DSO―军用装备软件开发新方法

在国防与电子领域之间有许多交叉。不论从国家的政策导向还是活跃的股市都可以发现，国防工业的表现越来越活跃。这也说明，国防军工市场与民营市场的相互融合已经成为一种明显的趋势，国防企业参与民营市场以及民营企业参与国防市场竞争，将会同时给两种市场和两类企业带来大量的市场机会。不论是原本处在国防军工系统，还是处在民用电子行业，要想抓住新形势所带来的新机遇，就应该在技术上做好充分的准备。

业界权威人士认为，电子技术和网络的发展对航空与国防设备的主要影响将会体现在三个方面：

首先，微处理器的性能越来越高，从而使国防军工设备拥有更加复杂、精密的功能，而这些功能的实现也更加依赖其中的软件。在很多情况下，甚至有可能不对设备硬件作任何改变，仅仅通过国防军工设备软件的更新，就可以使得原有设备的功能不断增强。

其次，连网能力将成为军工设备的必备功能。例如，一个战区、一架战斗机、一辆坦克等，不论是内部各装配部件，还是整体运作环境，都是依赖电子信息网络作为平台。四面八方、甚至几千公里以外的军事指挥官都可以通过网络随时掌握战斗前沿的情况，更不用说，军事装备的管理维护也将大量通过网络来实现。

第三，安全性、可靠性问题将会更加突出。军用装备的安全性、可靠性从来就是一个不容半点忽视的问题，只是在高度自动化、网络化的情况下，这方面的挑战更为严峻了。特别是在网络环境中，可能遭遇的意外状况、特别是敌方的攻击破坏的威胁更多、更复杂了。

航空与国防市场面临的最大挑战是每种应用的多样性和完全满足需求的难度。例如，美国军用航空业需要在系统部署的所有软件中完全满足100％的FAA RTCA DO-178B认证标准。在无线应用软件方面，需要完全遵循软件通信架构(SCA)2.2.2标准(POSIX的一个子集)。在安全系统中，需要达到相应的由信息技术安全性评估国际通用标准所定义的评估保障级别(EAL)。相应地，软件提供商就需要具备广泛的产品深度和广度，从而为军工行业不断提供广泛的解决方案系列。

传统软件开发方法已经落伍

相对于军事设备的网络化和功能上的复杂化，传统的嵌入式软件开发方式无法满足新的需求。

Yankee Group评估报告指出，设备软件开发的低效率和时间浪费占去了整个产品生命周期成本的30％。而且，由此带来的项目时间拖延将会产生更大的麻烦和潜在的成本。从军工设备的演进趋势可以发现，在这类产品从开发、使用到维护保养这个完整的生命周期之中，软件即将成为关键的制约因素，而降低设备软件开发的成本与复杂度是其中最大的挑战，因为军事装备功能复杂度将会主要反映为软件复杂度的提高，因而使这类设备的开发成本和时间急剧增加，常常达到人们难以接受的程度。为了应对这个挑战，军事装备制造商需要进行一场软件现代化的变革，改善和提高设备软件开发工具、方法和部署策略，从而简化设备软件设计的复杂度。

在军用设备的开发与部署过程中，导致软件复杂度增加的主要原因有三个：第一，传统的设备软件开发基本上都是以设备为项目来安排。也就是说，每一个新设备的软件开发几乎都是从头做起，以往的软件开发成果很少有机会在新的设备软件中发挥作用；第二，网络化已经是军用装备中一种必不可少的基础功能，而军用装备制造厂商们仍然必须投入大量人力、时间和金钱来开发这些基础软件，因而影响了他们在核心竞争力方面的资源投入。第三，大量自编软件必然伴随着非标准化的开发规范、只能使用一次的开发工具以及僵化的技术方法，这就给技术创新带来了极大的阻力。

总之，在传统嵌入式软件中只能一次性发挥作用的设计与部署方法非常不利于后续的系统集成，文档也常常不够完备，可扩充性和可重用性都不尽人意，因此很难适应当今世界的技术发展和市场环境。

DSO方法提升军用软件开发效率

对于军事装备制造商来说，在软件开发与部署方面显然需要一场根本的变革。面向嵌入式软件工程师个人使用的开发工具必将被面向整个企业和软件开发团队的集成化、优化的平台所取代。军事装备厂商应当采用关键任务中间件和标准化的平台方法，通过提高软件部件的重复使用率，把设备软件的开发、部署和维护提升到一个全新的水平。

无论是在复杂度和成本方面，还是软件质量和性能方面，新的软件开发方法和工具都越来越成熟，从而可以帮助军事装备厂商在设备软件开人员、流程和技术等方面得到全面的提升。如今，这种新的综合性方法已经有了一个十分贴切的名称――DSO(Device SoftwareOptimization，设备软件优化)。

DSO方法以优化设备软件的开发流程为目标，继承和发展了过去25年来企业网络化和分布式计算领域逐渐积累起来的策略、方法和最佳实践。YankeeGroup分析师指出，设备软件生命周期的发展趋势正在走向集成化、构件化、可重用、标准化、开源以及开发技能的归一化。电子产品制造商和软件工具提供商必须寻求开放、集成化并且基于行业标准的方法，才能适应新兴市场的要求。由于广泛而深入地吸收过去20多年整个嵌入式软件产业的经验，DSO可以更好地保证设备软件的质量和开发效率。DSO方法的核心意义在于把过去多年的经验归纳为起来，在整个产品开发项目生命周期中实现开发工具和流程的标准化，采用集成化的开发和运行时环境，同时吸收和利用开放源代码社区产生的代码、工具和协议，从而减少了对私有技术的依赖，并且以工程项目和市场需求为依据，对开发人员和活动进行灵活有效的管理。

在今后的三年内，在传统的嵌入式以及实时软件市场，也就是今后的DSO市场，竞争的主要焦点将会集中在软件的设计、开发、测试和布署等四个不同的阶段。作为医疗设备制造商来说，要想有效地加快自己产品的上市速度，就必须及早引入DSO工具、方法和流程，选择以软件开发者为中心的DSO开发工具。而且，通过成功地引入DSO，将会显著地降低自己的产品在整个生命周期里的成本，从而提高自己的市场竞争力。

面向军用装备的软件开发平台

在航空航天与国防设备领域，Wind River的软件被广泛使用。例如，渡音公司选用Wind River Workbench进行美军陆军未来战斗系统(FCS)项目的开发工作，其中包括了战场指挥(BC，battle command)软件、战术与战略通信以及情报、侦察和监视传感器。

面向军工设备市场，集成化的DSO解决方案成为首选，其中较典型的是Wind River VxWorks 653平台。这个平台可以支持航空航天与国防装备制造企业在电子产品安全性、可靠性等方面的特殊需求，符合包括ARINC 653Partl、Supplement2和DO-178B等行业认证标准，而且可以享受到windRiver公司积累了超过25年的设备软件开发经验。

很多项目中应用到VxWroks653，包括北美和EMEA的所有主要航空电子设备厂商，如空中客车、波音、EADS、Elbit、GE航空、Honeywell、NorthropGrumman、Raytheon等。其中最引人瞩目的是VxWorks已被用于波音787的通用核心系统(CCS)。该系统将在单个航空设备仓内支持来自15个以上波音客机设备供应商的60多个应用软件同时运行。

此面向航空航天与国防装备的软件开发解决方案包括一个基于Eclipse的开发套件、基于多种操作系统的运行是平台以及对设备软件完整生命周期的技术支持与专业服务，可以迅速提高装备制造厂商的开发能力。特别是在网络能力方面，这些设备软件开发平台支持CAN、DCOM、OPC、USB、Wi-Fi和IPv4/IPv6等所有当今最常用的网络连接技术和协议，而且还包括完善的数据安全协议，例如IPsec和IKE、防火墙和NAT、Radius客户端、802.11i无线安全、SSL和数字证书等，可以确保测试数据不被窃取、篡改和破坏。

近期值得关注的是，多核处理器已经越来越成熟，而军用装备是多核处理器最佳的应用领域之一。不过，多核处理器环境中的软件开发将会遇到许多与单核处理器完全不同的挑战。人们可通过运用Wind River的军用设备软件平台轻松将DSO方法引入军用设备软件开发流程，从而把软件管理维护的概念从开发阶段延伸到整个产品生命周期。这样一来，即使军用装备已经在军队投入使用，装备维护人员同样也可以通过网络来对其中的软件进行维护和升级。