DE3115277A1 - "miniaturkontrollgeraet zur ueberpruefung von digitalen verbindungen" - Google Patents

Description

Dipl.-lng. Dipl.-Chem. Dipl.-lng.

E. Prinz - Dr. G. Hauser - G. Leiser

Ernsbergerstrasse 19

8 München 60

15. April 1981

Societe Fran<yaise d¹ Equipements

pour la Navigation Aerienne (S.F.E.N.A.)

Aerodrome de Villacoublay

78141 VELIZY-VILLACOUBLAY / Frankreich

Unser Zeichen: S 3056

Miniaturkontrollgerät zur überprüfung von digitalen Verbindungen

Die Erfindung betrifft ein Miniaturkontrollgerät zur überprüfung von digitalen Verbindungen, das zur überprüfung von digitalen Informationsübertragungen bestimmt ist, insbesondere ein tragbares, leichtes und kompaktes Kontrollgerät, das eine unabhängige Stromversorgung aufweist und in einem Gehäuse
enthalten ist, dessen Frontseite eine Anzeigevorrichtung sowie alle Steuer- und Auswahleinrichtungen aufweist, die zum überprüfen von seriellen 32-Bit-übertragungen nach der Norm ARINC 429 geeignet sind.

Es sind Kontrollgeräte zur überprüfung von digitalen Verbindungen bekannt, welche die Steuer- und Anzeigeeinrichtungen umfassen, die zur Überprüfung der Nachrichtenübertragung in irgendeiner zuvor bestimmten Norm erforderlich sind.

Diese bekannten Kontrollgeräte weisen allgemein zwei Teile auf, nämlich eine Anzeigevorrichtung und eine Vorrichtung zur Analyse und Synthese der auf der übertragungsleitung laufenden Informationen, wobei charakteristische morphologische und zeitliche Eigenschaften erkennbar gemacht werden.

Diese bekannten Kontrollgeräte haben zwar den Vorzug, daß sie die überprüfung einer Vielzahl von Normen gestatten, sie sind jedoch zumeist schwer, großvolumig, haben keine unabhängige Stromversorgung und können nicht in einer Hand getragen werden. Dadurch wird die Überprüfung von Geräten bzw. Ausrüstungen, insbesondere von Flugzeugen, besonders deren Sensoren mit digitalen Ausgängen und deren Verbindungen zwischen den Sensoren und digitalen Instrumenten schwierig und kostspielig gemacht,

Aufgabe der Erfindung ist die Beseitigung der oben dargelegten Mangel und Schaffung eines Miniaturkontrollgerätes, das tragbar und unabhängig von externer Stromversorgung ist, und welches zur Überprüfung von Übertragungen geeignet ist, die in irgendeiner zuvor festgelegten Norm erfolgen.

Diese Aufgabe wird insbesondere durch die Merkmale der Patentansprüche gelöst.

Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung sieht ein kleines Gehäuse vor, das auf seiner Stirnseite die Informationen anzeigt, die auf einer digitalen Busleitung laufen, und zwar in einem direkt verständlichen Format und mittels eines digitalen 7-Segment-Anzeigesystems, gleich welcher Art oder Arbeitsweise.

Die bevorstehende Inbetriebnahme von Flugzeugen mit Sensoren, die digitale Ausgänge aufweisen und mit digitalen Verbindungen zwischen den Sensoren und den Instrumenten erfordert eine

völlige Umstellung der Kontroll- und Prüfgeräte zur Überwachung der Informationsverbindungen. Dieser Forderung wird das erfindungsgemäße, tragbare und autonome Miniaturkontrollgerät gerecht.

Es hat einen geringen Raumbedarf, kann in nur einer Hand gehalten werden, ermöglicht die Anzeige aller morphologischen zeitlichen charakteristischen Werte der über eine digitale Übertragungsleitung laufenden Informationen im Klartext und in völlig decodierter Form.

Mittels des erfindungsgemäßen Kontrollgerätes sollen serielle 32-Bit-übertragungen überprüft werden, die in der Norm ARINC 429-MARK 33 Digital Information Transfer System (DITS) erfolgen.

Die Informationen sollen im Klartext und. völlig decodiert leicht lesbar auf einer großformatigen, achtstelligen Flüssigkristall-Anzeigeeinheit (LCD) angezeigt werden.

Das erfindungsgemäße Miniaturkontrollgerät stellt ein einfaches und praktisches Hilfsgerät dar, das für alle Überprüfungen sowohl im Flugzeug als auch im Laboratorium verwendet werden kann.

Insbesondere ermöglicht das erfindungsgemäße Kontrollgerät seinem Benutzer die Wahl einer der folgenden Anzeigeformen durch einfache Drehung eines Drehschalters:

- vollständig decodierte Information in Einheiten nach der Norm ARINC mit automatischem Fließkomma, gleich ob die Daten binär oder im BCD-Code (binär codiert dezimal) ausgedrückt sind. Z.B. wird ein Kurs in Grad in folgender Form angezeigt: - 115.66;

- y-

- Nachrichten in Hexadezimalform ohne Decodierung der Information, wobei der zuvor angegebene Kurs dann angezeigt wird als: H F5B8OO;

- direktes Ablesen des Matrixcodes (MC) oder der Bestimmungsangabe (SDI, source destination identifier);

- Auffrischperiode einer Nachricht (in Millisekunden und Zehnteln Millisekunden).

Es kann auch die Parität einer Nachricht überprüft werden.

Die Erfindung, die anhand der Erkennung von Informationen erläutert wird, die auf einer digitalen Leitung nach der Norm ARINC 429 laufen, ist auch auf andere, insbesondere künftige Normen und Codeformen und übertragungsgeschwindigkeiten anwendbar.

Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung umfaßt:

- eine Wähleinrichtung zum Auswählen einer Information durch Angabe ihres Etiketts LABEL ARINC 429 gemäß der Spezifikation 429-3 vom 15. Dezember 1979; die Bezeichnung dieses Etiketts LABEL erfolgt durch drei Codierdrehschalter mit acht von 0 bis 7 bezeichneten Stellungen, die eine Oktalanzeige mit 256 verschiedenen Stellungen ermöglichen;

- einen Wahlknopf zum Wählen der Anzeigeart, der es ermöglicht, mit vier Stellungen die anzuzeigende Information auszuwählen;

- einen Frequenzwähler mit zwei Stellungen, der die Wahl der gewünschten Informationsübertragungsfrequenz ermöglicht;

- eine achtstellige Anzeigevorrichtung zur Darstellung von digitalen oder alphanumerischen herkömmlichen Daten bezüglich des Informatxonsempfangszustandes.

Obwohl das erfindungsgemäße Kontrollgerät klein und leicht ist, ermöglicht es die klare, präzise und großformatige Dar-

bietung aller Informationen, welche die Informationon darstellen, die auf einer digitalen Busleitung ARINC 429 laufen. Die Darbietung der Informationen und die verschiedenen zuvor erläuterten Betriebsart-Wahleinrichtungen werden von einem Gehäuse aufgenommen, dessen Hauptabmessungen z.B. bei dem Typ MICRO-DITS M 56 150 χ 80 χ 50 mm betragen.

Die vier von dem erfindungsgemäßen Anzeigegerät ermöglichten Anzeigearten sind:

ANZEIGEART 1 (Fig. 2a und 2b)

Bei dieser Anzeigeart gibt die Anzeigevorrichtung den Wert der Information im Klartext an, d.h. ausgedrückt im Dezimalcode mit bis zu sieben Stellen und einem Vorzeichen und in der durch die Norm ARINC 429 vorgesehenen Einheit in Abhängigkeit von dem Etikett LABEL, das unter den 256 möglichen Kombina-_r tionen mittels der drei OktatCodierdrehschalter mit jeweils acht Stellungen ausgewählt ist.

Diese Anzeigeweise wird unten anhand eines besonderen Beispiels erläutert.

Es wird angenommen, daß der Wert der Kursinformation überprüft werden soll, die im Format ARINC 4 29 auf einer zweiadrigen Übertragungsleitung übertraqon wird.

Weiter wird angenommen, daß die übertragene Information einen Winkel von 112°5 darstellt. Die Fig. 2a und 2b zeigen eine Übersicht des zeitlichen Verlaufs der Information. Gemäß der Norm ARINC 4 29 entsprechen die Zustände 1, 0, -1 Spannungswerten, die durch diese Norm ARINC gegeben sind (Fig. 2a).

Mittels der weiter unten beschriebenen Einrichtung werden die Daten in Binärform zu zwei Zeitpunkten entnommen, wie im Diagramm der Fig. 2b dargestellt ist.

• ·
« β

Diese Binärinformation ist in einer bruchstückhaften Darstellungsweise codiert, bei welcher das Vorhandensein von Binär-Momentanwerten einen Bruchteil des für eine gegebene Information anzeigbaren Maximums darstellt. Für Winke!informationen beträgt z.B. das anzeigbare Maximum 180 positiv oder negativ, und jeder binäre Momentanwert stellt von der linken Seite ausgehend Bruchteile von 180 dar. Der Endwert wird durch Addition sämtlicher Bruchteile von 180 erhalten. Diese Anzeigeart im Klartext führt alle vorstehend erläuterten Transformationen durch und ergibt den Datenwert in Dezimaldarstellung. Bei dem gewählten Beispiel zeigt die Vorrichtung 112°5 an. Es ist anzumerken, daß bei dieser Anzeigeweise die Information automatisch in der Einheit ausgedrückt wird, die dem gewählten Etikett LABEL entspricht. Das erfindungsgemäße Kontrollgerät führt eine Umcodierung der Information durch und bewirkt die erforderlichen Codierungen, sobald an den drei Codierrädern das Etikett der Information eingestellt ist, deren Zustand erkannt werden soll. Diese Umcodierung wird durch die gegenseitige Eindeutigkeit ermöglicht, die zwischen dem oktalen Etikett (LABEL) und der Darstellungseinheit besteht. Diese Beziehung wurde von dem ARINC-Ausschuß für mehr als 200 Etiketten (LABELS) festgelegt.

Das Gerät enthält einen internen Speicher, der diese Beziehungen speichern kann und leicht an besondere Anwendungen anpaßbar ist, die zukünftig festgelegt werden können.

ANZEIGEART 2

Bei der zweiten Anzeigeart wird die Information im Gegensatz zur zuvor beschriebenen Anzeigeart nicht umcodiert, sondern unabhängig von dem gewählten Oktal-Etikett (LABEL) in Hexadezimaldarstellung mit sechs alphanumerischen Stellen angezeigt, deren 16 mögliche Zustände in Fig. 3 angegeben sind.

Um Interpretationsfehler zwischen den Anzeigeweisen 1 und 2 zu vermeiden, wird die Anzeigeart 2 durch Anzeige eines Buch-, stabens H verdeutlicht, der dauernd an der äußersten linken Position angezeigt wird, wenn die Anzeigeart 2 gewählt ist.

Für den Sonderfall des Betriebs in Anzeigeart 1 erfolgt eine automatische Einstellung der Anzeige auf die Anzeigeart 2, wenn die Eingangsinformation nicht erkannt wird, weil das gewählte Etikett (LABEL) keine Zuordnung hat.

ANZEIGEART 3

In der Anzeigeart 3 liefert die Anzeige die diskreten Zustandsinformationen, die dem betrachteten Etikett (LABEL) zugeordnet sind. Diese Zustandsinformationen sind im wesentlichen von diskreter Art und sind aus zwei 2-Bit-Gruppen gebildet, welche die Hauptdaten umgeben, wie in Fig. 4 gezeigt ist. _s

Die linke Datengruppe ist ein Code aus vier Bestandteilen, deren Bedeutung die folgende ist:

Binärelement 00 F/W Fehleranzeige (Failure warning) Binärelement 01 NCD Nicht berechnete Daten (No computed data) Binärelement 10 TEST überprüfung (Test) Binärelement 11N0 Normalbetrieb (Normal operation).

Die rechte Gruppe gibt die Nummer des die Daten aussendenden Sensors in der tatsächlichen Bezeichnung an, mit folgender Bedeutung:

Binärelement 00, Sensor 0

01	Il	1
10	Il	2
11	■ 1	3

- r- 42-

Ein besonderes Merkmal der Erfindung besteht darin, daß ein Gerät geschaffen wird, das die Informationen über die Zu- stände der Sensoren im Klartext anzeigt.

Aus diesem Grunde ist die Anzeige in zwei unabhängige Teile zu jeweils vier Informationszeichen unterteilt.

Gemäß der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung trägt die Stirnseite des Gehäuses auf ihrem linken Teil abgekürzt eingraviort die vior Zustände, die der vorstehend beschriebenen linken Gruppe entsprechen und die so angeordnet sind, daß sie in Kombination mit den vier ersten anzuzeigenden Stellen lesbar sind, sowie die vier Zustände der rechten Gruppe, die ebenfalls zuvor erläutert wurden, unter Verwendung des rechten Anzeigeteils. Das Gerät zeigt im Klartext die Zustände an, die den Positionen der linken und rechten Gruppe entsprechen, und zwar durch Erscheinen von zwei Strichen, nämlich ein Strich pro Gruppe, gegenüber den entsprechenden eingravierten Abkürzungen, wie in Fig. 4 gezeigt ist.

Für die drei zuvor erläuterten Anzeigearten sind ferner zwei andere Anzeigeweisen vorgesehen, die in der in Fig. 5 gezeigten Schreibweise der Begriffe LABEL-BUS bestehen.

Der Begriff "LABEL" wird angezeigt, wenn das mittels der Codierdrehschalter gewählte Etikett (LABEL) von der Vorrichtung nicht empfangen wurde.

Der Begriff "BUS" wird angezeigt, wenn die Vorrichtung keinerlei Nachricht empfängt, insbesondere wenn die übertragungsleitung unterbrochen ist und/oder die Aussendung unterbrochen ist.

ANZEIGEART 4 (Fig. 5)

Bei dieser Anzeigeart gibt das erfindungsgemäße Gerät die Gültigkeit der mittels der drei Codierdrehschalter im Oktal-

system gewählten Information sowie ihre zeitliche Erneuerungscharakteristik an.

Dabei kann es zum einen das Zeitintervall angeben, welches zwei Informationen mit demselben Etikett (LABEL) trennt, und zwar ausgedrückt in Millisekunden (ms) und Zehntel Millisekunden, und zum anderen den Buchstaben P auf der linken Seite der Anzeigeeinrichtung anzeigen, wenn die. Anzahl von Binärelementen des gewählten Etikettwortes (LABEL), die von der Vorrichtung empfangen wird, geradzahlig ist.

Wenn das Auffrischintervall länger als 2 Sekunden ist, zeigt das Gerät dies durch Anzeige der Buchstaben OF an, wobei es sich um die Abkürzung des Wortes OVERFLOW (Überlauf) handelt.

Unter Bezugnahme auf Fig. 6 wird nun ein Übersichtsschaltbild des erfindungsgemäßen Gerätes erläutert.

Das erfindungsgemäße Gerät, dessen wesentliche Funktionen vorstehend erläutert sind, ist gebildet, aus einer Elektronikschaltung a, welche die ARINC-Informationen empfängt und die Umsetzung der drei auf der zweiadrigen Leitung 1 empfangenen Hingangssignale in Binärsignale mit zwei Elementen bewirkt, die von der als Mikroprozessor b ausgebildeten Recheneinheit direkt verarbeitet werden können, aus einem Arbeitsspeicher e, einem Programmspeicher d und einer präzisen Bezugsfrequenzschaltung j _o Durch das in dem Programmspeicher d gespeicherte Programm werden alle von der Empfangsschaltung a empfangenen Daten analysiert, wobei ihr Etikett (LABEL) mit demjenigen verglichen wird, das an den Codierdrehschaltern η angezeigt ist. Wenn das an den Codierdrehschaltern η angezeigte Etikett (LABEL) erkannt wird und wenn der Wahlschalter in Stellung ANZEIGEART 1 ist, so fragt die Zentraleinheit bzw. der Mikroprozessor b einen Codeumsetzspeicher c ab, um den Informationseinordnungsfaktor in Erfahrung zu bringen und zu verarbeiten, und steuert eine Anzeigeeinheit g über eine Auswerteschaltung h an, welche die Erzeu-

gung der zur Anzeige erforderlichen Signale ermöglicht.

In an sich bekannter Weise ist das Gehäuse über ein an sich
bekanntes Kabel mit Schnellverbindung durch Klammern oder
Stecker an die digitale Busleitung angeschlossen.

Das Gerät wird von einer Batter ie ACC gespeist, die durch eine Spannung zwischen den Leitern m und ρ wieder aufgeladen werden kann.

Da dieses Gerät einen geringen Energieverbrauch aufweist, ist es weitgehend autonom bzw. unabhängig von einer externen Energieversorgung.

Eine Schnittstelle oder Pegelanpassungsschaltung k ist vorgesehen, um die Betriebsart-Wahlschalter anzuschließen.

Gemäß einer besonderen Ausführungsform ist einer der drei
Drehschalter der modulförmigen Einheit mit 0 bis 3 numeriert, und zwar zweifach und in unterschiedlicher Weise, wodurch ein Verbindungsprüfgerät geschaffen wird, das die beliebige Überprüfung nach dem Code ARINC 429 oder nach dem Code ARINC 419
ermöglicht.

Leerseite

Claims (10)

1. PATENTANSPRÜCHE

   M. Miniaturkontrollgerät zur überprüfung von digitalen Verbindungen, welches autonom und zur überprüfung von seriellen 32-Bit-Übertragungen bestimmt ist, in der allgemeinen Gestalt eines Gehäuses, dadurch gekennzeichnet, daß eine nicht als Katodenstrahlröhre ausgebildete Anzeigeeinrichtung in Kombination mit Selektionsmitteln zum Auswählen der übertragenen Information, die zur überprüfung der Übertragungen nach der Norm ARINC 4 29 ausgebildet sind, vorgesehen sind und daß die Stirnseite des Gehäuses eine großformatige Anzeigeeinrichtung, insbesondere eine achtstellige Anzeigeeinrichtung umfaßt, welche den vollständigen Zustand einer allein oder gemeinsam mit anderen auf einer Busleitung vom Typ ARINC 429 übertragenen Information im Klartext anzeigt, *,

   wobei die Anzeigevorrichtung kombiniert mit Selektionsmitteln zur manuellen Auswahl ihrer Arbeitsweise, insbesondere zwischen vier möglichen Arbeitsweisen, und/oder zur Steuerung der automatischen Umcodierung durch vorherige Anzeige des zugehörigen Etiketts (LABEL) angeordnet ist.
2. 2. Miniaturkontrollgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Art der Anzeige der Information ausgewählt werden· kann zwischen folgenden Anzeigearten: Digitalwert, Hexadezimalwert, Matrixcode-Bestimmungsangabe (MC-SDI) und/oder Parität/Auffrischintervall; und daß die Auswahl der Anzeigeart mittels eines Drehschalters bzw. gerändelten Knopfes erfolgt, dessen durch eine Markierung angegebene Winkelposition die gewählte Anzeigeart angibt, wobei die Anzeigeart Parität/Auffrischintervall die gleichzeitige Anzeige zwei verschiedener Informationen bewirkt.- .
3. 3. Miniaturkontrollgerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Informationsanzeige durch automatische umcodierung der Information in Abhängigkeit von den Daten erhalten wird, die von dem eingestellten Etikett (LABEL) geliefert werden.
4. 4. Miniatrukontrollgerät nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Etikett (LABEL) ein solches im Oktalsystem mit drei Stellen ist, die manuell mittels drei Codierrädern mit acht von 0 bis 7 numerierten Stellungen einstellbar sind, und daß die das Etikett (LABEL) bildende Einrichtung als modulförmige Einbaueinheit ausgebildet ist.
5. 5. Miniaturkontrollgerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine manuell und automatisch einstellbare Anzeigeart der Information in Hexadezimalform vorgesehen ist, wenn die Einrichtung zur Einstellung des Etiketts (LABEL) nicht verstellt wird, und daß diese Anzeigeart an der Anzeigevor-

   3115777

   _ ο —,

   richtung durch Erscheinen eines geeigneten Symbols, insbesondere des Buchstabens H, gemeinsam mit den angezeigten Daten in Hexadezimalform signalisiert wird.
6. 6. Miniaturkontrollgerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Bezeichnung der Anzeigeart bei der Anzeige der diskreten Informationen des ARINC (MC-SDI)-Wortes die zu dessen vollständig decodiertem Wert gehören, in dem Erscheinen von zwei Strichen an der Anzeigevorrichtung besteht, wobei ein Strich pro Gruppe aus vier Bezeichnungen vorgesehen ist, und zwar gegenüber auf dem Gehäuse angeordneten bzw. in dieses eingravierten Zeichen, die insbesondere folgende Form in der angegebenen Reihenfolge haben:

   FW - NCD - TEST -NO; 0-1-2-3.
7. 7. Miniaturkontrollgerät nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzeigeart mit gleichzeitiger Anzeige von zwei verschiedenen Informationen- umfaßt: eine auf der rechten Seite angeordnete Klartextanzeige des Zeitintervalls, das zwischen zwei Informationen desselben Etiketts (LABEL) liegt, ausgedrückt in Millisekunden, sowie die Anzeige des Buchstabens P im linken Teil, wenn die Parität der überprüften Information geradzahlig ist, wodurch die Parität der Nachricht überprüft werden kann.
8. 8. Miniaturkontrollgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel zur automatischen Anzeige des gestörten Informationsübertragungszustandes vorgesehen sind, insbesondere durch Anzeige des Wortes "BUS"? wenn das Kontrollgerät das völlige Fehlen von kohärenten Digitalinformationen auf der Busleitung feststellt, und daß automatisch das Wort "LABEL" angezeigt wird, wenn das gewählte Etikett nicht als ein auf der Übertragungsbusleitung vorkommendes « Etikett erkannt wird.
9. 9. Miniaturkontrollgerät nach einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch Mittel zum automatischen Anzeigen der Buchstaben OF, wenn der Abstand zwischen zwei Informationen die genormte maximale Auffrischzeit um ein Mehrfaches überschreitet.
10. 10. Miniaturkontrollgerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwei der drei Codierräder mit 0 bis 7 und eines derselben zweifach und in unterschiedlicher Weise mit 0 bis numeriert ist, wodurch das Kontrollgerät zur Überprüfung von Codes sowohl der Norm ARINC 429 als auch der Norm ARINC 419 verwendbar ist.