I denne artikel gennemgår Sysgo baggrunden for udvikling af FACE, samspillet med eksisterende standarder, de udfordringer og fordele både små og store systemudviklere kan opnå med FACE, og hvordan fremtidens civil- og forsvars-flyelektroniksystemer kan blive udviklet hurtigere med en mere kosteffektiv drift og en certificeret højere sikkerhed
Artiklen har været bragt i Aktuel Elektronik nr. 11 – 2025 og kan læses herunder uden illustrationer
(læs originaludgaven her)
Af Joe Richmond-Knight (MIET), FAE/solutions architect, Sysgo
Over de seneste år har det accelererede tempo i såvel civil- som forsvarsflytrafik ført til en revolution inden for fly (avionics) systemudvikling. Hjertet i udviklingen er en teknisk standard kendt som FACE (Future Airborne Capability Environment). Parallelt med MOSA (Modular Open Systems Approach) lægger face fundamentet for moderne, åbne software-arkitekturer. Face er ikke bare endnu en industristandard, men repræsenterer et stort skridt væk fra monolitiske og proprietære systemer over mod mere åbne, modulære og genanvendelige komponenter.
Face blev udviklet for at hjælpe med at overstige de konstante udfordringer, der ligger i at integrere flere mærkespecifikke flystyrings- (avionics) systemer, som er svære at vedligeholde, hvad der giver høje driftsomkostninger, og som gør kompatibiliteten mellem systemerne vanskelig at opnå. Siden 2019 kræver lovgivningen i USA, at alle større forsvarsindkøbsprogrammer (MDAPs) skal overholde mosa-principperne, og selv om der ikke findes nogen ækvivalent lovgivning i Europa, bliver embedding af modulære indkøb i stigende grad et behov for indkøbsorganisationer i Tyskland, Frankrig og Italien. Mange NATO-lande undersøger for tiden, hvordan interne og egne nationale projekter kan stemme overens med face.
Samlet står det klart, at mosa har lagt det strategiske fundament for åbne og fremtidssikre netværksbaserede systemer, mens face vil åbne døren for konkrete implementeringer af software-arkitekturer, som kan verificeres til tekniske, luftbårne systemer. Sammen med face er OMS- (Open Mission Systems) og UCI- (Universal Command and Control Interface) frameworks blevet etablerede inden for de forsvarstekniske software-arkitekturer – og også blevet en stadigt mere vigtig del af den civile luftfartselektronik. Der er intet content-overlap mellem de tre standarder, hvorfor de har kapaciteten til at komplementere mere end at konkurrere med hinanden. I praksis betyder det, at én luftbåren platform kan bygges til at være face-kompatibel og samtidigt bruge OMS-arkitekturer og UCI-datainterfaces.
Teknisk arkitektur i face
Den tekniske arkitektur af face organiserer software i fem adskilte segmenter:
● Operativ System Segment (OSS).
● Transport Services Segment (TSS).
● I/O Services Segment (IOS).
● Portable Components Segment (PCS).
● Platform-Specific Services Segment (PSS).
Hver komponent forbinder sig til det overordnede system gennem definerede interfaces. OSS er en komponent inden for face-standard, som Sysgo PikeOS kan implementere, og ELinOS (et gæste-OS) kan køre i et face-kompatibelt system.
Face definerer tre OSS-profiler, som tilpasser operativsystemets API’er, programmeringssprog og -funktioner, run-times, frameworks og grafiske egenskaber til support af softwarekomponenter med forskellige grader af prioritet:
● Sikring: Begrænser OS API’erne til et minimalt, men alligevel funktionelt sæt med mulighed for vurdering af højkritiske sikkerhedsfunktioner til at blive afviklet i én samlet proces.
● Sikkerhed: Mindre restriktiv end Sikring og tillader kun afvikling af OS API’er med et testet og anerkendt sikkerhedscertifikat.
● General Purpose: De mindst restriktive, supporterende OS API’er til såvel real-time deterministiske og non-real-time, non-deterministiske krav afhængigt af systemets eller subsystemets drift.
En central rolle ligger også i den såkaldte Shared Data Model, der er det semantiske grundlag for al beskedudveksling. Face bruger desuden en lang række af etablerede standarder inklusive:
● ARINC 653 (Partitionering for Sikkerhed).
● ARINC 661 (Cockpit Displays).
● POSIX APIs (Portabilitet).
● OpenGL (Grafiske Interfaces).
● Ada, C++, Java (Programming Languages).
Gennem integration af disse standarder bliver face en gensidigt anvendelig platform, der giver en høj grad af fleksibilitet for systemintegratorer. Denne model supporterer i høj grad typede datastrukturer og sikrer, at positionsdata, sensorudlæsninger eller statusinformation bliver fortolket på en konsistent måde igennem det samlede avionics-system.
Implementering af face lukker op for nye muligheder
Implementering af face-standarden er en investering, der giver en blivende værdi. Trods de indledende tekniske anstrengelser er udbyttet betydeligt – især for systemleverandører, der arbejder på tværs af multiple platforme eller planlægger langsigtede softwareproduktstrategier. Ved at adskille platformsarkitekturen fra den funktionelle logik åbner face for ægte genbrug og modularitet, så gennemtestede moduler kan anvendes på tværs af forskellige projekter uden dyr reengineering. Standardiserede interfaces strømliner samarbejdet med partnere og underleverandører, hvilket accelererer integration og reducerer risici. Vigtigst er måske, at en face-certificering booster markedstransparensen og gør producenterne i stand til at vinde flere forretningsaftaler ved at kigge på offentligt tilgængelige registre af certificerede moduler med hurtig respons i forhold til nye markedsbehov. Kort sagt forbedrer face ikke bare ingeniørarbejdet – det styrker også konkurrenceevne og vækstpotentialet for mange virksomheder.
Face skaber også nye muligheder for mindre og specialiserede softwareudbydere, der tidligere har været udelukket fra store systemintegrationsprojekter og ude af stand til at konkurrere med etablerede (store) leverandører. Traditionelt har kompleksiteten i at integrere proprietære systemer været en barriere, men face fjerner denne hindring. Ved klart at adskille moduler fra det overordnede systems ansvarsområde kan mindre virksomheder koncentrere sig om at levere veldefinerede softwarefunktioner, få dem certificeret og markedsføre dem uafhængigt gennem face-registret. Denne tilgang udvider markedsmulighederne, sænker forretningsrisikoen og fremmer et mere konkurrencepræget miljø – et miljø, hvor kvalitet, innovation og grænsefladeoverholdelse betyder mere end etablerede kunderelationer. Disse dynamikker er især lovende inden for hurtigt udviklende områder som AI, sensorfusion og realtidssystemer.
Face-registret er porten til synlighed, troværdighed og nye forretningsmuligheder. Det fungerer som en offentligt tilgængelig ”app-store” for forsvarstekniske softwarekomponenter og giver projektchefer, systemintegratorer og designere mulighed for hurtigt at finde og sammenligne certificerede Units of Conformance (UoC’er). Hver komponent på listen har bestået en streng certificeringsproces, hvilket garanterer problemfri indbyrdes funktionalitet inden for face-arkitekturen. For producenter er registret mere end ”et register” – det er en direkte kanal til markedet. Certificerede UoC’er og UoC-pakker kan præsenteres for hele forsvarsøkosystemet, hvilket åbner døre for nye programmer, platformsintegrationer og partnerskaber. Med sin standardiserede registreringsproces forvandler face-registret certificering til en konkurrencefordel, hvilket gør det nemmere end nogensinde for løsninger af høj kvalitet at skille sig ud og vinde kontrakter.
Gør face sikker
Moderne flyelektroniksystemer bliver i stigende grad integrerede, og skiftet mod softwaredefinerede platforme har gjort sikkerhed til en kritisk prioritet. Selv om face ikke i sig selv er en sikrings- eller sikkerhedscertificeringsmyndighed, har face tidligt indarbejdet mekanismer til at imødekomme sikkerhedskritiske krav. Faces tekniske arbejdsgruppes sikkerhedsunderudvalg spiller en central rolle i denne indsats og udvikler anbefalinger, sikkerhedsprofiler og integrationsmønstre, der gør det muligt for komponenter med forskellige sikkerhedsbehov at fungere sammen i et face-kompatibelt system. Et centralt fokusområde er MLS (Multilevel Security), som sikrer fysisk eller logisk adskillelse af moduler med forskellige klassifikationsniveauer, når de integreres på en delt computerplatform. Face understøtter også integrationen af domænespecifikke sikkerhedsforanstaltninger som datakryptering og adgangskontrol uden at gå på kompromis med den samlede indbyrdes systemfunktionalitet. Når disse foranstaltninger kombineres med standardiserede datamodeller, leverer de en sikkerhed, der opfylder de højeste forsvarsstandarder, hvilket gør face lige så anvendelig inden for kritisk infrastruktur som i de civile luftfartssystemer. Fra et sikkerhedsperspektiv erstatter face ikke eksisterende standarder, men supplerer dem snarere.
Designere af sikkerhedskritisk software til face kan få fordel af:
● Modulære arkitekturer.
● Isolerede tests.
● Automatiseret verificering.
Sådan kan Sysgo supportere face-udvikling
Designere, der anvender face-standarden, har adgang til mere end blot specifikationer og testprocedurer – de får også fordel af et bredt sæt af åbne værktøjer, dokumentation og træningsressourcer. En vigtig ressource er Balsa-referenceprojektet, som er et minimalistisk, men funktionelt eksempelmiljø, der demonstrerer, hvordan man opretter en simpel, fuldt face-kompatibel applikation. Balsa fungerer som et ideelt udgangspunkt for brugerdefineret udvikling, bakket op af omfattende retningslinjer for softwareleverandører, integratorer og projektledere sammen med regelmæssigt opdaterede træningsprogrammer. Disse kurser, der leveres af konsortiet eller akkrediterede partnere, henvender sig til både tekniske teams og beslutningstagere og dækker emner fra arkitekturmodellering og databeskrivelse til transportintegration og middleware-løsninger. Denne vidensbase hjælper projekter med at starte på rette spor, så man undgår dyre fejltrin.
Sysgo understøtter desuden face system- og softwareudvikling gennem sin dybe erfaring fra komplekse flyelektronikprojekter. Sysgos senioringeniører designer arkitekturer, der opfylder de højeste sikkerhedsstandarder og leverer ekspertise i alle faser – fra specifikation og kravspecifikationer til verificering, validering og test. Med en stærk forståelse af certificeringskrav sikrer Sysgo, at hvert udviklingstrin stemmer overens med den overordnede projektplan. Koden bliver bygget til at opfylde krav, samtidig med at den forbliver let at teste, hvilket gør en effektiv og certificerbar udvikling mulig fra projektstarten. Certificeringskompleksiteten reduceres ved at opdele store systemer i delsystemer med varierende kritiske niveauer. Det forbedrer sikkerheden og minimerer designindsatsen og omkostningerne. Ved at udnytte separation og virtualisering leverer Sysgo arkitekturer med høj sikkerhed i stor skala. Et netværk af betroede hardware- og softwarepartnere, der tilbyder værktøjer fra hardwaredebuggere og dækningsanalysatorer til statiske og dynamiske analyseløsninger, sikrer, at de passende ressourcer er tilgængelige for hver fase af projektimplementeringen.
Face baner sammen med mosa vejen for en ny generation af åbne, kosteffektive og sikre flyelektroniksystemer, der også er lette at vedligeholde og opdatere. Med en tæt kobling til love og regler, tekniske standarder og formelle certificeringsprocesser fostrer face et voksende økosystem, som blander innovation med robust sikkerhed. For medspillere inden for både civil- og forsvarsflyelektronik repræsenterer face et nye paradigme inden for systemudvikling, modulært, åbent og bygget til at modstå tidens tand.
Billedtekst:
Face baner sammen med mosa vejen for en ny generation af åbne, kosteffektive og sikre flyelektroniksystemer, der også er lette at vedligeholde og opdatere – ikke kun til de umiddelbare forsvarsapplikationer, men i høj grad også til civil flyelektronik, hvor nu også små virksomheder kan konkurrere mod de store koncerner på et lige niveau.
