全舰计算环境(TSCE)技术的发展现状
信息技术的发展导致以平台为中心的计算模式正向以网络为中心的计算模式转变,这使得未来海战将从“平台中心战”转向“网络中心战”。舰艇作为现代海战的一个基本单元,网络中心战对其综合能力提出了更高的要求。全舰计算环境(TSCE,Total Ship Computing Environment)为实现这一目标提供了一种非常有效的解决办法,它基于开放式体系结构和商品现货,将现代舰艇战时、平时各类运算操作、基础数据集成到一个统一的、公共计算环境中,是美国海军目前正在研制的面向当前和未来作战任务的新一代舰载一体化信息系统,是未来海军舰艇发展的方向。
居于TSCE设计理念核心的开放体系结构是美国海军未来舰艇系统设计的指导思想,美军已表示其下一代舰艇的开发和现有舰艇的升级都将采用TSCE。目前美国最新研制的DDG1000“朱姆沃尔特”级驱逐舰、LCS濒海战斗舰和CVN78“福特”级核动力航母都采用了TSCE。DDG1000是第一艘全面应用实施TSCE的美国海军舰船,DDG1000的设计最初就以开放体系结构为指导,它以TSCE为各系统的集成系统,把其他系统(作战系统、预警系统、动力系统、武器系统、指挥控制系统等)进行信息整合,最终形成一个统一的“网络中心战”单元。如图1所示为美国DDG1000攻击驱逐舰TSCE的结构示意图。

图1 美国DDG1000攻击驱逐舰TSCE的结构示意图
DDG1000 TSCE的主合同商是美国雷声公司,根据合同规定,雷声公司将负责TSCE软件和任务系统设备的开发,并将这些软件设备集成到由通用动力和诺斯罗普·格鲁曼公司建造的两艘DDG 1000驱逐舰上。集成工作包括所有雷达、声呐、武器系统、传感器、软件和计算环境与舰艇的集成。如图2为雷声公司公布的关于DDG1000 TSCE视频的截图,该视频清晰的展现了采用TSCE的DDG1000上各操作节点及相应舱室的布置及功能。

图2 DDG1000 TSCE的视频截图
DDG1000 TSCEI的研制始于1999年底,目前仍在开发过程中,它共包括6个版本的软件,超过500万行的代码。每个新的TSCEI 版本都为DDG1000的计算基础设施增添了新的和改进的任务执行能力,并提高了其健壮性。
在TSCEI3.0版中,集成了具有开放体系结构的舰船自防御系统MK2,2006年6月,MK2开放体系结构通过了正式的合格性测试。在TSCEI4.0版中,集成了支持运行Red Hat Linux 操作系统的IBM刀片式服务器。另外,雷声公司将RTI公司的数据分发服务(RTI Data Distribution Service)纳入到DDG1000 TSCEI4.0版的执行(实现)中,“RTI数据分发服务”增强了复杂的舰上网络中TSCEI进行健壮的和可靠的实时数据分发的能力。RTI数据分发服务为TSCEI提供了实时数据分发层,实现了舰载应用程序之间信息接发的高吞吐量和低等待时间。雷声公司还宣布选择通用动力的Fanuc嵌入系统公司为DDG 1000驱逐舰提供单板机,该公司将提供PPC7A 和PPC7D单板机,以及可达3个千兆比特以太网端口的PMCD3多功能PMC。DDG 1000 TSCEI将使用PPC7A、PPC7D和PMCD3满足分布式自适应处理机(DAP)硬件、固件和软件的网络连通性需求。
2007年10月,TSCEI 5.0版通过了初步设计审查。2013年1月,负责研制的雷声公司将超过600万行代码的TSCE正式交付DDG-1000项目进行测试。

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