CN101310266A - 航空器的模块化航空电子系统 - Google Patents

航空器的模块化航空电子系统 Download PDF

Info

Publication number
CN101310266A
CN101310266A CNA2006800426525A CN200680042652A CN101310266A CN 101310266 A CN101310266 A CN 101310266A CN A2006800426525 A CNA2006800426525 A CN A2006800426525A CN 200680042652 A CN200680042652 A CN 200680042652A CN 101310266 A CN101310266 A CN 101310266A
Authority
CN
China
Prior art keywords
aircraft
module
core processor
iom1
iom2
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CNA2006800426525A
Other languages
English (en)
Inventor
海因茨·吉利希
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Airbus Operations GmbH
Original Assignee
Airbus Operations GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Airbus Operations GmbH filed Critical Airbus Operations GmbH
Publication of CN101310266A publication Critical patent/CN101310266A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00—Programme-control systems
    • G05B19/02—Programme-control systems electric
    • G05B19/04—Programme control other than numerical control, i.e. in sequence controllers or logic controllers
    • G05B19/042—Programme control other than numerical control, i.e. in sequence controllers or logic controllers using digital processors
    • G05B19/0421—Multiprocessor system
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00—Program-control systems
    • G05B2219/20—Pc systems
    • G05B2219/25—Pc structure of the system
    • G05B2219/25033—Pc structure of the system structure, control, syncronization, data, alarm, connect I-O line to interface
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00—Program-control systems
    • G05B2219/20—Pc systems
    • G05B2219/25—Pc structure of the system
    • G05B2219/25314—Modular structure, modules

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Multi Processors (AREA)
  • Control By Computers (AREA)
  • Bus Control (AREA)

Abstract

一种模块化航空电子系统包括多个机柜，所述机柜设置在航空器中的不同位置处并且互连成网络，所述机柜用于控制或处理来自和去往航空器的传感器、致动器和其它系统的信号，所建议的是，该系统包括并行处理器，例如传送机；机柜包括至少两个核处理器模块(CPM1、CPM2)和至少两个输入/输出模块(IOM1、IOM2)；输入/输出模块(IOM1、IOM2)用作到要被控制的系统的接口，以及用于对流入或流出所述机柜的数据进行控制和中间存储；每个核处理器模块(CPM1、CPM2)通过链接而独立地与每个IOM模块和CPM模块进行通信；以及在每个核处理器中，许多独立的系统程序在操作系统的控制下工作。通过能够在不用传统系统中所需的底板总线的情况下进行，提高了效率且便于改变应用。

Description

航空器的模块化航空电子系统
相关申请的引用
本申请要求于2005年11月18日提交的德国专利申请10 2005 055000.2的申请日的权益，该申请的公开内容通过引用结合于此。
技术领域
本发明涉及一种根据权利要求1的特征部分所述的航空器的模块化航空电子系统。
背景技术
目前使用在航空器中的航空电子架构基于根据Arinc 700的规范。根据这些规范，航空电子设备的制造商提供特制的、容纳于针对每个功能的线路可更换单元(LRU)中的控制器。因而，每个LRU包括以下部件：电源、处理器、I/O模块等。
在使用集成的模块化航空电子技术的情况下，可以通过利用针对几个任务的微处理器的计算能力(资源共享)来提高集成度。进一步有利的是部件数目的减少和部件的标准化。
已知的IMA(集成的模块化航空电子)架构在航空器中的不同位置处提供几个机柜。为了进行数据交换，所有模块都通过底板总线(Arinc659，目前为由Honeywell生产的SAFEbus)来互连。
不同功能的传感器数据通过输入模块和底板总线馈送到核处理器中。在核处理器中，操作系统确定要在什么时间使用哪个系统软件(应用)。数据被直接传送到相关联的软件。在完成处理之后，数据经由底板总线返回到从其中传送数据到致动器或其它系统的输出模块。
机柜还互连成网络(Arinc 629)。
在这个解决方案中，底板总线是瓶颈。为了防止崩溃，必须确定对传送而言决定性的数据。
已公开了几个解决这些问题的尝试性的解决方案。例如，在US5,506,963中，由于使用了管理处理器的指定时间帧的时间片的协处理器，所以实现了实时处理器。这些时间片可以具有不同的持续时间，其中由功能/应用确定对一个或几个安装的布局的分配。在这种解决方案中，中央数据总线与决定性的数据通信一起使用。需要用于建立数据通信的工具，数据冲突可能会产生，并且只有当同时适应总线数据结构时才可以改变功能。
根据US 4,658,359，计算机用于管理在复杂航空电子系统中的多个计算机。因此，单个用户可以处理来自一个显示屏幕的多个功能/应用。在此，借助执行计算机在前台对通信系统的应用进行操作和修改。不考虑作为具有传送机的集成的模块化航空电子系统的使用。
根据US 5,361,367，许多单指令多数据(SIMD)处理器容纳于计算机中。每组有三个单独处理器的两组由主计算机控制并且连接到多个寄存器。为了进行数据交换，将这些SIMD处理器链接，以形成环状布置或管线布置。这是高速处理器。然而，在高数据速率时和分布式任务情况下依然存在数据总线问题。
根据EP 0,570,729 A2，单独的芯片容纳有通过立方体拓扑结构链接的八个处理器。与传统的微处理器相比，有更少的管脚并且存储时间缩短。此外，该解决方案给出了改进的高速处理器芯片。
发明内容
因此，本发明的目的是设计一种模块化航空电子系统，使得在实现决定性的数据通信的情况下，不使用中央数据总线，其中在所考虑的数据总线中一定不出现数据冲突。
通过根据权利要求1所述的措施来实现该目的。权利要求2提供了一个有利的实施例。
根据本发明，所建议的是：该系统包括并行处理器，例如传送机；机柜包括至少两个核处理器模块(CPM1、CPM2)和至少两个输入/输出模块(IOM1、IOM2)；输入/输出模块(IOM1、IOM2)用作到要被控制的系统的接口，以及用于对流入/流出机柜的数据进行控制和中间存储；每个核处理器模块(CPM1、CPM2)通过链接独立地与每个IOM模块和CPM模块进行通信；并且在每个核处理器中，许多独立的系统程序在操作系统的控制下工作。
在使用并行处理器(例如传送机)的情况下，由底板总线所表现的瓶颈不再存在，因为这些并行处理器可以通过分开的直接数据线(链接)来与几个处理器进行通信。
附图说明
本发明的其它细节示出在附图中，附图分别示出了现有技术和本发明，在附图中：
图1示出根据现有技术的IMA机柜的示意性的配置；以及
图2示出根据本发明的配置。
具体实施方式
根据图1的已知的IMA(集成的模块化航空电子)架构在航空器中的不同位置处提供几个机柜。每个机柜包括以下模块：电源模块(PSM)、I/O模块(IOM)和核处理模块(CPM)。所有模块都接收来自电源的电力，并且为了数据交换而通过底板总线(Arinc 659-由Honeywell制造的SAFEbus)互连。
不同功能的传感器数据通过输入模块和底板总线被传送到核处理器。在核处理器中，操作系统确定要在什么时间使用哪个系统软件(应用)。数据被直接传送到相关联的软件。在处理完成之后，数据经由底板总线返回到从其中传送数据到致动器或其它系统的数据模块。机柜还互连成网络(Arinc 629)。
在这个解决方案中，底板总线是瓶颈。为了防止崩溃，必须确定对传送而言决定性的数据。
为了消除对这种底板总线的需要并以这种方式避免相关联的瓶颈，提出了一种用于机柜的架构，该架构基于并行处理器，例如传送机。根据图2的IMA架构示出这个配置。
为了冗余，该机柜包括至少两个核处理模块(CPM1、CPM2)和至少两个输入/输出模块(IOM1、IOM2)。
IOM用作到传感器、致动器、系统和总线的接口。它们负责对去往和来自机柜的数据进行控制和中间存储。
每个核处理器通过链接与每个IOM模块和CPM模块独立地进行通信。在CPM中，许多独立的系统程序在操作系统的控制下工作。
基于传送机的这种架构与现有技术相比提供了如下优点：
1.没有中央数据总线并且没有双向数据总线，而是只使用单向数据总线，使得在总线中不会发生冲突。
2.不需要用于设计决定性的数据通信的工具。
3.可以改变应用，而不需要改变总线数据结构。

Claims (2)

1.一种航空器的模块化航空电子系统，包括：多个机柜，所述机柜设置在航空器中的不同位置处并且互连成网络，所述机柜用于对由航空器的传感器传送的信号和/或由航空器的致动器和其它系统传送和被传送给航空器的致动器和其它系统的信号进行控制或者处理，其中，
所述系统包括并行处理器；
所述机柜包括至少两个核处理器模块(CPM1，CPM2)和至少两个输入/输出模块(IOM1，IOM2)；
输入/输出模块(IOM1，IOM2)用作到要被控制的系统的接口，以及用于对流入或流出所述机柜的数据进行控制和中间存储；
其特征在于，
每个核处理器模块(CPM1、CPM2)通过单向的、分开的直接数据线独立地与每个IOM模块和CPM模块进行通信；以及
在每个核处理器中，许多独立的系统程序在操作系统的控制下工作。
2.根据权利要求1所述的模块化航空电子系统，其特征在于，所述系统的配置借助被考虑来代替并行处理器的传送机来实现。
CNA2006800426525A 2005-11-18 2006-11-16 航空器的模块化航空电子系统 Pending CN101310266A (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102005055000A DE102005055000A1 (de) 2005-11-18 2005-11-18 Modulares Avioniksystem eines Flugzeuges
DE102005055000.2 2005-11-18

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN101310266A true CN101310266A (zh) 2008-11-19

Family

ID=37836801

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CNA2006800426525A Pending CN101310266A (zh) 2005-11-18 2006-11-16 航空器的模块化航空电子系统

Country Status (9)

Country Link
US (1) US8255095B2 (zh)
EP (1) EP1949248A1 (zh)
JP (1) JP2009516275A (zh)
CN (1) CN101310266A (zh)
BR (1) BRPI0617882A2 (zh)
CA (1) CA2627492A1 (zh)
DE (1) DE102005055000A1 (zh)
RU (1) RU2413655C2 (zh)
WO (1) WO2007057189A1 (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102262551A (zh) * 2010-05-27 2011-11-30 空中客车运营简化股份公司 Ima类型模块的增量配置的方法和装置
CN102354212A (zh) * 2010-05-28 2012-02-15 空中客车运营简化股份公司 航空器机载系统
CN105553592A (zh) * 2015-12-10 2016-05-04 中国航空工业集团公司西安航空计算技术研究所 一种ima处理机系统时钟同步方法

Families Citing this family (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2920410B1 (fr) * 2007-09-03 2009-10-30 Airbus France Sas Architecture repartie entre un fadec et des composants avioniques
US8467913B2 (en) 2007-10-31 2013-06-18 Airbus Operations Gmbh Method and arrangement for providing a fault diagnosis for at least one system
DE102007052139A1 (de) * 2007-10-31 2009-05-20 Airbus Deutschland Gmbh Verfahren und Anordnung zum Bereitstellen einer Fehlerdiagnose für zumindest ein System
FR2926375B1 (fr) * 2008-01-11 2010-02-12 Airbus France Procede d'execution d'une application informatique, kit et aeronef associes
US8370002B2 (en) * 2009-04-03 2013-02-05 The Boeing Company Multi-mission remote aerial refueling operator system
US8295995B2 (en) * 2009-04-22 2012-10-23 Hamilton Sundstrand Corporation Distributed approach to electronic engine control for gas turbine engines
FR2945647A1 (fr) * 2009-05-18 2010-11-19 Airbus France Methode d'optimisation d'une plateforme avionique
FR2945646B1 (fr) * 2009-05-18 2012-03-09 Airbus France Methode d'aide a la realisation et de validation d'une plateforme avionique
DE102009041599A1 (de) * 2009-09-15 2011-04-14 Airbus Operations Gmbh Steuervorrichtung, Ein-/Ausgabevorrichtung, Verbindungsschaltevorrichtung und Verfahren für ein Flugzeug-Steuersystem
JP5607919B2 (ja) * 2009-12-16 2014-10-15 川崎重工業株式会社 統合型航空機搭載電子システム
US20110308823A1 (en) * 2010-06-17 2011-12-22 Dharmendr Len Seebaluck Programmable controller for a fire prevention system
US20120095663A1 (en) * 2010-10-14 2012-04-19 Hamilton Sundstrand Corporation Fmu mounted eec for small aircraft engine applications
US20120203401A1 (en) * 2011-02-08 2012-08-09 Jonathan Mark Dunsdon Onboard Maintenance System Network Optimization
RU2595507C2 (ru) * 2014-04-21 2016-08-27 Открытое Акционерное Общество "Авиационная Холдинговая Компания "Сухой" Платформа интегрированной модульной авионики боевых комплексов
CN105373136A (zh) * 2014-10-22 2016-03-02 航天恒星科技有限公司 基于vpx架构的综合电子系统
CN104866355B (zh) * 2015-05-29 2018-04-17 中国航空无线电电子研究所 一种应用于ima系统的应用多态性设计方法
CN105549462A (zh) * 2015-12-09 2016-05-04 中国航空工业集团公司西安航空计算技术研究所 一种航电任务一体化处理系统
FR3045852B1 (fr) * 2015-12-16 2018-02-02 Thales Procede de transmission de messages avec calage temporel entre modules electroniques, systeme avionique et procede de configuration
CN106681957A (zh) * 2016-12-26 2017-05-17 中国航空工业集团公司西安飞机设计研究所 一种分布式模块化航电核心处理平台架构
FR3071980B1 (fr) * 2017-10-04 2019-09-27 Airbus Operations Dispositif d'extension de ports destine a un aeronef
RU189187U1 (ru) * 2018-06-20 2019-05-15 Акционерное общество "Саратовский электроприборостроительный завод имени Серго Орджоникидзе" Бортовая вычислительная система для интегрированной модульной авионики
US11048389B2 (en) * 2019-09-16 2021-06-29 Mid-Continent Instrument Co., Inc. Customizable multi-function display

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4704678A (en) * 1982-11-26 1987-11-03 Inmos Limited Function set for a microcomputer
US4658359A (en) 1984-12-31 1987-04-14 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Method for managing redundant resources in a complex avionics communication system
US5361367A (en) 1991-06-10 1994-11-01 The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration Highly parallel reconfigurable computer architecture for robotic computation having plural processor cells each having right and left ensembles of plural processors
FR2682202B1 (fr) 1991-10-03 1994-03-11 Sextant Avionique Procede et dispositif pour la gestion temps reel d'un systeme comprenant au moins un processeur apte a gerer plusieurs fonctions.
EP0570729A3 (en) 1992-05-22 1994-07-20 Ibm Apap i/o programmable router
US5560027A (en) * 1993-12-15 1996-09-24 Convex Computer Corporation Scalable parallel processing systems wherein each hypernode has plural processing modules interconnected by crossbar and each processing module has SCI circuitry for forming multi-dimensional network with other hypernodes
US5577204A (en) 1993-12-15 1996-11-19 Convex Computer Corporation Parallel processing computer system interconnections utilizing unidirectional communication links with separate request and response lines for direct communication or using a crossbar switching device
FR2760103B1 (fr) 1997-02-25 2000-02-04 Sextant Avionique Architecture modulaire de pilotage d'un aerodyne presentant un faible cout tout en etant apte a assurer un niveau eleve de securite de fonctionnement
RU12478U1 (ru) 1999-09-07 2000-01-10 Общество с ограниченной ответственностью "Авионика-Вист" Многофункциональный бортовой вычислительный комплекс
RU2163728C1 (ru) 2000-02-29 2001-02-27 Общество с ограниченной ответственностью "Авионика-Вист" Адаптер мультиплексных каналов информационного обмена
US6664656B2 (en) * 2000-09-14 2003-12-16 The Boeing Company Aircraft electrical power distribution network
FR2819598B1 (fr) * 2001-01-16 2003-04-11 Thomson Csf Dispositif de synchronisation tolerant aux pannes pour reseau informatique temps reel
US6654685B2 (en) * 2002-01-04 2003-11-25 The Boeing Company Apparatus and method for navigation of an aircraft
US20050216700A1 (en) * 2004-03-26 2005-09-29 Hooman Honary Reconfigurable parallelism architecture
US7421526B2 (en) * 2005-08-24 2008-09-02 Honeywell International Inc. Reconfigurable virtual backplane architecture
US8467913B2 (en) * 2007-10-31 2013-06-18 Airbus Operations Gmbh Method and arrangement for providing a fault diagnosis for at least one system

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102262551A (zh) * 2010-05-27 2011-11-30 空中客车运营简化股份公司 Ima类型模块的增量配置的方法和装置
CN102262551B (zh) * 2010-05-27 2014-05-07 空中客车运营简化股份公司 Ima类型模块的增量配置的方法和装置
CN102354212A (zh) * 2010-05-28 2012-02-15 空中客车运营简化股份公司 航空器机载系统
CN102354212B (zh) * 2010-05-28 2014-12-17 空中客车运营简化股份公司 航空器机载系统
CN105553592A (zh) * 2015-12-10 2016-05-04 中国航空工业集团公司西安航空计算技术研究所 一种ima处理机系统时钟同步方法
CN105553592B (zh) * 2015-12-10 2018-04-17 中国航空工业集团公司西安航空计算技术研究所 一种ima处理机系统时钟同步方法

Also Published As

Publication number Publication date
RU2413655C2 (ru) 2011-03-10
WO2007057189A1 (en) 2007-05-24
CA2627492A1 (en) 2007-05-24
DE102005055000A1 (de) 2007-05-24
US8255095B2 (en) 2012-08-28
US20100153684A1 (en) 2010-06-17
BRPI0617882A2 (pt) 2011-08-09
RU2008123940A (ru) 2009-12-27
JP2009516275A (ja) 2009-04-16
EP1949248A1 (en) 2008-07-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101310266A (zh) 航空器的模块化航空电子系统
AU607206B2 (en) Input/output system for multiprocessors
US4980824A (en) Event driven executive
EP1665065B1 (en) Integrated data processing circuit with a plurality of programmable processors
CN110865958B (zh) 一种基于lrm的综合交换管理模块的设计方法
RU151425U1 (ru) Вычислительный модуль многопроцессорной крейтовой системы и многопроцессорная система из этих модулей
US20070180182A1 (en) System and method for a distributed crossbar network using a plurality of crossbars
US20100204806A1 (en) Automation System Having A Programmable Matrix Module
CN113872796A (zh) 服务器及其节点设备信息获取方法、装置、设备、介质
US8458371B2 (en) Peripheral devices integrated into a processing chain
CN101201622A (zh) 基于龙芯的分布式多处理器控制系统
CN103309245A (zh) 模块化可配置工业控制仪的控制系统
KR101240703B1 (ko) Ｐｌｃ 네트워크 증설방법 및 이를 이용한 네트워크 증설시스템
CN100356355C (zh) 仲裁器和仲裁方法
US20100133899A1 (en) Two-conductor field device for process automation technology for connecting at least one sensor element
KR20110024477A (ko) Ｐｌｃ 시스템의 모니터링 시스템 및 그를 이용한 모니터링 방법
US20180011469A1 (en) Automation System and Method for Operation of the Automation System
CN101458671B (zh) 外设访问控制方法、装置与系统
CN100447714C (zh) 多任务式计算机周边装置联机切换接口
KR101527674B1 (ko) 백플레인, 이를 이용한 제어 시스템 및 방법
KR102211200B1 (ko) 멀티코어 프로세서 기반의 이중화된 plc 제어시스템
CN111190345B (zh) 每个硬件单元配有多个处理器单元的冗余的自动化系统
CN102722466A (zh) 一种3取2或2取2控制系统中的16位多总线电路
CN202748784U (zh) 一种3取2或2取2控制系统中的16位多总线电路
KR101298459B1 (ko) Ｆｐｇａ 기반 제어기의 버스 구조

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C53 Correction of patent of invention or patent application
CB02 Change of applicant information

Address after: hamburg

Applicant after: Airbus Operations GmbH

Address before: hamburg

Applicant before: Airbus GmbH

COR Change of bibliographic data

Free format text: CORRECT: APPLICANT; FROM: AIRBUS GMBH TO: AIRBUS OPERATIONS GMBH

C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20081119