边缘计算已成为时下最热门的技术之一,许多业内大佬纷纷布局边缘计算。而作为全球嵌入式软件与服务领域的领先者风河也早早看到这个趋势,加速部署边缘业务。

边缘计算渐成新宠

随着5G以及万物互联时代的到来,物联网、人工智能、虚拟现实等新技术日渐成为技术热点并逐渐在应用,随之到来的就是海量数据的诞生。

这时,云计算平台将面临着海量设备接入、海量数据、带宽不够和功耗过高等挑战,很多应用就无法进行。在这种情况下,数据就不适合直接上传到云计算中心进行处理。

而且很多新应用无法托管运行在标准的集中式IT基础设施上,而是需要一种特殊的边缘计算平台。

Vmware

所以,边缘计算开始成为新宠。

 何谓边缘计算

那么什么是边缘计算?

边缘计算是在靠近物或数据源头的网络边缘侧,融合网络、计算、存储、应用核心能力的开放平台。边缘计算的核心,是将计算任务从云计算中心,迁移到产生源数据的边缘设备上。边缘计算是云计算的有效补充,云计算通常是远离数据源的集中式处理,边缘计算解决了云计算无法解决的很多问题。

也就是说,边缘计算能够进行本地判断和决策,同时也能在离线状态下进行不间断操作。如果说,数据上传到云平台,安全性成为一个大问题。那么,在边缘侧解决的边缘计算不会有这个问题。

甚至可以理解为:边缘计算是对云计算的一种补充和优化。

据IDC预测,到2020年,全世界40%以上数据需要在边缘进行分析、处理和存储。

风河加速边缘业务的部署

如今,越来越多的人在远途出行时选择飞机作为交通工具,如何让人们更加舒适地乘坐飞机旅行并提供更加优质的服务,已经成为各家航空公司考虑的问题,因此,市场需要更加智能与安全的飞机。

全电子化与软件化是趋势

航空工业的整体趋势就是飞机和整个航空工业的设备都将会更加聪明,更加智慧。风河航空与国防行业业务发展总监Alex Wilson表示,飞机内部的设备和网络要照顾乘客的安全与舒适,飞机与地面的数据通信要帮助航空企业提高效率并降低成本,还要服务于航空管理机构的法规执行。从需求上可以概括为三点:一是功能多样化,以应对越来越多专业的不同需求;二是成本效率方面的压力越来越大;三是安全性面临的挑战越来越严峻。因此,只有全电子化才能满足功能多样化的要求,然而成本及环保越来越呈现出多样化的趋势。Alex Wilson解释说,从技术实现上则表现为电子化、软件化,以便在降低机载设备的体积、重量、功耗的同时增加功能性、提高安全性;从产业链的方面看,全球性采购与合作越来越多,国界更频繁地被打破,而国家间的竞争与合作形式将会更加多样化。

由于以上原因,航空电子系统正在从联合式(Federated)转向集成模块化(Integrated Modular)转变,这给相关企业带来了挑战。Alex Wilson分析说,联合式航空电子系统在飞机的不同部位配置各自独立的计算机控制系统,而集成模块化系统将这些各自独立的系统集中起来由较少的计算机来实现,从而减少了计算机控制设备所占用的空间和功耗,同时因为更多功能通过软件来实现,而不是像以往那样通过专用硬件来实现,所以加快了各种功能的更新周期,提高了适应能力。因为功能多样化的需求,需要将更多的系统连接起来,在更小的空间里以更轻的重量来承担更多的功能,同时具备更低的功耗,这就是所谓的SWaP( Space, Weight, and Power ),还包括大幅度减少机舱布线,所以需要实现硬件集中化。

WindRiver 653, multiply core

单核处理器的性能完全受制于时钟频率,多核处理器的成熟与普及为硬件集中化奠定了基础,可以在更少数量的处理器上运行更多的软件,但资源共享会给安全性带来极大的挑战。对多核处理器架构进行研究,揭示出许多原本面向单核处理器进行航空电子系统设计时不曾遇到过的难题:系统集成的难度更大了;设计与认证的复杂度更高了;业内供应链中的经验还不够丰富,需要进一步积累。多核处理技术应用于航空电子系统的节奏明显比其他应用领域慢,这主要是因为安全性的考虑,以及相关认证的难度更高。Alex Wilson说,我们讲的安全性是“Safety and Security”,而这在中文里都称为安全性。实际上,Safety是指所设计开发的系统有能力管理好自己不对周围环境造成损害,这种能力可以通过系统的成熟度来让它变得越来越稳定。而Security是指所设计开发的系统有能力抵抗周围环境对它自己造成的损害,这种能力却会随着外部环境的变化而越来越脆弱。

安全智能的航空电子系统解决方案

无论是建造新飞机还是为工业和医疗控制系统设计新的功能,选择正确的系统软件和硬件体系结构,对于工程项目的成功至关重要。不论是航空航天和国防工业,还是嵌入式社区,都在持续转型,期望采用最新的硬件来解决挑战性的性能问题,以便负担起各种各样的工作负载。

为了应对这样的挑战,航空电子供应商已经感受到吸引力,希望将强大的商业现货(COTS)硬件平台与基于标准的开放型虚拟化平台相结合,以便跨越多种产品线、飞机机型和应用情景,获得更高的价值。

WindRiver 653 for ARM

风河公司是值得信赖的合作伙伴,积极支持这个行业的企业走上数字化转型之路。最新的进展是,风河的VxWorks® 653多核版本现在已经可以支持ARM®架构了,它具有最高水平的功能安全性和信息安全性,能够满足最具挑战性的环境需求。这就使得客户能够快速适应不断变化的业务需求,并在基础层面上满足日益增长的创新和工作负载集中化的需求,并从一开始就为安全关键系统的体系结构打下良好的基础。在这个最新版本中,风河纳入了独特的功能安全性和信息安全性平台产品集,为所有的主流硬件架构提供支持。

今年早些时候,风河刚刚增加了英特尔架构上的VxWorks 653多核支持,这意味着工程项目可以更加自主地选择硬件平台,实现传统继承软件和新的应用软件的集中化,从而大幅节省成本,加速产品上市时间(TTM),同时提供具备功能安全性和信息安全性的开放型软件基础,具备高水平的技术配备和可重用性,可在整个产品生命周期中降低认证的成本和风险。

总之,现在有了新版的VxWorks 653,无论是你选择Intel架构、Power架构还是ARM架构,都可以使用基于标准的开放型虚拟化平台,来构建新一代航空电子设备与工业系统该平台,而且运行多种操作环境。已通过认证的VxWorks 653平台,能够抽象和运行任何类型的工作负载,既包括传统负载,也包括新型负载,而且具备多种安全级别。

为什么ARM架构如此重要?

人工智能等新一代信息技术正在多个产业得以布局应用。

风河系统公司航空与国防行业业务发展总监阿勒克斯·威尔逊(Alex Wilson)近日在接受媒体采访时谈到了其对未来航空工业应用发展的主流趋势。他认为,未来的航空工业的整体趋势将朝着更加智慧和聪明方向发展,包括航空器内部设备和电子应用系统。

一般而言,飞机内部的设备和网络需要考虑到乘客的安全性与舒适体验,同时飞机与地面的数据通信还需要帮助航空企业提高效率、降低运营成本,以及合规执行各个国家和地区航空管理机构的相关法规。

今年4月中旬,由中国航空学会和中国航空研究院联合主办的2018(第七届)民用飞机航电国际论坛在上海举行。阿勒克斯与会演讲时谈到了航空工业安全性面临的严峻挑战,并与业内人士分享了风河在航空电子系统应用中对于安全性的理解及其解决方案。

“联合式航空电子系统在飞机的不同部位配置各自独立的计算机控制系统,而集成模块化系统将这些各自独立的系统集中起来由较少的计算机来实现,从而减少了计算机控制设备所占用的空间和功耗。”阿勒克斯说,航空电子系统正在从联合式(Federated)转向集成模块化(Integrated Modular),给业内企业带来适应性挑战。

据了解,航空电子系统结构发展至今经历了分立式、联合式、综合式和高度综合式四个阶段。未来航空工业如何实现飞机驾驶舱触屏设计与显示,更加有效地为机组人员提供便捷一度热议话题,而将人工智能等新一代信息技术应用与驾驶舱更是成为上述论坛的焦点主题之一。

中国航空无线电电子研究所所长王金岩表示,座舱是人机交互、飞行员和飞机交互的唯一的重要接口。“要实现人机协同的座舱设计,首先就需要改变传统系统工程的设计思路。同时还需要跟踪人机交互领域的前沿技术,探索人机协同领域创新。”

“将人工智能概念引入驾驶舱,为飞机的安全性能提升、任务执行效率、成本核算等方面寻求最优解决方案,还有很多问题需要探索。”王金岩认为,当下应基于航空背景学科的跨学科合作,提升飞机整体的智能化程度。

阿勒克斯告诉媒体记者,面对多元化需求,未来航空工业的发展趋势一定会更加智能化。而在这些需求上,主要包括功能多样化、成本与效率的压力增大、安全性面临严峻挑战等三个方面。“满足功能多样化的需求,将需要从全电子化方向研究,现在技术实现上表现为电子化、软件化,以便在降低机载设备的体积、重量、功耗的同时增加功能性、提高安全性。”

“从产业链的方面看,我们将会看到越来越多的全球性采购与合作,地理边界将被打破,国家与地区间的竞争与合作形式也将会更加多样化。”阿勒克斯称。

经过多年发展,云计算的概念已经深入人心,不过物联网似乎正在催生新的方式。

根据Gartner预测,到2020年,全球的物联网设备数量将达到204亿。面对如此多设备的涌入,如果每个设备的数据都要回到云中处理,将消耗巨大的带宽,也会造成较高的时延。

并不是所有的信息都需要返回云数据中心,如果可以先在边缘端对数据进行初步的处理、筛选和聚合,只把有价值的数据传向云端进行存储或进一步的分析,这样不仅大大缓解了网络压力,在网络出现中断时,也能让边缘端自主地作出部分决策。

“这使得雾计算和边缘计算的概念开始兴起。把计算能力向终端迁移,而资源依然共享。这样就解决了从边缘到云端的数据传输时间较长、带宽需求较高的问题。”风河公司首席战略官Gareth Noyes指出。

WindRiver Cloud

让计算能力从云到边缘自由流动

而风河公司在此基础上提出了流动计算的概念。所谓流动计算,顾名思义,即让计算能力在边缘、雾和云之间流动起来,把集中化和分布式架构结合起来,实现应用与底层解耦,让企业可以更为灵活使用任何层次的计算资源。

目前,风河Titanium Cloud已经拥有Titamiun Edge、Titamiun Core、Titamiun Control等丰富的软件产品阵容,实现从边缘到云端的全面覆盖。包括通过工作负载分区(Workload Partition)提供稳定、安全和实时的平台;通过工作负载整合提供可扩展、高可用的边缘计算,通过流动计算架构来驱动灵活的的应用部署。

在2018世界移动通信大会(MWC)上,VMware与风河公司联合展示了ONAP联合计算体系,通过跨越多种云平台的多租户业务,为实现流动计算的理念迈出了探索性的一步。

其中,风河 Titanium Cloud处于边缘部位,而VMware vCloud NFV OpenStack Edition处于核心部位,应用情景则是虚拟CPE和虚拟IMS。在这两种情境中,边缘部件都运行在风河 Titanium Cloud之上,而核心部件运行在VMware VIO. ONAP编排器之上,在边缘和核心云之间实现了数据流动的自动化,控制着整体的服务交付和生命周期管理。