選用與驗證

2016年12月，航空裝備元器件管理與應用驗證中心（機載）（以下簡稱元器件中心）成立，計算所作為主要牽頭單位負責機載元器件的應用驗證和相關技術工作。面對建設自主設計體系的緊迫需求，元器件中心組織成立了以元器件專家和產品設計專家為核心的自主設計技術攻關團隊，開展自主設計體系的探索建設工作。

專家團隊群策群力，對計算所數十年工程實踐積累的設計數據和驗證經驗進行了梳理分析，開創性建立了元器件成熟度評估標準、替代設計層級、應用驗證矩陣等自主設計理論，并形成標準文件用于指導自主設計工作;結合航空裝備元器件的具體特點，制訂了航空元器件分類標準。諸多標準和指南文件的形成，為自主設計體系建設奠定了基礎。為保證自主設計體系切實落地，專家團隊輾轉奔波、溝通協調設計需求，分析經驗數據，走訪廠家，整理形成元器件對比分析報告，充分驗證了自主設計體系的科學性和可實施性。

雄關漫道真如鐵，而今邁步從頭越。航空裝備發展正站在歷史的岔路口，歷史和現實在不斷告誡我們，航空強國的征程中，唯有堅持自主創新，真正掌握核心基礎關鍵技術，堅持自主設計和自主研發，才能不受制于人。面對全新的“十四五”，計算所將勇攀技術珠峰，為航空裝備自主發展而努力奮斗。

（作者單位：航空工業計算所）