JP3789917B2 - 改善された航空機フラットパネルディスプレイシステム - Google Patents

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Description

本発明は、航空機（aircraft）内で用いるためのフラットパネル飛行計器ディスプレイ（flat panel flight instrument displays）に関するものである。
航空機搭乗員（flight crew）により用いられかつ信頼されるべき主要な航空機用グラフィック飛行計器の作成において、これらの飛行計器が非常に高い信頼性（reliability）および完全性（integrity）のものであることが必要不可欠である。
現在、航空機のパイロットフライトディスプレイ（Pilot Flight Display：ＰＦＤ）システム、ナビゲーションディスプレイ（ＮＤ）システム、および、エンジン／電気ディスプレイ（Engine/Electrical Display）（ＩＣＡＳ）システムは、全ての関連パラメータについてのセンサーデータ／入力（大多数が基準ＡＲＩＮＣ４２９シリアルフォーマットである約１００片のデータ）を受信する。このデータは、イメージレンダリング・シンボル生成器（image rendering Symbol Generator）へ入力され、かつ、妥当性（reasonableness）および有効性（validity）についてチェックされる。次に、これらのパラメータは使用可能なフォーマットへ適切にスケーリングされ、かつ、該スケーリングされたパラメータを用いて、航空機搭乗員により閲覧可能なディスプレイスクリーン上で関連データを報告するための種々の情報提供用英数字およびグラフィックイメージを作成するためのコマンドが実行され、これらのコマンドは、ポイント（points）および線（lines）、ポインター（pointer）、弧（arc）、多角形（polygon）およびフィル（fill）コマンド、および、英数字文字のような、グラフィック基本要素（graphical primitives）を含む。通常の表示は、１秒毎に約１００回実行されるこのような何千ものコマンドにより作り出される。次に、これらの生成されたグラフィック基本要素または基本コマンド要素の各々については、回転し、平行移動（translate）する必要があり、かつ、これらの色（例えば、赤、緑、青）についても、シンボル生成器により受信されたデータ信号値に応じて修正または変更または変化させる必要がある。スクリーンディスプレイ上にイメージするためのこれらのグラフィック特徴の作成、方位決め（orienting）、および、位置決め（positioning）は、何千もの（通常は、何万または何十万もの）コンピュータコードライン（lines of computer code）を必要とする。いったん方位決めされかつ位置決めされると、各々の基本要素は、個々の表示フィールド・テキステル（display field textels）（ポイント）を計算することにより、かつ、これらを１秒毎に約１００回リフレッシュされるビデオＲＡＭ内の８百万バイトピクセルマップに配置することによりレンダリングされる。グラフィックディスプレイスクリーンに供給されるデータについては、生成されるイメージラインをスムーズにするために、これにより、読み取りおよび解釈の両方が容易であってかつ自身が表すように意図された情報を迅速に伝達する表示を航空機搭乗員に示すために、さらにアンチエイリアス（anti-alias）する必要がある。しかしながら、表示すべきグラフィックラインおよびイメージをスムーズにするためには、隣接ピクセル（すなわち、計算されたデータポイントに隣接するピクセル）の各線、弧などに沿ったポイントの軌跡（locus）と、強度レベルとを計算する必要があるので、表示データをアンチエイリアスすることは、計算上は非常に集約的（通常は、８０００億の命令／秒）である。この高い計算上のオーバーヘッドを回避するために、多くのこのようなディスプレイは、主として垂直な尺度（principally-vertical scales）を用いており、これらの尺度は、イメージラインをアンチエイリアスすることを必要としないが、航空機搭乗員が熟知している従来型の機械計器をグラフィックに示したり（すなわち、模倣（mimic）したり）、または、他の便利な、読み易く、容易に利用され、かつ、即時に理解可能なフォーマットで飛行計器データを示したりするという、グラフィックに生成される飛行計器の能力を制限するものである。
ＰＣ産業からの、急速に進化するコンピュータ処理およびグラフィック表示生成技術は、低コストでありかつ並外れて強力なコンピューティングエンジンを、インテル社のＰｅｎｔｉｕｍ（登録商標）４のようなＣＰＵ、および、非常に多数の会社からの特殊目的２５６ビット・パラレルレンダリングエンジンなどの両方において提供する。ますますより強力なコンピューティングエンジンの利用可能性は、さらに能力を有しかつ複雑なディスプレイシステムの実施を容易にする。その理由は、これらの新しいシステムは、１秒当たりにより多くの命令（すなわち、コードのライン）を実行することが可能であるためである。しかしながら、特に、これらの新しい大規模なフォーマットにおいて、このコードのサイズ、および、表示の複雑さは、新たな改善されたプロセッサおよびディスプレイサブシステムを航空機上で許容される使用について認可するために、航空機上での使用するために意図された全てのコードを、航空臨界空輸機器（flight critical airborne equipment）についてＦＡＡ（米連邦航空局）が要求する厳格な基準に対してテストする必要があるという問題を、アビオニクス（avionics）産業において引き起こす。重大な飛行データをフォーマットしかつ表示するためにこのような機器により実行される何十万もの命令が、入念に文書化された（carefully-documented）徹底的なテスティングを受けるように、ＦＡＡにより要求され、該テスティングは、以前に認可されたシステムに対する比較的控え目な変更に対してさえ、通常は５０００人月を要する。さらに、ＰＣ産業の人々にとって広く利用可能である低コストかつ高性能のハードウェアについては、従来型の航空機計装システム（aircraft instrumentation systems）において、現在は用いることができない。その理由は、このようなハードウェアについての設計履歴および検証データが製造業者から入手可能ではなく、かつ、十分なサポートデータおよびテスティングが、その運転中の信頼性および設計の完全性を実証するために製造業者により行われておらず、または、今後も行われないためである。
現在の航空機の計装ディスプレイは、通常は、専用のプロセッサおよびグラフィックスレンダリングチップを用いており、これらのチップは、特定の用途のために特別に設計されている。ＦＡＡによる認可（FAA certification）は、ディスプレイシステムのハードウェアおよびソフトウェアの両方が、予想外のエラーおよび不正確さを導入することなく、意図された航空機の操縦室の環境において、かつ、予想される飛行／環境データによって実施可能となるために、（例えば、広範囲のテスティングおよび文書化（documentation）を通して）徹底的に実証されたという判断に基づくものである。今日では、このことは、一般的に、プロセッサまたはチップの設計の履歴または継承物（heritage）をＦＡＡに対して完全に文書化する必要があることを要求し、かつ、航空機上での正常な使用中にチップが処理することを予想される全範囲のデータを用いて（すなわち、個々の値毎に）チップ内の全ての経路を通るデータフローを有効化することにより、ハードウェアおよびソフトウェアをテストする必要があることを要求する。このプロセスは、何ヶ月ものテスティングを必要とする。結果として、例えば航空機のイメージレンダリングコンピュータのグラフィックスプロセッサを定期的に改善することを望む製造業者は、新たなまたは改善されたチップをテストすることに事実上全ての時間を費やすことになる。最新の、広く利用可能であり、比較的安価な、既製のグラフィックスプロセッサが、ほぼ６ヶ月毎に改善されて、より著しく強力な、かつ、さらなる能力を有するものになっているという事実にも拘わらず、これらの特殊化された航空機ディスプレイ内で用いられる特別品の航空機計装プロセッサチップおよびソフトウェアは、実務上の理由により、非常に稀にしか更新されることも変更されることもなく、これにより、該プロセッサチップおよびソフトウェアが出力する表示データの有効性および完全性を十分に実証するためにＦＡＡが要求する一定の再認可のための再テスティング（re-testing for re-certification）を回避している。
したがって、既存のＦＡＡによる認可に悪影響を及ぼすことも、計装ディスプレイシステムについての広範囲の再認可を必要とすることもなく、即時にアップグレード可能なグラフィックスディスプレイの構成部品およびサブシステムを適応させることができ、かつ、航空機内で用いるための改善されたグラフィックスディスプレイシステムの必要性が存在する。
従来技術による航空機計装飛行ディスプレイシステムおよび取り決めに対する改善は、比較器プロセッサがグラフィックスレンダリングコンピュータ・プロセッサと関連して用いられる本発明により提供される。航空機搭乗員へ示される表示が生成されるグラフィックスレンダリングプロセッサは、アンチエイリアスされたグラフィックに示されるデータイメージをディスプレイスクリーン上にレンダリングするために必要な様々なコマンドを、センサーバンクと他の環境／運転パラメータと航空機の入力とにより供給されるデータから生成するために効果的であるので、比較的複雑な装置およびデータ処理エンジンにより実施される。本発明によれば、別々の比較器プロセッサが、少なくとも、同じセンサーからの複数の選択されたデータポイントの表示位置および値と、航空機搭乗員に表示すべきイメージをレンダリングプロセッサが生成する元となる入力データとを、独立して計算するために設けられる。次に、比較器プロセッサは、その計算された選択データポイント値および位置を、グラフィックスレンダリングプロセッサにより表示用に生成された対応ポイントと比較して、このような値および位置が同じであるか否かを判断し、これにより、レンダリングプロセッサが生成した表示用グラフィックイメージの信頼性をテストする。対応データの比較が成功しなければ、エラー状態が存在すると判断され、かつ、幾つかの比較計算またはリフレッシュサイクルまたは他の所定間隔の後にもエラー状態が残存すれば、エラー表示がグラフィックディスプレイスクリーン上に表示される。比較器プロセッサの出力データは、レンダリングされた完全なスクリーン表示を提供するために意図的に不十分なのではなく、グラフィックスレンダリングプロセッサにより作り出されたデータの完全性のチェックとしてのみ利用されるので、比較器プロセッサについては、いかなるアンチエイリアシング機能も必要とされない。このことは、比較において用いられる限られた数の選択データポイントのみを計算するという比較器の好ましい意図的な動作と結びついて、表示用イメージを生成する手段であるグラフィックスレンダリングプロセッサよりも遙かに低い処理パワーおよび遙かに少ない実行可能コマンドしか必要とせずに自身のデータ処理および比較機能を提供する著しく簡略化された比較器プロセッサの使用を可能にする。結果として、比較器についての迅速なＦＡＡによる認可が達成できる。さらに、グラフィックスレンダリングプロセッサ・データの完全性についてのチェックとして比較器プロセッサを用いることは、アップグレードされたレンダリングエンジングラフィックスプロセッサの即時の代用を、このような構成部品およびシステムが利用可能となった際に、ＦＡＡによる再認可を得るための後続の広範囲なテスティングおよび文書化があってもこれらを必要とせずに可能にする。その理由は、関連した比較器プロセッサが概略的には不変のままであるためである。
好ましい実施例において、本発明によって各々が対応して構成されかつ動作する二重のフラットパネル・ディスプレイシステムは、操縦士および副操縦士および／または航空機搭乗員のうちの他のメンバーへグラフィックデータ表示を独立して供給するために、航空機のコックピット内に搭載され、これにより、これらの人物の各々には、別々の、独立してアドレス指定されるディスプレイスクリーンが提供される。万一、レンダリングプロセッサデータ内のエラーが、このデータと、ディスプレイスクリーンのうちの一方の比較器プロセッサにより生成された選択データポイントとを比較した結果として検出された場合には、その後に、他方のディスプレイスクリーンが、グラフィックイメージングデータを、操縦士および副操縦士の両方のディスプレイスクリーンに提供することができ、これにより、エラー状態にあると判断されたデータが必要に応じて置き換えられるか、または、ディスプレイスクリーンフィールドのより大きな部分または全体が置き換えられる。
本発明の他の目的および特徴は、添付図面と関連して考慮された以下の詳細な説明から明らかとなるだろう。しかしながら、これらの図面は、例示目的のためにのみ意図されており、本発明の範囲を定義するものとして意図されてはいないことを理解すべきである。本発明の範囲については、添付の請求項を参照すべきである。これらの図面は必ずしも一定の率で縮尺されておらず、かつ、特に表示がなければ、これらの図面は本明細書において説明される構成および手順を概念的に例示するように意図されているに過ぎないことを、さらに理解すべきである。
図面において、同様の参照符号は、幾つかの図の全体にわたって、同様の要素を示す。
図１は、本発明によって構成される、航空機のフライトパネルの２つのディスプレイシステムについての一般に好ましい実施手段である。一般的には、２つの制御ステーション（例えば、操縦士ステーションおよび副操縦士ステーション）が民間航空機に存在するので、それに応じて、第１ディスプレイシステム１０Ａおよび第２ディスプレイシステム１０Ｂが示される。本明細書に開示された本発明のシステムについての好ましい実施形態において、ディスプレイシステム１０Ａ，１０Ｂは、機能的および構造的に類似しており、かつ、互いに同等のものである。説明の便宜および簡略化のために、総称的に参照番号１０により示されるこのような単一システムについて、本明細書において説明しかつ論考することにする。いずれにしても、本発明が、単一のディスプレイシステム１０のみを装備された航空機内での利用のためにも等しく適用可能であることが理解され、実際に、（図１に示されるような）本発明による１組のシステムを航空機内で利用することは、本発明についてのある特定の実施および予想された用途に過ぎない。
ディスプレイシステム１０は、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）のような、または、特別に設計または構成された、または、例えば従来技術において公知であるように、選択的に制御可能な強度レベルの範囲において光を効果的に生成することが可能な個々にアドレス指定可能なピクセル（individually-addressable pixels）（すなわち、ピクチャ要素）からなるアレイを含む他の照明可能な（illuminatable）、または、他の方法で閲覧可能なイメージングディスプレイのようなディスプレイスクリーン１２を有する。ディスプレイ内の各ピクセルは、対応アドレスを有し、該対応アドレスにおいて、各々のピクセルには、ポインターおよび他のインジケータ、シミュレートされた飛行計器およびゲージ、地図、地形シミュレーション（terrain simulation）、英数字文字などのようなイメージを他の表示ピクセルと組み合わせてグラフィックに示すための制御信号により個々にアクセスすることができ、かつ、各々のピクセルは、赤、緑、青（ＲＧＢ値）またはこれらの組み合わせのようなカラー成分を表示または放射することがさらに可能である。各々のディスプレイシステム１０において、専用のシンボル生成器または制御装置１６は、計算されたイメージングデータを生成かつ出力し、該イメージングデータは、それぞれのまたは適切なディスプレイスクリーン１２内の適切なピクセルを照明するために、これにより、意図したイメージを該ディスプレイ上に作成するために用いられる。イメージングデータは、センサー測定値および他の入力データなどから、制御装置１６により得られるかまたは計算され、これらのデータは、頻繁に動的に変動する飛行制御情報、遠隔測定（telemetry）情報、大気情報、位置情報、および他の航空機／環境条件の情報についての現在の値を確認したりまたは“読み取る”ために航空機の周囲または航空機の至る所に配置された複数の航空機／環境センサーまたは入力または他の航空機システム（本明細書において、集合的にセンサーまたはセンサーバンク１８と称する）から得られる。飛行制御読み取りおよびセンサーシステムは、高度方位基準（altitude, heading and reference）（ＡＨＲＳ）データ、高度方向制御（altitude, direction and control）（ＡＤＣ）データ、航行（navigational）（ＮＡＶ）データ、自動方向探知器（automatic direction finder）（ＡＤＦ）データ、全地球測位システム（ＧＰＳ）データおよび装置、航空機インターフェースユニット（aircraft interface unit）（ＡＩＵ）データおよび装置、航空機衝突防止装置（traffic alert and collision avoidance system）（ＴＣＡＳ）データおよび装置、強化型グループ接近警報装置（enhanced group proximity warning system）（ＥＧＰＷＳ）データおよび装置、および、飛行管理システム（flight management system）（ＦＭＳ）データを、典型的であるが非制限的な例として、例示的に含むか、または、提供することができる。図１に示されるように、ディスプレイシステム１０は、例えば、姿勢（attitude）インジケータ２１や高度（altitude）インジケータ２２や対気速度（airspeed）インジケータ２４のような、１つ以上の予備のまたは追加の機械ゲージまたは計器をさらに含むことができるか、または、これらのすぐ近くに配置され得るか、または、これらと関連して用いられ得る。
２つのディスプレイシステム１０Ａ，１０Ｂは、イメージをディスプレイスクリーン１２Ａ（例えば、操縦士ステーション）上にレンダリングするためのデータを制御装置１６Ａが提供するように、かつ、ディスプレイスクリーン１２Ｂ（例えば、副操縦士ステーション）上にイメージをレンダリングするためのデータを制御装置１６Ｂが提供するように、同時に稼働されかつ運転可能である。より十分に後述するように、本発明のシステムのルーティング機能および能力は、両方の制御装置からのデータを、一方または両方のディスプレイ上に表示することを可能にし、この結果、万一制御装置１６Ａ，１６Ｂのうちの一方の機能不全、または、他の部分的または全くの障害が生じた場合に、他方のまたは残りの運転中の制御装置が、イメージングデータを、両方のディスプレイ１２Ａ，１２Ｂに同時に提供することができる。この特徴は、各々の制御装置１６Ａ，１６Ｂが両方のディスプレイスクリーン１２Ａ，１２Ｂと連絡して示されている図１に示される。
以下、図２を参照すると、各々のシンボル生成器または制御装置１６は、従来型のＰＣＩバス３６を経て互いに通信するＩ／Ｏプロセッサ３０と、比較器プロセッサ３２と、レンダリングコンピュータ３４とを含む。この開示内容から明らかなように、パーソナルコンピュータ産業において共用されている従来型のバス設計の利用は、図２に示されるような特にレンダリングコンピュータ３４を含む本発明のシステムの様々な構成部品間におけるデータ転送相互接続をとりわけ即時に適応させるための特定の利点を、本発明との関連で提供するが、他のバス設計または実施手段を代替的に用いることもできる。Ｉ／Ｏプロセッサ３０は、航空機センサー１８からのシリアルデータを受信しかつ読み取り、かつ、このデータは、比較器プロセッサ３２およびレンダリングコンピュータ３４がＰＣＩバス３６を経てアクセスするために、Ｉ／Ｏプロセッサ３０の記憶バッファに配置される。一般に好ましい実施例において、Ｉ／Ｏプロセッサ３０は、モトローラ社の８２４０マイクロプロセッサを組み込むかまたは利用し、かつ、センサー１８と、比較器プロセッサ３２と、レンダリングコンピュータ３４と、ディスプレイスクリーン１２Ａ，１２Ｂとの間でデータを通信するために３２個の別個の入力と８個の別個の出力とを有する。（従来技術および航空機計装産業においては十分に知られているように）Ｉ／Ｏプロセッサ３０が運転中の使用の間にさらされることが予想される全範囲のデータを用いて全てのハードウェアおよびソフトウェアの経路および命令がテストされることを意味する、非常に集約的なＦＣＣによる検証および有効化テスティングに、Ｉ／Ｏプロセッサ３０が首尾よく耐えることが予想される。例えば公知のＩＥＥＥ４２９バスアーキテクチャを用いて実施されるパラレルポートバス３８が、冗長性（redundancy）のために、かつ、万一ＰＣＩバス１６の一時的または部分的なエラー状態または障害の場合であっても本発明のシステム１０の制御装置構成部品間における継続的な通信能力を保証するために、さらに設けられる。電源２８は、Ｉ／Ｏプロセッサ３０と比較器プロセッサ３２とレンダリングコンピュータ３４とに動作電力を供給するために、本発明のシステムの一部として、または、該システムとともに用いるために、さらに設けられる。
図３において、Ｉ／Ｏプロセッサ３０のブロック図が示され、この図において、（例えば、１つ以上の集積回路チップという形式のような）インターフェース構成部品４２は、マイクロプロセッサ４６の制御下にあるＰＣＩバス３６およびパラレルポート３８を通して、Ｉ／Ｏプロセッサから／へ、次に、比較器プロセッサ３２およびレンダリングコンピュータ３４へ、データを伝える。処理変数は、ＥＥＲＯＭおよびＥＣＣＲＡＭメモリ４４に記憶される。しかしながら、Ｉ／Ｏプロセッサ３０が、本発明のディスプレイシステムの動作のために、適切なセンサーおよび入力データをレンダリングコンピュータ３４と比較器プロセッサ３２とに提供するという基本的な機能を実施する限りは、Ｉ／Ｏプロセッサ３０の実施において利用される特定の構想は、本質的には設計的事項であり、したがって、他の点で本発明の範囲および運用に影響を及ぼすことなく、図３に示されかつ本明細書において一般に好ましい例として説明される構想からかなり変動し得ることを理解すべきである。
コックピットに配置されたＬＣＤディスプレイ１２上に示すためのイメージングデータは、レンダリングコンピュータ３４により生成され、該レンダリングコンピュータ３４については、パーソナルコンピュータ市場において一般的に利用可能な技術に基づく好ましい実施例において、実質的に従来型のシングルボードと、ＰＣＩバスと、いわゆるＩＢＭ互換コンピュータ（IBM-compatible）とにより実施することができ、該ＩＢＭ互換コンピュータは、図４に示されるように、ビデオ送信器５２とアクセラレーテッドグラフィックスポート（accelerated graphics port）（ＡＧＰ）インターフェース５４とに連絡したグラフィックスプロセッサ５０を含む。ビデオ送信器５２は、レンダリングされたビデオデータを、後述するようなデータテストポイント（本明細書において、“光ポイント（points of light）”と称する）を選択する比較のために、かつ、レンダリングされたデータをディスプレイスクリーン１２上にイメージするために、比較器プロセッサ３２へ提供する。インテル社のペンティアム（登録商標）IIIまたはペンティアム（登録商標）IVマイクロプロセッサ、または、モトローラ社の７５０マイクロプロセッサのようなマイクロプロセッサ５６をさらに含むシングルボード・レンダリングコンピュータ３４は、本発明の一般に最も好ましい形式において、本質的には既製の、市販の、従来型のマザーボードベースのパーソナルコンピュータ、すなわち、一般的には、グラフィックにレンダリングされた航空機の計装と、動的な航空機運転データおよび情報とをイメージするために特別に製造されかつカスタマイズされた構成部品から特別に設計および構成されたものではないコンピュータである。特に好ましい実施例において、グラフィックスプロセッサ集積回路チップまたは構成部品（および、これと関連したサポートチップおよび／または構成部品）は、分離可能なメザニン（mezzanine）カード上に搭載され、該分離可能なメザニンカードは、これらの従来型または市販用のグラフィックスプロセッサについての新たな改善された設計および能力が利用可能となった際にグラフィックスプロセッサ５０を即時に互換可能としかつ交換するために、コンピュータのマザーボード上に装着される。本明細書において説明する本発明のシステムの実施例のグラフィックスプロセッサは、２４ビットカラーピクセルワード出力（すなわち、青、赤、緑の各々に対して、８ビットずつ）を提供し、これらの出力は、（クロック信号とともに）パラレル−シリアル変換器へ、その後に、ディスプレイ１２に供給される。シングルボード・レンダリングコンピュータ３４は、望ましいイメージをディスプレイ上に生成しかつ配置するための全てのデータ処理（表示されるデータおよびイメージのスムーズなグラフィック表示を生じさせるために必要なアンチエイリアシング計算を含む）を実行する。
ディスプレイ１２上に配置すべきイメージであって、航空機を操縦すべく、かつ、航空機と該航空機が運転されている環境とに関連する動作特性と他の必要不可欠な情報とについての不断の状況認識を維持すべく、航空機搭乗員が利用できかつ信頼できるイメージであって、かつ、動的に変化する（dynamically-changing）、プロセッサ集約型の（processor-intensive）、完全にアンチエイリアスされたイメージを生成するために、本発明にとって枢要なことは、市場で比較的低コストで即時に利用可能であり、かつ、定期的にかつ頻繁に更新されかつ改善される強力なマイクロプロセッサとグラフィックスプロセッサとこれらをサポートするチップセットとを用いた、実質的に従来型の、市販の、既製のレンダリングコンピュータ３４を提供しかつ利用することである。このようなハードウェア（例えば、強力な、低コストの、ペンティアム（登録商標）ベースのシングルボードコンピュータ）を利用するための能力、および、少なくともハードウェアのグラフィックスプロセッサを、より強力でありさらなる能力を有する新たなこのようなプロセッサが市場で利用可能となった際に、定期的に更新するための能力は、航空機のディスプレイシステムにおいて、特別注文により構成設定かつ設計された（custom-configured and designed）グラフィックスプロセッサおよびレンダリングサブシステムなどの利用を今までに実施していたこととは対照的に、多大な、一般には実現できない利点を提供する。特別注文により設計されたこれらのプロセッサは、開発のために非常に費用がかかり、かつ、いったん航空機内に設置されると、既に用いられているものの何倍ものパワーおよび能力を備えた新たなプロセッサの設計および実装をサポートする技術が継続的かつ定期的に進歩しているにも拘わらず、稀にしか変更されない。この問題は、このような従来型の、市販の、汎用コンピュータシステムが、頻繁に何百人もの乗客を運送する民間航空機を操縦する場合にグラフィックにレンダリングされかつ表示される自身の飛行データに対する、航空機搭乗員による信頼を正当化するために要求されるエラー無しの（error-free）動作および高い完全性を提供する旨を、ＦＡＡの満足のいくように実証することが事実上不可能であるという理由により、現在までに、本発明のアプローチ（すなわち、既製のハードウェアの利用）を、表面上妨げてきたように思われる。例えば、このような市販のシングルボードコンピュータに基づくシステムが、航空機が遭遇する（または、遭遇すると予想される）全ての考えられ得る入力範囲についてのデータを正確に処理しかつイメージできる旨を、航空機の飛行情報グラフィックディスプレイシステムの製造業者がＦＡＡに対して実証できる場合であっても、製造業者は、このようなグラフィック航空機計装ディスプレイシステムについてのＦＡＡによる完全な認可のために要求されるようなハードウェアの履歴的な開発または継承物について詳述するデータを、システムの信頼性を保証するために、ＦＡＡにさらに提供することはできない。その理由は、ソフトウェアまたは処理上の欠陥の他に、ハードウェアの欠陥もまた、誤った不正確な情報を表示するという結果に即時になり得るためである。
本発明は、関連した比較器プロセッサ３２の利用を通して、ディスプレイ１２上に表示するためにレンダリングコンピュータにより生成される情報の完全性、有効性、信頼性、および、正確さを継続的に保証するために効果的であるシステムを提供することにより、この表面上解決不可能な問題を克服する。レンダリングコンピュータ３４とは対照的に、比較器プロセッサ３２は、特殊化された特別注文による設計に基づくことが好ましく、かつ、航空機データのグラフィックレンダリング・ディスプレイシステムのために一般に要求される最も厳しいテストおよびテスト手順を用いるＦＡＡにより十分に認可されるように意図される。このレベルのＦＡＡによる認可のテスティングは、（ＭＣＤＣ）（modified condition decision coverage）と称される。したがって、本発明によれば、レンダリングコンピュータ３４により生成される表示データの信頼性についての確認は、比較器プロセッサ３２により提供され、該比較器プロセッサ３２は、レンダリングコンピュータ３４により生成されるグラフィックにレンダリングされた情報をディスプレイ２３上にイメージする前に、レンダリングコンピュータ・表示データの有意味な部分集合を効果的に検証し、これにより、レンダリングコンピュータの、現在のおよび継続的な、エラー無しの動作および信頼性を動的に保証する。検証プロセスの対象となる表示データの部分集合（時折、本明細書において“光ポイント”と称されるデータポイント）は、表示データイメージパラメータの有意味な断面（cross-section）および集合を定義するために特別に選択され、これにより、エラー無しのデータの信頼性についての意図された継続的な確認が達成されかつ保証される。
したがって、本発明により実施されるようなレンダリングコンピュータ３４についての高いレベルのＦＡＡによる認可を求めての達成不可能な必要性（impossible-to-attain need）は、代わりに、比較器プロセッサ３２についてのこのような高いレベルの認可を提供することにより回避される。この取り決めの利点は、レンダリングコンピュータ３４のハードウェアおよびソフトウェアとは対照的に、特別注文により設計された比較器プロセッサ３２のハードウェアおよびソフトウェアが、（そのハードウェアおよびソフトウェアの両方の様相に関して）比較的簡略化された構成であり、したがって、最も厳しいＦＡＡによる認可手順を満足させるために必要とされる時間および労力が、（本発明のレンダリングコンピュータ３４についてのこのようなＦＡＡによる認可が任意の環境下で達成可能であると仮定した場合に）該レンダリングコンピュータを同様に認可するために必要とされる場合よりも、何桁も少なくなるという点である。さらに、比較器プロセッサ３２は、いわゆる光ポイントのための表示データのみを処理しかつ生成するために実施可能であるので、いったん認可されかつ航空機内に設置されると、新たに利用可能な、および／または、より強力なまたはさらなる能力を有する技術およびチップデザインを利用するためにレンダリングコンピュータ３４（または、少なくともレンダリングコンピュータのグラフィックスプロセッサまたはサブシステム）が更新されるかまたは置き換えられる場合でも、比較器プロセッサは、修正される必要も、更新される必要も、変更される必要も、置き換えられる必要もない。（選択された光ポイントと、レンダリングコンピュータにより生成されるような、対応する表示ピクセルのための表示データとの比較を通しての）比較器プロセッサ３２のデータ検証の機能性は、レンダリングコンピュータの、または、レンダリングコンピュータに対するアップグレードまたは置き換えによって該レンダリングコンピュータから利用可能とされ得る処理パワーおよび／または能力の強化とは無関係に、レンダリングコンピュータ・表示データについての十分なチェックを提供し続ける。
レンダリングコンピュータ３４とは対照的に、比較器プロセッサ３２の複雑さを著しく低減させたことは、多数の要因の結果である。第一に、比較器プロセッサ３２は、所定の有限数の表示ポイント（すなわち、光ポイント）のみについての表示データを処理しかつ生成するために実施可能であり、したがって、そのハードウェアおよびソフトウェアは、対応して制限された処理動作のために特別注文により設計されかつ構成設定される。したがって、ディスプレイ１２上の各１つずつのピクセル位置における提示をイメージするためのカラー／強度データを生成する必要があるレンダリングコンピュータとは異なり、比較器プロセッサ３２は、限られた所定数の表示ピクセルのためのカラー／強度データを生成するのみである。一般に予想される、例えば、１０２４×７６８の解像度を有する９×１２インチのフラットパネルＬＣＤディスプレイスクリーンについて、レンダリングコンピュータは、約８００，０００ピクセルのためのイメージデータを提供する必要があり、かつ、このイメージデータを１秒毎に１００回更新する必要がある。これに対し、比較器プロセッサがこのような各々の表示更新間隔のための表示データを生成することを要求される対象である光ポイントの数は、約数百ピクセルであることが好ましい。さらに、比較器プロセッサは、ディスプレイ１２のフィールドの周囲に選択的に配置された有限数の選択された光ポイントのための表示データのみを効果的に計算するので、比較器プロセッサは、光ポイント表示データの計算において、いかなるアンチエイリアシング処理も実行する必要はない。アンチエイリアシング処理ルーチンは非常に複雑かつプロセッサ集約型であるので、比較器プロセッサにおけるアンチエイリアシング処理の省略は、その特別注文により設計されたハードウェアおよびソフトウェアの構成および動作を著しく簡略化する。
したがって、本発明によれば、第２コンピュータ（すなわち、比較器プロセッサ３２）が、ＰＣＩバス３６に同様に接続される。比較器プロセッサ３２は、レンダリングコンピュータ３４と同様に、Ｉ／Ｏプロセッサ３０から、同じセンサー入力およびデータを受信するが、レンダリングコンピュータと比較すると強度および要求が著しく低いデータ生成必要条件を有する。完全にアンチエイリアスされ、英数字で、かつ、グラフィックに示され、航空機搭乗員が航空機を運転する場合に信頼するように意図される全ての情報をディスプレイ１２上にイメージするために必要なデータを生成する代わりに（このことは、レンダリングコンピュータ３４について要求されることであるが）、比較器プロセッサ３２は、レンダリングコンピュータ３４により生成される表示データの正確さを検証するためのテストまたは完全性のチェックポイントとして用いられる、限られた数（例えば、約１００〜３００）の特定のデータポイントのための表示データのみを生成する。これらの“光ポイント”が、重要な航空機／環境／状況のパラメータおよび示度のためのデータが表示の定期的なリフレッシュ毎にイメージされる表示フィールドの至る所の位置に配置された代表的なポイントの集合と一致するように選択されることが好ましく、かつ、一般的に意図されている。したがって、例示的な例として、英数字で示された情報、グラフィックにイメージされた飛行計器およびゲージなどのグラフィックに定義されたポインターおよび他のインジケータライン、グラフィックラインおよび／または数字目盛の英数字文字、グラフィックにイメージされた地図またはチャートの線または地勢の一部、および、他の動的に更新される表示要素のうちの１つ以上の一部をイメージするために、レンダリングコンピュータ・データにより活性化されている複数の表示ピクセルを、選択された光ポイント内に含むことが望ましい。幾つかの光ポイントについては、グラフィックに示される飛行計器の境界のような、表示フィールドの所定の静的（または、変化する頻度がより低い）部分に、または、他の概略的に静的な表示特徴および要素に対応するように選択することができる。
いずれにしても、理解されかつ明らかとなるべきことは、選択された光ポイントは、一般的には（または、少なくとも殆どの部分について）、ディスプレイ１２上における特定の、固定の、不変の、所定のピクセル位置に対応するのではなく、該選択された光ポイントは、表示イメージが反復的にリフレッシュまたは更新される際に頻繁にまたは時折変化するピクセルポジションまたは位置を表示フィールド内に有する特定のデータ表示要素を、主として識別するという点である。したがって、例えば、グラフィックにイメージされる対気速度インジケータの回転可能なポインター上に、（２つの端部と、ポインターの長さに沿って等距離にある位置、または、中央にある位置、または、他の所定の位置に対応する）３つの光ポイントを定義することができ、かつ、変化する対気速度とともにポインターの位置または回転された方位がシフトする際に、これら３つのデータポインターがイメージされる特定の表示ピクセル位置も、同様に変化する。同様に、あるデータが英数字で示される場合に、各英数字文字上の所定数の位置を、光ポイントとして選択することができ、かつ、これらの選択された英数字文字データポイントの表示ピクセル位置は、英数字文字が変化する際に変化する。したがって、航空機の高度が英数字文字を用いてディスプレイ上の特定の位置に示される場合に、グラフィックに定義された数“７”のための最下位ディジット（least significant digit）の選択された光ポイント（例えば、この表示の２つの端点、および、その接続された辺（legs）の交点）は、常に同じ表示ピクセル位置に示されるが、これらの光ポイントの表示ピクセル位置は、数値文字が、例えば、（指定された光ポイントが、その２つの端点、および、その２つの弧の交点となり得る）“３”へ変化したときに、変化する。任意に、数“３”の曲線状の弧に沿って選択された１つ以上の追加のポイントについては、そのディジットのための光ポイントとしてさらに定義することができ、この結果、（例えば）英数字ディジットの正確さをチェックするために用いられる光ポイントの数は、表示フィールドの更新毎に、表示されている特定のディジットの関数として変化し得る。これにより明らかとなるように、本発明の実施において用いられる光ポイントの正確な数は、ディスプレイ上にイメージされているデータのうち少なくとも一部があるスクリーンの更新またはリフレッシュから次へと変化する際にレンダリングされた表示フィールドのスキャン毎に変動し得る。
以下、図５を参照すると、比較器プロセッサ３２は、レンダリングコンピュータ３４からのアンチエイリアスされたグラフィックスイメージングデータを、ビデオ受信器７０において受信し、該ビデオ受信器７０は、ビデオ比較器ゲートアレイ７４と、（各々の送信器７２が、ディスプレイ１２Ａ，１２Ｂの各々に供給を行うためのものである）１組のビデオ送信器７２とに接続される。前述したように、好ましい実施例において、比較器プロセッサ３２により生成される各々の光ポイントは、２４ビットの総計に対する３つの８ビットバイト（１つのバイトが、赤色、緑色、および、青色の各々に対するものである）からなる。光ポイント・データビットは、マイクロプロセッサ７８と連絡しているＦＩＦＯスタック７６に記憶される。各々の光ポイントのためにＦＩＦＯ７６に記憶されたデータは、３つの８ビットＲＧＢカラーバイトと、この光ポイントを表示すべきディスプレイスクリーンピクセル位置を識別するクロッキングデータとを具備し、該クロッキングデータは、光ポイント・カラーデータと、レンダリングコンピュータ３４により生成されるような、対応スクリーン表示位置のためのカラーデータとの比較を同期させるために用いられる。光ポイントのためのデータバイトは、例えば、表示フィールドの各水平方向のトレースラインを横切って順次的にスキャンまたはトレースすることにより、表示イメージデータをディスプレイに供給すべき際に該データバイトがディスプレイ１２上にレンダリングされる順序で、ＦＩＦＯ７６にロードされる。
図６に示されるように、２４ビットカウンター８２は、クロック信号と垂直方向の同期信号とをビデオ受信器７０から受信して、レンダリングコンピュータが生成したイメージングデータ（rendering computer-generated imaging data）を表示すべきスクリーンディスプレイ上の位置（すなわち、掃引（sweep）アドレス）を識別する。ビデオ受信器からのクロック信号が、カウンター８２を、スクリーンディスプレイ１２の完全なイメージングスキャンを集合的に定義する各々のアドレス位置の始めから終わりまで循環させる際に、２４ビット比較器８４は、現在のアドレスをカウンター８２から受信し、かつ、ＦＩＦＯ７６に記憶されている次に利用可能な（next-available）光ポイント・データについての意図された表示アドレスを、ＦＩＦＯ７６から受信する。これら２つのアドレスがマッチングする場合に、比較器８４は、“クオリファイア（qualifier）”出力をカラー比較器８８に対してイネーブル状態にし、次に、該カラー比較器８８は、現在のスクリーン表示位置アドレスのために、ディスプレイ１２への出力のためにレンダリングコンピュータ３４により生成されたＲＧＢカラーデータと、比較器プロセッサ３２により生成されかつＦＩＦＯ７６に記憶された光ポイント・データとを比較する。これにより、カウンター８２が次に利用可能な光ポイント・データのスクリーン表示位置のアドレスをＦＩＦＯスタックの最上部に保持していると比較器８４が判断すると、該比較器８４は、カラー比較器８８に、レンダリングコンピュータが生成したビデオ送信器７０からのカラーデータを、ＦＩＦＯスタック７６の最上部に記憶された光ポイント・カラーデータと比較させる。テストアドレスカウンター８６はＦＩＦＯ７６を順番に配列し、この結果、ＦＩＦＯに記憶された次の光ポイントのためのアドレスおよびカラーデータが、カウンター８４がレンダリングコンピュータ・イメージングデータのスクリーンデータアドレスを始めから終わりまで順番に配列し続ける際の、比較器８４におけるアドレス比較と比較器８８におけるカラーデータ比較とのために、直ちにスタックの最上部に配置される。
本発明の一般に好ましい実施例において、カラー比較器８８は、同じスクリーン表示ピクセル位置のために、一方は比較器プロセッサにより生成され、他方はレンダリングコンピュータにより生成されるカラーデータの３つの（すなわち、赤色、緑色、および、青色の）８ビットバイトの各々の２つの最上位ビット（ＭＳＢ）のみを比較する。各々のカラー情報データバイトの一部のみについてのこの比較は適切なものであり、かつ、レンダリングコンピュータ・データの信頼性についての有意味な査定を生じさせる。その理由は、レンダリングコンピュータ３４により出力されるイメージングデータとは異なり、比較器プロセッサ３２により生成されるピクセルカラーデータがアンチエイリアスされないためである。所定の表示ポイントまたはピクセル位置において、所定のピクセル位置に隣接したピクセルを選択的に作動させ、これに対応して、所定のピクセル位置の強度（すなわち、カラー値）を低減させ、これにより、結果として生じるグラフィックイメージをスムーズにすることを通して、表示のために意図され最初に計算されたデータをアンチエイリアスすることは、所定のピクセル位置の強度を、３つのカラーバイトのうち１つ以上についての、当初に計算されエイリアスされたカラー値から、３／４（すなわち、７５％）だけ低減させ得る。結果として、所定のスクリーン表示ピクセル位置のために、レンダリングコンピュータおよび比較器プロセッサの各々により生成された３つ（赤色、緑色、および、青色）のカラーデータバイトの各々の２つのＭＳＢが少なくとも同じであると判断されれば、そのピクセル位置のためのレンダリングコンピュータ・イメージングデータは信頼できると考えられる。
好ましい例として本明細書において開示した本発明のシステムの実施例と関連して前述したように、各々のカラーデータバイトの２つのＭＳＢのみが、レンダリングコンピュータにより生成されるイメージングデータの信頼性を査定する場合に比較されることが一般に予想されるが、この比較において、カラーデータバイトのさらなるビットを利用できることも、本発明の範囲および意図の範囲内にある。したがって、例示として、各々のカラーデータバイトの４つのＭＳＢを代わりに比較することができ、かつ、必要または適切な場合には、用いられているアンチエイリアシング・アルゴリズムまたは方法論または特性に基づいて、または、他の任意の関連した様相または要因に基づいて、対応するレンダリングコンピュータ・データの信頼性を判断するためにカラーデータ比較の結果を評価する方法を、本明細書において説明する方法から適切に変更することができる。このような任意の変更については、本明細書において例示しかつ説明した本発明のシステムの様々な要素および構成部品およびサブシステムの場合において、および／または、これらの相互接続および動作の場合において、または、比較を実施するかまたは比較の成功またはエラー状態を識別するためのプロセス段階と関連した場合において（いずれの場合も、このような変更に適応するために必要とされ得るか、または、望ましいものであり得るが）、当業者には明らかなものであり、かつ、当業者の通常の能力の範囲内にあるものと考えられる。
レンダリングコンピュータ３４により生成されかつビデオ受信器７０にシリアルに供給されるイメージングデータの検証が、比較器プロセッサ３２により生成されかつＦＩＦＯ７６に記憶された光ポイント・データに対して、カラー比較器８８を経て成功した際に、レンダリングコンピュータ・データは、ビデオ受信器７０から、ビデオ送信器７２を通して送信され、これにより、意図されたイメージが、スクリーンディスプレイ１２上に作成される。ビデオ受信器は、レンダリングコンピュータからのシリアルイメージングデータをパラレル形式に変換し、これを、選択された（すなわち、光ポイント）位置のためのバッファリングされたＲＧＢデータを比較器アレイ７４に示すために、および、スクリーンディスプレイフィールドイメージ全体のためのバッファリングされたＲＧＢデータをビデオ送信器７２に示すために、それぞれバッファリングする。ビデオ送信器は、レンダリングされたパラレルＲＧＢデータをシリアル形式に変換し、これをそれぞれのディスプレイ１２へ送信する。
一般的には、通常の条件の下で、ビデオ送信器７２のうちの１つのみが、自身のそれぞれの表示をレンダリングコンピュータ・イメージングデータによって稼働するようにアクティブ状態となることが予想される。それでもなお、比較器プロセッサ３２は、必要または所望に応じて、航空機上の２つのディスプレイシステムのうちの１つのレンダリングコンピュータ３２により生成されるイメージングデータを、レンダリングコンピュータのそれぞれのビデオ送信器７２を通して両方のディスプレイ１２Ａ，１２Ｂを同時に稼働させるために利用できるように構成されることが好ましい。後述するように、このことは、例えば、他方のシンボル生成器１６について検出された障害またはエラー状態により、適切であると、または、必要とされると考えられ得る。
特定のスクリーン表示ピクセル位置のためにカラー比較器８８により実施されるカラーデータ比較が、レンダリングコンピュータ・データおよび光ポイント・データが同じではないと、または、比較の成功について予め定義した所定の許容可能な差分パラメータの範囲内にないと判断すれば、比較失敗信号またはエラー信号が生成され、かつ、比較器プロセッサ３２のマイクロプロセッサインターフェースに供給される。好ましい実施例において、システムはこのような比較の失敗の各々および全てについて記録するが、システムは、比較の失敗についてのさらなる活動（例えば、エラーについて航空機搭乗員へ報告すること）を、該失敗が、センサーデータまたはデータ計算における一時的なまたは繰り返し発生する欠陥の結果であるのか、または、それと反対に、該失敗が、ディスプレイ１２上にイメージするためにレンダリングコンピュータにより生成されているデータがひどく疑わしくかつ信頼できないことを示す系統的または継続的な考えられ得る障害を明白に示すものであるのかを判断するために十分な期間だけ遅延させることができる。この遅延については、例えば、比較の失敗が、所定の複数の表示更新サイクルにわたって、同じ光ポイント・データ位置について識別されるのか否かを判断することにより実施することができる。その理由は、表示は１秒毎に約１００回更新されると一般的に予想されるように、各々のスクリーン表示位置についてのカラーデータ比較の結果を、航空機を危険にさらすことも、信頼できないレンダリングコンピュータ・データを示す失敗イベントの通知を許容不可能なほどに遅延させることもなく、効率的なエラー査定を可能にするために十分な数の連続的な表示更新について、示すことができるためである。これにより、例示として、特定の光ポイントのスクリーン位置のためのカラーデータ比較の失敗を連続的に５つ識別すること（これには、約０．０５秒の期間を必要とする）は、特定の実施手段において、比較の失敗が反復的に発生する光ポイント位置を含むレンダリングコンピュータ・データが、信頼できないものであることを示すために十分であると考えられ得る。次に、エラー信号を生成することができ、かつ、スクリーンディスプレイ１２のうちの１つ以上に示される視覚的なエラー表示が、シンボル生成器１６により、また、任意的には、可聴警報のような、航空機搭乗員にとって明らかな他の任意の様式により、駆動される。
エラー表示については、設計的事項としての任意の適切な方法で、ディスプレイ１２上に視覚的に示すことができる。一般的に予想されるように、データエラーが検出されたことに関するグラフィック表示部またはイメージされたゲージまたはインジケータについては、例えば、表示部またはイメージされたインジケータを覆ってまたはその全域に大きな“Ｘ”または“失敗（ＦＡＩＬ）”または“エラー（ＥＲＲＯＲ）”という説明文をレンダリングすることにより、または、該説明文を表す色を変化させることにより、その表示が不正確であるか、または、不正確であり得ることを明白に示すために、変更または上書きすることができる。これにより、グラフィックにイメージされた対気速度インジケータ内の１つ以上の光ポイント位置のためにレンダリングコンピュータ３４により生成された表示データ内で検出されたエラーについては、ディスプレイ１２上のグラフィック対気速度インジケータの位置を覆って大きな“Ｘ”をレンダリングすることにより示すことができる。その後に、システムは、自動的に、または、操縦士またはオペレータの相互作用に応じて、エラーの検出元である制御装置１６により生成されたイメージングデータを用いて、ディスプレイ上におけるこのインジケータイメージの提示を中断することができ、かつ、このディスプレイ上のインジケータイメージを、他のコックピットのディスプレイシステムの制御装置１６により生成されたイメージングデータに置き換えることができ、この結果、同じシンボル生成器１６は、その後に、このインジケータイメージについてのイメージングデータを、両方のディスプレイ１２Ａ，１２Ｂに供給することができる。あるいは、視覚的に知覚可能な失敗表示を生じさせる“失敗”インジケータのグラフィックイメージを、信頼できないデータを受信したディスプレイ１２上に維持することができ、その後に、操縦士および副操縦士の両方は、本発明による航空機の２つのフライトパネルディスプレイシステムの他方のスクリーンディスプレイ１２上の計器の表示を見てこれを信頼する。設計的事項またはオペレータによる選択的事項として、レンダリングコンピュータ３４の１つにより生成されたデータのうちの任意の部分集合についてのエラーまたは障害の検出は、エラーを作り出す（error-producing）レンダリングコンピュータからのデータを以前に供給された表示フィールドイメージ全体を、他のレンダリングコンピュータにより生成されたイメージングデータに置き換えるという結果となり得ることがさらに予想される。
したがって、本発明により示される特定の利点が、航空機飛行ディスプレイシステムについてのＦＡＡによる認可のために通常は要求されるコスト、時間、および、労力の多大な低減であり、また、システムの新たなかつ改善された部分についての広範囲のＦＡＡによる認可を必要とせずに、利用可能な処理パワーおよび能力における強化を比較的低コストで十分に利用するための、システムのグラフィック表示レンダリング構成部品を定期的に更新しかつ改善する関連能力であることが理解され、かつ、即時に明らかとなるだろう。従来技術の飛行ディスプレイシステムとは対照的な、比較器プロセッサの相対的な簡潔さによって、本発明のシステムは、グラフィックにイメージされたデータについての強化された完全性および信頼性をさらに提供する。その理由は、複雑度がより低いオペレーティングコードが本質的により信用できかつ信頼できるためである。
したがって、この開示内容は、本発明のディスプレイシステムを実施するための一般に好ましい装置および方法について説明してきた。それでもなお、本明細書において前述した装置および方法についての多数の修正形態が、本発明の十分に意図された範囲および意図の範囲内にある。例えば、ＬＣＤフラットパネルディスプレイの代わりに、または、これに加えて、１つのまたは各々のレンダリングコンピュータ３４の出力を、レンダリングコンピュータからの検証されたデータの所定部分の全てについての浮遊する（floating）または投影された（projected）仮想イメージを航空機搭乗員または他のユーザーに提供するためのヘッドアップ（head-up）表示生成器に供給することができる。同様に、液晶ディスプレイ、または、他のイメージング技術によるディスプレイのサイズについては、説明した９×１２インチパネルよりも大きくても小さくてもよく、および／または、前述した１０２４×７６８ピクセルよりも低いかまたはこれを超過したスクリーン解像度にて、グラフィックデータを示すことができる。
本発明の一般に好ましい実施例において、レンダリングコンピュータ３４は、本明細書において前述したように、通常は汎用パーソナルコンピュータハードウェアと、場合によっては、該コンピュータハードウェアのハードウェア構成部品およびサブシステムを制御するための関連ソフトウェアとからなる実質的に従来型の、市販の、既製のシステムにより実施される。それでもなお、例えば、市販用の汎用コンピュータマザーボードおよび／または構成部品などには一般的に存在しないさらなる機能性および能力を提供または実施するために、または、レンダリングコンピュータの様々な構成部品および／またはサブシステムについて予想される今後の更新または置き換えを容易にするために、特別注文によりまたは特別に設計された構成部品および／またはサブシステムおよび／または関連したＢＩＯＳおよび他のソフトウェアから、レンダリングコンピュータを全体的または部分的に構成できることもまた、本発明の意図された範囲内にある。
他の予想される修正形態は、スクリーンディスプレイを占有するためにレンダリングコンピュータ３４により出力されるグラフィック表示データの完全性についての動的な検証および保証を、比較器プロセッサ３２により提供する方法に関するものである。一般に好ましい実施例と関連して前述したように、極度に高い完全性を伴う比較器プロセッサは、グラフィック表示上のまたはその周囲のスクリーン位置に様々に配置された表示ピクセルの所定の部分集合についての正しい、エイリアスされた（すなわち、アンチエイリアスされていない）値を計算しかつ決定する。次に、比較器プロセッサにより計算されるような、表示ピクセルの部分集合の色および／または強度の値は、ＬＣＤディスプレイパネルまたは他のイメージング装置へ出力するためにレンダリングコンピュータにより生成されるような、対応して配置されたスクリーンピクセルの値と比較され、これにより、航空機搭乗員が自ら航空機を運転する場合に自信を持って信頼できる正しい、正確な、かつ、信用できる表示データをレンダリングコンピュータが提供していることが検証される。
当業者、および、この開示内容によって今では本発明の知識を有する者であれば、レンダリングコンピュータ・グラフィック表示出力の正確さおよび信用性を動的に検証する場合に用いるために比較器プロセッサにより生成される高い完全性を伴う“部分集合”データが、代替的に、または、さらに、他の様々な形式を呈し得ることを理解するだろう。例えば、個々のスクリーンピクセル位置を示す特定のまたは所定の、多数のいわゆる“光ポイント”を生成する代わりに、または、これを生成することに加えて、迅速かつ容易にレンダリングされる様々な線、幾何学的図形、および／または、シンボルを、表示のためにレンダリングコンピュータにより生成される対応スクリーン位置データと比較するために生成するように、比較器プロセッサを実施することができる。同様に、比較器プロセッサが生成した比較データは、文字（例えば、対応位置における表示のためにレンダリングコンピュータにより作り出されたピクセルデータと、グラフィックオブジェクトとして比較され得る英数字文字およびフォント）を具備し、または、含むことができ、フォントパターンについては、比較器プロセッサのメモリ内で用いるために記憶することができ、したがって、比較器プロセッサにより反復的に逐一再計算される必要も、描き直される必要もない。同様に、グラフィックバックグラウンド、または、例えば、グラフィックにシミュレートされた飛行計器のシミュレートされたダイヤルまたはベゼルなどとして、レンダリングコンピュータがディスプレイ上にグラフィックにイメージするもののような概略的に静的なオブジェクトについては、１つのオブジェクトとして比較器プロセッサのＥＰＲＯＭまたは他のメモリに記憶することができ、次に、これらのダイヤルまたはベゼルの意図された位置についてのレンダリングコンピュータの出力と比較するために、拡張されたＦＩＦＯ内に急速かつ即時にロードすることができる。このような線または図形またはオブジェクトを比較器プロセッサにより用いることは、結果として生じる比較データを、数が増加した対応レンダリングコンピュータ・データポイントと比較するために、さらなる処理パワーを必要とし得るが、システム全体の完全性は、データの有効性について検証されるスクリーン位置の数の増加のおかげで、比較器プロセッサの設計および動作を過度に複雑にすることも、比較器プロセッサについてのＦＡＡによる認可のための高レベルの必要条件を満足させるために必要な労力を著しく増加させることもなく、著しく強化される。
航空機の飛行情報のグラフィックディスプレイシステムという主に予想される用途において実施されるような本発明にとって枢要なことは、ディスプレイシステムを、２つの基本的な機能的部分（表示の利用可能性および信頼性を担う一側（レンダリングコンピュータ）、および、表示の完全性を提供または保証する他側（比較器プロセッサ））の形に、運転上分割することである。ＦＡＡは、航空機の主要な飛行ディスプレイシステムが、機能損失の可能性が比較的低い既存のシステムに匹敵する利用可能性（すなわち、信頼性）を有する必要があることを要求する。すなわち、前記システムは、航空機搭乗員が航空機を運転するためのデータについての継続的な利用可能性を保証するために十分に信頼できるものである必要がある。このＦＡＡによる第１の要求を満足させるために、ソフトウェアが適切に機能することを保証するための文書化されたテスティングをソフトウェアが受ける必要がある旨と、ソフトウェアコードの全てがそのテスティング中に実行される旨とを要求する業界標準Ｄ０１７８レベルＣに対して、ソフトウェアが検証される必要がある。
ＦＡＡは、航空機の主要な飛行ディスプレイシステムが、特定のレベルの完全性を満足させること（すなわち、該システムが、誤解させるような、または、予定されていない不正確な情報を出力し得ないことが実証されること）をさらに要求する。このＦＡＡによる第２の要求を満足させることを実証しかつ文書化するために必要な事前認可（precertification）のテスティングが、システムの利用可能性についての第１の要求を満足させるために要求されるテスティングよりもいっそう厳格なものであることが理解されるだろう。明確には、完全性を明白に示すために、システムソフトウェアは、システムが使用中に認識すると予想される全てのデータ値を示す多数の値によって全ての論理経路をテストする必要がある業界標準Ｄ０１７８レベルＡ（通常は、ＭＣＤＣと称される）に対して検証される必要がある。さらに、全てのハードウェアは、同様の性能を実証する必要があり、かつ、システムハードウェアについての履歴的な開発または継承物が、徹底的に文書化される必要がある。
本発明のレンダリングコンピュータは、単に表示の利用可能性のみを効果的に担うので、必要なＦＡＡによる認可を達成するために、かつ、これにより、最初に利用される際、および、その後に新たに利用可能となる強化された構成部品および能力などによって時折アップグレードされる際の両方において、業界標準Ｄ０１７８レベルＣの基準に対して効率的かつ経済的に検証できる比較的複雑な、市販の、既製のコンピュータシステムの使用を許容するために、レンダリングコンピュータは、業界標準Ｄ０１７８レベルＣの基準を満足すればよく、かつ、該基準に対してテストされればよい。したがって、ＦＡＡによる認可を達成するために、厳格度がより低いＤ０１７８レベルＣのテスティングのみを必要とするレンダリングコンピュータの使用は、ディスプレイシステムを最初に設置した後に、強化された構成部品およびサブシステムなどが定期的に市販となる際に、ディスプレイの機能性および即時のアップグレード可能性の増加を結果としてもたらす進化したハードウェアおよびソフトウェアを、本発明のシステムが利用することを可能にする。
これに対し、表示の完全性は、ＦＡＡによる認可を達成するために、これに応じて、Ｄ０１７８レベルＡ基準に対して検証される必要がある比較器プロセッサ３２により、提供されかつ保証される。このことは、一般的に、厳格な、広範囲の、時間のかかる、かつ、費用のかかるテスティングおよび文書化を受ける必要がある特別注文により設計されたハードウェアおよびソフトウェアを必要とする。しかしながら、比較器プロセッサは、ディスプレイを占有しかつイメージするために用いられるデータの全体集合のうちの比較的小さな部分集合のみを効果的に生成し、かつ、これをレンダリングプロセッサの出力に対して比較するので、さらに、好ましい実施例では、比較器プロセッサは、自身が生成するデータのアンチエイリアス処理を実行する必要がないので、そのオペレーティングソフトウェアおよびハードウェアは、アンチエイリアスされたグラフィック表示データの全体的なディスプレイスクリーンまたは領域を生成するために必要とされるものから、著しく簡略化される。結果として、異常な難しさを伴わずにシステムの完全性を保証するために、比較器プロセッサのハードウェアおよびソフトウェアを、より厳格なＤ０１７８レベルＡ基準に対してテストしかつ検証することができる。さらに、比較器プロセッサは、比較表示ピクセル（または、オブジェクト）データの部分集合のみを生成するために、変更または更新するために、または、強化するために効果的であるので、レンダリングコンピュータは、一般的には、比較器プロセッサについての再テスティングも再認可も必要とすることも保証することもなく、これにより、さらに、不測のまたは異常なコストも労力も伴わずに、今後のディスプレイシステムのアップグレードを容易にする。
好ましい実施例に適用された際の、本発明についての新規な基本的特徴を示し、説明し、かつ、指摘してきた一方で、例示されたシステム、構成部品、装置、および、これらの動作の形式および詳細における様々な省略、代用、および、変更を、本発明の真意から逸脱することなく、当業者により行うことできることが理解されるだろう。例えば、同じ結果を達成するために、実質的に同じ方法で実質的に同じ機能を実行する要素および／または方法段階の全ての組み合わせが、本発明の範囲内にあることが明白に意図される。さらに、本発明のあらゆる開示された形式または実施例と関連して示され、かつ／または、説明された構成および／または要素および／または方法段階を、他の任意の開示され、または、説明され、または、示唆された形式または実施例に、設計的事項として包含できることを認識すべきである。したがって、本発明は、これに添付された請求項の範囲により示されるものとしてのみ制限されるべきである。
本発明による、２つの航空機コックピットディスプレイシステムを形成する１組のフラットパネルグラフィックスディスプレイのブロック表示である。 本発明のシンボル生成器アーキテクチャのブロック図である。 図２のシステムの入力／出力（Ｉ／Ｏ）プロセッサのブロック図である。 図２のシステムのグラフィックスレンダリングコンピュータのブロック図である。 図２のシステムの比較器プロセッサのブロック図である。 図５の比較器プロセッサのビデオ比較器アレイのブロック図である。
符号の説明
１０Ａ，１０Ｂ ディスプレイシステム
１２Ａ，１２Ｂ ディスプレイスクリーン
１６Ａ，１６Ｂ シンボル生成器
１８ センサー
２１ 姿勢インジケータ
２２ 高度インジケータ
２４ 対気速度インジケータ
２８ 電源
３０ Ｉ／Ｏプロセッサ
３２ 比較器プロセッサ
３４ レンダリングコンピュータ
３６ ＰＣＩバス
３８ パラレルポートバス
４２ インターフェース構成部品
４４ ＥＥＲＯＭおよびＥＣＣＲＡＭメモリ
４６ マイクロプロセッサ
５０ グラフィックスプロセッサ
５２ ビデオ送信器
５４ アクセラレーテッドグラフィックスポート（ＡＧＰ）インターフェース
５６ マイクロプロセッサ
７０ ビデオ受信器
７２ ビデオ送信器
７４ ビデオ比較器ゲートアレイ
７６ ＦＩＦＯスタック
７８ マイクロプロセッサ
８２ ２４ビットカウンター
８４ ２４ビット比較器
８６ テストアドレスカウンター
８８ カラー比較器

Claims (38)

  1. 航空機／環境センサーデータに基づいて、ビットマップディスプレイ上に、航空機飛行情報をイメージするための航空機計装ディスプレイシステムであって、
    前記航空機／環境センサーデータは、前記ディスプレイシステムへ入力され、
    前記ビットマップディスプレイは、該ディスプレイの至る所の位置において個々にアドレス指定可能な多数のピクセルから形成され、かつ、該ディスプレイ上にイメージを作成し、
    前記システムは、
    レンダリングコンピュータと、
    比較器プロセッサと
    を具備し、
    前記レンダリングコンピュータは、航空機を運転する場合に航空機搭乗員が用いるための航空機飛行情報をディスプレイ上にグラフィックにレンダリングし、かつ、センサーデータを受信し、かつ、該受信されたセンサーデータから、アンチエイリアスされたグラフィックイメージングデータを生成し、これにより、該生成されたアンチエイリアスされたグラフィックイメージングデータによって、多数の表示ピクセルが選択的に作動して、複数の動的に可変性であるグラフィックに描写された飛行パラメータを具備するグラフィックに描写された飛行情報がビットマップディスプレイ上に作成され、
    各々の飛行パラメータは、レンダリングコンピュータが生成したイメージングデータによりグラフィックに描写され、
    前記レンダリングコンピュータが生成したイメージングデータは、前記多数の表示ピクセルのうちの複数の対象ピクセルを選択的に作動させることにより、ディスプレイ上の所定の位置に可視的にイメージされ、これにより、前記各々の飛行パラメータのグラフィック描写が、表示位置において視覚的に形成され、
    前記比較器プロセッサは、センサーデータを受信し、かつ、該受信されたセンサーデータから、複数の飛行パラメータのための前記レンダリングコンピュータが生成したイメージングデータの選択された部分との該比較器プロセッサによる比較を行うための比較イメージングデータを生成し、これにより、飛行情報をディスプレイ上にグラフィックにレンダリングするためにレンダリングコンピュータにより生成されるイメージングデータが有効化され、
    前記比較イメージングデータは、各々の飛行パラメータを所定の位置において可視的にイメージするために、前記多数の表示ピクセルのうちの前記複数の対象ピクセルのうちの所定の部分集合のみを作動させる場合に用いるためのレンダリングコンピュータが生成したイメージングデータに対応し、この結果、前記比較イメージングデータは、前記複数の対象ピクセルのうちの前記所定の部分集合のみを作動させるためのイメージングデータを具備し、
    前記比較器プロセッサは、さらに、前記比較イメージングデータを、各々の飛行パラメータのために前記複数の対象ピクセルのうちの所定の部分集合を作動させるための前記レンダリングコンピュータが生成した対応イメージングデータと比較し、これにより、ディスプレイ上に示すためにレンダリングコンピュータにより生成されるグラフィックにレンダリングされた航空機飛行情報が、レンダリングコンピュータにより生成されるイメージングデータの全ての中から、前記複数の対象ピクセルのうちの所定の部分集合を作動させるための前記レンダリングコンピュータが生成したイメージングデータについての有意味な複数の個々のデータ値を具備する所定の部分のみをチェックすることにより評価されることを特徴とする航空機計装ディスプレイシステム。
  2. 前記センサーデータを受信しかつバッファリングして、該バッファリングされたセンサーデータを、レンダリングコンピュータと比較器プロセッサとに転送するための入力／出力プロセッサをさらに具備することを特徴とする請求項１に記載の航空機計装ディスプレイシステム。
  3. 前記レンダリングコンピュータと、比較器プロセッサと、入力／出力プロセッサとを接続するデータ転送バスをさらに具備することを特徴とする請求項２に記載の航空機計装ディスプレイシステム。
  4. 前記比較器プロセッサにより生成される比較イメージングデータはアンチエイリアスされず、
    前記比較器プロセッサは、アンチエイリアスされない比較イメージングデータを、レンダリングコンピュータが生成したアンチエイリアスされた対応イメージングデータと比較するための比較手段を具備し、
    前記比較は、該比較により、前記レンダリングコンピュータにより生成されるイメージングデータの有効化を可能にするような方法で行われることを特徴とする請求項１に記載の航空機計装ディスプレイシステム。
  5. 前記レンダリングコンピュータが生成したイメージングデータおよび前記比較イメージングデータの各々は、複数のデータビットとして示されるカラー情報を具備し、
    前記比較手段は、前記レンダリングコンピュータにより生成されるイメージングデータを有効化するために、前記比較イメージングデータの、および、前記レンダリングコンピュータが生成した対応イメージングデータの前記複数のデータビットのうちの所定数を比較するための比較器を具備することを特徴とする請求項４に記載の航空機計装ディスプレイシステム。
  6. 前記レンダリングコンピュータが生成したイメージングデータおよび前記比較イメージングデータの各々は、複数のデータビットとして示されるカラー情報を具備し、
    前記比較手段は、前記レンダリングコンピュータにより生成されるイメージングデータを有効化するために、前記比較イメージングデータの、および、前記レンダリングコンピュータが生成した対応イメージングデータの前記複数のデータビットのうちの所定数の最上位ビットを比較するための比較器を具備することを特徴とする請求項４に記載の航空機計装ディスプレイシステム。
  7. 前記カラー情報は、８データビットを具備するデータバイトとして示され、かつ、前記所定数は２であることを特徴とする請求項６に記載の航空機計装ディスプレイシステム。
  8. 前記レンダリングコンピュータが生成したイメージングデータおよび前記比較イメージングデータの各々は、赤色、緑色、および、青色の各々についての複数のデータビットとして示されるカラー情報を具備し、
    前記比較手段は、前記レンダリングコンピュータにより生成されるイメージングデータを有効化するために、前記比較イメージングデータの、および、前記レンダリングコンピュータが生成した対応イメージングデータの前記複数のデータビットのうちの所定数の最上位ビットを、赤色、緑色、および、青色の各々について比較するための比較器を具備することを特徴とする請求項４に記載の航空機計装ディスプレイシステム。
  9. 前記レンダリングコンピュータは、マイクロプロセッサと、データ記憶装置と、グラフィックスプロセッサとを有するマザーボードベースのパーソナルコンピュータを具備し、
    前記比較器プロセッサは、マイクロプロセッサと、データ記憶装置と、比較器とを有する装置を具備し、かつ、比較イメージングデータを生成するために、かつ、該比較イメージングデータを、レンダリングコンピュータが生成した対応イメージングデータと比較するために、特別に設計されかつ構成設定されることを特徴とする請求項１に記載の航空機計装ディスプレイシステム。
  10. 前記比較器プロセッサは、
    レンダリングコンピュータが生成したイメージングデータを、レンダリングコンピュータから受信するためのバッファと、
    比較器プロセッサにより生成された比較イメージングデータを、前記バッファからのレンダリングコンピュータが生成した対応イメージングデータと比較するための比較器アレイと
    を具備することを特徴とする請求項１に記載の航空機計装ディスプレイシステム。
  11. 前記比較器プロセッサは、ＦＩＦＯスタックを具備し、
    前記ＦＩＦＯスタックは、該比較器プロセッサにより生成された比較イメージングデータを受信しかつ記憶するためのものであり、かつ、該記憶された比較イメージングデータを、該ＦＩＦＯスタックから前記比較器アレイへシリアルに供給して、該シリアルに供給された比較イメージングデータを、前記バッファからのレンダリングコンピュータが生成した対応イメージングデータと比較するためのものであることを特徴とする請求項１０に記載の航空機計装ディスプレイシステム。
  12. 前記比較器アレイは、
    前記バッファ内のレンダリングコンピュータが生成した対応イメージングデータにより作動させるべき表示ピクセルのアドレスを、前記ＦＩＦＯスタックに記憶された比較イメージングデータの表示アドレスと比較するための第１比較器と、
    前記第１比較器が前記表示ピクセルのアドレスと前記表示アドレスとの比較の成功を識別する場合に、前記ＦＩＦＯスタックに記憶された比較イメージングデータを、前記バッファ内のレンダリングコンピュータが生成したイメージングデータと比較するための第２比較器と
    を具備することを特徴とする請求項１１に記載の航空機計装ディスプレイシステム。
  13. 前記レンダリングコンピュータが生成したイメージングデータおよび前記比較イメージングデータの各々は、複数のデータビットとして示されるカラー情報を具備し、
    前記第２比較器は、前記レンダリングコンピュータにより生成されるイメージングデータを有効化するために、前記比較イメージングデータの、および、前記レンダリングコンピュータが生成した対応イメージングデータの前記複数のデータビットのうちの所定数を比較することを特徴とする請求項１２に記載の航空機計装ディスプレイシステム。
  14. 前記比較器プロセッサは、比較器アレイによる、比較器プロセッサにより生成された比較イメージングデータと、前記バッファからのレンダリングコンピュータが生成した対応イメージングデータとの前記比較の後に、航空機搭乗員が用いるための航空機飛行情報をディスプレイ上にグラフィックにレンダリングするために、レンダリングコンピュータが生成したイメージングデータを、前記バッファからディスプレイへ送信するためのビデオ送信器をさらに具備することを特徴とする請求項１０に記載の航空機計装ディスプレイシステム。
  15. 前記比較器プロセッサは、比較器アレイによる、比較器プロセッサにより生成された比較イメージングデータと、前記バッファからのレンダリングコンピュータが生成した対応イメージングデータとの、複数の飛行パラメータの全てについての前記比較の後に、航空機搭乗員が用いるための複数の飛行パラメータをディスプレイ上にグラフィックにレンダリングするために、レンダリングコンピュータが生成したイメージングデータを、前記バッファからディスプレイへ送信するためのビデオ送信器をさらに具備することを特徴とする請求項１０に記載の航空機計装ディスプレイシステム。
  16. 前記複数の飛行パラメータの１つは、グラフィックに示された長さを有するポインターによりディスプレイ上に示され、該ポインターは、該ポインターの一端部において定義されたポイントの周囲を回転し、
    前記１つの飛行パラメータのための比較イメージングデータは、グラフィックに示されたポインターの長さに沿った別個の位置をイメージするためのピクセルの所定の部分集合を具備することを特徴とする請求項１に記載の航空機計装ディスプレイシステム。
  17. 前記複数の飛行パラメータの１つは、グラフィックに示された英数字文字によりディスプレイ上に示され、
    前記１つの飛行パラメータのための比較イメージングデータは、グラフィックに示された英数字文字上の別個の位置をイメージするためのピクセルの所定の部分集合を具備することを特徴とする請求項１に記載の航空機計装ディスプレイシステム。
  18. 前記比較器プロセッサは、比較器プロセッサによる、比較イメージングデータと、レンダリングコンピュータが生成した対応イメージングデータとの予め定められた比較の失敗について、航空機搭乗員に通知するためのエラー表示を生成するための手段をさらに具備することを特徴とする請求項１に記載の航空機計装ディスプレイシステム。
  19. 前記エラー表示は、航空機搭乗員にとって即時に可視となるように、ディスプレイ上にグラフィックに示されることを特徴とする請求項１８に記載の航空機計装ディスプレイシステム。
  20. 航空機／環境センサーデータに基づいて、航空機計装ディスプレイシステムのビットマップディスプレイ上に、航空機飛行情報をイメージするための方法であって、
    前記航空機／環境センサーデータは、前記ディスプレイシステムへ入力され、
    前記ビットマップディスプレイは、該ディスプレイの至る所の位置において個々にアドレス指定可能な多数のピクセルから形成され、かつ、該ディスプレイ上にイメージを作成し、
    前記方法は、航空機を運転する場合に航空機搭乗員が用いるための航空機飛行情報をディスプレイ上にグラフィックにレンダリングし、かつ、センサーデータを受信するレンダリングコンピュータにより、該受信されたセンサーデータから、アンチエイリアスされたグラフィックイメージングデータを生成する段階を具備し、これにより、該生成されたアンチエイリアスされたグラフィックイメージングデータによって、多数の表示ピクセルが選択的に作動して、複数の動的に可変性であるグラフィックに描写された飛行パラメータを具備するグラフィックに描写された飛行情報がビットマップディスプレイ上に作成され、
    各々の飛行パラメータは、レンダリングコンピュータが生成したイメージングデータによりグラフィックに描写され、
    前記レンダリングコンピュータが生成したイメージングデータは、前記多数の表示ピクセルのうちの複数の対象ピクセルを選択的に作動させることにより、ディスプレイ上の所定の位置に可視的にイメージされ、これにより、前記各々の飛行パラメータのグラフィック描写が、表示位置において視覚的に形成され、
    前記方法は、センサーデータを受信する比較器プロセッサにより、該受信されたセンサーデータから、複数の飛行パラメータのための前記レンダリングコンピュータが生成したイメージングデータの選択された部分との該比較器プロセッサによる比較を行うための比較イメージングデータを生成する段階を具備し、これにより、飛行情報をディスプレイ上にグラフィックにレンダリングするためにレンダリングコンピュータにより生成されるイメージングデータが有効化され、
    前記比較イメージングデータは、各々の飛行パラメータを所定の位置において可視的にイメージするために、前記多数の表示ピクセルのうちの前記複数の対象ピクセルのうちの所定の部分集合のみを作動させる場合に用いるためのレンダリングコンピュータが生成したイメージングデータに対応し、この結果、前記比較イメージングデータは、前記複数の対象ピクセルのうちの前記所定の部分集合のみを作動させるためのイメージングデータを具備し、
    前記方法は、前記比較器プロセッサにより、前記比較イメージングデータを、各々の飛行パラメータのために前記複数の対象ピクセルのうちの所定の部分集合を作動させるための前記レンダリングコンピュータが生成した対応イメージングデータと比較する段階を具備し、これにより、ディスプレイ上に示すためにレンダリングコンピュータにより生成されるグラフィックにレンダリングされた航空機飛行情報が、レンダリングコンピュータにより生成されるイメージングデータの全ての中から、前記複数の対象ピクセルのうちの所定の部分集合を作動させるための前記レンダリングコンピュータが生成したイメージングデータについての有意味な複数の個々のデータ値を具備する所定の部分のみをチェックすることにより評価されることを特徴とする方法。
  21. 前記センサーデータを、入力／出力プロセッサにより受信しかつバッファリングする段階と、
    前記バッファリングされたセンサーデータを、レンダリングコンピュータと比較器プロセッサとに転送する段階と
    をさらに具備することを特徴とする請求項２０に記載の方法。
  22. 前記転送段階は、レンダリングコンピュータと、比較器プロセッサと、入力／出力プロセッサとを接続するデータ転送バスに沿って、前記バッファリングされたセンサーデータを、レンダリングコンピュータと比較器プロセッサとに転送する段階を具備することを特徴とする請求項２１に記載の方法。
  23. 前記比較イメージングデータはアンチエイリアスされないイメージングデータを具備し、
    前記比較段階は、アンチエイリアスされない比較イメージングデータを、レンダリングコンピュータが生成したアンチエイリアスされた対応イメージングデータと比較する段階を具備し、
    前記比較は、該比較により、前記レンダリングコンピュータにより生成されるイメージングデータの有効化を可能にするような方法で行われることを特徴とする請求項２０に記載の方法。
  24. 前記レンダリングコンピュータが生成したイメージングデータおよび前記比較イメージングデータの各々は、複数のデータビットとして示されるカラー情報を具備し、
    前記比較段階は、前記レンダリングコンピュータにより生成されるイメージングデータを有効化するために、前記比較イメージングデータの、および、前記レンダリングコンピュータが生成した対応イメージングデータの前記複数のデータビットのうちの所定数を比較する段階をさらに具備することを特徴とする請求項２３に記載の方法。
  25. 前記レンダリングコンピュータが生成したイメージングデータおよび前記比較イメージングデータの各々は、複数のデータビットとして示されるカラー情報を具備し、
    前記比較段階は、前記レンダリングコンピュータにより生成されるイメージングデータを有効化するために、前記比較イメージングデータの、および、前記レンダリングコンピュータが生成した対応イメージングデータの前記複数のデータビットのうちの所定数の最上位ビットを比較する段階をさらに具備することを特徴とする請求項２３に記載の方法。
  26. 前記カラー情報は、８データビットを具備するデータバイトとして示され、かつ、前記所定数は２であることを特徴とする請求項２５に記載の方法。
  27. 前記レンダリングコンピュータが生成したイメージングデータおよび前記比較イメージングデータの各々は、赤色、緑色、および、青色の各々についての複数のデータビットとして示されるカラー情報を具備し、
    前記比較段階は、前記レンダリングコンピュータにより生成されるイメージングデータを有効化するために、前記比較イメージングデータの、および、前記レンダリングコンピュータが生成した対応イメージングデータの前記複数のデータビットのうちの所定数の最上位ビットを、赤色、緑色、および、青色の各々について比較する段階をさらに具備することを特徴とする請求項２３に記載の方法。
  28. 前記レンダリングコンピュータは、マイクロプロセッサと、データ記憶装置と、グラフィックスプロセッサとを有するマザーボードベースのパーソナルコンピュータを具備し、
    前記比較器プロセッサは、マイクロプロセッサと、データ記憶装置と、比較器とを有する装置を具備し、かつ、前記比較イメージングデータを生成する段階のために、かつ、該比較イメージングデータを、前記レンダリングコンピュータが生成した対応イメージングデータと比較する段階のために、特別に設計されかつ構成設定されることを特徴とする請求項２０に記載の方法。
  29. 前記比較器プロセッサのバッファ内において、レンダリングコンピュータが生成したイメージングデータを、レンダリングコンピュータから受信する段階をさらに具備し、
    前記比較段階は、比較器プロセッサにより生成された比較イメージングデータを、前記バッファからのレンダリングコンピュータが生成した対応イメージングデータと比較する段階を具備することを特徴とする請求項２０に記載の方法。
  30. 前記比較器プロセッサのＦＩＦＯスタックに、比較器プロセッサにより生成された比較イメージングデータを記憶する段階をさらに具備し、
    前記比較段階は、前記記憶された比較イメージングデータを、該ＦＩＦＯスタックからシリアルに供給して、該シリアルに供給された比較イメージングデータを、前記バッファからのレンダリングコンピュータが生成した対応イメージングデータと比較する段階をさらに具備することを特徴とする請求項２９に記載の方法。
  31. 前記比較段階は、
    前記バッファ内のレンダリングコンピュータが生成した対応イメージングデータにより作動させるべき表示ピクセルのアドレスを、前記ＦＩＦＯスタックに記憶された比較イメージングデータの表示アドレスと比較する段階と、
    前記表示ピクセルのアドレスと前記表示アドレスとの比較の成功に応じて、前記ＦＩＦＯスタックに記憶された比較イメージングデータを、前記バッファ内のレンダリングコンピュータが生成したイメージングデータと比較する段階と
    をさらに具備することを特徴とする請求項３０に記載の方法。
  32. 前記レンダリングコンピュータが生成したイメージングデータおよび前記比較イメージングデータの各々は、複数のデータビットとして示されるカラー情報を具備し、
    前記表示ピクセルのアドレスと前記表示アドレスとの比較の成功に応じて、前記ＦＩＦＯスタックに記憶された比較イメージングデータを、前記バッファ内のレンダリングコンピュータが生成したイメージングデータと比較する段階は、前記レンダリングコンピュータにより生成されるイメージングデータを有効化するために、前記比較イメージングデータの、および、前記レンダリングコンピュータが生成した対応イメージングデータの前記複数のデータビットのうちの所定数を比較する段階を具備することを特徴とする請求項３１に記載の方法。
  33. 前記比較器プロセッサにより生成された比較イメージングデータと、前記バッファからのレンダリングコンピュータが生成した対応イメージングデータとの前記比較段階の後に、航空機搭乗員が用いるための航空機飛行情報をディスプレイ上にグラフィックにレンダリングするために、レンダリングコンピュータが生成したイメージングデータを、前記バッファからディスプレイへ送信する段階をさらに具備することを特徴とする請求項２９に記載の方法。
  34. 前記比較器プロセッサにより生成された比較イメージングデータと、前記バッファからのレンダリングコンピュータが生成した対応イメージングデータとの、複数の飛行パラメータの全てについての前記比較段階の後に、航空機搭乗員が用いるための複数の飛行パラメータをディスプレイ上にグラフィックにレンダリングするために、レンダリングコンピュータが生成したイメージングデータを、前記バッファからディスプレイへ送信する段階をさらに具備することを特徴とする請求項２９に記載の方法。
  35. 前記複数の飛行パラメータの１つは、グラフィックに示された長さを有するポインターによりディスプレイ上に示され、該ポインターは、該ポインターの一端部において定義されたポイントの周囲を回転し、
    前記１つの飛行パラメータのための比較イメージングデータは、グラフィックに示されたポインターの長さに沿った別個の位置をイメージするためのピクセルの所定の部分集合を具備することを特徴とする請求項２０に記載の方法。
  36. 前記複数の飛行パラメータの１つは、グラフィックに示された英数字文字によりディスプレイ上に示され、
    前記１つの飛行パラメータのための比較イメージングデータは、グラフィックに示された英数字文字上の別個の位置をイメージするためのピクセルの所定の部分集合を具備することを特徴とする請求項２０に記載の方法。
  37. 前記比較イメージングデータと、レンダリングコンピュータが生成した対応イメージングデータとの予め定められた比較の失敗に応じて、エラー表示を生成する段階をさらに具備し、これにより、レンダリングコンピュータが生成したイメージングデータの有効化の失敗が航空機搭乗員に通知されることを特徴とする請求項２０に記載の方法。
  38. 前記エラー表示を生成する段階は、視覚的なエラー表示を、ディスプレイ上にグラフィックに示す段階を具備することを特徴とする請求項３７に記載の方法。
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