KR101303463B1

KR101303463B1 - 개선된 정보 가용성을 갖는 항공기 평면 패널 디스플레이시스템

Info

Publication number: KR101303463B1
Application number: KR1020060082137A
Authority: KR
Inventors: 제프리 에스.엠. 헤드릭; 샤람 아스카푸어
Original assignee: 이노버티브 솔루션즈 앤드 서포트
Priority date: 2005-09-08
Filing date: 2006-08-29
Publication date: 2013-09-05
Also published as: EP1762825A3; JP5046585B2; EP1762825A2; JP2007108166A; US20070046680A1; US7724259B2; KR20070029049A; EP1762825B1

Abstract

개선된 항공기 계기 비행 디스플레이 시스템은 정보를 이미징하는 그래픽 비디오를 생성하기 위해, 제 1 비디오 그래픽 프로세서와 제 2 비디오 그래픽 프로세서를 사용한다. 제 1 비디오 그래픽 프로세서와 제 2 비디오 그래픽 프로세서는 관련 잠재적인 오류 요소를 가지며, 서로 다른 잠재 요소를 갖도록 선택되어 동일한 오류 문제가 두 개의 비디오 그래픽 프로세서 모두에서 발생하는 것을 방지할 수 있다. 제 1 비디오 그래픽 프로세서는, 항공기를 동작시키는 동안 비행 승무원에 의해 사용되는 목적으로 항공기 비행 정보에 대한 그래픽 표현을 생성한다. 또한 시스템은, 상기 제 1 비디오 그래픽 프로세서에 의해 제공되는 그래픽 표현의 무결성을 기반으로 하는 무결성 체크 프로세서의 제어 하에서, 제 1 비디오 그래픽 프로세서와 제 2 비디오 그래픽 프로세서 간의 스위칭을 하기 위해 비디오 스위치를 포함한다. 상기 무결성 체크 프로세서가 상기 제 1 비디오 그래픽 프로세서에 대한 불일치 상태를 검출할 때, 상기 스위치는 자신의 출력을 제 2 비디오 그래픽 프로세서로 스위칭하여, 상기 제 1 비디오 그래픽 프로세서에 관련하여 불일치가 검출될 때, 핵심 디스플레이 데이터의 가용 상태를 유지할 수 있다. 상기 제 2 비디오 그래픽 프로세서에 의해 제공되는 정보를 이미징하는 비디오는 상기 제 1 비디오 그래픽 프로세서에 의해 제공되는 정보를 이미징하는 비디오의 서브-세트이거나, 동일할 수 있다. 기준(baseline)으로서의 렌더링될 수 있는 각각의 그래픽 이미지 중 지정 이미지에 대하여 상기 무결성 체크 함수는, 복합 체크섬(가령 CRC)을 저장하고, 상기 렌더링된 이미지에 대한 이미지 체크섬을 연산하여, 이를 상기 기준선으로부터의 임의의 일탈을 판단하기 위해 이미지에 대응하는 저장된 복합 체크섬과 비교함으로써, 성취될 수 있다.

Description

개선된 정보 가용성을 갖는 항공기 평면 패널 디스플레이 시스템{AIRCRAFT FLAT PANEL DISPLAY SYSTEM WITH IMPROVED INFORMATION AVAILABILITY}

도 1 ~ 6은 U.S. 특허 No.6,693,558의 시스템을 도식한다.

도 1은 듀얼 항공기 조종석 디스플레이 시스템을 형성하기 위한 한 쌍의 평면 패널 그래픽 표현을 나타낸 도면이다.

도 2는 도 1의 시스템에 대한 기호 생성기 구조를 도식한 도면이다.

도 3은 도 2의 시스템의 I/O(입/출력) 프로세서를 도식한 도면이다.

도 4는 도 2의 시스템의 그래픽 렌더링 컴퓨터를 도식한 도면이다.

도 5는 도 2의 시스템의 비교측정 프로세서를 도식한 도면이다.

도 6은 도 5의 비교측정 프로세서의 비디오 비교측정기 어레이를 도식한 도면이다.

도 7은 동출원인의 U.S. 특허 출원에서 서술된 바와 같이 본 발명의 바람직한 개선된 시스템을 도식한 도면이다.

도 8은 본 발명에 따르는 소프트웨어형 비교측정기를 사용하는 도 7의 시스템을 도식한 도면이다.

도 9는 하드웨어 비교측정기를 사용하는 도 8에 유사한 기능 블록 다이어그램이다.

도 10은 워터마크를 포함하는 ADI 배경을 갖는 도 7의 시스템에 따르는 디스플레이의 한 예를 도식한 도면이다.

도 11은 시스템의 구조를 도식한 본 발명의 바람직한 시스템을 도식한 도면이다.

도 12는 도 11의 시스템에서 제 1 비디오 그래픽 프로세서에 의해 생성되는 바와 같이, 본 발명에 따르는 통상적인 디스플레이를 도식한 도면이다.

도 13은 제 2 비디오 그래픽 프로세서에 의해 생성되는 바와 같이, 도 12와 유사한, 도 12의 디스플레이의 서브-세트의 통상적인 디스플레이를 도식한 도면이다.

본 출원은 발명자 Geffrey S.M. Hedrick과 Shahram Askarpour와 Jeff Collins와, Markus Knopf U.S 특허 출원 No.11/212,059 “Improved Aircraft Flat Panel Display With Graphical Image Integrity" (2005년 8월 24일)에 관련이 있으며, Geoffrey S.M. Hedrick의 U.S. 특허 No. 6,693,558 관련이 있다. 이 두 특허는 본원에서 참조로 인용된다.

본 발명은 항공기에서 사용되는 평면 패널 항공기 계기 디스플레이에 관한 것이다.

비행 승무원에 의해 사용되는 항공기용 그래픽 비행 계기를 제작함에 있어, 매우 높은 신뢰성(reliability)과 무결성(integrity)이 존재하여야 한다. 안전이 핵심인 시스템, 가령 항공기 상의 평면 패널 항공 계기 디스플레이에서, 두 가지 쟁점은, 비행 승무원을 위한 핵심 데이터의 디스플레이에 있어서 데이터 무결성(data integrity)에 관한 것(이는 앞서 언급한 특허 출원 “Improved Aircraft Flat Panel Display System With Graphical Image Integrity"에서 논의되었다.)과, 정보 가용성(information availability)에 관한 것이다. 데이터 무결성은, 앞서 언급한 특허 출원에서 논의된 방식으로 무결성 체크 함수, 즉 ICF(Integrity Checking Function)를 사용하여 보장될 수 있으나, 불일치가 계속하여 검출되는 경우에서는, 상기 무결성 체크 함수가 정보를 잘못된 것이라고 표시(flagging)하며, 비행 승무원이 평면 패널 디스플레이 상의 잘못된 정보에 의존하여 항공기를 작동시키지 않도록 상기 불일치 정보가 추가적으로 관찰되기 위해 가용상태가 되는 것을 방지한다. 이것이 하나의 문제를 해결할 수 있을지라도, 비행 승무원이 사용하기 위해 가용상태인 이러한 종류의 정보를 갖지 않을 경우, 또 다른 문제가 초래될 수 있다.

종래의 시스템에서, 항공기의 PFD(Pilot Flight Display), ND(Navigation Display), ICAS(Engine/Electrical Display) 시스템이 센서의 데이터를 수신하고, 대부분은 표준 ARINC 429 시리얼 포맷으로, 모든 관련 매개변수에 대한 약 100개의 데이터를 입력한다. 상기 데이터는 이미지를 렌더링(rendering)하는 기호 생성기(symbol generator)로 입력되고, 검증을 위해 체크된다. 그 후 매개변수는 사용될 수 있는 포맷으로 적절히 비례 축소(scaling)되며, 관련 데이터를 항공기 승무원이 볼 수 있는 디스플레이 스크린 상에 표시하기 위한 다양한 정보를 포함하는 알파벳과 숫자, 그래픽 이미지를 생성하기 위한 명령어가 상기 비례 축소된 매개변수를 사용하여 실행된다. 상기 명령어는 원시적인 그래픽, 가령 점과 선, 화살표, 원호, 다각형과 기록 명령어, 알파벳과 숫자를 포함한다. 일반적인 디스플레이는 초 당 100번 실행되는 수천 개의 이러한 명령에 의해 작동된다. 이렇게 생성된 원시 그래픽, 또는 원시 명령어 요소는 전환되고, 변환되어, 상기 요소의 색상(가령, 적색, 청색, 녹색)이 기호 생성기(Symbol Generator)에 의해 수신된 데이터 신호 값에 응답하여 수정되거나 변경된다. 스크린 디스플레이 상의 이미징을 위한 이러한 그래픽 특징부의 생성, 방향 설정, 위치 설정은 수천 줄의, 일반적으로는 수십 줄, 또는 수백 줄의 컴퓨터 코드를 필요로 할 수 있다. 방향이 설정되고, 위치가 설정되면, 그 후, 개별 디스플레이 필드 텍스텔(textel)(포인트)을 연산함으로써, 그들을 비디오 RAM의, 초 당 100번 재생되는 8백만 바이트 픽셀 맵으로 배치한다. 상기 그래픽 표현 스크린으로 유입되는 데이터는 생성되는 이미지 라인을 매끄럽게 하여, 판독과 해독이 쉬우며 나타내고자 하는 정보를 쉽게 전달하는 디스플레이가 승무원에게 제공되도록, 안티-앨리어싱(anti-aliasing: 이미지의 경계를 흐리게 하는 것) 처리를 거쳐야 한다. 그러나 디스플레이 데이터의 안티-앨리어싱은 통상 초 당 8조 개의 인스트럭션을 필요로 하는 매우 연산 집약적인 처리이다. 이것은 각각의 라인, 원호 등을 따르는 포인트의 위치와, 그래픽 라인과 디스플레이될 이미지를 매끄럽게 하기 위한 인접 픽셀(즉, 연산된 데이터 포인트에 인접한 픽셀)의 강도 레벨을 연산하기 위해 필수적이기 때문이다. 이러한 높은 연산 오버헤드를 피하기 위해, 많은 디스플레이는 대부분, 이미지 라인의 안티-앨리어싱을 사용하지 않으나 그래픽으로 생성된 항공 계기판의 기능을 제한하는 수직 방향 비례 축소(vertical scale)를 사용하여, 승무원에게 친숙한 종래의 기계적 계기판에 그래픽적으로 도식하기 위해, 또는 그 밖의 다른 종래의 판독하기 쉽고, 사용하기 용이하며, 지정된 이해하기 쉬운 포맷으로 항공 계기 데이터를 제공할 수 있다.

U.S. 특허 No. 6,693,558 및 앞서 언급한 함께 특허된 U.S. 특허 출원에서 나타낸 바와 같이, 종래 기술과 연계되어 있는 많은 문제점이 극복될 수 있다. PC 산업에서, 컴퓨터 프로세싱과 그래픽 표현 생성 기법은 비용을 절감시키고, 특히 CPU(가령 Intel Pentium4)에서와 특수 목적의 256 비트 병렬 렌더링(rendering) 엔진에서, 강력한 연산 엔진을 제공하고, 상업적 이용가능성을 제공한다. 더 강력한 연산 엔진을 이용할 수 있음에 따라, 더욱 높은 용량의, 더욱 복합적인 디스플레이 시스템의 구현이 촉진된다. 왜냐하면, 이러한 새로운 시스템은 초 당 더 많은 인스트럭션(가령 코드의 줄)을 실행시킬 수 있기 때문이다. 그러나 이러한 새 포맷에서의 코드의 크기와 디스플레이의 복잡도는, 항공 산업에서, FAA(Federal Aviation Administration)이 요구하는 항공 비행 설비에 대한 엄격한 표준에 따라, 항공기에서의 사용이 허락되도록 새롭고 개선된 프로세서와 디스플레이 서브-시스템을 인증하기 위해 항공기에서 사용되는 모든 코드를 테스트해야만 하는 문제점을 증가시킨다. 중요한 항공 데이터의 포맷을 정하고 디스플레이하도록 이러한 설비에 의해 실행될 수백, 또는 수천 개의 인스트럭션이 FAA에 의해 요구되어, 이전 시스템에 대한 비교적 사소한 변경에 조차도 5000 M/M(man-month)이 걸리는 철저하고 주의 깊은 정보 수집을 통한 테스팅을 수행할 수 있다. 덧붙이자면 널리 대중적으로 사용될 수 있는 고성능의 저비용 하드웨어는 종래의 항공기 계기 시스템에서는 사용될 수 없다. 왜냐하면, 이러한 하드웨어를 위한 설계 히스토리와 검증 데이터는 제조업자로부터 이용가능하지 않으며, 동작 신뢰성과 설계 무결성을 실험하기 위한 충분한 보조 데이터와 테스팅이 제조업자에 의해 제공되지 않는다.

종래 기술에서의 대부분 항공기 계기 디스플레이는 특정 애플리케이션을 위해 특수하게 설계된 전용 프로세서와 그래픽 렌더링 칩을 사용하는 것이 통상적이다. FAA 인증서는, 항공기의 항공 데크 환경에서 작동가능 하도록, 예기치 못한 에러를 방지하는 환경적 데이터와 예상 비행을 이용하여, 상기 디스플레이 시스템의 하드웨어와 소프트웨어 모두의 완전한 실험(가령, 포괄적인 테스팅과 정보 수집을 거친 실험)을 통한 판정을 바탕으로 하고 있다. 프로세서, 또는 칩 설계의 히스토리가 FAA에게 완전하게 제출되어야 하는 것과, 데이터의 전체 범위, 즉 모든 단일 값을 사용하여, 칩의 모든 경로를 통과하는 데이터 흐름을 검증함으로써, 하드웨어와 소프트웨어는 테스팅 되어야 하는 것과, 상기 칩이 항공기 상에서의 표준 동장 중에서 취급되어야 하는 것이 요구된다. 이러한 과정에 따른 테스팅은 매우 긴 개월 수를 요구한다. 따라서 예를 들어 항공기 이미지 렌더링 컴퓨터(rendering computer)의 그래픽 프로세서를 개선하기를 원하는 제조업자는 새로운 개선된 칩을 테스팅하기 위해 대부분의 시간을 쓸 것이다. 이러한 사실에도 불구하고, 매 6개월마다 범용가능하며, 비교적 저렴하고, 더욱 강력하며, 고용량인 규격 그래픽 프로 세서 칩이 개발됨에도 불구하고, 특수 항공기 계기 프로세서 칩 및 항공기 디스플레이에서 특수하게 사용되는 소프트웨어는, 디스플레이 데이터의 유효성과 무결성을 실험하기 위한 FAA가 요구하는 재-테스팅 및 재-인증을 피하기 위해서라는 현실적인 이유에서 거의 업데이트되지 않고 변화되지 않는다.

따라서 항공기에서 사용되는 그래픽 표현 시스템에 대한 개선 필요성은 언제나 존재하며, 현재의 FAA 인증서에 영향을 끼치지 않고 계기 디스플레이 시스템의 재-인증을 요구하지 않으면서, 사전 업그레이드 가능한 디스플레이 컴포넌트와 서브시스템을 장착할 수 있다. 이러한 요구의 대부분은 U.S. 특허 No.6,693,558에서 공개된 시스템(본원에서는 “558 시스템”이라 일컫는다.)에 의해 만족되며, 상기 시스템에서 그래픽 렌더링 컴퓨터 프로세서와 연계되는 비교측정기 프로세서가 사용되며, 상기 무결성 체크 함수와 연계되어 픽셀 검증 맵(pixel verification map)이 사용되며, 비교 측정 하드웨어의 도움없이, 상기 무결성 체크 함수가 그래픽 렌더링 함수에 의해 생성되는 이미지를 직접 체크할 수 있는, 앞서 언급된 동출원인의 함께 출원된 U.S. 특허 출원에 의해 만족된다. 승무원에게 제공되는 디스플레이가 생성되는 상기 그래픽 렌더링 프로세서는, 디스플레이 스크린 상의 안티 앨리어싱된 그래픽적으로 제공된 데이터 이미지를 렌더링하기 위해 필요한 다양한 명령을, 센서의 배열에 의해 제공되는 데이터와, 그 밖의 다른 외부 환경과, 동작 매개변수와 항공기 입력으로부터 생성하는 기능을 수행한다. U.S. 특허 No. 6,693,558에서 공개된 시스템에서, 선택된 다수의 데이터 포인트 디스플레이 위치와, 같은 센서로부터의 값과, 렌더링 프로세서가 디스플레이될 이미지를 생성하는 입력 데이터를 독립적으로 연산하기 위해, 별도의 비교측정기 프로세서가 제공된다. 그 후, 상기 비교측정기 프로세서는 연산된 선택 데이터 포인트 값과 위치를 그래픽 렌더링 프로세서에 의한 디스플레이용으로 생성되는 대응하는 데이터 포인트와 비교하여, 이러한 값과 위치가 동일한지를 판단할 수 있어 렌더링 프로세서에 의해 생성되는 디스플레이용 그래픽 이미지의 신뢰도를 테스트하게 된다. 상기 비교측정 프로세서의 출력 데이터는 완전히 렌더링된 스크린 디스플레이를 제공하기에 불충분하여 그래픽 렌더링 컴퓨터에 의해 생성되는 데이터의 무결성 체크로서만 사용되기 때문에, 상기 비교측정 프로세서의 안티-앨리어싱 기능은 요구되지 않는다. 비교를 위해 사용되는 제한된 개수만 선택된 데이터 포인트를 연산하기 위해, “588 시스템”에서 상기 비교측정기의 바람직하고 의도된 동작에 연계되어 있음에 따라, 프로세싱 파워를 훨씬 덜 필요로 하며, 데이터 프로세싱과 비교측정 기능을 제공하기 위한 실행 명령어를 더 적게 필요로 하는 현저하게 간략화된 비교측정 프로세서의 사용이 가능해진다. 그 결과로서, 상기 비교측정기의 FAA 인증서가 신속하게 획득될 수 있다. 그래픽 렌더링 프로세서 데이터의 무결성에 대한 체크로서 비교측정 프로세서를 사용함에 따라, 업그레이드된 렌더링 엔진 프로세서로의 신속한 교체가 가능해지며, 이와 유사하게, 구성요소와 시스템은 포괄적이고 순차적인 테스팅 없이, FAA 재-인증서를 획득할 수 있다. 왜냐하면 비교측정 프로세서에 연계된 것이 변경되지 않은 채 남아 있기 때문이다.

상기 '558 시스템이 개별적인 무결성 체크 프로세서와 그래픽 렌더링 프로세서를 필요로할 뿐 아니라, 비교측정 하드웨어를 필요로 하지만, 앞서 언급된 동출 원인의 U.S. 특허 출원에서 공개된 시스템은 그렇지 않다. 그러나 이러한 시스템이 데이터 무결성 문제는 만족스럽게 해결하는 것처럼 보일지라도, 이러한 시스템은 정보 가용성(information availability) 문제는 해결하지 못하며, 생성된 그래픽 정보의 무결성을 보장하기 위한 접근법을 간단하게 하지 못한다.

따라서 이러한 시스템의 개선의 여지가 여전히 존재할 뿐 아니라, 비행 동안 비행 승무원을 위한 평면 패널 디스플레이 상의 잘못된 이미지의 디스플레이의 가능성을 제거하기 위한 기법의 개선점도 존재한다.

개별적으로 어드레스를 가지며, 디스플레이 전체에 걸쳐 위치하며, 상기 디스플레이 상에 이미지를 생성하기 위해 활성화될 수 있는 픽셀들의 집합체로 형성된 비트맵 방식의 디스플레이 상으로의 이미징(imaging)을 위한 항공기 계기 디스플레이 시스템은, 정보를 이미징하는 그래픽 비디오를 생성하기 위해, 제 1 비디오 그래픽 프로세서와 제 2 비디오 그래픽 프로세서를 사용한다. 제 1 비디오 그래픽 프로세서와 제 2 비디오 그래픽 프로세서는 관련 잠재적인 오류 요소를 가지며, 서로 다른 잠재 요소를 갖도록 선택되어 동일한 오류 문제가 두 개의 비디오 그래픽 프로세서 모두에서 발생하는 것을 방지할 수 있다. 그래픽 렌더링 함수를 제공하기 위해 그래픽 렌더링 프로세서는 상기 제 1 그래픽 프로세서에 연결되어 있으며, 상기 제 1 비디오 그래픽 프로세서의 적정 기능을 검증하기 위한 무결성 체크 함수를 제공하기 위해 무결성 체크 프로세서가 상기 그래픽 렌더링 프로세서에 연결되어 있다. 상기 제 1 비디오 그래픽 프로세서는, 항공기를 동작시키는 동안 비행 승무원에 의해 사용되는 목적으로 항공기 비행 정보에 대한 그래픽 표현을 생성한다. 또한 시스템은, 상기 제 1 비디오 그래픽 프로세서에 의해 제공되는 그래픽 표현의 무결성을 기반으로 하는 무결성 체크 프로세서의 제어 하에서, 제 1 비디오 그래픽 프로세서와 제 2 비디오 그래픽 프로세서 간 스위칭을 하기 위해 비디오 스위치를 포함한다. 상기 스위치의 출력이 디스플레이에 연결되어, 상기 디스플레이에게 그래픽 표현 정보를 제공할 수 있다. 상기 무결성 체크 프로세서가 상기 제 1 비디오 그래픽 프로세서에 대한 불일치 상태를 검출할 때, 상기 스위치는 자신의 출력을 제 2 비디오 그래픽 프로세서로 스위칭하여, 상기 제 1 비디오 그래픽 프로세서에 관련하여 불일치가 검출될 때, 핵심 디스플레이 데이터의 가용 상태를 유지할 수 있다.

상기 제 2 비디오 그래픽 프로세서에 의해 제공되는 정보를 이미징하는 비디오는 상기 제 1 비디오 그래픽 프로세서에 의해 제공되는 정보를 이미징하는 비디오의 서브-세트이거나, 동일할 수 있다. 예를 들어, 상기 정보를 이미징하는 비디오가 동일할 때, 상기 제 1 비디오 그래픽 프로세서와 상기 제 2 비디오 그래픽 프로세서에게 서로 다른 잠재 오류 요소를 제공하기 위하여, 서로 다른 시스템 구조, 또는 서로 다른 제조 업체, 또는 서로 다른 타입으로 선택하는 것이 바람직하다. 상기 정보를 이미징하는 비디오가 서브-세트인 경우에서, 상기 제 1 비디오 그래픽 프로세서는 고 정밀도의 정보를 이미징하는 비디오 그래픽을 제공할 수 있으며, 그 예로는 대기속도와 고도 테이프를 갖는 EADI의 안티 앨리어싱된 이미지와 함께, 항공기 위치와 헤딩 오버레이(heading overlay)를 포함하는 3차원 지형 지도가 있으 며, 상기 제 2 비디오 그래픽 프로세서는 저 정밀도의 정보를 이미징하는 그래픽 비디오를 제공하며, 그 예로는 대기속도와 고도 테이프를 갖는 EADI의 안티 앨리어싱 처리하지 않은 단순 선 표시와, 항공기 위치와 헤딩의 단순한 표시가 있다.

덧붙이자면, 기준(baseline)으로서 렌더링될 수 있는 각각의 그래픽 이미지 중 지정 이미지에 대하여 상기 무결성 체크 함수는, 복합 체크섬(가령 CRC)을 저장하고, 상기 렌더링된 이미지에 대한 이미지 체크섬을 연산하여, 이를 상기 기준으로부터의 임의의 일탈을 판단하기 위해 이미지에 대응하는 저장된 복합 체크섬과 비교함으로써, 성취될 수 있으며, 이때 상기 시스템은 비디오 그래픽 프로세서에게 비교 목적으로 저장된 지정 이미지 중 하나 이상을 렌더링할 것을 지시하는 수단을 포함한다. 상기 무결성 체크 함수는 렌더링된 이미지에 대한 이미지 체크섬을 연산하여, 이를 이미지에 대응하는 저장된 복합 체크섬과 비교하여, 상기 기준으로부터의 임의의 일탈을 판단하기 위한 수단을 포함한다. 이러한 임의의 일탈이 상기 비디오 그래픽 프로세서에 의한 올바른 이미지 렌더링의 오류라고 통보된다.

도 1은 U.S. 특허 No.6,693,558의 시스템('558 시스템 )에 따라 구축된 항공기 비행 패널 듀얼 디스플레이 시스템의 구현예를 도식하고 있다. 본 발명은 상기 '558 시스템에서의 개선에 관한 것일 뿐 아니라, 동출원인의 U.S. 특히 출원 “Improved Aircraft Flat Display System With Graphical Image Integrity"에서 논의된 시스템에서의 개선에 관한 것이며, 이는 도 7 ~ 10을 참조하여 서술된다. 본 발명의 시스템은 도 11 ~ 13을 참조하여 더 서술될 것이다.

그러나 도 11 ~ 13의 개선된 시스템을 이해하기 위하여, 상기 '558 시스템은 우선적으로 도 1 ~ 6에 관련하여 서술될 것이며, 도 7 ~ 10의 시스템이 본 발명의 개선된 시스템이 서술되기 이전에 서술될 것이다.

상업적인 항공기에서는 듀얼 제어 스테이션, 가령 조종사 스테이션과, 부 조종사 스테이션이 제공되는 것이 일반적이며, 따라서 제 1 디스플레이 시스템(10A)과 제 2 디스플레이 시스템(10B)이 도식된다. '558 특허의 공개된 시스템에서, 디스플레이 시스템(10A, 10B)은 기능적으로, 그리고 구조적으로 유사하고, 서로 동등하다. 서술의 편이성을 위하여, 본원에서는 (일반적으로 참조번호(10)로 명시되는) 싱글 시스템이 설명되고 논의될 것이다. 임의의 경우에 있어서, 상기 '558 시스템은 싱글 디스플레이 시스템(10)이 탑재된 항공기에서도 동일하게 사용가능하고, 도 1에서 도식된 바와 같이 항공기에서 이러한 시스템의 한 쌍으로도 사용가능하다.

디스플레이 시스템(10)은 디스플레이 스크린(12), 가령 특수하게 설계되고 구축된, 또는 종래 기술에서 알려진 바와 같이 선택적인 제어 가능한 강도의 레벨 범위에서 광을 생성할 수 있는 개별적인 어드레서블 픽셀(addressable pixel)(즉 화상 구성요소)의 어레이를 포함하는 LCD(Liquid Crystal Display), 또는 그 밖의 다른 발광 가능 장치, 또는 그 밖의 다른 이미징 디스플레이를 포함한다. 상기 디스플레이의 각각의 픽셀은 제어 신호에 의해 개별적으로 액세스될 수 있는 이에 대응하는 어드레스를 가져, 다른 디스플레이 픽셀, 이미지(예를 들자면 화살표와, 그 밖의 다른 인디케이터, 가령 모의 항공 계기와 게이지, 지도, 지형 시뮬레이션, 알 파벳과 숫자 등)와 조합되어 스크린(12) 상에 그래픽으로 표시할 수 있고, 추가로, 종래 기술에서 알려진 바와 같이, 적색, 녹색, 청색의 RGB 색, 또는 이들의 조합 색 같은 색상 구성요소를 표시하고 발산할 수 있다. 각각의 디스플레이 시스템(10)에서, 전용 기호 생성기, 즉 제어기(16)는 적정한 픽셀을 관련 디스플레이 스크린(12)에 조명하여, 상기 디스플레이 상에 의도된 이미지를 생성하기 위해 사용되는 연산된 이미징 데이터를 생성하고, 출력한다.

동적으로 변화하는 비행 제어, 원격 측정, 대기, 위치 및 그 밖의 다른 항공기와 그 주변 환경 조건 정보의 현재 값을 판독하기 위해 항공기 전체에 배치된 다수의 항공기 및 주변 환경 센서, 또는 입력, 또는 다른 항공기 시스템(본원에서는 총체적으로 이른 센서, 또는 센서 배열(18)이라고 일컬음)로부터 획득된 센서 측정값 및 그 밖의 다른 입력 데이터로부터, 이미징 데이터는 제어기(16)에 의해 추출되거나 연산된다. 상기 비행 제어 판독 및 센서 시스템은, AHRS(altitude, heading and reference) 데이터, ADC(altitude, direction and control) 데이터, NAV(navigation) 데이터, ADF(automatic direction finder) 데이터, GPS(global positioning system) 데이터 및 장치, AIU(aircraft interface unit) 데이터 및 장치, TCAS(traffic alert and collision avoidance system) 데이터 및 장치, EGYWS(enhanced group proximity warning system) 데이터 및 장치, FMS(flight management system) 데이터를 포함한다. 도 1에서 도식된 바와 같이, 디스플레이 시스템(10)은 하나 이상의 종래 기술에서의 백업, 또는 추가적인 기계적 게이지, 또는 계기, 가령 자세 인디케이터(21), 고도 인디케이터(22), 대기 속도 인디케이 터(24)를 포함할 수 있다.

제어기(16A)가 디스플레이 스크린(12A) 상에 이미지를 렌더링하기 위한 데이터를 제공할 때, 이와 유사하게 제어기(16B)가 디스플레이 스크린(12B)(가령 부 조종사 스테이션) 상에 이미지를 렌더링하기 위한 데이터를 제공하도록, 듀얼 디스플레이 시스템(10A, 10B)은 동시에 동작한다. 더 자세하게 설명하면, '558 시스템의 경로 설정 기능이나 성능에 의해, 하나의 제어기로부터의 데이터가 한 쪽, 또는 양쪽 디스플레이 스크린 상에 디스플레이되어, 부분적이거나 전체적인 제어기(16A, 16B)의 오작동의 경우에서, 나머지 제어기가 동시적으로, 디스플레이(12A, 12B) 중 하나 이상으로 이미징 데이터를 제공할 수 있다.

도 2를 참조하여, 각각의 기호 생성기, 즉 제어기(16)는 종래의 PCI 버스(36)를 통해 서로 통신하는 I/O 프로세서(30)와, 비교측정 프로세서(32)와, 렌더링 컴퓨터(34)를 포함할 수 있다. 본원에서 서술되는 바와 같이, 개인 컴퓨터 산업에서 공용으로 사용되는 종래의 버스 설계를 사용하는 것은 '558 시스템의 상태에서 특정 이점을 제공하며, 그 중에서도 특히, 도 2에서 도식된 시스템의 다양한 구성요소들 간의 데이터 전송 상호 연결, 특히 렌더링 컴퓨터(34)와의 데이터 전송 상호 연결을 신속하게 적용시킬 수 있다. I/O 프로세서(30)는 시리얼 데이터를 항공기 센서(18)로부터 수신하거나 판독하며, PCI 버스(36)를 통한 비교측정 프로세서(32)와 렌더링 컴퓨터(34)에 의한 액세스를 위해 I/O 프로세서(30)의 저장 버퍼에 상기 데이터가 위치한다. 도식된 '558 시스템에서, I/O 프로세서(30)는 Motorola 8240 마이크로프로세서를 사용하고, 센서(18)와 비교측정 프로세서(32)와 렌더링 컴퓨터(34)와 디스플레이 스크린(12A, 12B) 사이에서의 데이터 통신을 위한 32개의 이산 입력과 8개의 이산 출력을 갖는다. 상기 I/O 프로세서(30)는 FCC 검증과 유효성 테스팅을 수행할 것이며, 이는, I/O 프로세서(30)가 동작 중에 제어하는 전체 범위의 데이터를 이용하여 모든 하드웨어와 소프트웨어의 경로 및 인스트럭션이 테스팅될 수 있음을 의미한다. 또한 가외성(redundancy)을 위해 IEEE 429 버스 구조를 이용하여 구현되는 병렬 포트 버스(38)가 제공되는데, 이는 PCI 버스(16)의 일시적이거나 부분적인 에러 상태, 또는 고장의 경우에서 상기 시스템(10)의 제어기와 구성요소들 간의 지속적인 통신을 보장하기 위함이다. 또한 파워 서플라이(28)가 시스템과 함께 사용되기 위해 제공되며, 동작 파워를 I/O 프로세서(30)와, 비교측정 프로세서(32)와, 렌더링 컴퓨터(34)로 공급할 수 있다.

도 3의 I/O 프로세서(30)의 블록 다이어그램을 참조하여, 인터페이스 구성요소(가령, 하나 이상의 집적 회로 칩의 형태를 갖는 구성요소)(42)가 데이터를 I/O 프로세서(30)로 운반하고, 마이크로프로세서(46) 제어 하에서, PCI 버스(36)와 병렬 포트(38)를 통해, 상기 I/O 프로세서(30)로부터 상기 비교측정 프로세서(32)와, 렌더링 컴퓨터(34)로 운반한다. 프로세싱 변수는 EEPROM과 ECCRAM 메모리(44)에 저장된다.

조종석에 장착된 LCD 디스플레이(12) 상으로의 제공을 위한 데이터의 이미징이 렌더링 컴퓨터(34)에 의해 이뤄지며, 상기 렌더링 컴퓨터는 종래의 싱글 보드와, PCI-버스와, 이른바 IBM 호환 컴퓨터(도 4 참조)와, 그래픽 프로세서(50)와, 상기 그래픽 프로세서와 통신하는 비디오 트랜스미터(52)와, 가속 그래픽 포 트(AGP: Accelerated Graphics Port) 인터페이스에 의해 구현될 수 있다. 선택 데이터 테스트 포인트(본원에서는 “광 포인트”라고 명시됨)와 비교하기 위해, 그리고 다음에서 설명될 바와 같이, 상기 렌더링된 데이터의 디스플레이 스크린(12) 상으로의 이미징을 위하여, 상기 비디오 트랜스미터(52)는 렌더링된 비디오 데이터를 비교측정 프로세서(32)에게 제공한다. Intel Pentium3이나 Pentium4, 또는 Motorola 750 마이크로프로세서 같은 마이크로프로세서(56)를 포함하는 싱글 보드 렌더링 컴퓨터(34)는 상업적으로 이용 가능한 규격이 있는 종래의 마더보드 기반 개인 컴퓨터이다. 즉, 특수하게 설계된 컴퓨터가 아니며, 그래픽 렌더링되는 항공기 계기 및 동적 항공기 운행 데이터의 이미징을 위해 특수하게 제작되는 맞춤 생산되는 구성요소로 구성된 컴퓨터이다. 종래의 상업적인 그래픽 프로세서의 새로운 개선된 설계가 사용됨에 따라, 그래픽 프로세서(50)가 신속하게 교체가능하도록, 그래픽 프로세서 집적 회로 칩, 또는 구성요소는 컴퓨터 마더보드 상으로 이동될 수 있는 분리형 메자닌 카드(mezzanine card) 상에 장착될 수 있다. '558 시스템의 그래픽 프로세서가 24-비트 색상 픽셀 워드 출력(청색, 적색, 녹색에 대해 각각 8-비트씩)이 병렬-대-직렬 컨버터(parallel-to-serial converter)로 제공되어, 그 후 디스플레이(12)로 제공된다. 싱글 보드 렌더링 컴퓨터(34)는 바람직한 이미지를 디스플레이 상에 생성하고 배치하기 위한 데이터의 모든 프로세싱을 수행하며, 여기에는 디스플레이된 데이터와 이미지를 매끄럽게 그래픽으로 표시하기 위해 필요한 안티-앨리어싱 연산도 포함된다.

'558 시스템의 핵심은, 동적으로 변화하며, 프로세서 집약적이고, 완전하게 안티-앨리어싱되는 이미지의 생성을 제공하고 사용하여, 디스플레이(12) 상에 배치되도록 하는 것이며, 이러한 것들은 승무원에 의해 사용되어, 항공기 및 그 주변환경에 관련된 작동 지표 및 그 밖의 다른 핵심 정보를 중단 없이 항공기의 조종사에게 알려준다. 종래의 상업적으로 이용 가능한 규격이 있는 렌더링 컴퓨터(34)는 강력한 마이크로프로세서와 그래픽 프로세서를 사용하고, 비교적 낮은 가격의 신속하게 정기적으로 업데이트되고 개선되는 사용가능한 칩 세트(chip set)를 지원한다. 이러한 하드웨어, 가령 강력하고 낮은 가격의 Pentium 기반 싱글 보드 컴퓨터를 사용할 수 있는 것과, 새롭고 더욱 강력해진 프로세서가 시장에서 사용가능해짐에 따라 상기 컴퓨터의 그래픽 프로세서를 주기적으로 업데이트할 수 있는 것은, 특수 맞춤 구성되고 설계된 그래픽 프로세서 및 디스플레이 렌더링 서브시스템 등의 항공기 디스플레이 시스템에서의 사용과 대조하여, 큰 이점을 제공할 수 있다. 이러한 맞춤-설계 프로세서의 개발 비용은 매우 높고, 새로운 프로세서의 설계와 구현을 지원하는 기술의 지속적이고 정기적인 발전에도 불구하고 항공기에 한번 장착되면 거의 변경되지 않는다.

상기 '558 시스템은, 연계된 비교측정 프로세서(32)의 사용을 통한 디스플레이(12) 상으로의 디스플레이를 위해 렌더링 컴퓨터가 생성하는 정보의 무결성과 유효성과 신뢰성을 지속적으로 확인할 수 있는 시스템을 제공한다. 상기 렌더링 컴퓨터(34)와는 대조적으로, 비교측정 프로세서(32)는 특수 맞춤 설계를 기반으로 하는 것이 바람직하고, 이는 항공기 그래픽 렌더링 디스플레이 시스템을 위한 번거로운 테스트 및 상기 테스트 절차를 이용하여 FAA에 의해 완전하게 인증 받아야 한다. 상기 FAA 인증서 테스트의 레벨은 MCDC(Modified Condition Decision Coverage)라고 불리는 것이 일반적이다. 따라서 '558 시스템에 따라, 상기 렌더링 컴퓨터(34)가 생성하는 디스플레이 데이터의 신뢰도의 보장은, 비교측정 프로세서(32)에 의해 제공되며, 이는, 렌더링 컴퓨터(32)에 의해 생성되며, 상기 렌더링 컴퓨터 디스플레이 데이터의 유의미한 서브셋을 식별하여, 그에 따라 현재의 에러 없는 동작 및 상기 렌더링 컴퓨터(34)의 신뢰성을 동적으로 보장하는 그래픽으로 렌더링된 정보를 디스플레이(12) 상으로 이미징하기 이전에 이뤄진다. 검증 받아야할 디스플레이 데이터의 서브셋으로서, 상기 데이터 포인트는 종종 “광 포인트”라고 일컬어지며, 상기 데이터의 서브셋은, 에러 없는 데이터의 신뢰성을 보장하도록 중요한 단면도와 데이터 이미지 매개변수의 세트를 형성하기 위해 특수하게 선택되어진다.

따라서 '588 시스템에 의해 구현됨에 따른, 렌더링 컴퓨터(34)의 높은 레벨의 FAA 인증서를 획득하기 어려운 것이, 비교측정 프로세서(32)의 높은 레벨 인증서를 획득함으로써 갈음될 수 있다. 이러한 배치의 이점은, 렌더링 컴퓨터(34)와는 대조적으로, 맞춤 설계되는 비교측정 프로세서(32)의 하드웨어 및 소프트웨어는 비교적 간단한 구조로 되어 있고, 이로써 '558 시스템의 렌더링 컴퓨터(34)의 FAA 인증서가 임의의 환경에서 획득된다는 가정에서, 비교측정 프로세서(32)에 대한 FAA 인증서 절차의 까다로움을 만족시키기 위한 시간과 노력이, 렌더링 컴퓨터를 인증하는 것보다 훨씬 덜 소비될 수 있다. 덧붙이자면, 새로운 더욱 강력해진 기술이 이점을 취하고자 렌더링 컴퓨터(34)가 업그레이드되거나 교체될 때 (또는 상기 렌더링 컴퓨터의 그래픽 프로세서(50), 또는 서브시스템이 업그레이드되거나 교체될 때), 상기 비교측정 프로세서(32)가 이른바 광 포인트에 대한 디스플레이 데이터만을 처리하고 생성하는 기능을 수행하기 때문에, 한번 인증되고, 항공기에 장착된 비교측정 프로세서(32)는 수정되거나 업데이트될 필요가 없다. 렌더링 컴퓨터(34)에 의해 생성된 대응하는 디스플레이 픽셀을 위한 디스플레이 데이터와 선택된 광 포인트의 비교를 통한 상기 비교측정 프로세서(32)의 데이터 검증 기능은, 렌더링 컴퓨터(34)에서 이뤄진 프로세싱 파워와 성능의 개선에 관계없이, 상기 렌더링 컴퓨터의 디스플레이 데이터의 지속적인 체크를 제공할 수 있다.

렌더링 컴퓨터(34)와는 대조적으로, 비교측정 프로세서(32)에 대하여 명백하게 감소되는 복잡도는 여러 가지 요인에서 기인한다. 우선, 상기 비교측정 프로세서(32)는 지정된 유한 개수의 디스플레이 포인트(즉, 광 포인트)에 대하여만 디스플레이 데이터를 처리하고 생성하는 기능을 수행하며, 그 하드웨어 및 소프트웨어는 지정된 프로세싱 동작에 대하여 맞춤 설계된다. 따라서 디스플레이(12) 상의 모든 픽셀 위치에서 이미징 제공을 위한 색상과 광도 데이터를 생성해야만 하는 렌더링 컴퓨터(34)와는 대조적으로, 상기 비교측정 프로세서(32)는 지정된 개수의 디스플레이 픽셀에서만 색상과 광도 데이터를 생성한다. 예를 들어, 1024 x 768 분해능을 갖는 9 x 12 인치 평면 패널 LCD 디스플레이 스크린의 경우에 있어서, 상기 렌더링 컴퓨터(34)는 800,000 픽셀의 이미지 데이터를 제공하고, 상기 이미지 데이터를 초당 100 회 업데이트해야만 한다. 한편, 매 디스플레이 업데이트 간격 마다 디스플레이 데이터를 생성하기 위해 상기 비교측정 프로세서(32)를 위해 요구되는 광 포인트의 개수는 수 백 픽셀인 것이 바람직하다. 덧붙이자면 상기 비교측정 프로세 서(32)는 디스플레이(12)의 필드에 선택적으로 위치하는 유한 개수의 선택된 광 포인트에 대하여만 디스플레이 데이터를 연산하기 때문에, 비교측정 프로세서에 대하여는, 광 포인트 디스플레이 데이터의 연산 중에 안티-앨리어싱 프로세싱을 수행하는 것이 필수적인 것이 아니다. 안티-앨리어싱 프로세싱 루틴은 매우 복잡하고, 프로세서 집약적이며, 상기 비교측정 프로세서(32)에서의 안티-앨리어싱 프로세싱의 생략에 따라, 맞춤 설계 하드웨어 및 소프트웨어의 동작과 구성이 매우 간략해질 수 있다.

따라서 '558 시스템에 따라 추가적인 컴퓨터, 즉 비교측정 프로세서(32)가 PCI 버스(36)에 연결되는 것이다. 비교측정 프로세서(32)는 렌더링 컴퓨터(34)가 수신하는 것과 동일한 센서 입력을 I/O 프로세서(30)로부터 수신하나, 렌더링 컴퓨터(34)와 비교하면 명백하게 덜 집약적이고, 덜 까다로운 데이터 생성 요구조건을 갖는다. 디스플레이(12) 상에 이미징하기 위해 필수적인, 완전하게 안티-앨리어싱된 알파벳과 숫자로 이루어진 그래픽으로 제공되는 정보가 승무원으로 하여금 사용할 수 있도록 하는 데이터를 생성하는 대신, 비교측정 프로세서(32)는, 렌더링 컴퓨터(34)에 의해 생성되는 디스플레이 데이터의 정확성을 검증하는 테스트, 또는 무결성 체크 포인트로서 사용되는 제한된 개수(예를 들자면 100 내지 300)의 특정 데이터 포인트에 대해서만 디스플레이 데이터를 생성한다. '558 시스템에서, 이러한 “광 포인트”는, 항공기 및 그 주변환경과 상황적 매개변수에 대한 중요한 데이터와 인디케이션이 디스플레이(12)의 주기적인 재생 빈도로 이미징되는 디스플레이 필드 전체에 걸쳐 있는 포인트의 대표 세트와 부합하도록, 선택될 수 있다. 따 라서 알파벳과 숫자로 제공되는 정보, 그래픽으로 형성되는 화살표, 그래픽으로 이미징되는 항공 계기와 게이지 등의 그 밖의 다른 인디케이터 라인, 그래픽적 선과 알파벳과 숫자로 조합된 문자, 그래픽으로 이미징된 지도나 차트 특징부, 그 밖의 다른 동적 업데이트되는 디스플레이 요소 중 하나 이상을 이미징하기 위해, 렌더링 컴퓨터의 데이터에 의해 활성화되는 다수의 디스플레이 픽셀에 대하여 선택된 광 포인트를 포함하는 것이 바람직하다. 일부 광 포인트는, 가령 그래픽적으로 제공되는 항공 계기 보더, 또는 그 밖의 다른 일반적인 지정 디스플레이 특징부 같은 디스플레이 필드 중 지정 부분에 대응하도록 선택되어질 수 있다.

어떠한 경우에라도, 선택되는 광 포인트는 디스플레이(12) 상의 특정한 고정된 변경되지 않는 지정 픽셀 위치에는 넓게(또는 지엽적으로) 대응하지 않는다는 것이 명백하며, 오히려, 디스플레이 이미지가 반복적으로 재생되거나 업데이트됨에 따라, 디스플레이 필드 내의 픽셀 위치가 시간의 흐름에 따라 변화하는 특정 데이터 디스플레이 요소를 식별한다. 따라서 예를 들자면, 그래픽적으로 이미징된 대기 속도 인디케이터의 회전하는 화살표 상에서 3개의 광 포인트(등거리, 또는 중앙에 대응하는 두 지점과 상기 화살표의 길이를 따르는 나머지 하나의 위치)가 형성될 수 있고, 상기 화살표의 위치, 또는 회전 방향은 대기 속도의 변화에 따라 변화되고, 3개의 데이터 포인트가 이미징될 특정 디스플레이 필셀 위치도 또한 변화하게 된다. 이와 유사하게, 특정 데이터가 알파벳과 숫자로 제공될 경우, 각각의 알파벳 및 숫자로 이루어진 문자 상의 숫자의 지정된 위치는 광 포인트로서 선택되어질 수 있으며, 이렇게 선택된 알파벳 및 숫자로 이뤄진 문자 데이터 포인트의 디스플레이 픽셀 위치가, 상기 알파벳 및 숫자로 이뤄진 문자가 변경됨에 따라 변경될 것이다. 따라서 디스플레이(12) 상의 특정 위치에서 알파벳 및 숫자로 이뤄진 문자를 이용하여 항공기의 고도가 제공될 경우, 가령 숫자“7”을 그래픽적으로 형성하기 위한 선택된 광 포인트는 항상 같은 디스플레이 픽셀 위치에서 제공될 것이나(가령, 이러한 표시에 대하여 두 개의 종단 포인트와 상기 종단 포인트를 잇는 교차 포인트가 제공), 알파벳 및 숫자로 이뤄진 문자가 가령 숫자“3”(가령, 지정되는 광 포인트로는 두 개의 종단 포인트와 두 개의 원호 부분의 교차 포인트가 제공)으로 변경될 때는 이러한 광 포인트의 디스플레이 픽셀의 위치도 변경될 것이다. 선택적으로, 숫자“3”의 굴곡진 원호 세그먼트를 따르는 하나 이상의 선택된 추가 포인트는 상기 디지트를 위한 광 포인트로서 형성되어, 알파벳 및 숫자로 이뤄진 디지트의 정확성을 체크하기 위해 사용되는 광 포인트의 개수는 특정 디지트가 디스플레이되는 기능에 따라서 디스플레이 필드의 업데이트마다 달라질 수 있다. 따라서 ‘588 시스템을 구현하기 위해 사용되는 광 포인트의 정확한 개수는, 디스플레이(12) 상에 이미징되는 데이터의 일부가 한번의 스크린 업데이트에서 변경됨에 따라, 또는 다음번 업데이트에서 재생됨에 따라, 렌더링된 디스플레이 필드의 스캔마다 다양할 수 있다.

도 5를 참조하여, 비교측정 프로세서(32)는 안티-앨리어싱된 그래픽 이미지 데이터를 렌더링 컴퓨터(34)로부터, 비디오 비교측정 게이트 어레이(74)에 연결되어 있고, (각각의 디스플레이(12A, 12B)로 전송하기 위한) 한 쌍의 비디오 트랜스미터(72)에 연결되어 있는 비디오 리시버(70)에서 수신한다. 전술한 바와 같이, 비 교측정 프로세서(32)에 의해 생성되는 각각의 광 포인트는 3바이트(각각 8비트, 총 24비트)(각각 적색, 녹색, 청색에 대해 할당)로 구성될 수 있다. 상기 광 포인트 데이터 비트는 마이크로프로세서(78)와 통신하는 FIFO 스택(76)에 저장된다. 각각의 광 포인트를 위해 FIFO(76)에 저장되는 데이터는 8비트 RGB 색상의 3 바이트와, 광 포인트가 디스플레이되는 디스플레이 스크린 픽셀 위치를 식별하는 클러킹 데이터(clocking data)를 포함한다. 상기 클러킹 데이터가 사용되어, 렌더링 컴퓨터(34)에 의해 생성됨에 따라, 스크린 디스플레이 위치에 대한 색상 데이터와 광 포인트 색상 데이터의 비교가 동기화될 수 있다. 디스플레이 이미지 데이터가 디스플레이(12)로 전달되는 것과 같이, 가령, 상기 디스플레이 필드의 각각의 수평 트레이스 라인을 가로지르는 순차적인 스캐닝, 또는 트레이싱(tracing)에 의해, 상기 디스플레이(12) 상으로 렌더링되는 순서에 따라, 광 포인트에 대한 이러한 데이터 바이트는 FIFO(76)로 로딩된다.

도 6에서 도식된 바와 같이, 24 비트 카운터(82)가 비디오 리시버(70)로부터 클럭과 수직 동기 신호(vertical synchronization signal)를 수신하여, 렌더링 컴퓨터에 의해 생성되는 이미징 데이터가 디스플레이될 스크린 디스플레이(12) 상의 위치(즉, 스윕 어드레스(sweep address))를 식별할 수 있다. 비디오 리시버(70)로부터의 클럭 신호에 의해, 상기 카운터(82)가 (총체적으로 스크린 디스플레이(12)의 완전한 이미징 스캔을 형성하는) 각각의 주소 위치를 통해 순환할 수 있으며, 24-비트 비교측정기(84)는 상기 카운터(82)로부터 현재의 주소를 수신하고, 상기 FIFO에 저장되어 있는 다음번에 사용가능한 광 포인트의 의도된 디스플레이 주소가 상기 FIFO(76)로부터 수신된다.

이러한 두 개의 어드레스가 부합될 때, 비교측정기(84)는 색상 비교측정기(88)로의 “한정자(qualifier)” 출력을 가능하게 하며, 그 후 상기 색상 비교측정기(88)는 디스플레이(12)로 출력하기 위해 렌더링 컴퓨터(34)에 의해 생성되는 RGB 색상 데이터와, 비교측정 프로세서(32)에 의해 생성되어 FIFO(76)에 저장되는 데이터의 광 포인트를 현재의 스크린 디스플레이 위치 주소에 대하여 비교한다. 따라서 비교측정기(84)에 의해, 카운터(82)가 FIFO 스택의 가장 위에 존재하는 다음번에 사용가능한 데이터 광 포인트의 스크린 디스플레이 위치의 주소로 고정되기로 결정될 때, 색상 비교측정기(88)는, 비디오 리시버(70)로부터의 렌더링 컴퓨터에 의해 생성되는 색상 데이터를 FIFO 스택(76)의 가장 위에 저장되는 색상 데이터의 광 포인트와 비교할 수 있다. 테스트 어드레스 카운터(86)는 FIFO(76)를 배열하여, 카운터(84)가 렌더링 컴퓨터 이미징 데이터의 스크린 데이터 어드레스를 통해 배열을 계속함에 따라, 비교측정기(84)에서의 어드레스 비교를 위해, 그리고 색상 비교측정기(88)에서의 색상 데이터 비교를 위해, 상기 FIFO에 저장되는 다음번 광 포인트에 대한 어드레스와 색상 데이터가 스택의 가장 위에 위치할 수 있다.

'558 시스템에 따라서, 색상 비교측정기(88)가 동일한 스크린 디스플레이 픽셀 위치에 대하여, 비교측정 프로세서(32)에 의해 생성되는(또는 렌더링 컴퓨터(34)에 의해 생성되는) 3개의 8-비트 색상 데이터 각각이 포함하는 두 개의 MSB(most significant bit)를 비교할 수 있다. 각각의 색상 정보 베이터 바이트의 일부분만을 비교하는 것은 바람직하며, 상기 렌더링 컴퓨터 데이터의 신뢰도에 대 한 중요한 평가를 생성한다. 왜냐하면, 상기 비교측정 프로세서(32)에 의해 생성되는 픽셀 색상 데이터는, 렌더링 프로세서(34)에 의해 출력되는 이미징 데이터와 대조적으로 안티-앨리어싱 처리되지 않기 때문이다. 임의로 주어진 디스플레이 포인트, 또는 픽셀 위치에서, 디스플레이 되도록 먼저 연산되는 데이터의 안티-앨리어싱 처리는, 최종 그래픽 이미지를 매끄럽게 하기 위한 주어진 픽셀 위치의 인접부의 강도(즉 색상 값)의 감소 및 그에 대응하는 주어진 픽셀 위치의 강도의 감소를 통해, 상기 주어진 픽셀 위치의 강도를, 처음에 연산된 앨리어싱된 3 색상 바이트의 하나 이상의 색상 값의 3/4(즉 75%)만큼 감소시킬 수 있다. 그 결과로서, 주어진 스크린 디스플레이 픽셀 위치에 대하여 렌더링 컴퓨터(34)와 비교측정 프로세서(32)에 의해 각각 생성되는 각각의 3 색상(적색, 청색, 녹색) 데이터 바이트의 둘 이상의 MSB가 동일하도록 결정되며, 그 후 상기 픽셀 위치에 대한 렌더링 컴퓨터 이미징 데이터가 신뢰할만하다고 여겨진다.

전술한 바와 같이, 렌더링 컴퓨터(34)에 의해 생성되는 이미징 데이터의 신뢰성을 측정함에 있어, 각각의 색상 데이터 바이트의 두 개의 MSB만 비교되었을 지라도, 상기 색상 데이터 바이트의 추가적인 비트가 상기 비교에서 이용될 수 있다. 따라서 예를 들어, 각각의 색상 데이터 바이트의 4개의 MSB가 비교될 수 있고, 필요하거나, 안티-앨리어싱 알고리즘을 기반으로 할 경우, 색상 데이터 비교의 결과가 렌더링 컴퓨터 데이터의 신뢰도를 판단하기 위해 측정되는 방식이 본원에서 서술된 방식으로부터 적절하게 변경될 수 있다.

렌더링 컴퓨터(34)에 의해 생성되어 비디오 리시버(70)로 직렬로 공급되는 이미징 데이터가 성공적으로 검증됨에 따라, 색상 비교측정기(88)를 통해, 비교측정 프로세서(32)에 의해 생성되어 FIFO(76)에 저장되는 데이터의 광 포인트에 대항하여, 상기 렌더링 컴퓨터 데이터가 비디오 리시버(70)로부터 비디오 트랜스미터(72)를 통해 전달되어, 스크린 디스플레이(12) 상에 의도된 이미지를 생성할 수 있다. 상기 비디오 리시버(70)는 렌더링 컴퓨터(34)로부터의 직렬 이미징 데이터를 병렬 형태로 변환할 수 있고, 이를, 선택된 위치에 대하여 버퍼링된 RGB 데이터를 비교측정 어레이(74)로 제공하기 위해, 그리고 전체 스크린 디스플레이 필드 이미지에 대해 버퍼링된 RGB 데이터를 비디오 트랜스미터(72)로 제공하기 위해 버퍼링할 수 있다.

비디오 트랜스미터(72)는 렌더링된 병렬 RGB 데이터를 직렬 형태로 변환하고, 이를 각각의 디스플레이(12)로 전달한다.

일반적으로, 표준 조건하에서, 렌더링 컴퓨터의 이미징 데이터를 갖는 각각의 디스플레이(12)를 작동시키기 위해 상기 비디오 트랜스미터(72) 중 단 하나만 활성화될 것이다. 그럼에도 불구하고, 필요할 경우, 항공기 상의 듀얼 디스플레이 시스템 중 하나의 렌더링 컴퓨터(32)에 의해 생성되는 이미징 데이터가, 각각의 렌더링 컴퓨터(32)의 비디오 트랜스미터(72)를 통해 디스플레이(12A, 12B)의 동시 동작에 대하여 사용될 수 있도록, 상기 비교측정 프로세서(32)가 구축될 수 있다. 다음에서 설명될 바와 같이, 그 밖의 다른 기호 생성기(16)의 고장 및 에러 상태의 검출에 있어 이는 적절하며 바람직할 수 있다.

색상 비교측정기(88)에 의한 특정 스크린 디스플레이 픽셀 위치에 대한 색상 데이터 비교에 의해, 상기 렌더링 컴퓨터(34)와 데이터의 광 포인트가 동일하지 않거나, 성공적인 비교를 미리 규정하는 지정 오차 범위를 벗어났다고 판단되면, 그 후 비교 실패, 또는 에러 신호가 비교측정 프로세서(32)의 마이크로프로세서 인터페이스로 생성, 제공된다. '558 시스템이 이러한 비교 실패마다 로그(log)를 기록할 수 있을 지라도, 상기 실패가 센서 데이터 상의, 또는 데이터 연산 상의 일시적인 오류의 결과인지, 아니면 디스플레이(12) 상의 이미징을 위해 렌더링 프로세서(34)에 의해 생성되는 데이터를 렌더링함에 있어, 지속적인 오류인지를 판단하여, 상기 시스템은 검출된 비교 실패에 대하여 추가적인 동작(가령, 승무원에게 에러 보고)을 연기할 수 있다. 예를 들어, 지정된 다수의 디스플레이 업데이트 주기에 걸쳐 데이터 위치의 동일한 광 포인트에 대하여 비교측정 오류가 식별되는 지에 따라 이러한 지연은 발생한다. 디스플레이(12)가 매 초 당 100회 업데이트될 수 있기 때문에, 항공기의 안전은 유지하고, 또는 신뢰할만하지 않는 렌더링 컴퓨터 데이터가 나타내는 수락될 수 없는 오류 이벤트의 지연 통지 없이, 에러의 효과적인 측정을 가능하게 하는 충분한 수의 연속적인 디스플레이 업데이트에 대하여, 각각의 스크린 디스플레이 위치에 대한 색상 데이터의 비교 결과가 통지될 수 있다. 따라서 예를 들자면, 특정 구현예에서, 특정 광 포인트의 스크린 위치에 대한 5번의 연속되는 색상 데이터의 비교 실패의 식별은, 비교 실패가 반복하여 발생하는 광 포인트 위치를 포함하는 렌더링 컴퓨터의 데이터는 신뢰할만하지 않다는 것을 나타낼 수 있다. 그 후, 에러 신호가 발생될 수 있고, 기호 생성기(16)에 의해, 스크린 디스플레이(12) 중 하나 이상 상에 제공되는 시각적인 에러 표시가 발생하며, 선택 적으로, 승무원이 명확히 알 수 있는 그 밖의 다른 방식, 가령 청각적 경보가 가능하다.

임의의 적합한 방식으로, 에러 표시는 디스플레이(12) 상에 시각적으로 제공될 수 있다. 데이터 에러가 검출되는 것과 관련되는 그래픽 표현 부분, 또는 이미징된 게이지, 또는 인디케이터는 상기 표시가 올바르지 않을 수 있다고 추정되면, 디스플레이 부분, 또는 이미징된 인디케이터 위로, 또는 가로질러 대문자 "X", 또는 "FAIL", 또는 "ERROR"를 렌더링함으로써, 또는 정상적으로 나타나는 색상을 변경시킴으로써, 수정될 수 있다. 따라서 그래픽으로 이미징된 대기 속도 인디케이터의 하나 이상의 광 포인트 위치에 대하여 렌더링 컴퓨터(34)에 의해 생성되는 디스플레이 데이터에서 검출된 에러는 대문자 "X"를 렌더링함으로써 나타내어질 수 있다. 그 후, 시스템은 자동으로, 또는 조종자나 오퍼레이터의 상호 동작에 응답하여, 제어기(16)에 의해 생성되는 이미징 데이터를 이용하는, 디스플레이(12) 상으로의 인디케이터 이미지의 제공을 중단하며, 이때 에러가 검출되고, 상기 디스플레이(12) 상의 인디케이터 이미지가, 나머지 조종석 디스플레이 시스템의 제어기(16)에 의해 생성되는 이미징 데이터로 대체되어, 동일한 기호 생성기(16)가 상기 인디케이터 이미지에 대한 이미징 데이터를 디스플레이(12A, 12B) 모두에게 공급한다. 또는 시각적으로 지각할 수 있는 오류 표시인 "FAILED" 인디케이터의 그래픽 이미지가 신뢰할만하지 않은 데이터를 수신한 조종사와 부 조종사 모두의 디스플레이(12) 상에 유지되어, 본 출원과 함께 출원된 동출원인의 특허의 듀얼 비행 패널 디스플레이 시스템의 나머지 스크린 디스플레이(12) 상의 계기판의 디스플레이 상에서도 보여질 수 있다. 설계 측면에서, 오퍼레이터의 선택으로서, 렌더링 컴퓨터(34) 중 하나에 의해 생성되는 데이터의 임의의 서브셋에 있어서의 에러나 오류의 검출에 의해, 렌더링 컴퓨터(34)에 의해 생성된 에러를 포함하는 데이터와 함께 이전에 공급된 전체 디스플레이 필드 이미지를, 나머지 렌더링 컴퓨터(34)에 의해 생성된 이미징 데이터와의 교체가 초래될 수 있다.

'558 시스템은, 비교측정 프로세서(32)의 상대적인 간략성의 이점으로 인하여, 그래픽으로 이미징되는 데이터의 개선된 무결성과 신뢰성을 제공한다. 왜냐하면 도 7 ~ 10을 참조하여 설명될 바와 같이, 덜 복잡한 작동 코드가 더 신뢰할만하기 때문이다. 상기 '588 시스템에, 본 출원과 함께 출원된 동출원인의 특허에 관련하여 그래픽으로 이미징된 데이터의 개선된 무결성과 신뢰성에 관련하여 보강이 이뤄질 수 있다.

항공기의 비행 정보 그래픽 표현 시스템의 바람직한 구현예로서 '558 시스템의 핵심은, 두 개의 기본 함수 부분으로의 디스플레이 시스템의 동작 분할이며, 하나(렌더링 컴퓨터(34))는 디스플레이 가용성(availability), 또는 신뢰성(reliability)을 책임지며, 나머지 하나(비교측정 프로세서(32))는 디스플레이 무결성(integrity)을 보장한다. FAA는 항공기의 비행 디스플레이 시스템이 가용성(즉, 신뢰성)을 지닐 것을 요구하며, 기능의 손실은 비교적 최소화하면서 현존 시스템에 호환될 것을 요구한다. 즉, 승무원이 항공기를 작동함에 있어 데이터의 연속적인 가용성을 보장받기 위해서 시스템은 충분히 신뢰할만해야 한다. 이러한 첫 번째 FAA 요구조건을 만족시키기 위해, 산업 표준 DO178 레벨 C로 소프트웨어가 검증되어야만 하며, 적정하게 기능함이 보장되기 위해, 상기 소프트웨어는 테스트를 받아야 하며, 소프트웨어의 모든 코드는 테스팅 중에 실행됨이 요구된다.

FAA는 항공기 비행 디스플레이 시스템이 무결성의 특수 레벨을 충족시켜야만 할 것을 요구한다. 즉, 시스템은 어떠한 잘못된 정보도 출력할 수 없다. 상기 두 번째 FAA 요구조건을 만족시키는 실험 및 정보 수집에 필수적인 선-인증 테스트(precertification testing)는, 시스템 가용성에 대한 첫 번째 요구조건을 만족시키는 것보다 훨씬 더 까다롭다. 특히, 무결성을 검증하기 위해, 산업 표준 DO178 레벨 A로 시스템 소프트웨어는 검증되야만 하며, 이른바 MCDC(multiple condition decision coverage)를 사용하여 모든 데이터 값을 대표하는 다수의 값을 이용하여 논리 경로가 테스트될 수 있다. 덧붙이자면, 모든 하드웨어도 성능이 실험되야 하고, 상기 시스템 하드웨어의 개발 히스토리 정보가 완전하게 제출되어야한다.

렌더링 컴퓨터(34)가 신뢰할만하고, 가용성을 디스플레이하기 때문에, 필수 FAA 인증서를 획득하기 위해, 산업 표준 DO178 레벨 C 표준으로 테스트될 필요가 있으며, 그에 따라 비교적 복잡하고, 상업적으로 이용 가능한 규격 컴퓨터 시스템의 사용이 가능해지며, 이는 최초에 사용될 때나 시간에 따라 새로운 개선된 구성요소로써 업그레이드될 때, 특정 DO178 레벨 C 표준으로 효율적이고 경제적으로 검증될 수 있다. 따라서 렌더링 컴퓨터(34)의 사용에 있어 FAA 인증서를 획득하기 위해, 덜 엄격한 DO178 레벨 C 테스트만을 필요로 하며, 이에 따라 개선된 구성요소와 서브시스템 등이 주기적으로 상업적으로 이용가능해짐에 따라, 결과적으로 증가된 디스플레이 성능과 신속한 업그레이드를 이용하여 시스템은 개선된 하드웨어 및 소프트웨어를 사용할 수 있게 된다.

한편, 비교측정 프로세서(32)에 의해, '588 시스템에서의 디스플레이 무결성이 보장되며, FAA 인증서를 획득하기 위해, 이는 DO178 레벨 A 표준으로 검증되야만 한다. 이는 엄격하고, 전역적이며, 시간과 비용을 많이 소모하는 테스트와 정보 수집을 받아야하는 맞춤 설계 하드웨어 및 소프트웨어를 필요로 할 것이다. 그러나 상기 비교측정 프로세서(32)는 상기 렌더링 프로세서(34)의 출력에 비교되는, 그래픽으로 나타내기 위해, 그리고 디스플레(12)를 이미징하기 위해 사용되는 데이터의 비교적 작은 서브셋을 생성하며, 상기 비교측정 프로세서(32)는 데이터의 안티-앨리어싱 처리를 수행할 필요가 없기 때문에, 전체 디스플레이 스크린, 또는 안티-앨리어싱된 그래픽 표현 데이터의 영역을 생성하기 위해 필요한 동작 소프트웨어 및 하드웨어로부터 간단해질 수 있다. 결과적으로, 시스템 무결성을 보장받기 위해, 비교측정 프로세서(32)의 하드웨어 및 소프트웨어는 DO178 레벨 A 표준으로 테스팅될 수 있고, 검증될 수 있다. 덧붙이자면, '588 시스템의 비교측정 프로세서(32)는 비교 디스플레이 픽셀(또는 대상) 데이터의 서브셋만을 생성할 수 있기 때문에, 렌더링 컴퓨터(34)는 비교측정 프로세서(32)의 재-테스트, 또는 재-인증을 요구하지 않으며, 이에 따라서 계획되지 않은 비용 및 노력의 소모 없이, 디스플레이 시스템의 다음번 업그레이드가 용이해진다.

도 7, 8, 10을 참조하여, 동출원인의 함께 등록된 특허의 개선된 시스템(10a)이 도식되며, 이때 비교측정 프로세서 하드웨어(32)는 소거되는 것이 바람직하다. 덧붙이자면, 본원에서 서술되는 바와 같이, 평면 패널 디스플레이 시스 템(10a)은 단일 프로세서 시스템(200)으로 구성되어 있으며, 상기 무결성 체크 함수(ICF: Integrity Checking Function)(202)와 그래픽 렌더링 함수(GRF: Graphics Rendering Function)(204)가 동일한 프로세서(200)에서 사용된다. 덧붙이자면, 현재의 바람직한 시스템(10a)은 비디오 그래픽 프로세서(VGP: Video Graphic Processor)(206)를 포함한다. 도 7에서 나타내는 바와 같이, 개선된 평면 패널 디스플레이(10a)는 통합된 평면 패널 디스플레이 스크린(208)과, 데이터 집선 장치(DCU: Data Concetrator)(210)와, 디스플레이 제어 패널(DCP: Display Control Panel)(212)로 구성되어 있다. 상기 디스플레이 제어 패널(212)은 앞서 언급된 항공기 데이터를 통합 평면 패널 디스플레이 스크린(208)으로 통신하는 입력/출력 프로세서 카드(30)(도 3 참조)를 포함하는 것이 바람직하다. 디스플레이 스크린(12)은 Innovative Solutions & Support, Inc(Exton, Pennsylvania)의 액티브 매트릭스형 LCD(Liquid Crystal Display)일 수 있다.

상기 통합 평면 패널 디스플레이 시스템(10a)은 디스플레이 스크린(208)과 백라이트(backlight) 장치뿐 아니라 무결성 체크 함수(202)와 그래픽 렌더링 함수(204)를 수행하는 하나 이상의 마이크로프로세서를 포함하는 그래픽 생성 모듈을 포함하는 것이 바람직하다(도 8 참조). 디스플레이 스크린(208)은 예를 들어 Innovative Solutions & Support, Inc(Exton, Pennsylvania)의 액티브 매트릭스형 LCD일 수 있는 스크린(12)에 관련하여 설명될 수 있다. 통합 평면 패널 디스플레이 시스템(10a)은 소프트웨어 분할을 사용하며, 이로써 그래픽 렌더링 함수(204)의 어떠한 오작동도 무결성 체크 함수(202)에는 어떠한 영향도 끼치지 않는다. 상기 무 결성 체크 함수(202)는 디스플레이(208) 상의 올바른 위치에 대한 비행 데이터에 관련되어 있는 디스플레이(208) 상의 모든 특징부를 체크할 수 있다. 불일치가 검출될 경우, 에러가 조종사에게 통지되는 것이 바람직하다. 덧붙이자면, 도 8에서 나타낸 바와 같이, 그래픽 렌더링 함수(204)는 가령 센서 뱅크(18)에 의해 제공되는 무결성 체크 함수(202)와 동일한 센서 데이터(214) 상에서 동작하며, 공유 메모리(216)를 통해 센서 데이터(214)를 바탕으로 하는 비디오 그래픽 프로세서(206)에게 그래픽 명령어를 제공하여, 비트맵 방식의 디스플레이를 디스플레이 스크린(208) 상에 생성할 수 있으며, 이때, 상기 비트맵 방식의 디스플레이는 개별적으로 주소를 갖는 픽셀의 집합체에 의해 형성된다. 앞서 언급된 바와 같이, 센서 데이터(214)는 센서 배열(18)을 참조하여 서술되었던 바와 같이, 항공기 및 그 주변 환경 센서 데이터의 공용 세트를 바탕으로 하는 것이 바람직하다.

'558 시스템을 참조하여 앞서 서술된 바와 같이, 통상적인 PED/ND 디스플레이 포맷이 조종사에게 제공되며, 이때 테이프 대기 속도(airspeed)와 고도, 기본적인 항행 디스플레이 지도, 기상 레이더, TAWS, TCAS, 비행 계획을 포함하는 모든 비행 관련 데이터가 관찰하기 편한 포맷이다. 본 발명의 부분의 아닐지라도, 데이터 집선장치(DCU)(21)와 통합 평면 패널 디스플레이 시스템(10a)은 함께 배열될 수 있으며, 원할 경우, 같은 하우징 안에 배열될 수 있고, 디스플레이 제어 패널(DCP)(212)은 디스플레이 베젤(display bezel)로 통합될 수 있다. 덧붙이자면, 원할 경우, 상기 디스플레이(208)는 단일 복합 디스플레이 대신, 다수의 디스플레이로 분할될 수 있으며, 이때 각각의 디스플레이가 서로 다른 기능을 제공하고, 이 는 오류에 대한 가외성을 제공한다.

도 8을 참조하여 앞서 언급된 바와 같이, 프로세서(200)의 주 함수는 무결성 체크 함수(202)와 그래픽 렌더링 함수(204)의 두 개의 구성요소로 분할되며, 이때, 현재의 바람직한 단일 프로세서의 구현은 동일한 프로세서내에서 상기 함수들 모두를 사용한다. 또는 본 발명의 시스템(10a)이 하나 이상의 프로세서가 총 함수를 수행하는 다중-프로세서 시스템을 사용할 수 있다. 또 다른 예를 들자면, 무결성 체크 함수(202)가 비디오 그래픽 프로세서(206)의 적정 함수를 검증하기 위해 사용되는 것이 바람직하다. 전술한 바와 같이, 상기 비디오 그래픽 프로세서(206)는 그래픽 렌더링 함수(204)에 의해 제공되는 명령어를 취하고, 상기 디스플레이 스크린(208) 상에 디스플레이될 디지털 비디오 정보를 생성한다. 전술한 바와 같이, 비디오 그래픽 프로세서(206)를 통해 디스플레이 출력 정보를 생성하기 위해, 그래픽 렌더링 함수(204)가 센서 데이터의 공용 세트(214)를 사용하는 것이 바람직하며, 반면에, 무결성 체크 함수(202)은, 비디오 그래픽 프로세서(206)에 의해 생성되는 픽셀의 서브셋을 명료하게 하기 위해 센서 데이터(214)를 사용하며, 이는 공유 메모리(216)내의 비트맵 방식의 데이터에 대응하여 테스트된다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따라서, 상기 그래픽 렌더링 함수(204)은 공유 비디오 메모리(216)에 디스플레이 이미지를 순차적으로 생성하는 비디오 그래픽 프로세서(206)로의 렌더링 콜(rendering call)을 생성한다. 움직이는 디스플레이 상의 깨짐을 방지하기 위해, 상기 비디오 메모리(216)는 디스플레이 프레임의 다중-버퍼링을 제공하도록 설정되는 것이 바람직하다. 따라서 그래픽 렌더링 함수(204) 는 무결성 체크 함수(202)에게 비디오 그래픽 프로세서(206)로의 가장 최근의 렌더링을 통지하며, 이는 공유 메모리(216)내의 공용 어드레싱 공간으로 매핑된다.

상기 무결성 체크 함수(202)가, 제공되는 입력 정보를 사용하여 개별 특징부에 대한 픽셀 검증 맵을 생성하는 것이 바람직하다. 이러한 픽셀 검증 맵은 디스플레이 스크린(208) 상에서 각각 X와 Y 위치에 의해 식별되는 하나 이상의 체크 픽셀과, 상기 픽셀에 연계되어 있는 특정 색상으로 구성되는 것이 바람직하다. 무결성 체크 함수(202)이 이러한 픽셀 검증 맵을 사용하여, 비디오 메모리(216)에서 비디오 그래픽 프로세서(206)에 의해 렌더링되는 정보에 대응하는 픽셀을 비교하는 것이 바람직하다(도 8). 도 8에서 나타낸 바와 같이, 이는 하드웨어 비교측정기, 가령 '558 시스템의 비교측정기(32)를 사용하지 않고 이뤄진다.

상기 비디오 그래픽 프로세서(206)가 이동하는 디스플레이에 대하여 구동될 수 있는 안티-앨리어싱을 허용하는 것이 바람직하며, 이에 따라, 디스플레이 기호 표시가 색상이 변하는 포인트에서, 특히 상기 디스플레이 스크린(208) 상에서 특징부가 움직일 때, 더 매끄럽게 나타날 수 있다. 바람직한 시스템(10a)에서, 무결성 체크 함수(202)는 체크 픽셀, 또는 기준 점을 처리하고, 출력 이미지의 독립적인 검증을 제공하기 위해, 비디오 그래픽 프로세서(206)에 의해 나타난 것들 간의 불일치를 검출하기 위해 그들을 픽셀 검증 맵과 비교한다. 이러한 동작 중에, 무결성 체크 함수(202)이 체크 픽셀의 정확한 픽셀 위치를 사용하여, 비디오 메모리(216)로부터의 연계된 색상 정보를 거꾸로 판독하는 것이 바람직하다. 따라서 주어진 픽셀 위치에 대하여 판독되는 색 정보에서, 상기 연계되는 색상 값이, 완전한 정확 도, 가령 24-비트 색상 깊이(depth)와 비교되거나, 안티-앨리어싱, 또는 그 밖의 다른 그리기 기법으로 인하여 발생되며, 최종 결과물에 영향을 끼칠 수 있는 색상 오프셋을 제거하기 위해 마스킹(masking)된다. 결과적으로, 정보가 올바른 위치에서 그려졌는지를 확신하기 위해, 마스크(mask)가 색상 픽셀의 존재를 검증할 수 있는 것이 바람직하다.

또한 도 7 ~ 10의 시스템은 그래픽 프로세서, 가령 전환되고 변환되며 디스플레이 버퍼로 매핑되는 렌더링 버퍼를 포함하는 것에 의해 제공되는 종래의 텍스처 대상(textured object)의 디스플레이와 연계하는 것도 유용하다. 도 10에서 나타낸 바와 같이, 복합적인 대상, 가령 EADI, 완전한 CRC 체크된 대상의 텍스처 맵(220)이 생성된다. 특수 마킹, 또는 워터마크(222)가 배경 색상과 비슷한 대상 위로 배치된다. 워터마크(222)와, 무결성 체크 함수(202)에 의해 검출되는 그 배경 사이의 색상에 임의의 차이를 가질 수 있을 때까지, 일반적인 육안에 식별가능하지 않도록 어두운 색상이 선택되는 것이 바람직하다. 예를 들어, ADI 배경의 청색 부분에서, 배경의 주요 색은 적색=0 x 3f, 녹색=0 x 3f, 청색=0 x ff인 반면에, 워터마크 무늬(222)에서는 색상은 적색=0 x 40, 녹색=0 x 40, 청색=0 x ff인 것이 바람직하다. 이러한 경우에서, 무결성 체크 함수(202)는, 상기 색상들이 육안과 동일하게 정상적으로 나타나는 동안, 이러한 색상을 서로 다르게 인식할 것이다. 따라서 ADI 배경 상의 특수 무늬(222)는 피치 및 롤 정확성(pitch and roll accuracy)을 체크하기 위해 사용될 수 있다.

본 발명에 따라서, 이미지 상의 단일 픽셀을 연속적인 프레임으로 체크함으 로써, 일부 디스플레이 이미지는 완전하게 검출될 수 있다. 이러한 것을 성취하기 위해, 이미지 상의 모든 포인트가 체크될 때까지, 각각의 프레임 상의 서로 다른 이미지 세그먼트 포인트가 체크된다. 이미지의 경계부 너머의 포인트를 체크하는 것과 배경 색상을 검출하는 것은 상기 이미지의 실제 경계를 검출할 수 있게 한다.

일반적인 디스플레이(208)에서, 일부 대상은 서로 겹쳐 그려질 수 있다. 예를 들자면, 볼록한 형태로 대상을 끊고 차단함으로써, 본 발명에 따르는 무결성 체크 함수(202)은 이렇게 겹쳐진 대상을 추적할 수 있다. 이러한 경우에서, 상기 무결성 체크 함수(202)의 내부 상태 머신(internal state machine)이 사용되어 상기 볼록 형태의 꼭지점을 찾는 것이 바람직하다. 포인트가 추적된 모든 대상에 대하여, 두 개의 함수가 설정되며, 하나는, 상기 대상의 임의의 포인트가 주어진 영역의 내부에 존재할 경우에 테스트하고, 나머지 하나는, 상기 대상의 임의의 포인트가 상기 대상에 의해 차단될 경우 테스트한다. 포인트가 주어진 볼록 영역 내부에 존재할 경우, 상기 볼록한 대상의 각각의 표면이 테스트된다. 상기 볼록한 대상의 모든 측이 테스트되는 포인트에 관련하여 시계 방향 회전을 형성할 경우, 그 후, 상기 포인트는 내부에 존재하거나 상기 볼록 형태에 의해 둘러 싸인다. 이와 유사하게, 포인트가 임의의 측을 갖는 라인 내부에 존재하거나 상기 측에 관련하여 반-시계 방향 회전을 형성할 경우, 상기 포인트는 상기 볼록 형태의 외부에 존재한다.

비디오 그래픽 프로세서(206)내의 안티-앨리어싱 알고리즘의 복잡성으로 인하여 명료하지 않는 복합적인 이미지의 무결성을 체크하기 위해, 본 발명에 따르는 검출에 대한 통계학적 방법이 사용되는 것이 바람직하다. 이러한 상황에서, 렌더링 된 이미지와 명료한 픽셀 간의 특정 숫자의 불일치는 예견되며, 따라서 충분한 숫자의 포인트가 선택되어, 잘못된 경보에 대한 가능성은 낮추고, 이미지의 오류를 검출할 수 있는 가능성이 높아질 수 있다. 예를 들어, 복합적인 이미지가 1024 x 768 픽셀의 어레이, 또는 786x432 어레이를 내포하고, 각각의 픽셀이 3개의 서브-픽셀, 적색, 녹색, 청색을 포함할 경우, 상기 이미지는 매 50밀리세컨드마다 재생되며, 복합적인 이미지의 바람직한 통계적인 검출에 따라서, 색상과 강도의 4096개의 조합을 제공하기 위해, 서브-픽셀 당 4개의 12비트의 정보를 포함하는 것이 바람직하다. 이러한 접근예에 따라, 무결성 체킹 함수(202)에서 동일한 입력 데이터가 사용되어, 이미지 픽셀의 서브셋을 명료하게 할 수 있다. 일반적으로, 앞서 언급한 예에서, 오류가 없다고 판단될 하나의 광 포인트에 대한 랜덤 확률은 1/4096이다. 본 발명에 따라 무결성 체크 함수(202)에 의해 체크될 필요성이 있는 샘플의 개수를 결정함에 있어 한 가지 고려할 것은 에러를 잘못 통지하는 것의 확률을 최소화하는 것이다. 예를 들어, 비디오 그래픽 프로세서(206)가 안티-앨리어싱 알고리즘을 디스플레이된 이미지 상에서 수행하기 때문에, 높은 신뢰도를 갖고 오류 없는 이미지로 판단되는 것을 보장할 수 없다.

안티-앨리어싱으로 인하여 픽셀 값의 불일치가 검출되는 30%의 확률이 존재한다고 가정할 경우, 주어진 이미지에 대하여, 불일치에 대한 3번의 연속적인 보고가 잘못된 보고라면, 올바른 이미지에 대한 잘못된 경보의 1E-17 확률을 얻기 위하여, 열(row)에서 3번의 불일치를 갖는 11 샘플의 확률은 0.3^(3x11)=0.56E-17일 것이며, 이때, 11은 허용 가능한 불일치하는 샘플의 수이다. 대신 20개의 샘플이 선 택되어 앞서 언급한 경우의 패턴으로 체크될 경우, 불일치하는 패턴을 생성하고, 무결성 체크 함수(202)에 의해 생성되는 일치하는 랜덤으로 선택된 올바른 샘플을 생성하는 비디오 그래픽 프로세서(206)의 확률은 1/(4096^20)=0.57E-72이다. 이러한 경우에 있어서, 20 샘플 중 일치하는 9개의 올바른 숫자에 대한 랜덤 확률은 1/(4096^9)*20!/9!이며, 0.21E-19와 동일하다. 이러한 결과에는 무결성 체크 함수(202)에 의해 검출되지 않는, 비디오 그래픽 프로세서(206)에 의해 생성되는 불일치되는 패턴의 확률이 고려될 수 있다. 전술한 예제를 바탕으로, 9개의 올바른 통과 기준을 갖는 20 샘플에 의해, 비디오 그래픽 프로세서(206)에 의해 상성되는 이미지의 정확도는, 1E-17보다 더 좋은 잘못된 경보 확률을 갖고, 1E-17보다 더 좋게 검출될 것이다. 전술한 예제에서 데이터 재생률이 50밀리세컨드, 또는 시간 당 72000번이기 때문에, 잘못된 에러, 또는 검출되지 않는 에러의 확률은 1E-12 보다 더 나을 것이다. 전술한 예제에서, 본 발명에 따라서, 작은 크기의 샘플을 바탕으로 한 에러 검출의 신뢰도의 실험이 이뤄지고, 비디오 그래픽 프로세서(206) 내에 다양한 필터링 알고리즘(filtering algorithm)을 적용한 상황에서의 추가적인 실험이 이뤄지나, 모든 포인트에 대한 검출이 가능한 것은 아니며, 최소한의 올바른 통과 기준을 이용하여 많은 수의 샘플이 사용될 수 있다.

본 발명의 평면 패널 디스플레이 시스템(10a)의 동작을 요약해보면, 무결성 체크 함수(202)은 항공기 데이터(214)를 수신하며, 상기 데이터의 복사본을 유지하고, 그래픽 렌더링 함수(204)에게 동일한 복사본을 제공한다. 상기 그래픽 렌더링 함수(204)은 비디오 그래픽 프로세서(206)로 명령어를 전송하여, 상기 비디오 그래 픽 프로세서(206)가 메모리(216)의 디스플레이 버퍼 내에서 이미지를 생성할 수 있다. 그래픽 렌더링 함수(204)는, 비디오 그래픽 프로세서(206)가 현재 이미지의 렌더링을 완료하는 프레임 버퍼의 어드레스를 무결성 체크 함수(202)로 전송한다. 상기 무결성 체크 함수(202)는 각각의 이미지에 대하여 픽셀의 서브셋을 생성하며, 무결성 체크 함수(202)와 비디오 그래픽 프로세서(206) 모두가 그들 각각의 픽셀의 세트를 생성하면서 실행될 때, 무결성 체크 함수(202)는 자신의 픽셀과, 비디오 그래픽 프로세서(206)가 메모리(216)로 렌더링하는 픽셀과의 비교를 수행한다. 상기 픽셀이 비디오 그래픽 프로세서(206)에 의해 렌더링되는 픽셀과 일치하면, 상기 무결성 체크 함수(202)는 디스플레이(208)로의 비디오 스트림을 계속되도록 허용한다.

앞서 언급한 바와 같이, 도 8은 본 발명의 바람직한 시스템(10a)을 도식하며, 이때, 하드웨어 비교측정기(32)가 생략되어 있다. 한편, 도 9는 도 8에서 도식된 시스템(10a)의 대안적인 실시예를 도식하며, 이때 하드웨어 비교측정기(32a)는, 무결성 체크 함수(202a)로부터 상기 비교측정기(32a)로 전송되는 이미지 픽셀의 서브셋을, 비디오 그래픽 프로세서(206)로부터의 비디오 이미지와 비교하여, 임의의 불일치를 상기 무결성 체크 함수(202a)에게 보고하기 위해 구성된다. 이러한 접근법은 도 8과 관련되어 서술된 하드웨어 비교측정기(32a)를 사용하지 않는 접근법과 대조된다.

도 11 ~ 13을 참조하여, 본 발명의 개선된 시스템(10b)이 지금부터 서술된다. 전술한 바와 같이, 상기 평면 패널 디스플레이 시스템, 즉 (FPDS: Flat Panel Display System)이 단일 프로세서 시스템(또는, 다중 프로세서 시스템)과, 무결성 체크 함수(ICF)와 그래픽 렌더링 함수(GRF)로 나누어지는 메인 기능을 갖는 VGP(Video Graphic Processor)로 구성되는 것이 바람직할 수 있다. 도 7 ~ 10의 실시예를 참조하여, 단일 프로세서 구현예에서, 상기 그래픽 렌더링 함수와 무결성 체크 함수는 동일한 프로세서에서 사용될 수 있는 반면에, 다중 프로세서 경우에서는 둘 이상의 프로세서가 모든 기능을 수행한다. 전술한 바와 같이, 임의의 경우에 있어서, 상기 무결성 체크 함수(ICF)가 비디오 그래픽 프로세서의 적정한 기능을 식별하기 위해 사용될 수 있으며, 이때 상기 비디오 그래픽 프로세서를 통해, 상기 그래픽 렌더링 함수가 디스플레이 출력 정보에 대해 명령을 내리고 이를 생성한다. 이와 관련하여, 전술한 바와 같이, 상기 비디오 그래픽 프로세서는 그래픽 렌더링 함수 명령어를 취하고, 상기 디지털 비디오 정보를 생성하여, 평면 패널 디스플레이 상에 디스플레이될 수 있도록 한다.

전술한 바와 같이, 안전이 중요한 시스템, 가령 본 발명에서, 핵심 데이터의 디스플레이에 관련된 두 가지 쟁점이 존재한다. 즉, 데이터 무결성과, 정보나 데이터의 가용성이 그것이다. 일반적으로, 전술한 바와 같이, 무결성 체크 함수는 데이터 무결성을 보장해준다. 그러나 불일치가 계속하여 검출될 경우, 상기 무결성 체크 함수는 디스플레이 정보에 잘못됐다는 표시를 할 수 있으며(flagging), 이러한 정보는 더 이상 관찰함에 있어 가용 상태가 아니고, 이는 정보 가용성에 영향을 끼친다. 도 1에 관련하여 서술된 듀얼 비행 패널 디스플레이 시스템은, 오류가 하나의 디스플레이에서 검출될 경우, 조종사가 나머지 예비 디스플레이를 사용할 수 있 도록 하는 두 개의 예비 디스플레이를 제공함으로써, 이러한 가용성 문제를 해결하고자 시도했다. 그러나 이러한 접근법은 상당한 비용과, 복잡도와, 공간 필요성에 대한 것을 시스템에 부가하며, 이것이 본 발명이 극복해야 하는 문제점이다.

도 11에서 도식된 바와 같이, 본 발명의 항공기 평면 패널 디스플레이 시스템에서의 정보, 또는 데이터의 가용성을 개선시키기 위하여, 제 1 비디오 그래픽 프로세서(300)가 고장 난 경우, 공용 평면 패널 디스플레이(304)를 이용하여, 도 12에서 도식된 바와 같은 디스플레이 이미지, 또는 도 13에서 도식된 바와 같은 디스플레이 이미지의 간략화된 서브셋을 생성하도록, 추가적인 비디오 그래픽 스로세서(제 2 비디오 그래픽 프로세서(302))가 사용될 수 있다. 예를 들어, 도 11과 도 12에서 도식된 바와 같이, 제 1 비디오 그래픽 프로세서(300)는, 높은 정확도의 비디오 이미지, 가령 대기 속도와 고도를 포함하는 EADI의 상세하게 안티-앨리어싱된 이미지와, 도 12에서 도식된 바와 같은 항공기 위치와 오버레이(overlay)를 포함하는 3차원 지형 맵을 생성하여, 이러한 이미지를 기존 종류의 비디오 스위치(308)의 하나의 입력으로 제공하는 것이 바람직하며, 이때 상기 비디오 스위치(308)의 나머지 하나의 입력은 제 2 비디오 그래픽 프로세서(302)로부터 제공받는 것이 바람직하다. 본 발명에 따라서, 제 1 비디오 그래픽 프로세서(300)가 고장 난 경우, 즉, 무결성 체크 함수(306)에 의해 불일치가 검출된 경우에서, 제어 신호가 상기 무결성 체크 함수(306)로부터 상기 비디오 스위치(308)로 제공되고, 상기 비디오 스위치(308)는 제 1 비디오 그래픽 프로세서(300)로부터의 자신의 출력을 상기 제 2 비디오 그래픽 프로세서(302)로부터의 입력으로 스위칭한다. 상기 제 2 비디오 그래 픽 프로세서(302)에 의해 제공되는 이미지가 낮은 정확도의 이미지가 아니라 동일하게 높은 정확도의 이미지인 경우에, 상기 제 2 비디오 그래픽 프로세서(300)는 안티-앨리어싱 처리하지 않고, 대기 속도와 고도 테이프를 이용하여 EADI의 단순한 선 표시와, 항공기의 위치와 방향의 단순한 표시를 생성하며(도 13 참조), 이는 고장난 제 1 비디오 그래픽 프로세서(300)에서 제공되는 이전 정보를 대신하여 공용 디스플레이 패널(304) 상에 나타나는 이러한 디스플레이를 이용하여, 승무원이 상기 항공기를 계속 조정하기에 충분한 정보를 제공할 수 있다. 따라서 제 1 비디오 그래픽 프로세서(300)에서 제공되는 디스플레이 정보의 서브셋이 제 2 비디오 그래픽 프로세서(302)에 의해 디스플레이 패널(304)로 제공되는 경우와 관련지어, 상기 제 2 비디오 그래픽 프로세서(302)는 제한된 기능, 가령, 제한된 색상 범위, 안티 앨리어싱 기능의 제한, 제한된 그래픽적 변환 기능(가령 이미지 전환과, 이미지 겹침)을 갖는 단순한 그래픽 프로세서인 것이 바람직하다. 따라서 무결성 체크 함수가 제 2 비디오 그래픽 프로세서(302)를 직접 제어함으로써, 제 1 비디오 그래픽 프로세서(300), 또는 그래픽 렌더링 함수(310)의 오류의 경우에 있어서, 시스템(10b)은 비행 핵심 데이터나 정보의 디스플레이, 가령, 항공기 고도, 또는 대기 속도, 또는 방향에 대한 단순한 표시를 계속할 수 있다. 도 11을 참조하여, '558 시스템 및 도 7 ~ 10의 시스템에 관련되어 서술된 바와 같이, 무결성 체크 함수(306)와 연계되어 비교측정기(312)가 사용될 수 있으며, 상기 비교측정기(312)는 디스플레이 비디오를 수신하기 위해 비디오 스위치(308)와, 이미지 체크 포인트를 수신하여 다양한 제어 및 데이터 신호로 변환시키기 위해 무결성 체크 함수(306) 사이에 위치하는 것이 바람직하다. 원할 경우, 제 1 비디오 그래픽 프로세서(300)와 제 2 비디오 그래픽 프로세서(302) 모두 동일한 디스플레이 기능을 갖는 것이 아니라, 하나가 다른 나머지 하나의 서브셋을 가질 수 있다. 그러나 본 발명에 따라서, 공통 오류의 가능성을 최소화하기 위해, 이러한 비디오 그래픽 프로세서(300, 302)는 서로 다른 잠재적인 오류 요소를 갖도록 선택되어질 수 있다. 예를 들어, 제 1 비디오 그래픽 프로세서와 제 2 비디오 그래픽 프로세서에 대하여 서로 다른 제조업체의 비디오 그래픽 프로세서가 선택되어질 수 있다.

'558 시스템, 또는 도 7 ~ 10의 시스템에 관련하여 서술된 무결성 체크 방법을 사용하는 것과는 다른 방법이 다음에서 서술될 것이며, 이는 생성되는 그래픽 정보의 무결성을 보장하기 위해 사용되는 것이 바람직할 수 있다. 이러한 바람직한 대안적인 무결성 체크 방법에는, 비디오 그래픽 프로세서에 의해 지속적으로 생성되는 테스트 페이지의 하나의 세트에 대한 무결성을 모니터링하는 것이 포함되며, 그 방식은 다음에서 설명된다. 일반적으로, 최초의 비디오 그래픽 프로세서 설계에 있어서의, 잘못된 이미지의 디스플레이를 초래할 수 있는 에러의 가능성이, 시스템 개발 단계에서의 엄격한 테스팅에 의해 상당히 감소할 수 있다. 이러한 엄격한 테스팅에는, 입력의 충분한 랜덤 조합이 테스팅되어 설계 무결성의 필수 레벨을 보장할 수 있는 종래의 Monte Carlo 테스트 방법이 포함될 수 있다. 본 발명에 따르는 바람직한 대안적 방법에서, 비디오 그래픽 프로세서의 변형, 또는 서브컴포넌트의 고장으로 인한 오류를 검출하기 위해, 설계 단계에서, 일련의 하나 이상의 복합적인 이미지가 생성된다. 이러한 복합적인 이미지는 비디오 그래픽 프로세서를 완전하게 실험하기 위해 선택되는 명령어의 조합을 통해 생성되는 것이 바람직하다. 이러한 설계 단계에서, 각각의 렌더링된 이미지의 복합 체크섬(checksum), 가령, CRC가 연산되는 것이 바람직하고, 무결성 체크 함수(ICF)에서 하드 코딩(hard coding)되는 것이 바람직하다. 그러므로 생성되는 그래픽 정보의 무결성을 체크하기 위해, ICF가 이미지 체크섬을 연산하여, 이를 하드 코딩된 기본 체크섬과 비교하기 위해, 상기 비디오 그래픽 프로세서는 지정된 이미지 중 하나를 렌더링 할 것을 지시받는 것이 바람직하다. 이러한 체크섬들 간의 임의의 불일치에 따라서, 상기 비디오 그래픽 프로세서의 올바른 이미지를 렌더링하는 것에 있어 오류가 발생했다고 통지되는 것이 바람직하다.

예를 들어, 요구되는 이미지를 렌더링하기 위해, OpenGL 명령어의 서브셋을 사용하는 애플리케이션이 있다고 가정하자. 상기 애플리케이션 내에서, 70개의 서로 다른 OpenGL 명령어가 호출되고, 각각의 명령어가 차례로 비디오 그래픽 프로세서 하드웨어의 부분을 실험한다. OpenGL 명령어의 대표 조합을 테스팅함으로써, 사용된 명령어의 결과에 영향을 주는 임의의 부분적인 장치 오류를 검출할 수 있다. 이러한 예에서, 10개의 복합적인 테스트 이미지가 생성된다. 각각의 명령어가 원래의 애플리케이션에서 각각의 명령어를 이용하여 사용되는 데이터 범위를 정하는 데이터를 이용하여, 각각의 테스트 이미지가 70개의 명령어를 실험한다. 개발 단계에서, 이러한 바람직한 방법에 따라, 각각의 테스트 이미지의 복합 체크섬(바람직하게는 CRC)이 연산되어, 테스트 이미지를 구성하는 명령어의 시퀀스와 함께 ICF에 저장된다. 런타임(runtime)에서, 상기 비디오 그래픽 프로세서는 메모리의 별도의 영역에서, 테스트 이미지를 렌더링하도록 명령받는다. 앞서 언급한 바와 같이, 그 후, 상기 테스트 이미지가 조사 테이블(lookup table)에서 비디오 그래픽 프로세서의 올바른 연산을 확인할 수 있도록, 상기 ICF는 각각의 테스트 이미지의 복합 체크섬을 연산하여, 이를 저장된 기대되는 복합 체크섬과 비교한다. 각각의 지정 주기, 가령, 50밀리세컨드(milliseconds) 주기에서, 상기 비디오 그래픽 프로세서가 비디오 메모리에서 원래 애플리케이션 이미지의 렌더링을 완료한 후, 상기 비디오 그래픽 프로세서는 상기 메모리의 별도의 영역에서, 상기 ICF에 의해 체크될 상기 테스트 이미지 중 하나를 렌더링할 것을 명령받는다. 이러한 바람직한 실시예에서, 순환 방식으로 다음 테스트 이미지를 사용하여, 이러한 시퀀스는 50밀리세컨드마다 반복되어, 매 500밀리세컨드마다 모든 테스트 이미지가 체크된다.

테스트 이미지 중 하나를 생성하는 그래픽 명령어의 한 예제가 다음에서 나타난다. 이러한 명령어의 세트에 의해, CRC 값, 9b7c2613을 이용하여 이미지가 렌더링된다. 상기 CRC는 그래픽 명령어의 세트와 함께, 조사 테이블에 저장되어, 이미지의 무결성을 체크하기 위해, ICF에 의해 차례로 사용되어, 비디오 그래픽 프로세서의 올바른 기능을 결정한다.

glViewPort(0,0,width,height);

glOrtho(left,right,bottom,top,near,far);

glClearColor(read,green,blue,alpha);

glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT);

/* 최대값 콜을 갖고 그려지는 그래픽*/

glPushMatrix()

glRotatef(angle,rx,ry,rz);

glTranslatef(tx,ty,tz);

glScalef(sx,sy,sz);

/* 블렌딩/안티-앨리어싱/텍스처 상태/스텐실 상태를 포함하는 테스트 단계를 호출*/

SetState(state);

foreach primative in( GL_POINTS GL_LINE_LOOP GL_LINE_STRIP GL_TRIANGLES GL_TRIANGLE_STRIP GL_TRIANGLE_FAN GL_QUADS GL_QUAD_STRIP GL_POLYGON)

glBegin(primative)

foreach vertex in verticies

glColor4f(red,green,blue,alpha);

glTexzCoord2f(s,t)

glVertex3fv(vertex);

endfor

glEnd()

endfor

glPopMatrix()

glFinish();

/*픽셀 기반 콜을 이용하여 그려진 그래픽*/

glPushMatrix()

glRatatef(angle,rx,ry,rz);

glTranslatef(tx,ty,tz);

glScalef(sx,sy,sz);

foreach image to be drawn

glRasterPos3f(x,y,z); /* 매트릭스 스택의 현재 상태를 기반으로 위치 설정 */

glBitmap(width,height,xorig,yorig,xmove,ymove,bitmap);

glWindowPos2f(pixelX,pixelY); /* 픽셀 좌표에서의 위치 설정 */

glBitmap(width,height,xorig,yorig,xmove,ymove,bitmap);

glCopyPixels(x,y,width,height,type);

glWindowPos2f(pixelX,pixelY);

glCopyPixels(x,y,width,height,type):

glDrawPixels(width,height,format,type,pixels);

glWindowPos2f(pixelX,pixelY);

glDrawPixels(width,height,format,type,pixels);

endfor

glPopMatrix()

'558 시스템 및 도 7 ~ 10의 시스템에 관련하여 서술된 바와 같이, 종래의 상업적으로 이용가능한 범용 컴퓨터 시스템 하드웨어가 본 발명의 시스템의 다양한 구성요소로서 사용될 수 있다.

Claims

개별적으로 어드레스를 가지며, 디스플레이 전체에 걸쳐 위치하며, 상기 디스플레이 상에 이미지를 생성하기 위해 활성화될 수 있는 픽셀들의 집합체로 형성된 비트맵 방식의 디스플레이 상으로의 이미징(imaging)을 위한 항공기 계기 디스플레이 시스템에 있어서, 항공기와 그 주변 환경 센서 데이터를 기반으로 하는 항공기 비행 정보가 상기 디스플레이 시스템으로 입력되며, 상기 시스템은

정보를 이미징하는 그래픽 비디오를 생성하기 위한 제 1 비디오 그래픽 프로세서로서, 연계된 잠재 오류 요소(potential failure thread)를 갖는 상기 제 1 비디오 그래픽 프로세서,

그래픽 렌더링 함수(graphic rendering function)를 제공하기 위해, 상기 제 1 비디오 그래픽 프로세서에 연결되어 있는 그래픽 렌더링 프로세서 수단(graphic rendering processor means),

상기 제 1 비디오 그래픽 프로세서의 적정 기능을 검증하는 무결성 체크 함수(integrity checking function)를 제공하기 위해, 상기 그래픽 렌더링 프로세서에 연결되어 있는 무결성 체크 프로세서 수단(integrity checking processor means)으로서, 항공기를 작동시킴에 있어서, 항공기의 승무원에 의해 사용되기 위한 목적으로 상기 제 1 비디오 그래픽 프로세서가, 상기 정보를 이미징하는 그래픽 비디오로부터 상기 항공기 비행 정보의 그래픽 표현(graphic display)을 생성하며, 상기 그래픽 표현의 무결성을 기반으로 하여 출력된 스위칭 제어 신호를 제공하는 상기 무결성 체크 프로세서 수단(integrity checking processor means),

제 1 입력과 제 2 입력과 하나의 출력을 갖는 비디오 스위치 수단(video switch means)으로서, 상기 제 1 입력은 스위칭 제어 신호를 수신 받고 이에 응답하기 위해 무결성 체크 프로세서 수단에 연결되고, 상기 제 2 입력은 정보를 이미징하는 그래픽 비디오를 수신 받기 위해 제 1 비디오 그래픽 프로세서에 연결되며, 상기 출력은 상기 스위칭 제어 신호에 응답하여 상기 디스플레이로 그래픽 표현 가능한 정보를 제공하여 상기 그래픽 표현이 제공되도록 상기 디스플레이로 연결되어 있는, 상기 비디오 스위치 수단(video switch means), 그리고

정보를 이미징하는 그래픽 비디오를 생성하기 위해, 상기 무결성 체크 프로세서 수단과 비디오 스위치 수단으로의 입력 사이에 연결되어 있는 제 2 비디오 그래픽 프로세서(secondary video graphic processor)로서, 상기 제 1 비디오 그래픽 프로세서와는 다른 잠재 오류 요인(potential failure thread)을 갖는 상기 제 2 비디오 그래픽 프로세서(secondary video graphic processor)

를 포함하며,

공통 오류를 피하고, 상기 제 1 비디오 그래픽 프로세서에 대하여 상기 무결성 체크 프로세서 수단이 불일치 상태를 검출할 때조차, 그래픽 표현을 제공하고, 핵심 디스플레이 데이터 가용상태가 유지되게 하기 위해, 상기 비디오 스위치 수단의 출력은, 상기 제어 신호에 따라, 상기 정보를 이미징하는 제 1 그래픽 비디오와 상기 정보를 이미징하는 제 2 그래픽 비디오를 스위칭하는 것을 특징으로 하는 항공기 계기 디스플레이 시스템.
제 1 항에 있어서, 상기 제 1 비디오 그래픽 프로세서에 의해 제공되는 상기 정보를 이미징하는 그래픽 비디오는 상기 제 2 비디오 그래픽 프로세서에 의해 제공되는 정보를 이미징하는 그래픽 비디오와 동일함을 특징으로 하는 항공기 계기 디스플레이 시스템.
제 1 항에 있어서, 상기 제 1 비디오 그래픽 프로세서에 의해 제공되는 상기 정보를 이미징하는 그래픽 비디오는 상기 제 2 비디오 그래픽 프로세서에 의해 제공되는 정보를 이미징하는 그래픽 비디오와 실질적으로 동일함을 특징으로 하는 항공기 계기 디스플레이 시스템.
제 1 항에 있어서, 상기 제 1 비디오 그래픽 프로세서와 제 2 비디오 그래픽 프로세서는 서로 다른 시스템 구조를 가짐을 특징으로 하는 항공기 계기 디스플레이 시스템.
제 1 항에 있어서, 상기 제 1 비디오 그래픽 프로세서와 상기 제 2 비디오 그래픽 프로세서는 서로 다른 타입(type)인 것을 특징으로 하는 항공기 계기 디스플레이 시스템.
제 1 항에 있어서, 상기 제 1 비디오 그래픽 프로세서와 제 2 비디오 그래픽 프로세서는 서로 다른 제조업체에서 생산된 프로세서임을 특징으로 하는 항공기 계기 디스플레이 시스템.
제 1 항에 있어서, 상기 제 2 비디오 그래픽 프로세서에서 생성되는 상기 정보를 이미징하는 그래픽 비디오는, 상기 제 1 비디오 그래픽 프로세서에 의해 생성되는 상기 정보를 이미징하는 그래픽 비디오의 지정된 서브-세트임을 특징으로 하는 항공기 계기 디스플레이 시스템.
제 7 항에 있어서, 상기 제 1 비디오 그래픽 프로세서에 의해 생성되는 상기 정보를 이미징하는 그래픽 비디오는 고 정밀도(high fidelity)의 정보를 이미징하는 그래픽 비디오를 포함하며, 상기 서브-세트는 저 정밀도(low fidelity)의 정보를 이미징하는 그래픽 비디오를 포함하는 것을 특징으로 하는 항공기 계기 디스플레이 시스템.
제 7 항에 있어서, 상기 제 1 비디오 그래픽 프로세서에 의해 생성되는 상기 정보를 이미징하는 그래픽 비디오는, 대기 속도(airspeed)와 고도 테이프(altitude tape)를 갖는 EADI의 안티-앨리어싱(anti aliasing) 처리된 이미지와 함께, 항공기 위치와 헤딩 오버레이(heading overlay)를 포함하는 3차원 지형 지도를 포함하는 것을 특징으로 하는 항공기 계기 디스플레이 시스템.
제 9 항에 있어서, 상기 정보를 이미징하는 비디오 그래픽의 상기 지정 서브-세트는 대기 속도(airspeed)와 고도 테이프(altitude tape)를 갖는 상기 EADI의 안티-앨리어싱 처리를 거치지 않는 단순한 선 표시와, 상기 항공기 위치와 헤딩(heading)의 단순한 표시를 포함하는 것을 특징으로 하는 항공기 계기 디스플레이 시스템.
제 1 항에 있어서, 상기 시스템은, 상기 비디오 스위치 수단로부터 데이터를 이미징하는 디스플레이 비디오를 수신하고, 상기 무결성 체크 프로세서 수단으로부터 이미지 체크 포인트 데이터를 수신하여, 상기 데이터를 이미징하는 비디오와 상기 이미지 체크 포인트 데이터를 비교하여, 그래픽으로 렌더링되는 항공기 비행 정보를 평가하여, 상기 제 1 비디오 그래픽에 의해 제공된 상기 데이터를 이미징하는 비디오가 유효하지 않을 때, 상기 무결성 체크 프로세서 수단이 상기 제어 신호를 생성하기 위하여, 상기 무결성 체크 프로세서 수단과 비디오 스위치 수단에 연결되어 있는 비교측정 프로세서(comparator processor)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 항공기 계기 디스플레이 시스템.
제 11 항에 있어서, 상기 제 1 비디오 그래픽 프로세서에 의해 제공되는 상기 정보를 이미징하는 그래픽 비디오는, 상기 제 2 비디오 그래픽 프로세서에 의해 제공되는 정보를 이미징하는 그래픽 비디오와 동일함을 특징으로 하는 항공기 계기 디스플레이 시스템.
제 11 항에 있어서, 상기 제 1 비디오 그래픽 프로세서에 의해 제공되는 상기 정보를 이미징하는 그래픽 비디오는, 상기 제 2 비디오 그래픽 프로세서에 의해 제공되는 정보를 이미징하는 그래픽 비디오와 실질적으로 동일함을 특징으로 하는 항공기 계기 디스플레이 시스템.
제 11 항에 있어서, 상기 제 1 비디오 그래픽 프로세서와 제 2 비디오 그래픽 프로세서는 서로 다른 시스템 구조를 가짐을 특징으로 하는 항공기 계기 디스플레이 시스템.
제 5 항에 있어서, 상기 시스템은, 상기 비디오 스위치 수단으로부터 데이터를 이미징하는 디스플레이 비디오를 수신하고, 상기 무결성 체크 프로세서 수단으로부터 이미지 체크 포인트 데이터를 수신하여, 상기 데이터를 이미징하는 비디오와 상기 이미지 체크 포인트 데이터를 비교하여, 그래픽으로 렌더링되는 항공기 비행 정보를 평가하여, 상기 제 1 비디오 그래픽에 의해 제공된 상기 데이터를 이미징하는 비디오가 유효하지 않을 때, 상기 무결성 체크 프로세서 수단이 상기 제어 신호를 생성하기 위하여, 상기 무결성 체크 프로세서 수단과 비디오 스위치 수단에 연결되어 있는 비교측정 프로세서(comparator processor)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 항공기 계기 디스플레이 시스템.
제 6 항에 있어서, 상기 시스템은, 상기 비디오 스위치 수단으로부터 데이터를 이미징하는 디스플레이 비디오를 수신하고, 상기 무결성 체크 프로세서 수단으로부터 이미지 체크 포인트 데이터를 수신하여, 상기 데이터를 이미징하는 비디오와 상기 이미지 체크 포인트 데이터를 비교하여, 그래픽으로 렌더링되는 항공기 비행 정보를 평가하여, 상기 제 1 비디오 그래픽에 의해 제공된 상기 데이터를 이미징하는 비디오가 유효하지 않을 때, 상기 무결성 체크 프로세서 수단이 상기 제어 신호를 생성하기 위하여, 상기 무결성 체크 프로세서 수단과 비디오 스위치 수단에 연결되어 있는 비교측정 프로세서(comparator processor)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 항공기 계기 디스플레이 시스템.
제 7 항에 있어서, 상기 시스템은, 상기 비디오 스위치 수단으로부터 데이터를 이미징하는 디스플레이 비디오를 수신하고, 상기 무결성 체크 프로세서 수단으로부터 이미지 체크 포인트 데이터를 수신하여, 상기 데이터를 이미징하는 비디오와 상기 이미지 체크 포인트 데이터를 비교하여, 그래픽으로 렌더링되는 항공기 비행 정보를 평가하여, 상기 제 1 비디오 그래픽에 의해 제공된 상기 데이터를 이미징하는 비디오가 유효하지 않을 때, 상기 무결성 체크 프로세서 수단이 상기 제어 신호를 생성하기 위하여, 상기 무결성 체크 프로세서 수단과 비디오 스위치 수단에 연결되어 있는 비교측정 프로세서(comparator processor)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 항공기 계기 디스플레이 시스템.
제 8 항에 있어서, 상기 시스템은, 상기 비디오 스위치 수단으로부터 데이터를 이미징하는 디스플레이 비디오를 수신하고, 상기 무결성 체크 프로세서 수단으로부터 이미지 체크 포인트 데이터를 수신하여, 상기 데이터를 이미징하는 비디오와 상기 이미지 체크 포인트 데이터를 비교하여, 그래픽으로 렌더링되는 항공기 비행 정보를 평가하여, 상기 제 1 비디오 그래픽에 의해 제공된 상기 데이터를 이미징하는 비디오가 유효하지 않을 때, 상기 무결성 체크 프로세서 수단이 상기 제어 신호를 생성하기 위하여, 상기 무결성 체크 프로세서 수단과 비디오 스위치 수단에 연결되어 있는 비교측정 프로세서(comparator processor)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 항공기 계기 디스플레이 시스템.
개별적으로 어드레스를 가지며, 디스플레이 전체에 걸쳐 위치하며, 상기 디스플레이 상에 이미지를 생성하기 위해 활성화될 수 있는 픽셀들의 집합체로 형성된 비트맵 방식의 디스플레이 상으로의 이미징(imaging)을 위한 항공기 계기 디스플레이 시스템에 있어서, 항공기와 그 주변 환경 센서 데이터를 기반으로 하는 항공기 비행 정보가 상기 디스플레이 시스템으로 입력되며, 상기 시스템은

하나의 비디오 그래픽 프로세서(a video graphic processor),

무결성 체크 함수(integrity checking function)와 그래픽 렌더링 함수(graphic rendering function)를 제공하기 위해 상기 비디오 그래픽 프로세서에 연결되어 있는 프로세서 수단(processor mean)으로서, 상기 무결성 체크 함수는 렌더링될 수 있는 각각의 그래픽 이미지의 지정 이미지에 대한 복합 체크섬(checksum)을 기준(baseline)으로서 저장하기 위한 수단을 포함하는 상기 프로세서 수단(processor mean),

저장된 상기 지정 이미지 중 하나 이상을 렌더링할 것을, 상기 비디오 그래픽 프로세서에게 지시하기 위한 수단으로서, 상기 무결성 체크 함수가 상기 렌더링된 이미지에 대하여 이미지 체크섬을 계산하여 상기 이미지에 대응하는 저장된 복합 체크섬과 비교하여 상기 기준으로부터 일탈되는지 여부를 판단하기 위한 수단을 포함하는 상기 지시 수단,

상기 일탈을 상기 비디오 그래픽 프로세서에 의한 올바른 이미지 렌더링의 오류라고 통지하는 수단

을 포함하는 것을 특징으로 하는 항공기 계기 디스플레이 시스템.
제 19 항에 있어서, 상기 프로세서 수단은 개별 무결성 체크 함수와 그래픽 렌더링 함수 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 항공기 계기 디스플레이 시스템.
제 19 항에 있어서, 상기 프로세서 수단은 공통 무결성 체크 함수와 그래픽 렌더링 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 항공기 계기 디스플레이 시스템.
제 19 항에 있어서, 상기 복합 체크섬은 CRC를 포함하는 것을 특징으로 하는 항공기 계기 디스플레이 시스템.
제 22 항에 있어서, 상기 프로세서 수단은 개별 무결성 체크 함수와 그래픽 렌더링 함수 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 항공기 계기 디스플레이 시스템.
제 22 항에 있어서, 상기 프로세서 수단은 공통 무결성 체크 함수와 그래픽 렌더링 수단을 포함함을 특징으로 하는 항공기 계기 디스플레이 시스템.