過去幾十年，信息系統(tǒng)計算重心不停在集中化與分布式之間搖擺，這為企業(yè)級應(yīng)用從業(yè)者帶來更多挑戰(zhàn)。無論是工業(yè)、汽車還是航空航天應(yīng)用，一套系統(tǒng)服役期往往會超過10年，甚至在15年以上，這類應(yīng)用對可靠性與安全性等要求又比消費級應(yīng)用高很多，所以傳統(tǒng)開發(fā)方法將系統(tǒng)分解為不同的小模塊，采用黑盒模式來進(jìn)行開發(fā)，可以保證全系統(tǒng)可靠、簡單、直觀，但也帶來了升級困難、不易擴(kuò)展、成本高昂、維護(hù)復(fù)雜等諸多弊端。

歸一化平臺

為應(yīng)對上述難題，風(fēng)河公司的解決之道是推出了風(fēng)河Helix虛擬化平臺（Wind River Helix Virtualization Platform）。風(fēng)河Helix虛擬化平臺充分考慮系統(tǒng)的可擴(kuò)展性與可兼容性，通過異構(gòu)集成平臺來跨越不同操作系統(tǒng)與硬件架構(gòu)之間的鴻溝，又采用靜態(tài)配置、動態(tài)配置以及動靜態(tài)混合配置來適應(yīng)不同系統(tǒng)對可靠與安全性需求，既能滿足當(dāng)前項目需求與合規(guī)性，也方便引入新的硬件、軟件、框架或云服務(wù)，實現(xiàn)舊系統(tǒng)向新系統(tǒng)的無縫升級。

“Helix是統(tǒng)一的平臺，一致性高，可擴(kuò)展性高，維護(hù)方便，易于更新，”風(fēng)河公司航空與國防業(yè)務(wù)發(fā)展總監(jiān)Alex Wilson告訴探索科技（TechSugar），Helix虛擬化平臺有四大特色。

首先是異構(gòu)集成，一個軟件平臺支持多種操作系統(tǒng)（包括風(fēng)河自產(chǎn)操作系統(tǒng)及第三方操作系統(tǒng)），并提供不同等級的安全機(jī)制；其次是抽象化，利用風(fēng)河異構(gòu)平臺中間層，將芯片與應(yīng)用分割開來，便于系統(tǒng)擴(kuò)展升級；第三是安全隔離，風(fēng)河Hypervisor技術(shù)為同一系統(tǒng)中的不同操作系統(tǒng)或應(yīng)用提供安全有效的隔離機(jī)制，方便開發(fā)者更容易地實現(xiàn)系統(tǒng)整合；第四是統(tǒng)一整合，利用Hypervisor硬件虛擬化技術(shù)，開放人員可以用多核單板系統(tǒng)來替換多主板/多處理器系統(tǒng)，既可保持多操作系統(tǒng)的優(yōu)勢，又能降低多處理器集成過程中的復(fù)雜度與風(fēng)險。

Helix平臺將系統(tǒng)復(fù)雜度收納在自己平臺之內(nèi)，大幅降低了用戶開發(fā)維護(hù)的難度，但如何保證復(fù)雜異構(gòu)系統(tǒng)之間相互配合時的安全性與可靠性呢?

風(fēng)河公司航空與國防業(yè)務(wù)發(fā)展總監(jiān)Alex Wilson

“在核電站、飛機(jī)駕駛系統(tǒng)等高安全應(yīng)用場景，Helix平臺將采用靜態(tài)配置，盡可能減少系統(tǒng)功能子集，增加可靠性與安全性，” 針對探索科技（TechSugar）的這一疑問，Alex表示，風(fēng)河Helix平臺利用不同的配置選擇來應(yīng)對不同的安全等級要求，“在這些應(yīng)用的核心理念就是減少子集，減少復(fù)雜度，確保安全性，絕對不會用到Linux或Windows系統(tǒng)。”

軟件外包在航空業(yè)已是慣例

在Helix平臺推薦應(yīng)用中，高安全應(yīng)用將采用靜態(tài)配置，以確保系統(tǒng)可靠與安全；富生態(tài)應(yīng)用將采用動態(tài)配置，以支持復(fù)雜多任務(wù)及多操作系統(tǒng)類應(yīng)用場景；而汽車應(yīng)用則是典型的混合配置場景，自動駕駛功能對安全性要求高，所以只適合靜態(tài)配置，而人機(jī)交互等其他應(yīng)用，則可以用動態(tài)配置來實現(xiàn)更豐富的功能支持。

Hilex平臺配置組合

但即便采用最高安全規(guī)格要求來開發(fā)軟件，也并不是萬無一失。比如，波音公司已經(jīng)承認(rèn)，將升級軟件以應(yīng)對近期波音737MAX在埃塞俄比亞航空公司空難事件暴露出的安全風(fēng)險。

“過去20年，航空航天領(lǐng)域一直都是外包軟件，其他很成功的機(jī)型，例如波音787或中國的C919，都采用過軟件外包?！?nbsp;業(yè)界有聲音認(rèn)為，波音將部分軟件外包應(yīng)為此負(fù)責(zé)，但Alex Wilson認(rèn)為，軟件外包是航空航天領(lǐng)域的傳統(tǒng)，埃航空難不一定會影響航空業(yè)的軟件外包商業(yè)模式，“不論外包與否，都有非常嚴(yán)格的規(guī)范來對軟件系統(tǒng)進(jìn)行檢驗，但問題是現(xiàn)在軟件代碼量越來越多，不同功能軟件之間的配合要求越來越多，從自動化階段進(jìn)化到自主階段，如何確保系統(tǒng)級的絕對安全，是未來航空航天軟件業(yè)的核心問題。”

“DO-187C認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)對安全要求非常高，通過認(rèn)證的成本也極高，” Alex Wilson向探索科技（TechSugar）解釋，傳統(tǒng)上，航空行業(yè)有非常嚴(yán)苛的軟件功能安全認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)，但當(dāng)前的問題是人工智能在自主系統(tǒng)中將發(fā)揮主要作用，而傳統(tǒng)軟件功能測試對人工智能的測試覆蓋并不完整?！皞鹘y(tǒng)軟件測試完成后，功能都可以預(yù)測，而加入人工智能以后，當(dāng)前的測試標(biāo)準(zhǔn)很難預(yù)測所有狀況，這是一個很大的挑戰(zhàn)?！?

軟件在自主系統(tǒng)中的責(zé)任

測試覆蓋率不完善，可以從技術(shù)上去逐漸解決，但自主系統(tǒng)責(zé)任認(rèn)定上還有需要立法的支持。嚴(yán)格意義上的自主系統(tǒng)將不需要人類介入，但如果發(fā)生事故導(dǎo)致?lián)p失，由誰來承擔(dān)責(zé)任現(xiàn)在還沒有明確的法規(guī)可以遵循。

以汽車自動駕駛系統(tǒng)為例，不管廠商在宣傳上如何暗示自己的自動駕駛系統(tǒng)如何高級，但使用手冊上都要明確注明司機(jī)不得在行駛中手離方向盤。

“萬一出現(xiàn)事故，不是軟件的問題，責(zé)任由人類駕駛來承擔(dān)，” Alex表示汽車公司做出聲明，就是做好責(zé)任切割，“這讓我們思考一個有關(guān)自主系統(tǒng)的社會問題，人類到底可以讓軟件做多少的決定，百分百都交給軟件控制是否可行？如果系統(tǒng)控制權(quán)百分百交給軟件，那么軟件到底應(yīng)該是扮演什么樣的角色，人類又如何通過測試來確保功能安全，如果出現(xiàn)意外該如何處理，這些都都需要我們?nèi)ニ伎肌！?

Alex強(qiáng)調(diào)，這些問題并不是時效性不高的遠(yuǎn)期問題，而亟待人類盡快討論出可行解決方案，“就我們的觀察來說，越來越多的系統(tǒng)正走在從自動化系統(tǒng)轉(zhuǎn)變成自主系統(tǒng)的路上。”