综合核心处理机包括各种通用模块、操作系统和系统管理软件等（图1）。

图1 综合核心处理机

在20世纪60年代之前，机载设备都是独立的，由于设备处理能力的限制，机载设备只能完成简单的计算，更谈不上多台设备之间的信息综合。20世纪60年代后期，小规模集成电路开始问世，机载设备中开始应用数字计算机技术，基于当时的数字计算机技术以及总线技术，可实现机载电子设备子系统级的局部综合，例如火控计算机、显示和火控雷达之间的综合。

20世纪70年代，集成电路技术的发展使机载计算机的广泛应用成为可能，同时也催生了数字总线技术，使机载设备之间可以通过一条共享的高速数据总线交换信息。典型的总线诞生于美国空军怀特·帕特森（Wright Patterson）实验室的1553总线，最终发展成为著名的1553B总线。采用1553B总线互连组成的分布式计算机如图2所示，该结构为用于第三代飞机的典型机载计算机体系结构。这种集中控制分布执行的体系结构，各个计算机独立执行其固化的应用软件，受限于互连网络的带宽，该体系结构数据共享能力也较差，无法支撑综合化航电系统的实现。

图2 以1553B总线为核心的机载计算机系统

20世纪80年代，美军开始了综合化技术的前期研究，在F-22飞机上初步实现，并在F-35飞机上得到进一步提升，其ICP及其互连网络如图3所示。ICP采用具有电路交换/包交换功能的光纤通道（FC）交换网络，实现与航电系统各设备的互连，采用1394网络实现与飞行器管理计算机（VMC）互连，采用具有高确定性、时间/空间隔离功能的实时操作系统。F-35飞机的ICP包括两个液体冷却的机箱，每个机箱可以容纳23个通用模块（另有8个备份槽）。系统共包括7种23个智能模块，分别为4个通用处理模块、2个信号处理模块、2个图形处理模块、4个通用处理输入输出模块、4个信号处理输入输出模块、2个FC网络交换机模块和5个电源模块。ICP可以支持F-35飞机大多数航电任务的数据处理、信号处理以及图形/图像处理。

图3 F-35 ICP及其互联网络

民用飞机航电系统综合化起源于波音777飞机的信息管理系统（IMS）。该系统采用两个机箱，通过4条ARINC629总线组成的飞机系统总线、3条ARINC629总线组成的飞行控制总线、ARINC429总线，以及离散和模拟输入输出与飞机电子设备相连接。基本型IMS体系结构如图4所示，该结构包括中央处理模块（CPM）和输入输出模块（IOM）。模块直接通过SAFE bus底板进行通信，SAFE bus是由2条余度总线对组成，采用基于时间触发机制的通信控制机制，具有高可靠性、时间确定性、故障检测及容错能力强，以及支持动态重构等特点，如图中CPM1、CPM2、CPM3、CPM4可以采用一主三备份的方式运行，主模块故障后，备份模块就可以根据优先级确定哪个模块在此时刻转变为主模块完成规定功能，即实现“热备份”模块顶替故障模块，且这一切换时间非常短。由于所有互为备份的模块是同时、同步工作的，所以此动作是一种无缝切换，即实现了不间断的动态系统重构。

图4 IMS体系结构

SAFE bus为集成机架内的总线，仅能支持航电子系统的局部综合。为支持飞机整机范围内的机载设备综合，空客公司在空客A380飞机上，采用了多个集成机架的方式，集成机架内的电子模块通过航空电子全双工以太网（AFD）网络端口与该功能区内的AFDX交换机相连接，多个AFDX交换机又通过AFDX网络相连接，这样构成了一个网络化的信息处理系统。飞机上的各集成机架主要构成包括通用的CPM、IOM以及符合ARINC653标准的操作系统，这些通用模块都由一个供应商提供，这样大大降低了飞机航电设备研制难度、研制成本、运营成本和维修成本。

ICP主要技术特点包括可支持多种计算类型、强实时性、高可靠性、高安全性及高可维护性，采用通用模块以及统一网络互连，执行独立于硬件、可重用的航电应用软件、操作系统和系统管理软件。通过采用通用模块化技术，减少了航空电子模块类型，降低了航空电子系统的开发、采购和维护费用，这种模块化技术以及通用化技术可使一型ICP满足多型航电系统需求，即根据ICP需求配置通用模块类型和数量。典型ICP通用模块包括通用输入/输出模块、通用数据处理模块、通用信号处理模块、通用图形/图像处理模块、网络交换模块、电源模块以及大容量存储器模块等。ICP为高可靠计算系统，采用N+1备份容错与重构技术，可根据飞机飞行状态，对应用任务进行实时切换及重加载，以便保证飞机在不同飞行状态下的关键任务完成，在地面状态下，进行ICP资源的重新配置，从而推迟故障系统的维修工作至具备维修条件的维修站点，或在飞机空闲时再进行故障系统的维修。ICP采用两级维修体制，维修人员可直接在外场进行故障模块替换，故障模块的维修在维修工厂进行，简化了飞机维修体制。ICP采用开放式软件架构，应用软件接口遵守ARINC653等标准，软件架构和接口的标准化提高了航电软件的可移植性、可重用性，极大节省了航电软件的设计、开发、测试和验证的人力和物力，缩短了飞机型号的研制周期。ICP采用面向航电系统应用的专用通信网络，如AFDX、FC-AE（fibre channel-avionics environment），满足航电系统信息交换和信息处理的安全性、确定性以及实时性等需求。ICP采用分区操作系统以及高安全文件系统，确保不同安全等级的航电任务共享同一计算资源、同一网络资源以及同一存储资源，确保航电系统安全性、实时性。ICP为航电系统提供了高精度、高可靠时间服务，该功能是新一代飞机传感器融合、多机协同作战以及网络中心战的基础。

ICP通过驻留种类繁多、不同功能、不同安全等级的航电应用软件，从而将传统的多个航空电子系统综合到一个信息处理平台上，这样极大地减少了航空电子系统的通用处理资源和备份资源，提高了整个系统的资源利用率，使整个航空电子系统的重量、功耗和成本显著下降，使航空电子功能升级、维护和系统容错易于实现，使飞机可维修性、可用性以及出动架次率得到大幅度的提高。此外，ICP可以完成传统联合式系统无法完成的飞机传感器信息融合等综合信息处理。

综合核心处理技术推动了航电技术发展，使其实现了从联合式航电系统到综合化航电系统的跨越。进入21世纪以来，多核处理器技术、虚拟化技术、数据分发技术（DDS）等计算机技术的发展推动了航电系统朝着下一代综合化航电系统方向前进。