隨著無人駕駛飛機、卡車和船只等應(yīng)用日益提升,,過去專用于軍事電子領(lǐng)域的技術(shù)也逐漸拓展其應(yīng)用范圍,。
在某些情況下,軍用移動系統(tǒng)的復(fù)雜性甚至不如智能手機,,電子書閱讀器和平板電腦,。截至目前,軍用移動裝置仍未采用多核處理器或強韌的虛擬化軟件,,事實上,,這類應(yīng)用才剛開始建立開放式的應(yīng)用平臺,。然而,這類應(yīng)用卻也推動了軟件定義無線電(SDR)和傳感器技術(shù)的發(fā)展,。
據(jù)2010年10月向美國國會提交的報告,,美軍總共使用了超過10種的無人駕駛飛機。報告指出,,在許多軍事記錄中,僅在2009年,,就至少有6,000架的無人駕駛飛機飛行了超過N45萬小時,。
到2015年,美國國防部預(yù)測,,僅美國就將會有105個據(jù)點配備197組無人駕駛車輛,,較去年成35%。這個數(shù)字甚至并未將非軍方政府機構(gòu)如美國聯(lián)邦航空管理局(FAA),、美國太空總署(NASA),、國土安全局和其他單位計算在內(nèi),因為采用無人駕駛車僅處于剛起步階段,,但未來預(yù)計將有愈來愈多單位開始采用各種用途的無人駕駛飛機,。
此外,在地面上,,安裝于智能高速公路上的智能交通系統(tǒng),,多年來也一直扮演著引導(dǎo)消費者汽車的角色。
事實上,,業(yè)界一直對無人駕駛車相當(dāng)感興趣──谷歌也正致力于開發(fā)自動駕駛車,。
一份報告指出,2009~2013年,,軍用無人駕駛飛機的預(yù)算為150億美元,。然而,紐約時報卻指稱,,僅美國海軍便計劃斥資120億美元在《Global Hawk》無人偵察機上──估計每臺偵察機的成本將達2.18億美元,。這對像General Atomics公司、Northrop Grumman Corp.,、Raytheon Co.和其他無人機制造商無疑是一大利多,。
這些無人駕駛裝置往往搭載了各種先進的傳感和可即時處理的數(shù)據(jù),以大幅減少與地面站進行通訊的需求,。
飛思卡爾半導(dǎo)體公司的航空暨國防部門行銷經(jīng)理Glenn Beck指出,,隨著汽車使用越來越多的傳感器,它們的處理需求也水漲船高,。目前這些車輛仍未使用多核處理器,,主要是使用32位芯片,。但未來,這些應(yīng)用必然會采用多核和64位芯片,。
開始虛擬化
第一代可大略在飛機上實現(xiàn)虛擬化的軟件,,才剛剛藉由一個名為653專案的計劃展開,該計劃致力于統(tǒng)整分離的波音777系統(tǒng),。Honeywell Inc. 為波音專案提供的飛機信息管理(AIM)系統(tǒng)被定義為開放式系統(tǒng),。它能讓多達17個競爭的供應(yīng)商在一個飛思卡爾處理器上共享時間切割段(time-sliced segments),將多個箱(boxes)整合起來,,這在航空業(yè)是史無前例的做法,。
653專案“可為波音節(jié)省數(shù)十億美元的維修費用,因為他們不需要改造個別的硬件部份,,以及在平臺每次有所改變時便重新測試,,”Wind River公司航太暨國防業(yè)務(wù)資深總監(jiān)Chip Downing說。”Wind River VxWorks 653平臺提供了基本的任務(wù)隔離功能,。
軍用電子設(shè)備的規(guī)劃人員希望從653專案獲得為無人駕駛飛機建構(gòu)開放式軍事平臺的經(jīng)驗,。其主要目標(biāo)之一,是能讓更多業(yè)者參與建構(gòu)無人駕駛車的硬件模組或軟件應(yīng)用程序,。
另一個目標(biāo)是建立一種能夠普及的便攜式地面站,,這種地面站可以控制多種類型的無人駕駛飛機,降低成本和復(fù)雜性,。最初的版本可能適用在拖車甚至背包中,,最終甚至于有可能微型化到像平板裝置或智能手機的超小尺寸。
一個由美國國防部贊助的共同標(biāo)準(zhǔn)──無人控制段工作小組(Unmanned Control Segment Working Group),,已經(jīng)發(fā)布1.0版的軟件平臺,,且預(yù)期很快就能對國防承包商推出2.0版。Northrop Grumman公司才剛從美國海軍獲得330萬美元,,用于參與此一計劃,。
飛思卡爾的Beck表示,采用開放式平臺也意味著需要多多層次的安全性,。他指出,,“我們已經(jīng)為此做了很多工作,我們在處理器內(nèi)部建立了可靠性系統(tǒng),,使用安全開機,、域分離(domain separation)和篡改檢測等。”
Wind River的源代碼可確保應(yīng)用程序僅依照設(shè)定的時間分享段來存取處理器,。“這讓系統(tǒng)更加安全,,因為沒有應(yīng)用程序可以接管整個系統(tǒng),這可稱之為一種最早期的軍事虛擬化,,”Downing說,。
其他的無線技術(shù)
就無線技術(shù)的開發(fā)而言,,軍隊一直處于最前線的位置。
10年前,,美國軍方提出了超寬頻應(yīng)用,。今天,無人駕駛飛機的設(shè)計師們在感知和軟件定義無線電等領(lǐng)域中仍處于領(lǐng)先地位,,這些技術(shù)能調(diào)查可用頻譜,,并巧妙地運用開放間隙(open gap)來避免檢測和干擾。
“這些技術(shù)依不同應(yīng)用目標(biāo)被部署在不同領(lǐng)域,,例如可為飛行器和地面站之間實現(xiàn)更可靠的連接,,”嵌入式主板制造商Pentek Inc.副總裁Rodger Hosking說。
智能無線電通常會用高性能FPGA來制造,,以輔助一個監(jiān)控微處理器。
通常會使用12位,、3.6GHz的ADC和16位,、1.25GHz的DAC元件,Hosking說,。“由于更高速的通訊路徑和更多頻寬,,因此我們也需要更快速的ADC和DAC,”他表示,。
飛思卡爾無線業(yè)務(wù)開發(fā)部經(jīng)理Jon Adams指出,,他知道,一些無人駕駛飛機在3.1~10.6GHz的頻率運作,,但軍事系統(tǒng)并不被FCC約束,,因此他們一般都使用極大量頻譜。
無人駕駛飛機還推動了60GHz網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展──該技術(shù)最近才在消費市場嶄露頭角,。Adams解釋道,,某些飛機前端的相位陣列雷達會形成多個波束,以建構(gòu)出能與其他飛機的安全寬頻連接網(wǎng)絡(luò),。