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1  前言

    現(xiàn)代武器裝備的信息化、智能化無不與武器裝備系統(tǒng)具有某些計算機的功能相關(guān)聯(lián)。但是，在第二次世界大戰(zhàn)之后的相當長的一段時間里，武器裝備和計算機大多是“各行其是、自行系統(tǒng)”。電子數(shù)字計算機誕生于1946年，在其后漫長的歷史進程中，計算機始終是安置在特殊的機房中，實現(xiàn)數(shù)值計算的大型昂貴設(shè)備。直到20世紀70年代，微處理器的出現(xiàn)，計算機才出現(xiàn)了歷史性的變化，計算機開始出現(xiàn)兩種不同的發(fā)展方向：(1) 以微處理器為核心的微型計算機以其小型、價廉、高可靠性特點，迅速走出機房；基于高速數(shù)值解算能力的微型機，表現(xiàn)出的智能化水平引起了控制專業(yè)人士的興趣，要求將微型機嵌入到一個對象體系中，實現(xiàn)對象體系的智能化控制。(2) 要求高速、海量的數(shù)值計算的通用計算機系統(tǒng)，技術(shù)發(fā)展方向是總線速度的無限提升，存儲容量的無限擴大。隨著計算機技術(shù)和產(chǎn)品對各個行業(yè)的廣泛滲透，以“應用為中心”的分類方法變得更為切合實際和科學合理，也就是說按計算機的嵌入式應用和非嵌入式應用將其分為嵌入式計算機和通用計算機。換言之，始于微型機時代的應用，造就了嵌入式計算機。嵌入式計算機通常由嵌入式微處理器，相關(guān)的硬件支持設(shè)備以及嵌入式軟件系統(tǒng)等3個部件組成。其中，微處理器是嵌入式系統(tǒng)的核心部件，其它硬件還包括內(nèi)部總線、接口以及外部總線。

    同時武器裝備和計算機系統(tǒng)越來越緊密地融合在一起。換句話說，就是計算機系統(tǒng)緊緊地“嵌入”到武器裝備里面去了。由此人們斷言：武器裝備已經(jīng)進入“嵌入式”時代了！特別是美軍更是在嵌入式技術(shù)的研究和應用方面走在各國軍隊的前面，本文對此做了一個概要的闡述。

2 “需求牽引、技術(shù)推動”促使計算機技術(shù)兩極分化

    電子計算機出現(xiàn)以來，人們傳統(tǒng)的分類方法是按照計算機的體系結(jié)構(gòu)、運算速度、結(jié)構(gòu)規(guī)模、適用領(lǐng)域，將計算機劃分為大型計算機、中型計算機、小型計算機和微計算機。這種分類方法沿襲了大約40多年。近些年來，隨著半導體技術(shù)、微電子技術(shù)和計算機技術(shù)的快速發(fā)展，情況已經(jīng)發(fā)生了根本性的變化，例如在70年代末定義的微計算機基礎(chǔ)之上，演變和發(fā)展出來的個人計算機(PC)，如今已經(jīng)占據(jù)了全球計算機工業(yè)90 %的市場，其處理速度也超過了以往大、中型計算機的處理速度。

    武器裝備系統(tǒng)里面使用的計算機系統(tǒng)出現(xiàn)了軍用嵌入式計算機和軍用通用計算機的分類方法。軍用嵌入式計算機就是指以插件或芯片形式嵌入到武器裝備或武器裝備系統(tǒng)的內(nèi)部，智能地完成武器系統(tǒng)功能的專用計算機。這類計算機通常以芯片、模板組件或控制器等形式埋藏于武器內(nèi)部，以機箱形式表現(xiàn)出來，執(zhí)行一種或多種特定任務，具有體積小、重量輕、功耗低、適應工作環(huán)境能力強、實時性強、可靠性高等特點，主要用于武器控制，指揮控制和通信系統(tǒng)，仿真等作戰(zhàn)與保障系統(tǒng)中。一方面是作戰(zhàn)需要武器裝備更精確、更可靠、更聰明，因而需要將計算機的功能更多地“嵌入”到武器裝備里面去，使武器裝備更加智能化；另一方面則是技術(shù)的發(fā)展已經(jīng)能夠讓計算機更小型、更輕型、更方便地“嵌入”到武器裝備里面去。換句話說，“需求牽引、技術(shù)推動”促使計算機技術(shù)產(chǎn)生兩極分化，其中一支則出現(xiàn)了從“自成系統(tǒng)，各自為戰(zhàn)”到“嵌為一體，緊密融合”的情況。

3  軍用嵌入式系統(tǒng)的廣泛應用

    嵌入式計算機系統(tǒng)，最早出現(xiàn)在20世紀60年代的武器控制系統(tǒng)之中，后來逐步用于軍事指揮控制和通信系統(tǒng)，現(xiàn)在則廣泛地用于軍民兩用的機電一體化產(chǎn)品和工業(yè)自動化控制系統(tǒng)中，嵌入式系統(tǒng)主要用于各種信號處理與控制。用于軍用各種武器控制（從火炮控制、導彈控制、智能炸彈到制導引爆裝置等）、坦克、艦艇、轟炸機等陸海空三軍的各種軍用電子裝備，雷達、電子對抗等軍事通信裝備，野戰(zhàn)指揮作戰(zhàn)用的各種專用設(shè)備等。軍用嵌入式系統(tǒng)在第一次海灣戰(zhàn)爭到最近的阿富汗戰(zhàn)爭和伊拉克戰(zhàn)爭中都有廣泛地應用。

    目前，嵌入式計算機系統(tǒng)已在國防、國民經(jīng)濟及社會生活各領(lǐng)域普及應用，用于企業(yè)、軍隊、辦公室、實驗室以及個人家庭等各種場所。以下舉出若干“嵌入式”系統(tǒng)在軍事領(lǐng)域里面應用的例子來說明軍用“嵌入式”系統(tǒng)的廣泛應用：

(1)   嵌入式低價格慣性導航系統(tǒng)(Embedded low cost inertial navigation system，INS)
INS使用慣性測量部件(IMU)、數(shù)字羅盤、GPS和嵌入式計算機系統(tǒng)。INS能夠連續(xù)估計作戰(zhàn)平臺的位置與方向。傳統(tǒng)與典型的IMU是十分昂貴的系統(tǒng)，然而，如果INS采用低價格的組件，則低的價格帶來低的性能，這就是慣性導航系統(tǒng)常常必須包括GPS、羅盤與卡曼濾波器的主要原因。然而，發(fā)展中的嵌入式系統(tǒng)則是將導航的重大綜合體融合在一起。結(jié)果是呈現(xiàn)出整個系統(tǒng)具有突出的工作優(yōu)點和多面性的應用，而且價格十分便宜。

(2)   美國陸軍作戰(zhàn)指揮系統(tǒng)中的“21世紀”旅及旅以下戰(zhàn)斗指揮系統(tǒng)(Force XXI Battle Command Brigade-and-Below，F(xiàn)BCB2)

    該系統(tǒng)將給從旅到旅以下最低級別的戰(zhàn)術(shù)單位（班）提供戰(zhàn)場態(tài)勢和指揮控制。該系統(tǒng)主要包括5個部分：特種用途的嵌入式計算機系統(tǒng)、數(shù)字化部隊指揮軟件系統(tǒng)、“嵌入式”位置定位導航裝置(Embedded Position-Navigation，POSNAV)和報告系統(tǒng)、全球通信系統(tǒng)接口和數(shù)字化部隊戰(zhàn)斗識別環(huán)境。

    此外，還有一種“改良的數(shù)據(jù)調(diào)制解調(diào)器”(Improved Data Modem，IDM)。該裝置主要用于通信和目標系統(tǒng)里面。IDM在陸海空三軍裝置中都有應用。典型的應用是將其嵌入到陸軍21世紀部隊旅及旅以下系統(tǒng)的軟件里面去。

(3)   武器試驗數(shù)據(jù)采集與實時處理系統(tǒng)

    軍隊靶場承擔著三軍各種新型武器系統(tǒng)的試驗與評估任務，目的是為了檢驗新型武器系統(tǒng)或裝備的設(shè)計性能指標是否達到預期的設(shè)計要求。衡量武器裝備的性能指標能否達到要求，而使用試驗數(shù)據(jù)給予證明。試驗數(shù)據(jù)采集設(shè)備的任務就是要完成對被試品輸入輸出參數(shù)和部分中間運算結(jié)果的采集。為了實現(xiàn)武器裝備系統(tǒng)試驗數(shù)據(jù)的實時采集和實時處理，艦載武器系統(tǒng)試驗數(shù)據(jù)采集與實時處理系統(tǒng)的軟、硬件均可以采用嵌入式技術(shù)。

    據(jù)報道，我國的研祥智能科技股份有限公司曾運用其嵌入式產(chǎn)品“EVOC