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系统与设计
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航空航天和国防应用中的数字化转型

看看国防承包商和美国空军是如何提高验证信心和部署数字双胞胎的。

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在航空航天和国防垂直领域,2020年最有影响力的出版物之一可能是威尔·罗珀的“《没有勺子:新的数字用户获取现实使用了当时被称为“21世纪第一部电影”的《黑客帝国》(The Matrix)的视觉效果世纪时,负责采办、技术和后勤的空军助理部长描绘了一幅“模拟优先”发展过程的画面。罗珀认为,在虚拟环境中学习事物,并将这些学习转化为现实世界的意义深远。Roper的主题演讲,一个蓝图面向颠覆性世界的颠覆性敏捷在美国空军协会的虚拟航空、空间和网络会议上,重点讨论了开发成本和避免衍生问题。他引用了商业世界的例子来激发敏捷性的需求。

几个重要趋势推动着航空航天和国防领域,包括离岸方面和越来越多的网络攻击,需要新的安全和安全级别。不断变化的政治气候和一批新工程师改变了相关人员。此外,过时和信任推动了美国国防部(DoD)和全球范围内的现代化需求。微电子是其中至关重要的一部分。


航空航天和国防领域的数字化应用。

去年,一些最大的航空航天和国防公司展示了各个相关方面,重点关注安全、安保和数字双胞胎的关键主题。

为了提高当今ASIC和FPGA设计的验证可信度,BAE画报》他们如何将自动模拟执行和回归分类与验证计划工具以及自动互连测试开发应用于RAD510空间处理器的开发。把硬件和软件结合起来,BAE, Dover和Cadence展示了对航空航天和国防系统的实时网络安全保护,通过免疫处理器抵御各种基于网络的网络攻击,防止软件漏洞的利用。执行的每条指令都被监控,以确保符合一组已定义的安全、安全和隐私规则。一旦发生违规,立即发出警报,使系统能够实时采取防御性响应。在一个受到网络攻击的无人机的例子中,答案可能是激活一个替代的“安全”应用程序,该设备将停止监听网络,并从内存中提取加密的GPS位置。

在一个数字双胞胎案例研究中,诺斯罗普·格鲁曼公司(NGC)在仿真环境中展示了一个完整的片上系统(SoC)数字孪生体在试装前对硬件描述执行裸机和操作系统级软件测试。他们能够测试NGC的一个多核soc的处理器一致性和3级缓存数据处理。自从2002年迈克尔·格里夫斯博士提出使用数字双胞胎来加快防御系统的部署以来,它一直是一个讨论的主题。国防部承包商被迫在贴出专用集成电路之前寻找更有效的验证方法,以降低风险并增加第一次校正硅的信心。

随着对更高系统集成水平的需求,航空航天和国防垂直领域出现了新型异构封装技术,这是提高输入/输出(I/O)密度和提高系统性能的可行途径。这些非标准流程在系统设计和能力方面提供了更大的灵活性。然而,对于系统级的规划、建模和验证,它们需要新的设计流程——正如Will Roper的“模拟优先”蓝图所概述的那样。

功率建模和时序分析对于保证可靠的系统性能至关重要。空军研究实验室(AFRL)举例说明了组成非典型设计过程的流程,提高了集成电路(IC)、封装和电路板的可视性和控制,以实现这些封装解决方案。AFRL创建了一个引人注目的跨领域模拟和验证环境,由一个小型灵活的设计团队执行。

这些例子表明,在日益复杂的供应链中合作时,各个合作伙伴之间的信任从未像现在这样重要。的国防微电子活动(DMEA)在集成电路设计方面授权供应商,聚合,代理,掩模制造,代工,后处理,包装/组装,测试服务,以确保信任。这些服务涵盖了广泛的技术,旨在支持新的和遗留的应用程序,包括机密的和非机密的。此外,可信供应商的可信流足以保护关键的程序信息。相反地,国防部要求采购服务来自授权供应商由DMEA认证的

这也是航空航天和国防领域一个勇敢的、数字化转型的未来!



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