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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增加验证信心和部署数字双胞胎。

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观察航天和国防领域,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:新的数字收购现实使用了《黑客帝国》的视觉效果,这部电影当时被称为“21世纪的第一部电影”美国空军采购、技术和后勤助理部长描绘了一幅“模拟优先”开发过程的画面。Roper认为在虚拟环境中学习事物的意义,并将这些学习转移到现实世界中。Roper的主题是“颠覆性世界的颠覆性敏捷在美国空军协会举办的虚拟航空、空间和网络会议上,该会议的重点是开发成本和避免衍生产品。他引用了来自商业世界的例子来激发对敏捷的需求。

几个重要的趋势推动了航空航天和国防领域,包括离岸外包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新的工程师队伍改变了相关人员。此外,陈旧和信任推动了美国国防部(DoD)和全球对现代化的需求。微电子学是其中至关重要的一部分。


数字化在航空航天和国防应用。

去年,一些最大的航空航天和国防公司展示了不同的相关方面,聚焦于安全、安全和数字双胞胎的关键主题。

为了增加今天ASIC和FPGA设计的验证信心,BAE画报》他们如何在RAD510空间处理器的开发中应用自动化模拟执行和回归分类以及验证计划工具和自动化互连测试开发。将硬件和软件结合起来,BAE、Dover和Cadence展示了航空航天和防御系统的实时网络安全保护,通过使处理器免疫抵御各种基于网络的网络攻击来防止软件漏洞的利用。对执行的每个指令进行监控,以确保符合一组定义的安全性、安全性和隐私规则。一旦出现违规情况,立即发出警报,使系统能够实时作出防御反应。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,并从记忆中提取一个加密的GPS位置。

在一个数字孪生案例研究中,诺斯罗普·格鲁曼公司(NGC)在一个仿真环境中提出了一个完整的片上系统(SoC)数字孪生在带出之前对硬件描述执行裸金属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2002年迈克尔·格里夫斯博士(Dr. Michael Grieves)提出使用数字双胞胎来加快防御系统部署以来,就一直是讨论的主题。国防部承包商被迫在封装ASIC之前寻找更有效的验证方法,以降低风险,增加首次正确硅的信心。

随着对更高系统集成水平的需求,新的异构封装技术正在航空航天和国防垂直领域出现,作为增加输入/输出(I/O)密度和改善系统性能的可行途径。这些非标准流程在系统设计和功能方面提供了更大的灵活性。然而,它们需要新的系统级规划、建模和验证的设计流程——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是保证系统可靠性能的关键。美国空军研究实验室(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能力,从而实现这些封装解决方案。AFRL创建了一个引人注目的、跨领域的仿真和验证环境,由一个小型而敏捷的设计团队执行。

这些例子表明,在一个日益复杂的供应链中一起工作时,不同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)对集成电路设计的供应商进行认证、聚合、代理、掩模制造、代工、后处理、包装/组装和测试服务,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(包括分类的和非分类的)。此外,可信供应商的可信流足以保护关键程序信息。相反,国防部要求提供服务从授权供应商处在这份名单上得到了DMEA的认可

在航天和国防领域,这也是一个勇敢的、数字化转型的未来!



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