多核处理以其高性能得到了广泛的关注。从多核体系架构出发, 分别分析了处理器架构和软件架构, 根据机载应用特点, 集中讨论了同构型多核处理及AMP, SMP和BMP等软件架构。结合研究现状, 针对机载航电系统继承性和增量认证的需求, 选择了商用P5020多核处理器, 配置了基于AMP架构的天脉操作系统, 移植了性能测试用例。测试结果表明, 多核处理系统在一定程度上可以实现倍数性能提升, 能够满足航空电子系统计算密集型功能应用的需求。

针对新一代机载航空电子系统对航空电子网络的应用需求, 分析了机载交换网络的结构特点, 介绍了新一代航空电子网络系统的运行管理方法和航空电子时间敏感网络(ATSN)控制技术特点。通过对ATSN控制技术方案的详细说明, 阐述了面向未来机载系统应用实现新一代机载数据通信交换网络控制的设计思路。

近些年来随着人工智能、信息网络等技术的成熟, 航空电子系统迅速发展, 关于未来航空电子系统如何应用于作战的讨论层出不穷。通过三层面分析法对航空电子系统各种创新活动进行整合, 从而构建面向未来的合理且持续的方法论来研究航空电子系统领域。首先系统梳理了航空电子系统的研究背景和现状, 接着深入剖析了三层面分析法模型, 重点从3个层面详细分析了航空电子系统的应用情况:有人机航电系统效益降低及其原因, 当前航空电子系统的不断改进和两类创新归纳, 未来高度自主的无人机航电主导的设想及其3个推动因素。

综合模块化航空电子(IMA)系统可以在有效提高系统效率的同时减少资源的分配, 但集成工作增加了系统的复杂性, 同时使系统的故障在综合过程中传播到其他系统, 这对系统的安全性也有很大的影响。传统的系统安全分析方法主要依赖于工程经验和个人技能, 存在忽视系统故障状态和误判故障影响的局限性。为了解决该问题, 提出了一种新的综合模块化航空电子系统安全分析方法——模型检测, 使用遍历算法搜索所有系统状态。这种分析过程的使用在实现自动化的同时减少对工程经验的需求。该方法在综合模块化航空电子系统安全分析中的实用性得到验证, 在系统需求规格的基础上给出了分析过程, 利用模型检测工具NuSMV进行安全性分析。该方法能够自动识别出引起顶层事件的最小故障组合, 从而达到传统故障树分析的目的, 最终通过案例分析表明了该方法的实用性。

针对分布式航电系统设计中对资源组织的灵活性需求, 为提升系统资源利用率, 提出了一种基于分布式航电系统的系统管理配置方法, 引入功能组件、服务角色、组件实例、系统管理代理, 定义组件到组件的消息以及系统配置信息表。通过系统管理策略实现组件实例的重启、组件实例的主从备份、组件实例的冷备份, 从而增加系统的任务可靠性。在不更改应用组件功能及接口控制文件(ICD)接口的前提下, 实现分布式航电系统的系统重构。

传统单服务器的分布式存储系统很难满足航空电子系统对实时性的要求,使用云存储技术可以有效提高数据的访问速度。设计了一种适合航空电子系统数据访问特征的云存储方案,用于提高数据访问的实时性。将数据分散地存储在多个服务器上,将任务依据数据存储的特征分解成多个子任务,由子任务并发访问多个服务器,从而提高数据访问的实时性。测试结果表明,多机协同的云存储系统比传统单机工作的存储系统具有更高的访问速度。

航电系统是现代战机的重要组成部分，也是实现任务合成、能力融合和资源综合的重要支撑手段，作战飞机的性能高低与航电系统的效能密切相关。针对目前航电系统效能评价指标体系复杂、人为评估分歧较大等问题，设计了基于小波神经网络法的航电系统效能评估方法，并设计了航电效能评估系统，结合层次分析法(AHP)构建指标体系，最终专家判断打分得出权重并通过小波神经网络对判断值予以修正。与特定能力下航电效能评估相比，该评估系统指标体系更为丰富，同时对指标权重有着良好的修正效果，为航电系统效能评估提供工具原型支持。

随着航空电子系统的发展, ARINC 818成为新一代航空视频传输总线协议标准。针对此标准设计了一种机载高速视频切换系统。介绍了ARINC 818的航空视频传输总线协议标准, 根据该标准对机载高速视频切换系统设计原理进行了阐述, 并详细介绍了每个系统组成部分的设计方案。最后, 搭建硬件测试平台进行测试和验证。系统开发遵循集成化、模块化的设计, 以现场可编程门阵列(FPGA)以及高速交叉开关协议芯片为核心, 设计实现了分辨率为1920×1080@60 Hz, 4.25 Gibit/s链路速率的8路ARINC 818视频输入、24路ARINC 818视频输出的高速视频实时切换输出显示系统。该设计方案已在多个型号中成熟应用, 具有重要的实际应用价值。

针对综合化电子系统硬件模块国产化和小型化后加载方法通用性差的问题,提出了一种基于虚拟并行NOR FLASH技术的嵌入式处理器程序远程加载通用方法。该方法利用板级管理FPGA通过SRIO将远程待加载程序存储到外挂DDR中, 并通过双口RAM和虚拟并行NOR FLASH接口将存储在DDR的程序组织成与并行NOR FLASH数据格式及接口时序完全一样, 从而嵌入式处理器可通过主动并行方式加载远程程序。工程应用实测结果表明, 该方法不仅加载速度快, 而且能在不同嵌入式处理器之间通用。