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C4ISR/电子战模块化开放标准套件 (CMOSS) 使作战人员使用的系统的工程师和开发人员能够更快地插入和更新技术，并相应降低长期生命周期成本。 C4ISR/电子战模块化开放标准套件 (CMOSS) 是一种模块化开放系统架构 (MOSA)，旨在将选定的陆军作战能力——例如任务指挥、移动和机动以及火力——融合到一个系统中，而不是集成多个系统。将单独的能力“盒子”装入车辆。 CMOSS 是美国国防部 (DoD) “在其早期推动 MOSA 方面取得的成功”之一，SRC Inc.（纽约州锡拉丘兹）的机器智能硬件架构师 Nick Borton 说。“它为标准架构如何塑造市场、降低成本和集成时间奠定了基础。尽管 CMOSS 是由陆军启动的，但武装部队的其他部门正在利用它来开发新系统。” 对作战人员来说，开放标准的主要好处是它们能够更快地插入和更新技术。“及时将所需的技术和能力交到作战人员手中是 CMOSS 的成功之处，”Borton 说。 Curtiss-Wright Defense Solutions 的 Parvus 业务部（德克萨斯州奥斯汀）总经理 David Jedynak 说，其他好处是“可维护性、可服务性、供应链物流以及所有其他更多模块化带来的东西”。“当您将以前独立的系统集中在一起时，您会获得成本效益——因为一旦它们全部放在一个盒子中，您就不需要为它们中的每一个提供单独的机箱和电源。您还开始在尺寸、重量和功率方面节省成本。” 减少供应商锁定 政府如此大力推动采用开放式架构的另一个原因是减少供应商锁定，这使国防部在升级和部署新技术方面具有更大的灵活性。 “[CMOSS] 避免了锁定，并为性能更好的产品提供了一个被选中的机会，而不是被排除在考虑之外，因为它不符合所有专有的锁定接口，”Jedynak 指出。“使用非标准接口围绕技术的问题，因此没有 NDA 和访问接口/软件，其他人都无法使用他们的解决方案，一切都消失了。” 他继续说，这种情况很好，因为它使公司能够专注于他们的核心知识产权，而不是不断地重新发明轮子。 CMOSS 对长期生命周期成本的影响 包括 CMOSS 在内的所有 MOSA 计划也旨在降低长期生命周期成本。 “随着使用时间的增长，今天的系统不断受到产品生命周期管理 (PLM) 问题的挑战，”Abaco Systems（阿拉巴马州亨茨维尔）业务发展副总裁 Mark Hutnan 说。“许多系统需要的部件已达到使用寿命且无法使用——需要额外的成本才能在二级市场上找到部件，或者支付生产线重新配置和重新启动以构建旧部件的费用。SOSA/CMOSS 对齐能够实现快速的技术插入和升级，因为老一代和新一代组件应该兼容，并大大降低了长期生命周期成本。” 更换过时组件（无论是硬件还是软件）的成本将降低 “通过围绕插卡的机械接口和软件功能的有线接口建立市场，满足大部分需求的已开发产品将已经存在了，”Borton 指出。“在 CMOSS 生态系统中，前期开发成本不会达到相同的程度。可能需要集成时间和一些增强功能，但从系统维护人员的角度来看，大部分开发周期都应该缩短。” （图1）
图1 | 第 101 空降师（空中突击）第 3 旅战斗队的士兵在坎贝尔堡（肯塔基州）进行原型设计活动和作战评估，所有这些都将为移动和可定制的指挥所解决方案提供信息，包括 C5ISR/EW 模块化开放式标准套件(CMOSS) 和模块化开放无线电架构 (MORA)。 CMOSS 起源 像许多其他开放式架构计划一样，CMOSS 的出现是因为最终用户想要更多的通用性。“一开始，在各种与陆军相关的会议上，我们看到高层领导表达了希望看到一种板和背板模块化的方式来融合无线电、处理和传感器，而不是一堆独立的盒子，”Jedynak 说。 几年后，很明显没有人将这些点与前进的道路联系起来。“所以在 2013 年，我们开始将人们拉到一边，与他们讨论嵌入式计算系统的 OpenVPX 标准，作为他们可以用来实现目标的坚固背板方法，”Jedynak 继续说道。“这是早期的，它变成了陆军的硬件/软件融合方法。” 事实上，这就是 VPX 如何成为硬件/软件融合的硬件部分。“它的软件部分来自用户社区，”他补充道。“硬件部分来自开放式架构 COTS [commercial off-the-shelf] 供应商社区。” 几年来，陆军方面的开发是分阶段进行的，“他们在实验室中展示了东西，然后展示了它在车辆上的样子，”Jedynak 说。“它最终从被称为'硬件/软件融合’演变为'C4ISR/电子战模块化开放标准套件’，再到简单的'CMOSS’。这一切都始于 2013 年，八年后，事情真的在向前发展。” MOSA/SOSA/CMOSS 连接 CMOSS 是 MOSA 的一个例子，它已成为所有三个武装部队的当务之急。2019 年 1 月 7 日，美国陆军、海军和空军的国防部服务采购主管发布了一份联合备忘录，指出所有要求中都应尽可能包含支持 MOSA 的标准。 “MOSA 是一种哲学，它说：'你应该按照开放的方式去做。' SOSA 或 C4ISR/EW 互操作性车辆集成 (VICTORY) 等标准是满足使用模块化开放系统方法需求的实例，”Jedynak 解释道。“MOSA 是一种方法，许多标准都包含在这个范围内。” Hutnan 说，国防部副部长“认可 MOSA 是一种'综合业务和技术战略'，以在系统生命周期内实现具有竞争力和负担得起的采购和维护”。“在国防部系统开发中，MOSA是一种由技术架构组成的采购和设计策略，采用开放标准，支持模块化、松耦合、高内聚的系统结构。” 陆军对 MOSA 的回答是 CMOSS，旨在巩固作战能力。“CMOSS 的工作由指挥、控制、通信-战术项目执行办公室 (PEOC3T) 领导，”Hutnan 补充道。“CMOSS 是一种 MOSA，它使用已发布的标准——OpenVPX、MORA、VICTORY、Redhawk 等——而不是供应商的专有标准。” 就空军而言，它创建了开放式任务系统 (OMS)：“OMS 计划利用诸如 SOA、UCI 和 FACE 等开放式标准——所有这些都是为了规范航空电子系统的指挥和控制任务信息，”Hutnan 指出。 海军的版本是硬件开放系统技术（HOST），它将硬件分为三层：平台（机身、车辆）、系统外壳和板。Hutnan 指出，后两者是 OpenVPX 的子集。 “每个军种都在推进开放系统原则方面取得了实质性进展，但每个军种都通过不同的烟囱式计划取得了成果，通常共享像 OpenVPX 这样的通用开放标准，”Hutnan 说。 为了将所有国防部服务方法整合到 MOSA 中，并将其与国防工业基地 (DIB) 结合起来，国防部征求业界就集成技术架构达成共识。“结果是由 The Open Group 管理的传感器开放系统架构 (SOSA) 联盟的形成，”Hutnan 说。 SOSA 联盟帮助“政府和 DIB 合作开发开放标准和最佳实践——支持增强、加速开发和部署负担得起的、可互操作的传感器平台和系统，”他补充道。 “SOSA 标准的努力有些相似，”Jedynak 说。“我要小心，因为我不想代表其他人发言，但领导 CMOSS 的人员与领导其他服务（如空军）的开放式架构工作的人员建立联系，并分享他们的经验和教训，并提出要求: 有没有协同作用？这就是开始 CMOSS 的人们帮助启动 SOSA 活动的地方，然后“强烈一致”。”（图 2。）
图2 | Curtiss-Wright CMOSS/SOSA 入门套件 (CSSK) 是一个预集成的四插槽 SWaP 优化 3U VPX 系统，它结合了 VICTORY 网络模块（符合 SOSA 配置文件：14.4.14 DP/CP 开关）、A-PNT模块（符合 SOSA 配置文件：14.9.2 Radial Clock）、单板计算机（符合 SOSA 配置文件：14.2.16 I/O Intensive）和 3U VPX 电源单元。 并非所有东西都完美地符合标准，但比以往任何时候都存在更多的共性。CMOSS 的某些部分“几乎与 SOSA 直接对齐，只需很少的修改即可适应，”Borton 说。“在其他领域，SOSA 决定采取不同的方向，一个系统需要进行一些'平行运作’。” CMOSS 对 SOSA 的影响 SOSA 采用了许多开放式架构和标准中的佼佼者。CMOSS 也不例外。“插件卡配置文件最初是从 CMOSS 导入的，”Borton 说，“系统管理模块的灵感来自 CMOSS 概念，前端模块（发射器/集电极和调节器/接收器/激励器）使用模块化开放射频架构（MORA）作为他们的通信技术绑定。” Borton 补充说，要记住的一件重要事情是，虽然 SOSA 指定了可以一起构成传感器系统的组件，但 SOSA 并没有指定传感器系统本身。“这些 SOSA 组件，无论是基础设施还是模块化功能，都可以与非 SOSA 组件（例如 CMOSS）并存，”他详细说明。“这取决于设计师，他们正在平衡所有因素，以确定传感器系统包含多少 SOSA（或 CMOSS）。” CMOSS 似乎使每个人都受益。“政府获得了一套更强大、更健康的标准。并且该行业获得了更多机会——本质上，馅饼越来越大，”Jedynak 说。“有更多的一致性，这对许多参与者都有好处 - 包括 VPX 市场中的现有参与者，但也适用于希望在战场上提供特殊技术而不提供完整交钥匙系统的小型公司。它为人们提供了更多机会，将他们的解决方案融入到这种构建块架构中。不是赢者通吃的做事方式，而是更多的人参与其中，因为它更加模块化和开放标准。” CMOSS兼容产品需求 据 SRC 称，对 CMOSS 的需求在 2018 年开始回升，从那时起，对 CMOSS 的需求只增不减。 “现在我们看到 CMOSS 被内置到众多地面车辆项目的征集中，例如可选载人战车 (OMFV) 和地面层系统 (TLS)，”Borton 说。“作为传感器创新者，SRC 参与了许多此类计划。此外，陆军能力集在其 2023 年增量中引入了 CMOSS 要求。三军种开放架构互操作性演示 (TSOA-ID) 和网络现代化实验 (NetModX) 等演示活动进一步强化了 CMOSS 的重要性。” Hutnan 说，陆军正在推动对 SOSA/CMOSS 校准的重大需求，使其成为当前需要技术升级的项目和新兴的“首次启动”项目。“陆军'31+4’现代化计划清单上的项目在早期信息请求和随后的提案请求中看到了对 CMOSS 的要求。对 CMOSS 对齐提出新要求的陆军航空和地面计划的一些示例包括航空/空中和导弹防御——未来垂直升力、旋转升级（H-60、AH-64）、空中和导弹防御、下一代战车、艾布拉姆斯升级、A-PNT、远程精确火力 (LRPF) 和定向能量。” 用于嵌入式计算设计的 CMOSS CMOSS 也会影响嵌入式系统设计。背板 I/O 组合“对嵌入式计算的影响最大”，Borton 说。“在一个插槽中使用多通道千兆采样转换器的时代，将数据输入和输出接收器/发射器和相关的计算链，以及将数据输入和输出插卡，是至关重要的。” 每张卡都可以访问到机箱内任何其他卡的典型全星型以太网链路，以及到多个本地卡插槽的更本地化的 PCIe 连接。“根据背板配置，PCIe 带宽可能大于以太网所能提供的带宽。这会极大地影响系统或卡组设计。根据您采用的数据移动路径（以及潜在接收器数据的绝对数量），可能需要在插槽中拥有足够的计算能力，以便在将数据通过其中一个接口之前充分抽取数据，”Borton 指出。 2019 年，Abaco Systems 决定将 SOSA/CMOSS 对齐纳入其产品路线图中。“我们现在拥有针对单板计算机、显卡、数字信号处理和网络的 3U/6U VPX SOSA/CMOSS 对齐产品组合，”他补充道。 |
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