加固机技术工艺发展趋势分析

第一节 产品技术发展现状

以往车载加固机，通常选用传统商用或传统工控机CPU板卡和其它组件封装在加固机箱中，构成车载加固机系统。由于传统商用或传统工控机CPU卡无论在电气性能和机械性能的稳固性方面，都存在先天性的不足，使得基于此类平台的车载加固计算机的可靠性和可用性难尽人意。进入2000年后，一些基于标准的高性能工业级计算机总线技术开始应用于车载加固计算机领域，使其可靠性和可用性大幅度提高。这些新的高性能的核心技术包括：CPCI总线技术、嵌入式计算机ETX总线技术和STX总线技术等，为车载加固机提供了更加稳固的计算平台选择。

目前最普遍使用的车载加固计算机技术平台为：CPCI、VME、ETX、STX、PCI04等。以下择要介绍三种应用较为普及且具有良好技术前景的技术平台。

1、CPCI计算技术平台

CPCI是CompactPCI的简称，是一种基于标准PCI总线的小巧紧凑而又坚固可靠的高性能总线技术。它将VME密集坚固的封装和极佳的冷却效能与通用廉价、技术发展迅速的PC资源高度融合，定义了更加坚固耐用的PCI版本。在电气、逻辑和软件方面，它与PCI标准完全兼容。使用标准的Eurocard外型插卡，安装于固定支架上。

1）CPCI规格

业界标准PCI芯片组，以低价格提供高性能

单总线8个槽，可通过PCI桥扩展

•欧式插卡结构

•高密度气密2mm针孔接头

•前面板安装和拆卸

•板卡垂直安装利于冷却

•强抗冲击和振动特性

2）CPCI的结构

CPCI板遵从Eurocard工业标准，定义了3U（100mm×160mm）和6U（233.35mm×160mm）两种板尺寸，其具体形状如图所示。3U高度是满足64位CPCI总线要求的最小尺寸；6U的尺寸是为了满足信号线外扩的需要以及板上器件空间外扩的需要。CPCI背板连接器共有5个插座，J1～J5。规范只定义了J1和J2的信号线管脚，3U的CPCI板包括了J1和J2的插座，J3～J5插座包含在6U的CompactPCI板上，J3～J5的信号定义保留。

CPCI系统由一个或一个以上的CPCI段组成，每一个段包括1块系统板（SystemSlot）和7块外围板（PeripheralSlot），板与板中心的间距为20.32mm。系统板为所有在段内的板提供仲裁、时钟分配和复位功能。系统板负责执行系统的初始化，管理每一个本地板的IDSEL信号。在物理上，系统板可以插在背板上的任何位置。为了简化问题，规范规定最左边的槽位为系统板的插槽（从背板前面看）。

3）CPCI的三大关键技术

（1）PCI局部总线

标准的Eurocard尺寸（根据IEEE1101.1机械标准）

HD（高密度）2mm引脚与插座连接器（IEC认可，Bellcore）

PCI是一种独立于处理器的数据总线，不但性能良好而且价格便宜。PCI局部总线定义两种数据宽度：32位和64位，总线速度可达66MHZ，理论数据处理能力：32位为264MB/S，64位为528MB/S。大多数计算机和操作系统都支持PCI。因为有大量支持PCI的产品，使得PCI产品既便宜又容易买到。拥有这些优势，PCI总线非常适合在高速计算和高速数据通讯领域中应用。

（2）欧式插卡机械结构

欧式插卡机械结构是一种由VMEbus推广的工业级封装标准。有两种欧式插卡规格：3U和6U。3UCPCI卡尺寸为160mmx100mm，6U卡为160mmx233.35mm.。CPCI卡的前面板符合IEEE1101.1和IEEE1101.10标准，并且可以包含可选的EMC密封圈以降低电磁干扰。典型情况下前面板包含I/O接口，LED指示灯和开关。CPCI也支持IEEE1101.11的后面板I/O。由于其易于维护的特性，后面板I/O在电信设备上用的非常普遍。由于所有的连线都连接在后部转接板上，前面的CPCI插卡没有任何连线，因此可以在更换板卡时无需重新连线。

（3）针孔连接器

CPCI使用符合IEC-1076国际标准高密度气密式针孔连接器，其2mm的金属针脚具有低感抗和阻抗，从而减少了高速PCI总线引起的信号反射，使CPCI系统在单总线段即可达到8个槽，CPCI定义了5种接口：J1到J5。3UCPCI板卡只有J1和J2两个接口，6U板J1到J5都包括。J1和J2在3U和6UCPCI板卡上的定义是一样的，因此3U和6UCPCI板卡在电气上是可以互换的。

2、ETX计算技术平台

ETX（EmbededTechnologyeXtended），是嵌入式工业标准总线技术。基于ETX技术的核心模块，涵盖了高性能x86系列的CPU、芯片组、南北桥、显示芯片、网络芯片、音频控制器、SuperI/O控制器等，是高度集成化的All-in-onePC基核。背面的4×100pin总线引脚定义了PC的标准接口信号以及PCI和ISA信号等。应用时在基板上设计对应的4×100pin插座，扩展的I/O功能可通过总线上的PCI或ISA实现。

ETX产品具有较长的生命周期。

不同档次的CPU提供不同的性能。只需使用4个100-Pin的高密度的连接器就可以把集成在ETX模块上的所有PC功能引到定制的包含用户额外功能的Baseboard（背板）上，ETX模块与Baseboard合二为一，共同构成所需功能的板卡。基于ETX模块的产品很容易升级，在Baseboard不变的前提下，只需插上新一代ETX模块即可。

ETX可安装在以下规范的板子上：

ATX、PICMG、CPCI、ISA、PCI、PC-104、PISA、VME与其它。

3、STX计算技术平台

STX（SmartTechnologyeXtended）在电气性能方面与ETX处于同一档次，但有较之于更好的机械特性，更小的结构尺寸，更多的附加信号，支持PC104+，是快速开发高集成度、高性能All-in-one单板专用计算机系统的理想选择。

STX允许独立于频繁更换部件的PC机的特殊应用并保证用户解决方案的长期性。在持久的解决方案中由于使用最合适的SoM's模块，STX通常承诺最好的CPU和图形性能而不改变用户的基板设计。

SoM（System-on-a-Modules）是一个高度集成了PC系统的All-in-One模块，以STX为基础的STX模块，其集成了所有通用PC的功能。是用户快速、高性价比的单板机设计的高阶基础。所有System-on-a-Modules包含：

表贴PIII级以上处理器

系统逻辑/芯片组

系统内存

PCI&ISA总线

图形适配器

VGA图形接口

数字平台图形接口

两个USB控制器

两个E-IDE通道

一个用于板内Flash盘

另一个引到STX接口

SuperI/O控制器带有

2个串行UARTs作为TTL信号

引到STX接口

1个红外端口

1个双向并行端口

键盘&PS/2鼠标控制器

软驱控制器

集成AC'97声音系统的数字接口

10/100Mbit快速以态网控制器，引到STX接口

IDEFlash盘

STX接口将内嵌式PC的传统PCB技术从保守的应用（如工业控制或多媒体系统）中分离出来。

以下是基于低功耗PIII400-850STX模块的相关特性描述

特性：

Intel低功耗PentiumIII850/700,650/500,400处理器

ProSavageTwister和SuperSouth芯片组

带有4M共享显存的AGP4XSavage4图形加速器

SO-DIMM插槽的PC133内存最高可达1.5GB

集成了8-128MFlash盘

集成了SoundBlasterPro硬件

板子尺寸：96X90mm

引到STX接口的SoM接口:

TFT显示和CRT监控器

音频输入，音频输出

两个USB

两个串口

1个并口

IDE和FDC

键盘和鼠标

10/100MbitLAN

PCI&ISA

第二节 产品工艺特点或流程

加固防护通常对计算机进行三防处理和抗电磁干扰防护。

1、计算机三防处理

通常加固型计算机要求整机具有抗潮热、抗霉菌、抗盐雾的防护性能，称为整机具有三防性能。为达到这些性能对整机进行的防护处理，即三防处理。其处理对象，一般是印制线路板（包括组装器件）的保护涂覆；各种变压器、高压器件的灌封，元器件的绝缘处理及金属壳体的防护涂覆等。

大气中不同程度地含有水分、潮湿的空气，导致水分子在物体表面聚集，极易沿着物体表面的微孔和缝隙渗入材料内部，致使原来具有绝缘性能的，绝缘性能降低；对金属材料，因湿气而在金属表面和孔隙伴随空气中的氧而产生化学和电化学腐蚀，破坏了构件的表面状态，严重时造成结构强度的下降，影响其使用性。湿润的环境条件，有利于霉菌的生长。日常环境中，普通存在着各种菌类，有机物制成的材料是霉菌生长的良好培养基体。在潮湿的材料表面，受大气中真菌的作用，就会使霉菌的孢子滋长，破坏了材料的表面，降低了材料的绝缘性能。受海洋蒸气的影响，大量盐雾的不断侵蚀，使得金属材料在这类环境中很快地被腐蚀，严重地损害其使用性。

为了在恶劣气候环境条件下整机能正常地工作，对于未进行过加固防护处理的计算机，通常进行相应的三防处理。

１）印制线路板的防护：

这种处理对一般防护也都有必要，这是一种基本的加固，即使整机壳体为密封结构，也普遍进行，以提高整机系统的可靠性。

印制板进行保护涂覆是通过在印制板板面上的涂覆层，将板面上的线路和元件与外部环境隔绝，防止潮湿、霉菌、盐雾对线路元件造成的影响，固化后的涂覆层还增强了元件在印制板上的附着力，所不足是涂层增加了线路的分布电容，使一些精密线路及高阻抗电路的特性有所变化。但这种情况，只要在涂层固化后，再进行一次调试即可修正。

要达到三防性能，涂层须有优良的耐热、耐霉菌和耐盐雾等性能，并有相应的标准作为规定。在涂覆过程中，应注意涂料与印制板上包括元件在内的标记应有相容性，不应引起标记的变化。特别应该注意的是，装有场效应管、ＣＭＯＳ电路等静电敏感元件的印制板，在进行保护涂覆前，应标以明显的防静电标记，在进行保护涂覆工艺过程中，要采取防静电措施。

涂覆材料的选择很重要，首先涂料自身就必须具备三防性能，同时还须有良好的电性能，其膜层还须保证密闭隔离作用。具有这类性能的涂料，通常选用丙烯酸类、有机硅类、聚氨酯类和聚二甲苯类等，前三种可用于涮涂、喷涂或浸涂。聚二甲苯须在真空中操作完成。按有关标准规定：涂料的抗霉性，在玻璃试片上应为０级。绝缘电阻值，在５００伏直流电压下须持续１分钟，且平均值达２．５×１０［１２］Ω。抗击穿电压，在５０～６０Ｈｚ电源１．５千伏下，１分钟后漏电流≤１０μＡ。抗潮热性，在４０～６５℃、相对湿度８０～９５％、经２４０小时循环后，绝缘电阻均值≤１０×１０［１０］Ω。热冲击性，经７０℃与－４５℃交替，测绝缘电阻及抗击穿电压，其值应符合试验前的指标。

通过涂覆处理的印制板，一般均可获得满意的防护效果。常常也有因为涂料不合格、施涂工艺不合理或操作不严格，而使涂覆效果达不到要求。因此严格选料和施工是决定性能的重要环节，必须予以重视。

２）器件的灌封：

为使整机的器件免受环境的侵蚀和损伤，部分地或全部地灌封封装技术，早已广泛应用。但早些时期，多使用环氧树脂材料封装，随着材料科学的发展，出现了具有弹性的材料，诸如聚氨酯橡胶、有机硅橡胶等，使封装不仅具有封闭固定作用，并增添了减震、抗冲击、降低噪声的作用，加上材料的电器特性和其它特性，使封装技术应用得更广。在诸多的灌封材料中，有机硅橡胶由于价格适中，性能较好，应用更为广泛。

硅橡胶有单组份和双组份两种。单组份的固化，依靠水气促使硅像胶凝固，使用时胶液吸收空气中的水分而凝固。因此，此类材料在启封后，要尽快用完，以免失效。双组份硅橡胶是依靠两种化学材料发生加成或缩合化学反应而凝固的，单独存放时，不会自发凝固，使用存放时间相对较长些。

封装用硅橡胶，不仅提高了器件的三防性能，同时亦有较高的抗电强度，可缩小器件占用的空间。特别是对于器件受结构空间的限制，应留有的正常间隙不够时，由于空气介电强度较低，以及受气压、湿度等因素的影响，常造成线路、器件之间或与壳体之间产生电晕、飞孤，使其性能达不到设计要求。采用灌封技术，可根据器件特点，利用固体封装特性，充分缩小所占用的体积，并提高其抗电强度，消除上述现象。例如：器件布局时，将高压器件及导线集中，引出线用接线柱连接，并加高压保护帽保护，然后进行整体灌封，封装件可为无壳结构。

为获得高质量的灌封件，灌封前工作必须清洁干燥，灌封料应控制适当的粘度，灌封过程置于真空状态下，以便排出料内及工件内的气体，使灌封料能完全覆裹工件。有的硅橡胶料，对大于１０ｍｍ以上的厚层灌封固化有难凝固的现象，遇此情况，可以分层灌注，或者加入少量蒸镏水即可，这类胶料是依靠吸收水来促其固化的。

灌封用材料的性能要求：体积电阻率大于１×１０［１３］Ω•ｃｍ，抗电强度值为１５ＫＶ／ｍｍ，电介系数大于３．０，介质损耗（３０Ｈｚ）为１×１０［－２］。弹性硬度值可根据使用特点确定。满足上述性能的各类灌封材料，应用合理的工艺方法，可获得较好的灌封防护效果。

３）壳体防护涂层：

金属壳体，由于化学和电化学的作用，在空气中是不稳定的，要发生锈蚀，在恶劣气候环境中腐蚀得更快，故通常都加涂层保护。利用阳极保护，电镀一层保护层，在通常的零件防护中是常用的，如钢铁表面镀锌或进一步钝化；铝表面氧化、钝化，用钝态膜来保护基体等。但根据试验结果，它们承受不住恶劣环境的侵蚀。另一种涂层是涂料，即通称油漆，它可以用自身的耐蚀性，抵御环境对基体的作用，同时还富于色彩，给予壳体装饰和统一的色调，加工方法比较简单，因而计算机金属壳体的防护，多采用涂漆，甚至塑料壳体有的因为色调原因，亦采用涂漆。

油漆的品种很多，但能经受住恶劣环境条件侵蚀的。即适于三防应用的涂料品种，即只有很少的几种。比较而言，氨基漆、丙烯酸氨基漆、丙烯酸漆、丙烯酸聚氨脂漆、聚氨脂有机硅漆以及聚酯烘漆等均具有较好的防护性能。

具有批生产条件时，常采用静电喷涂获得壳体的防护涂层，采用这种方法，能得到较高的效率和质量，所用材料为粉末涂料，壳体在静电场中喷涂上粉末涂料，经加热后固化，具有较强的附着力。在这类涂料中Ｚ－环氧聚酯粉末与Ｚ－聚酯粉末具有较好的防护性能。

2、电磁防护与导电涂层

电子屏蔽设备用来防止环境中电磁和射频的干扰，对此有的国家已建立了法规。我国对电子设备的电磁兼容性，也制定了相应的标准。

按照不同的防护对象，采用各式各样的防护方法，如采用金属壳体、敷设金属网、镀金属膜、使用导电塑料壳及涂覆导电涂料等。这些方法都在一定的场所，起到其防护作用。其中导电涂料及金属镀膜以其灵活、方便、成本较低等优点，被广泛应用。

１）导电涂料的应用：

导电涂料具有导电性能，同时亦具有相当的抗电磁干扰性能。它可以通过变更导电涂料组成的配比，来达到预定设计效果。

电磁防护在一些非临界应用中，具有１０ｄｂ的衰减即可满足，通常有效的射频防护需要３０ｄｂ以上的衰减，而有些系统则要求衰减需达５０ｄｂ以上。诸如此类不同的要求，须采用不同的方法，以达到经济、实用的效果。

电磁防护效果，取决于场强衰减的程度。通常，当衰减达２０ｄｂ时，可取得９０％的防护效果，此值仍属于较差的防护。当衰减达到６０ｄｂ时，可有９９％的防护效果，即具有了普通的防护效果。

良好的防护通常达６０ｄｂ以上至９０ｄｂ，而优级防护须达１２０ｄｂ的衰减。

使用导电涂料使场强衰减，可以通过改变导电添加济的品种、比例及涂层厚度而变化。场强的衰减表现为涂料的阻抗，并且随着涂层阻抗的增大，使衰减效果减弱。石墨、碳、金属铜、镍、银等，作为导电添加剂加入涂料中，可使涂料具有电磁防护效果，但不同材料，效果差异甚大。

石墨与碳在涂层中经干燥后，会吸引空气中的水分，使性能不稳定，使电磁防护效果降低，甚至失效，其阻抗值较高，衰减效果较差，这类材料一般只用作静电防护。

金属铜阻值较低，价格相对较经济，使用初期具有较好的防护效果，但随时间的延续，涂层自身阻值增大，容易造成防护失效。银较铜具有更好的防护效果，但价格较高，只是选择地使用。

镍在导电涂料中应用较广，在多数和电频下，５０μｍ的涂层厚度，可产生大于４０ｄｂ的衰减效果。与之相比，银、石墨等添加剂，它们在不同频段所产生的衰减变化，要比镍大。由于镍添加剂在导电涂料中，其价格、性能等方面有优越性，所以它成为应用较多的一种导电涂料。

为获得良好的防护效果，在涂覆操作时，应具有连续的涂层，以保证系统的导电性，遇有断袭部分，应增加刷涂修补，或采取其它措施弥补。

２）金属镀镍层的应用

电磁防护使用导电涂料，须在基料中加入金属导电添加剂。为获得良好的导电性，要求加入大量金属粉末，并且涂覆时须有足够的厚度。这样与相同材料的镀层相比较，在防护性能、价格等方面，镀层要更适宜些。因此，有些电磁防护处理采用了镀覆的办法。

用于电磁防护的镀层多采用镍镀层、镍铁合金镀层和镍磷合金镀层，它们都具有较低的电阻率和较高的导磁率，能较有效地衰减干扰磁场。镍铁合金和镍磷合金，组成了二元合金系，它们可以通过镀液配方规范的调整，改变合金组成比例，从而获得不同的防护效果。同时，热处理也可改变合金的磁性能，用于不同的要求。

镀层的防护效果，还须在施镀过程中保证膜层的连续性，尤其在采用电镀方式处理时，在深孔、盲孔、角槽及搭接部位，因电流分布的不均匀性，会导致镀层薄，甚至未能镀覆上。因此，在工艺上须加以注意。但应用化学镀镍磷合金时，由于镀液是以氧化还原方式沉积镀层，上述问题很容易解决。

上述各项加固防护方法，也只是整机防护的基础，就计算机系统的加固防护，还有其它须采取的措施，在进行设计时，须作全考虑。

单项防护性能的考查，一般按照加固类型确定的技术标准进行，而整机系统的考核，则须在运行条件下测定。当然单机的高可靠性，是保证系统高可靠性的基础，须要严格要求。

第三节 国内外技术未来发展趋势分析

根据应用对象的不同，目前的军用加固计算机一般可分为军用嵌入式计算机和军用通用加固计算机两大类。嵌入式计算机主要是指各种弹载计算机和现场控制计算机，这类计算机一般都没有人机接口界面，或只具备一些简单的人机数据交换功能，它们主要是利用预置的程序（软件）对外部输入信息进行计算加工（控制方程解算、能源管理等）生成对外部各种执行机构的控制信号；军用通用加固计算机则是大量应用于导弹测发控系统的加固计算机，他们一般都具有完善的人机界面，不仅能够接收来自导弹与其他发射控制装置的信息，并根据这些信息生成控制输出，还可由人工输入大量的复杂的测试、发射控制命令与数据信息，并将导弹及发射装置的状态数据以多种形式显示存储。

近十年来，随着集成电路、信息工业的飞速发展和武器装备的不断进步，军用加固计算机也取得了很大的发展，最突出的发展就是军用加固计算机已经开始由过去的专用型向通用型、系列型过渡。

1、军用嵌入式计算机正在向小型化集成化与国产化方向发展

1）军用嵌入式计算机正在实现小型化和集成化

由于集成电路工艺水平的提高，集成更多的功能的SoC芯片与超大规模现场可编程逻辑器件（ＣPLD、FPGA）已成为设计制造军用嵌入式计算机的主流芯片。这使得军用嵌入式计算机需要使用的电子元器件数量可以得到极大的减少，从而使计算机的体积重量都大幅度的减少，典型的弹载嵌入式计算机的体积已经可以缩小到十年前的1/10以下。同时，军用高密度电子组装工艺正在走向成熟，混合集成电路工艺也已开始在军用嵌入式计算机研制中应用，这些都使得军用嵌入式计算机可以在更小的空间里安装更多的电子元器件，从而使体积更小，重量更轻，功能更加强大。

在小型的同时，由于主要的集成电路芯片正在向SoC过渡，芯片集成的功能越来越多，体积上的裕量也使得单个计算机可以集成更多的功能模块，因此上，军用嵌入式计算机必然会也正在实现系统功能的集成化，采用机箱内的分布处理结构将更多的传统计算机以外的功能模块集成到一起，在一个计算机机箱内实现包括GPS、红外制导等在内的所有导航与制导解算。

嵌入式计算机的小型化与功能集成化对提高导弹武器的射击精度、机动性等性能指标有着重要的作用。

2）军用嵌入式计算机逐步进入全国产化时代

近二十年来，我国军事工业取得的成就有目共睹，军用嵌入式计算机有这中间起着至关重要(W)的作用，是现代导弹武器系统最基础的核心组成部分。但由于关键芯片受到国外的制约，军用嵌入式计算机的研究发展并不是非常理想。近年来，在多方面的共同努力下，我国军作集成电路产业取得了长足的进步，军用加固计算机需要的一些核心芯片（包括高性能DSP、CPU、A/D、D/A等）已在国内陆续研制成功，这为军用嵌入式计算机进行国产化打下了一定的基础。

尽管目前已国产化的军用集成电路绝大多数是版图级的仿制产品，且多是国外淘汰产品，也没有形成完整的体系，还不能完全正确满足军用嵌入式计算机今后发展的要求。但是，我们必须看到，在这个国产化的大潮中涌现出来的诸如龙芯Ⅱ、SPARCV8等具有自主知识产权的高性能CPU及其他集成电路产品，它们表明我们国家已初步具备了完成军用嵌入式计算机核心部件国产化的研制能力，假以时日，我们的军用嵌入式计算机一定会全面进入国产化时代。

3）分布式处理与数字一体化是技术发展的必然趋势

随着导弹武器系统中嵌入式计算机的广泛应用和小型化技术的成熟，在各种执行机构及数据采集获取装置中嵌入式计算机智能处理与数字化已成为可能。当高速可靠互连总线不再成为障碍时，在武器系统中采用分布式处理结构，将嵌入式计算机与控制机构进行一体化设计将是导弹武器发展的重要趋势。这样，将可以传统的导弹武器中大量传送的模拟电信号转化为经过预处理的具有很强纠错能力的数字信号通过简单可靠的总线进行传送，从而大大提高导弹武器中电子系统的抗干扰能力，最终提高武器系统的可靠性。

4）通用性与可配置性武器系统快速研制的必然要求

现代武器系统的发展之迅速是以往任何时代都不可比拟的。为了加快武器系统的研制过程，降低研制成本，就要求最好能够利用成熟的原型机器通过适当的配置形成满足武器系统应用要求的嵌入式计算机，以便从武器系统研制最初期就可以在最终的机器上进行，减少因嵌入式计算机反复设计造成的周期延误，从而达到加快研制过程，降低研制成本的目标。

军用嵌入式计算机在实现小型化以后，可以完成更多的功能，同时分布式处理的系统结构又可以使得嵌入式计算机更加模块化和功能相对完整化。这些都为军用嵌入式计算机走向标准化、通用化提供了重要的技术保证。小型化与功能集成化技术使得嵌入式计算机可以实现更多的通用功能，结合超大规模可编程逻辑器件的应用，未来的军用嵌入式计算机将具有很强的可配置能力，使得军用嵌入式计算机可以实现柔性（通用可配置）制造。

5）军用嵌入式计算机技术要求的变化

由于技术上的进步，与过去相比，军用嵌入式计算机的应用要求也会发生一些相应的变化，主要体现在以下几个方面：

（1）外部通信总线将增加标准的高速高可靠串行总线，而不再局限于传统的RS232/422，这主要是为了满足武器控制系统各分布式功能模块间的大量实时数据交换的要求。短期内，大多武器系统将首先采用1553B或其变种总线协议；

（2）可靠性要求将更高，随着电子元器件数量的减少和系统间模拟信号传送量的逐步消除，武器控制系统的可靠性将会有一个很大的提高，相应地对嵌入式计算机的可靠性指标要求也会有数量级的提高；

（3）处理能和的要求也会有很大的提高，可以预计未来的弹载计算机的处理能力要求将会突破5000MIPS，内部存储器容量将超过64MB（甚至更大），对外信号采集通道可能会超过256通道；

（4）国产化程度与可制造性将会与可维修性一样成为军用嵌入式计算机的一项重要指标。

3、军用通用加固计算机正在向可信型和网络型演化发展

1）可信计算正在成为军用通用加固计算机的追求目标

传统的军用通用加固计算机主要从抗恶劣环境的应用要求出发，主要追求环境适应性与传统意义上的可靠性。这种可靠性的提高只是降低了设备出现故障的概率，并不能保证加固计算机不出现故障。由于导弹武器应用的特殊性，其发射控制系统就不仅要保证很高的可靠性，还要保证很高的可信性，也就是说不仅要保证系统的可用性，还要保证系统工作状态的可信赖性，只有这样才能保证导弹测试发射控制系统在作战与训练过程中不会由于系统的故障出现错误的控制输出。因此，在故障状态下如何保证军用加固计算机还能够安全地对输入/输出信息进行处理，这是在可靠性技术基本成熟之后，导弹武器测发控通用加固计算机在未来需要重点研究的一个主要方向。

2）COTS技术在军用通用加固计算机中应用更加广泛

随着集成电路等基础工业的迅速发展，很多商用电子设备的性能已远远超过了军用电子系统的性能，尤其是在通用计算机方面，以个人计算机（PC）为代表的商用计算机已开始成为军用通用加固计算机发展的基本原型，无论国内还是国外，军用通用加固计算机目前都是以PC为原型进行二次开发的。同时，目前的绝大多数商用计算机部件（主机芯片、部分外设）都进行了必要的可靠性加固，都能够初步满足地面军用环境在温度、机械应力方面的要求，只是在可靠性筛选及一些其他特殊要求（耐电磁干扰、化学防护等）方面与军和加固计算机有一些差距。另一方面，由于应用范围的限制，传统的军用集成电路及其他军用加固计算机部件的供应也在不断地萎缩。因此，在军用通用加固计算机中通过必要的可靠性保证措施，大量应用COTS（商用成熟的）部件与技术已成为军用加固计算机研制必须面对的一个重要课题。

可以预见，未来的军用通用加固计算机将主要以COTS部件（元件）为基础通过部件级或整机的二次加固来实现。

3）良好的网络支持成为通用加固计算机的基本要求

传统的军用通用加固计算机主要是通过RS232/422通信接口实现与其它计算机系统进行数据交换。随着军用加固计算机性能的提高和武器系统的飞速发展，测发控系统中各计算机之间交换的信息量也在急剧增加，传统的通信方式无论在数据量还是实时性方面都已不能满足武器各测发控系统间数据交换的要求。目前已有一些武器型号的测发控计算机系统开始采用高速以太网进行数据交换。今后一段时期内，高速以太网将会迅速代替传统的点对点通信(RS232/422)机制成为军用通用加固计算机之间进行数据交换的主要通信方式，RS232/422将只是为了与传统设备兼容而保留的作为一种辅助通信手段。

4）电子盘将代替传统的硬盘成为军用通用加固计算机的标准配置

硬盘在军用通用加固计算机中一直是一个可靠性薄弱的环节，是军用加固计算机设计制造中需要进行特别处理的一个外设，其力学环境适应能力与低温启动都存在着严重与军用加固计算机应用要求不兼容的问题，但它作为大容量的数据与程序存储部件又是军用通用加固计算机中不可或缺的一个重要的组件。

近年来，半导体集成电路工艺的迅猛发展，固态非易失存储器的容量正在急剧增加，8GB的FLASH存储器已开始大量供货，利用FLASLL存储器构成超大容量（80GB）的电子盘，在军用加固计算中替代硬盘已经指日可待。采用电子盘替代硬盘，不仅可以非常方便地解决前述的可靠性问题，同时还可以极大地提高海量数据存储的访问速度，对提高军用通用加固计算机有着很好的积极作用。

5）嵌主式实时操作系统最终成为军用通用加固计算机的主流操作系统

军用通用加固计算机目前主要是采用PC结构，包括测发控软件在内的绝大多数应用软件多在WINDOWS类操作系统下进行开发，WINDOWS一类的操作系统是面向商业应用的通用型操作系统，有着大量的软件开发环境及支持工具，具备良好的人机界面，图形化能力非常强大，为各种军用应用软件开发提供了极大的方便。但是，它们毕竟是为商业应用目的开发的，鲁棒性（robustness,也可理解为健壮性）稳定性都存在一些问题，因此蓝屏、死机是这类操作系统在兼容性方面的固有问题，也是多年来一直困扰军用通用加固计算机的一个突出问题。同时，这类操作系统为了兼容更多的PC制造商和更多的用户，它一般都集成了大量冗余的软件代码，对具体应用和特定计算机来说，这些冗余的软件代码无疑都是软件拉圾，甚至在一些特定的条件下可能还会触发一些莫明其妙的错误。由于这类操作系统功能极度复杂、代码量极大，在出现问题后，用户一般是没有任何有效的分析与解决手段的。

另外，WINDOWS类操作系统虽然支持多任务调度，但它绝不是一个实时操作系统，对一些突发的异常事件的处理能力要远远低于实时操作系统，这点对于导弹武器的控制系统（尤其是发射控制系统）的应用是非常不利的。

嵌入式实时操作系统在上述各项问题上具有WINDOWS及其他桌面操作系统（如MNUX）不可比拟的优势。首先，其代码量较小，且多数可以提供源代码，在出现应用问题后，应用软件研制方与计算机制造方可以较为方便的进行深入分析；其次，由于更新换代周期较长，嵌入式实时操作系统的鲁棒性和稳定性要明显好于各种桌面操作系统；第三，这类操作系统对突发异常事件的反应时间都非常短，可以最大程度的满足武器系统对异常情况或故障情况进行快速处理的要求。

正是由于以上这些原因，在一段时期的对比选择之后，嵌入式实时操作系统最终将会成为导弹武器控制系统中军用通用加固计算机的操作系统平台，WINDOWS类操作系统只能作为文档处理应用类计算机或单元测试类计算机的操作系统平台。

6）军用通用加固计算机技术要求的变化

根据以上预测的发展动向和计算机技术自身的发展，军用通用加固计算机的技术要求与目前相比将会发生以下变化：

（1）尽管目前还没一个有效的评价标准，可信性仍将会成为军用通用加固计算机的一项重要的技术要求；

（2）嵌入式实时操作系统会成为测发控计算机操作系统的标准配置；

（3）电子盘将替代硬盘成为军用通用加固计算机的标准技术配置，存储容量将达到128GB以上；

（4）100Mbps以上的网络接口将成为军用通用计算机的基本要求；

（5）1553B或其他IMbps上高速高可靠串行通信总线也会成为军用通用加固计算机的一次常见的技术要求；

（6）随着嵌入式计算机模块的广泛应用，通用加固计算机直接外部信号采集口将会减少；

（7）未来的军用通用加固计算机将会是一个机箱内分布式处理系统，内部采用CompactPCL总线，外部采用1000Mbps网络接口，基于软件框图进行应用开发的一种虚拟仪器。

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