揭秘波音787梦幻班机的神经系统设计

波音787梦幻班机（Dreamliner）举行了首飞仪式。这不仅是世界航空史上的一个重要事件，而且与我们每一个普通百姓的旅行生活息息相关。为什么？

首先，因为波音787梦幻班机的舒适性是空前的。其中比较显著特色的是提高了舱内气压，从而使乘客感觉更加放松，更不容易产生疲劳感。

而且，因为波音787梦幻班机在环保方面具有指标性的意义。787堪称是目前最绿色的客机，这应该归功于它所配备的IMA（Integrated Modular Avionics，集成模块化航空电子系统），在确保高性能的同时极大地缩减了设备的重量、占用的空间和能耗。减轻了机载设备的重量，就等于减少了燃油消耗，增加了航程，并且降低了二氧化碳的排放量。缩小了机载设备的体积，就等于提供了更多的空间来运载乘客、行李和货物。

更高的舒适度，更绿色环保，所有这些，都离不开787的神经系统——电子网络！

1 电子技术立大功！

波音787梦幻班机之所以能够在能源利用率、适用范围和乘客舒适度等诸多方面取得如此引人注目的成就，离不开大量电子与网络新技术的支持。

近年来，航空电子技术在飞机制造业扮演者越来越重要的角色，波音787梦幻班机也是当代航空电子技术应用的代表之作，其数据通信系统由核心网络（CORE NETWORK）、通用核心系统和空地数据链组成，尤其是无线网络技术得到了大量应用。波音公司积极推广的信息管理系统，如电子飞行包（EFB）、电子记录本（ELB）、飞机状态监控系统（AHM）等，都已成为波音787飞机的标准配置。

为了提高乘客的舒适度和娱乐性，波音787飞机的机上娱乐系统（IFE）采用无线技术，取消了座椅间和侧壁板内的导线，座椅上的电子盒几乎消失了，这些变化不仅可以增加乘客的座椅空间，而且也显著降低了飞机的重量。同时，基于无线技术的IFE也更便于航空公司对飞机的客舱布局进行调整，来适应运输市场的变化。

波音787飞机的CCS（COMMON CORE SYSTEM，通用核心系统）由GE公司提供，包括计算机、网络和人机电子界面，构成了整架飞机的神经系统。它的基础，也就是波音787飞机通用核心系统的基础平台，是风河公司的Wind River VxWorks 653实时操作系统。

ARINC 653（航空电子应用软件标准接口）是为了满足航空电子设备对高可靠性、高可用性以及高服务性的要求而推出的，用以规范航空电子设备和系统的开发。各大嵌入式开发商相继推出支持ARINC653且具有内核和应用保护机制的操作系统，Wind River VxWorks 653是其中最有代表性的一个。

Wind River VxWorks 653平台提供严格、完整的ARINC 653集成化模块航空电子设备(IMA)基础架构，满足了航空与国防行业公司的严格需求，帮助航空电子设备制造商们解决了关键任务级应用的安全性要求，同时还实现了非关键应用在共享计算平台上的使用。

2 软件平台是基础

不论是对飞机、航天器还是战场上的电子协同单兵装备，追求更小的体积、更轻的重量以及更丰富的功能，都是永无止境的。如今的电子和半导体技术已经十分发达，芯片集成度非常之高，可以制造出体积更小、重量更轻的机载电子系统来完成大量复杂的任务，但目前面临的最大挑战就是，在越来越多的功能性软件共用性能高、体积小、重量轻的硬件部件时，这些任务在同一个硬件平台上会不会相互干扰？会不会乱成一团？如果一个软件崩溃了，别的软件是不是会也随之运行不下去？而且，任何一丝一毫的差错，都意味着宝贵的生命或者巨额的财产损失。

更严峻的挑战是，航空设备几乎都是多厂商联合提供，这就进一步增加了多种任务软件共用电子平台的难度。同时，在当今竞争极为激烈的航空航天与国防军工市场，设备制造商必须在预算和时间要求都非常严苛的条件下推出功能非常丰富的产品。在达成这些商业目标的同时，这些设备的性能、安全性和可靠性还不能打任何折扣。时间紧，经费紧，但设备还必须确保安全可靠，因为这可是人命关天的事情。

例如787梦幻客机虽然是由波音制造，但其中的电子系统主体却是由GE公司提供，而GE公司又选择Intel全资子公司风河公司作为操作系统提供商。多种软件应用来自多家厂商，这就给兼容性、安全性、可靠性带来了更大的挑战。为了应付这种挑战，唯一的出路就是采用开放、灵活、标准化的架构，让这么多不同的厂商在严格遵循开放标准的前提下，灵活地发挥各自的创造性。ARINC 653的核心就是一套工业标准，用来规范在时间和空间上如何来分隔计算机资源，确保无论再多的软件运行在单一的硬件平台上，都不会相互干扰和影响。

风河公司的Wind River VxWorks 653就是这样一个久经考验、达到商业级水平的操作系统平台。

早在服务于波音787梦幻班机之前，风河公司已经在航空航天与国防领域服务超过26年，的Wind River VxWorks 653平台更是其中的核心产品。就在不久前媒体有报道，在NASA的新一轮宇航计划中，“战神1号”载人火箭和“战神5号”载货火箭也是采用Wind River VxWorks 653作为操作系统。

不论我们乘坐在舒适的波音787梦幻班机里面，还是从外面观看这个可以在万米高空飞行的金属殿堂，都不要忘记航空电子设备、特别是其中的软件。正是这个先进的神经系统，既给了我们愉悦感，又给了我们安全感。