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

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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。
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