国产操作系统不单有“鸿蒙”，航空工业的“天脉”也来了！
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国产操作系统不单有华为“鸿蒙”
还有航空工业“天脉”！这可不是简单的操作系统，
它还是实时操作系统！
“天脉”系列产品分为：
“天脉”1和“天脉”2。
它们响应能力强、结构简洁、高效，应用广泛。
近日，航空工业计算所向多家用户单位成功交付“天脉”多核操作系统以及自主研发的配套开发环境的试用版本，“天脉”多核操作系统正式进入用户使用验证阶段。“天脉”系列操作系统由东土科技子公司科银京成与航空工业计算所合作开发。
“天脉”操作系统团队经过长期的技术攻关和多轮次技术迭代，成功突破了可伸缩架构、多核支持、实时进程、64位支持等多核操作系统关键技术，完成“天脉”操作系统对国产飞腾处理器和进口高性能多核处理器的深度适配工作，形成了支持单应用场景和多应用场景的天脉多核操作系统及开发环境。在相关用户单位的大力协助下，计算所团队为相关用户单位搭建了“天脉”多核操作系统验证平台，完成了多个项目应用软件的平台移植和技术人员培训工作，部分软件项目完成了初步验证，用户反馈使用体验良好。
产品取名“天脉”。当时国内急需具有新一代综合化模块化航空电子系统（IMA）特征、满足ARINC 653标准的“时间”“空间”健壮分区保护的操作系统产品。这种产品除了实现基本任务调度、设备管理等功能外，还需要实现时间分区管理、空间分区管理、健康监控、分区间通信等功能。
而且除ARINC 653标准之外，还需要实现蓝图配置、容错、重构等系统管理等ASSAC所定义的策略，满足IMA分布式系统管理框架的需要，当时在国内这更是研究的空白地带。但是实现具有IMA特征的机载电子设备是我们装备发展的必由之路，国外IMA所使用的Integrity/178B分区操作系统对我实行严格禁运。如果说ARINC 653或ASSAC（法、德、英和美政府建立的联合标准化航空电子系统架构委员会）通过技术攻关可以突破的话，而实现高安全、高可靠的软件工程方法、过程和工具，更需要长期的磨炼、历练，逐步积累和完善。
研制团队经过对比国内外、军内外软件领域标准和规定，在满足军用软件研制规范的同时，通过全面论证，确定了发展路线、战技指标、技术标准等重大难点问题。团队引入民用飞机软件的国际适航标准——DO-178B《机载系统和设备合格审定中的软件考虑》。研制团队针对基础软件的特点，自加压力、将“天脉”操作系统产品的安全等级定位为最高的A级，并在研制团队内部全面自主实践DO-178B的验证工作，并据此制定相应的研制原则和方针。事实证明在研发阶段引入适航理念，制定满足DO-178B对A级软件66个目标的计划，而在论证和评估阶段按照国军标严格执行，这些都对于保证“天脉”操作系统的产品质量，实现高安全、高可靠的目标起到了决定性的作用。
操作系统作为一项基础性技术，使用验证是软件研制必不可少的关键环节，也是用户最为关注的内容。计算所项目团队将全力做好技术支持，为用户提供技术保障；做好使用验证数据的收集和分析工作，为软件后续升级改进提供依据；进一步加大研发力度，扩展操作系统对龙芯、华睿等国产处理器、DSP多核处理器及其他外部设备的支持能力，向用户提供更加丰富的系统组件与软件工具，不断提高产品的成熟度与易用性。
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操作系统是现代航空装备的核心
在现代信息社会中，操作系统是现代信息系统的基础和核心软件，与国家信息安全以及国民经济的各个领域发展息息相关。作为管理和控制计算机硬件与软件资源的计算机程序，操作系统是直接运行在“裸机”上的最基本软件，任何其他软件都必须在操作系统的支持下才能运行。操作系统的主要功能包括管理计算机系统的硬件、软件及数据资源，控制程序运行，让计算机系统所有资源最大限度地发挥作用，为其他信息应用提供支持。目前，操作系统主要分为桌面操作系统（如Windows等）、智能移动操作系统（如安卓Android）和嵌入式操作系统（如飞机、汽车发动机控制设备操作系统等）等种类。
嵌入式系统通常是指一种专用的计算机系统，用来对诸如工业控制、国防装备等领域的装置或设备进行实时控制、运行监视。嵌入式操作系统运行在嵌入式设备之上，用户一般无法直观感知其存在，也不需要直接进行安装和维护，只能靠设备运行时的外部表征来间接感觉它的存在。事实上，嵌入式操作系统是社会生活中应用最为广泛的操作系统，几乎所有带有数字接口和程序控制的设备，如卫星、火箭、飞机、火车、汽车、通讯基站、交换机、智能电视、机顶盒、数码相机中的计算机设备都属于嵌入式设备，都使用嵌入式操作系统，嵌入式操作系统在信息安全中具有极端的重要性。
长期以来，我国的基础软件产品都一直依赖于西方发达国家，操作系统也掌握在少数几个西方公司手中。大量事实证明，国外操作系统中存在“缺陷”和“后门”，例如在2011年3月11日和4月26日，美国人Shaun Waterman在华盛顿时报上的报道：中国的“例如水坝、油气管道、工厂和其他计算机控制的基础设施，对于黑客来说更加脆弱”，“外国黑客仅仅使用了20分钟就窃取了位于北京的外国专家局的一万一千个专家的个人敏感信息，而这套路由器系统使用了称为VxWorks的脆弱的嵌入式操作系统软件。”
飞机使用的机载操作系统作为机载电子设备的核心和基础，是关系到飞行安全的关键产品，技术指标要求和技术门槛都非常高。因而，能否实现机载操作系统系统的完全自主化，也常常被看作航空主战装备能否实现自主化的标准之一。如果说机载计算机硬件系统是飞机的大脑，那么机载操作系统就是飞机的“灵魂”。计算所研制的“天脉”操作系统就是一种机载嵌入式操作系统，从某种意义上来说，他们就是在为航空主战装备*。
高瞻远瞩 造就专业技术团队
上世纪90年代之前，机载电子设备功能相对单一、软件规模不大，应用软件直接管理了单一功能的系统、小规模的软件和简单的硬件。到21世纪初，机载设备复杂度提高，开始尝试使用操作系统。但由于各种原因，基础软件研究仅限于教学研究、研究所探索，机载设备不得不使用国外商用操作系统。在这个过程中，国外软件赚取了巨额利润，而应用开发的售后服务却由国内人员负责，更严重的是使用过程中发现的商用产品问题得不到更改、装备扩展的功能更是无法实现，更有甚者国外商用产品出现没有预见的停产，对装备安全和发展带来一系列严重风险：
安全隐患。由于我们无法掌握国外基础软件产品的代码、技术和架构，难以确保其绝对没有逻辑“炸弹”或“后门”，也难以保证是否会发生非法入侵、通信数据泄漏等现象。
受制于人。国外对面向航空装备的产品实行禁运，而且往往以各种借口回避解决操作系统应用中的问题，花费了国家大量经费，但是在版本升级、服务保障等方面仍然受制于人。
不利于产业发展。依赖进口严重制约了我国操作系统及其相关技术、产品、产业的健康发展，也不利于装备的持续发展。
作为我国唯一从事机载计算机系统的专业科研机构，计算所在机载基础软硬件研制方面一直处于领先地位。从20世纪90年代中期开始，计算所在为航空装备研制各类计算机、为各个机载单位配备操作系统的过程，累积了大量研制和使用经验，也对“核心技术不掌握、软件安全不可控”造成的受制于人的被动局面刻骨铭心。面对严峻的形势，计算所陷入了思考，并下定决心开展国产机载操作系统软件的研制。
自主研制是一条正确之路
不时爆出的各种软件漏洞和“后门”事件，使得航空软件安全风险隐患逐渐暴露，信息安全等一些重大问题也开始引起国家、军方的重视，军方也迫切期望能够使用国产操作系统替代国外产品。计算所坚信自主研制是一条必然之路，这与当时军方的想法不谋而合。
要使目标成为现实，离不开人力、物力、财力及技术的支撑。对于计算所来讲要研制机载操作系统，当时的情形用“困难重重”来概括一点都不为过。一方面是缺乏资金，研制一个安全操作系统其资金需求当以“亿”计，当时军工企业普遍经营困难，维持生存尚且不易，要拿出大量的资金研制软件系统对于计算所来说更属不易；另一方面，当时国内基础软件的发展一直得不到重视，尽管各个行业都意识到了基础软件的重要，但是在实际应用中都更倾向于采购国外的成熟产品。尽管当时几个行业都在自主研制操作系统，但是产品由于无法投入实际应用，导致项目下马或夭折。
虽然困难重重，但对于计算所而言，他们还有一件宝贵的财富，那就是在长期以来在工程实践中培养和造就了一支专业化的团队。这支团队有着扎实的计算机研制的专业能力，以及对发展机载软件系统的深刻认识，更有着在艰难困苦中敢于直面挑战、顽强拼搏的精神。在长期的工作中，他们不但锤炼了科研能力和业务水平，认准了机载操作系统的发展趋势，并坚定地要走一条独立研制之路。
2002年，由计算所发起，由空军总体论证单位需求牵引，计算所决定自筹资金，抽调精兵强将，组成团队进行操作系统研制；在研制模式上，与长期进行操作系统专业研究的北京科银京成公司强强联合，借助已有内核技术为基础进行操作系统的研制。
在此后两年多的时间里，联合研制团队在已有基本内核基础上，在归纳需求、搭建架构、优化内核等方面进行探索和攻关，以韩炜、叶宏等专家为代表的机载操作系统研制团队在计算所初具规模。2004年，计算所的多名专家联合向所领导提出建议，要求加大对研制操作系统的支持力度，时任所长罗秋生果断决定对研究室的业务进行了调整，将“赚钱”的任务从操作系统研究室剥离，全身心做“软件工匠”，有力地保证了研制团队可以集中全力、精益求精开展研制。
从2002年到2006年，在没有任何外来资金支持和项目牵引的情况下，计算所科研团队在突破了操作系统内核关键技术的基础上，以满足综合模块化航电系统（IMA）的需求为目标，成功突破了时间、空间的分区化隔离和健康监控技术，完成了分区操作系统架构等相关技术研究，形成了天脉原型——ACoreOS产品——并进行了装机验证，结果证明软件产品的基本可用性。但对于如此关键、核心、基础软件，有人赞赏这种胆识和热情，但很少有人会相信产品可信性，致使产品在装备上并没有得到有效使用。
还有航空工业“天脉”！这可不是简单的操作系统，
它还是实时操作系统！
“天脉”系列产品分为：
“天脉”1和“天脉”2。
它们响应能力强、结构简洁、高效，应用广泛。
近日，航空工业计算所向多家用户单位成功交付“天脉”多核操作系统以及自主研发的配套开发环境的试用版本，“天脉”多核操作系统正式进入用户使用验证阶段。“天脉”系列操作系统由东土科技子公司科银京成与航空工业计算所合作开发。
“天脉”操作系统团队经过长期的技术攻关和多轮次技术迭代，成功突破了可伸缩架构、多核支持、实时进程、64位支持等多核操作系统关键技术，完成“天脉”操作系统对国产飞腾处理器和进口高性能多核处理器的深度适配工作，形成了支持单应用场景和多应用场景的天脉多核操作系统及开发环境。在相关用户单位的大力协助下，计算所团队为相关用户单位搭建了“天脉”多核操作系统验证平台，完成了多个项目应用软件的平台移植和技术人员培训工作，部分软件项目完成了初步验证，用户反馈使用体验良好。
产品取名“天脉”。当时国内急需具有新一代综合化模块化航空电子系统（IMA）特征、满足ARINC 653标准的“时间”“空间”健壮分区保护的操作系统产品。这种产品除了实现基本任务调度、设备管理等功能外，还需要实现时间分区管理、空间分区管理、健康监控、分区间通信等功能。
而且除ARINC 653标准之外，还需要实现蓝图配置、容错、重构等系统管理等ASSAC所定义的策略，满足IMA分布式系统管理框架的需要，当时在国内这更是研究的空白地带。但是实现具有IMA特征的机载电子设备是我们装备发展的必由之路，国外IMA所使用的Integrity/178B分区操作系统对我实行严格禁运。如果说ARINC 653或ASSAC（法、德、英和美政府建立的联合标准化航空电子系统架构委员会）通过技术攻关可以突破的话，而实现高安全、高可靠的软件工程方法、过程和工具，更需要长期的磨炼、历练，逐步积累和完善。
研制团队经过对比国内外、军内外软件领域标准和规定，在满足军用软件研制规范的同时，通过全面论证，确定了发展路线、战技指标、技术标准等重大难点问题。团队引入民用飞机软件的国际适航标准——DO-178B《机载系统和设备合格审定中的软件考虑》。研制团队针对基础软件的特点，自加压力、将“天脉”操作系统产品的安全等级定位为最高的A级，并在研制团队内部全面自主实践DO-178B的验证工作，并据此制定相应的研制原则和方针。事实证明在研发阶段引入适航理念，制定满足DO-178B对A级软件66个目标的计划，而在论证和评估阶段按照国军标严格执行，这些都对于保证“天脉”操作系统的产品质量，实现高安全、高可靠的目标起到了决定性的作用。
操作系统作为一项基础性技术，使用验证是软件研制必不可少的关键环节，也是用户最为关注的内容。计算所项目团队将全力做好技术支持，为用户提供技术保障；做好使用验证数据的收集和分析工作，为软件后续升级改进提供依据；进一步加大研发力度，扩展操作系统对龙芯、华睿等国产处理器、DSP多核处理器及其他外部设备的支持能力，向用户提供更加丰富的系统组件与软件工具，不断提高产品的成熟度与易用性。
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操作系统是现代航空装备的核心
在现代信息社会中，操作系统是现代信息系统的基础和核心软件，与国家信息安全以及国民经济的各个领域发展息息相关。作为管理和控制计算机硬件与软件资源的计算机程序，操作系统是直接运行在“裸机”上的最基本软件，任何其他软件都必须在操作系统的支持下才能运行。操作系统的主要功能包括管理计算机系统的硬件、软件及数据资源，控制程序运行，让计算机系统所有资源最大限度地发挥作用，为其他信息应用提供支持。目前，操作系统主要分为桌面操作系统（如Windows等）、智能移动操作系统（如安卓Android）和嵌入式操作系统（如飞机、汽车发动机控制设备操作系统等）等种类。
嵌入式系统通常是指一种专用的计算机系统，用来对诸如工业控制、国防装备等领域的装置或设备进行实时控制、运行监视。嵌入式操作系统运行在嵌入式设备之上，用户一般无法直观感知其存在，也不需要直接进行安装和维护，只能靠设备运行时的外部表征来间接感觉它的存在。事实上，嵌入式操作系统是社会生活中应用最为广泛的操作系统，几乎所有带有数字接口和程序控制的设备，如卫星、火箭、飞机、火车、汽车、通讯基站、交换机、智能电视、机顶盒、数码相机中的计算机设备都属于嵌入式设备，都使用嵌入式操作系统，嵌入式操作系统在信息安全中具有极端的重要性。
长期以来，我国的基础软件产品都一直依赖于西方发达国家，操作系统也掌握在少数几个西方公司手中。大量事实证明，国外操作系统中存在“缺陷”和“后门”，例如在2011年3月11日和4月26日，美国人Shaun Waterman在华盛顿时报上的报道：中国的“例如水坝、油气管道、工厂和其他计算机控制的基础设施，对于黑客来说更加脆弱”，“外国黑客仅仅使用了20分钟就窃取了位于北京的外国专家局的一万一千个专家的个人敏感信息，而这套路由器系统使用了称为VxWorks的脆弱的嵌入式操作系统软件。”
飞机使用的机载操作系统作为机载电子设备的核心和基础，是关系到飞行安全的关键产品，技术指标要求和技术门槛都非常高。因而，能否实现机载操作系统系统的完全自主化，也常常被看作航空主战装备能否实现自主化的标准之一。如果说机载计算机硬件系统是飞机的大脑，那么机载操作系统就是飞机的“灵魂”。计算所研制的“天脉”操作系统就是一种机载嵌入式操作系统，从某种意义上来说，他们就是在为航空主战装备*。
高瞻远瞩 造就专业技术团队
上世纪90年代之前，机载电子设备功能相对单一、软件规模不大，应用软件直接管理了单一功能的系统、小规模的软件和简单的硬件。到21世纪初，机载设备复杂度提高，开始尝试使用操作系统。但由于各种原因，基础软件研究仅限于教学研究、研究所探索，机载设备不得不使用国外商用操作系统。在这个过程中，国外软件赚取了巨额利润，而应用开发的售后服务却由国内人员负责，更严重的是使用过程中发现的商用产品问题得不到更改、装备扩展的功能更是无法实现，更有甚者国外商用产品出现没有预见的停产，对装备安全和发展带来一系列严重风险：
安全隐患。由于我们无法掌握国外基础软件产品的代码、技术和架构，难以确保其绝对没有逻辑“炸弹”或“后门”，也难以保证是否会发生非法入侵、通信数据泄漏等现象。
受制于人。国外对面向航空装备的产品实行禁运，而且往往以各种借口回避解决操作系统应用中的问题，花费了国家大量经费，但是在版本升级、服务保障等方面仍然受制于人。
不利于产业发展。依赖进口严重制约了我国操作系统及其相关技术、产品、产业的健康发展，也不利于装备的持续发展。
作为我国唯一从事机载计算机系统的专业科研机构，计算所在机载基础软硬件研制方面一直处于领先地位。从20世纪90年代中期开始，计算所在为航空装备研制各类计算机、为各个机载单位配备操作系统的过程，累积了大量研制和使用经验，也对“核心技术不掌握、软件安全不可控”造成的受制于人的被动局面刻骨铭心。面对严峻的形势，计算所陷入了思考，并下定决心开展国产机载操作系统软件的研制。
自主研制是一条正确之路
不时爆出的各种软件漏洞和“后门”事件，使得航空软件安全风险隐患逐渐暴露，信息安全等一些重大问题也开始引起国家、军方的重视，军方也迫切期望能够使用国产操作系统替代国外产品。计算所坚信自主研制是一条必然之路，这与当时军方的想法不谋而合。
要使目标成为现实，离不开人力、物力、财力及技术的支撑。对于计算所来讲要研制机载操作系统，当时的情形用“困难重重”来概括一点都不为过。一方面是缺乏资金，研制一个安全操作系统其资金需求当以“亿”计，当时军工企业普遍经营困难，维持生存尚且不易，要拿出大量的资金研制软件系统对于计算所来说更属不易；另一方面，当时国内基础软件的发展一直得不到重视，尽管各个行业都意识到了基础软件的重要，但是在实际应用中都更倾向于采购国外的成熟产品。尽管当时几个行业都在自主研制操作系统，但是产品由于无法投入实际应用，导致项目下马或夭折。
虽然困难重重，但对于计算所而言，他们还有一件宝贵的财富，那就是在长期以来在工程实践中培养和造就了一支专业化的团队。这支团队有着扎实的计算机研制的专业能力，以及对发展机载软件系统的深刻认识，更有着在艰难困苦中敢于直面挑战、顽强拼搏的精神。在长期的工作中，他们不但锤炼了科研能力和业务水平，认准了机载操作系统的发展趋势，并坚定地要走一条独立研制之路。
2002年，由计算所发起，由空军总体论证单位需求牵引，计算所决定自筹资金，抽调精兵强将，组成团队进行操作系统研制；在研制模式上，与长期进行操作系统专业研究的北京科银京成公司强强联合，借助已有内核技术为基础进行操作系统的研制。
在此后两年多的时间里，联合研制团队在已有基本内核基础上，在归纳需求、搭建架构、优化内核等方面进行探索和攻关，以韩炜、叶宏等专家为代表的机载操作系统研制团队在计算所初具规模。2004年，计算所的多名专家联合向所领导提出建议，要求加大对研制操作系统的支持力度，时任所长罗秋生果断决定对研究室的业务进行了调整，将“赚钱”的任务从操作系统研究室剥离，全身心做“软件工匠”，有力地保证了研制团队可以集中全力、精益求精开展研制。
从2002年到2006年，在没有任何外来资金支持和项目牵引的情况下，计算所科研团队在突破了操作系统内核关键技术的基础上，以满足综合模块化航电系统（IMA）的需求为目标，成功突破了时间、空间的分区化隔离和健康监控技术，完成了分区操作系统架构等相关技术研究，形成了天脉原型——ACoreOS产品——并进行了装机验证，结果证明软件产品的基本可用性。但对于如此关键、核心、基础软件，有人赞赏这种胆识和热情，但很少有人会相信产品可信性，致使产品在装备上并没有得到有效使用。
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