KR20190089590A

KR20190089590A - 임무컴퓨터 장치 및 그 이중화 방법

Info

Publication number: KR20190089590A
Application number: KR1020180008329A
Authority: KR
Inventors: 김진복
Original assignee: 한국항공우주산업 주식회사
Priority date: 2018-01-23
Filing date: 2018-01-23
Publication date: 2019-07-31
Also published as: KR102083988B1

Abstract

본 발명은 임무컴퓨터 장치 및 그 이중화 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 NTB기술을 적용하여 1대의 MC형상으로 기존 2 대의 기능을 담당할 수 있도록 하는 임무컴퓨터 장치 및 그 이중화 방법에 관한 것이다.
본 발명의 일실시예에 따른 임무컴퓨터 장치는 연산 처리를 수행하고, 정상 동작 상태가 아닌 경우에 비정상 상태임을 알리는 신호를 제2임무컴퓨터로 전송하는 제1처리부와, 상기 제1처리부에 연결되어, 시현, 제어, 또는 I/O를 수행하는 제2처리부를 포함하여 구성되고, 마스터 임무컴퓨터로 동작하는 제1임무컴퓨터; 및 대기상태에서 제1처리부가 전송한 비정상 상태 신호를 수신하는 경우 활성상태로 전환하여 제1처리부의 기능을 수행하는 제3처리부를 포함하여 구성되고, 슬레이브 임무컴퓨터로 동작하는 제2임무컴퓨터;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

Description

임무컴퓨터 장치 및 그 이중화 방법 {Mission Computer and the duplication method}

본 발명은 임무컴퓨터 장치 및 그 이중화 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 종래의 항공기에 탑재되는 MC(임무컴퓨터)는 전투기 임무 요구기능에 따라 Back Up을 위해 2 대가 탑재되는 경우가 있는데, 이럴 경우 동일한 형상의 MC가 설계되어 요구기능을 충족하도록 하지만, 본 발명은 NTB기술을 적용하여 1대의 MC형상으로 기존 2 대의 기능을 담당할 수 있도록 하는 임무컴퓨터 장치 및 그 이중화 방법에 관한 것이다.

항공기에는 각기 고유한 임무를 수행하는 항공전자장비가 탑재되는데, 그 중 임무 컴퓨터(MC, Mission Computer)는 항전 시스템의 핵심 장비로써 항공전자장비의 중추적인 역할을 한다. 임무 컴퓨터는 항공기 조종사에게 운항, 임무 및 항전에 필요한 필수 정보를 제공하는 관문이라는 점에서 고도의 신뢰성 또한 요구되는 장비 중의 하나이다. 항공기에 단일 또는 복수의 임무 컴퓨터를 이용하여 항공기를 중앙 제어하도록 실제 적용되고 있다. 또한, 임무 컴퓨터를 구성하는 프로세서는 기능적으로 단일 컴퓨터 내에 단일 목적의 단일 프로세스로 설계되는데, 이 경우에 컴퓨터의 설계가 단순하여 개발 기간이 단축되고 결과적으로 개발 비용이 절감되는 장점이 있지만, 시스템 구동 중 하나의 프로세서 모듈에서 결함이 발생하는 경우 해당 프로세스는 물론 전체 시스템상에 문제를 야기시켜 결국 시스템 운용이 어려워지는 상황에 빠지게 된다.

이에 대한 대책으로 다중 컴퓨팅 기법을 통한 일종의 백업(Backup) 시스템을 구성하여 시스템의 안정성을 높이는 방법을 취하고 있고, 이는 물리적으로 공간상의 제약을 덜 받는 시스템 설계가 가능한 조건에서는 동일한 컴퓨터의 이중 설계를 통하여 하나의 컴퓨터 고장 시 여분의 컴퓨터가 이를 대체함으로써 안전 필수 시스템(Safety Critical System)을 구성하여 시스템의 안정성을 높이게 된다.

도 1은 항공기에 탑재된 MC의 외부 연결 구성도를 도시한 것이다. 도 1에서 보듯이, 항공기(10000)에서 임무컴퓨터(1000)는 항공 외부영상을 수집하는 센서 비디오 서브 시스템(2000), 조종사의 임수 수행에 필요한 영상 또는 데이터를 표시하는 시현장치(3000), 무장 관리하는 무장 서브시스템(4000), 및 항전장비 및 기타 계통(5000)을 통합하여 제어한다. 도 1에서 보듯이, 임무컴퓨터(1000)는 복수의 항공기 내부의 서브 시스템(2000,3000,4000,5000)을 통합 시, 각 서브 시스템에 대한 임무컴퓨터의 컨트롤러는 기본/보조(primary /secondary) 동작 모드로 부하를 분담하여 운영되며, 시스템 결함에 따른 비상 시, 신속한 제어모드 전환 및 백업 동작이 이루어지도록 한다.

도 2는 2대 MC 내부/외부 연결 구성도를 도시한 것이다. 도 2에서 보듯이, 임무컴퓨터 장치는 MC1(100)과 MC2(200)로 구성된다. 임무컴퓨터 장치는 두 개의 임무컴퓨터(MC1(100)과 MC2(200))를 포함하여, 마스터와 슬레이브로 구분되어 동작한다. 마스터 임무컴퓨터가 모든 시스템 기능을 수행하고, 나머지 슬레이브 임무컴퓨터는 대기(Standby) 상태를 유지하다가 마스터 임무컴퓨터의 동작 결함이 발생하여, 기능 수행이 불가능할 경우, 슬레이브 임무컴퓨터가 상기 마스터 임무컴퓨터의 기능을 전달받아 대신 수행하게 된다.

MC1(100)은 메인 프로세서 기능을 하는 SBC1(Single Board Computer)(110), 모듈간 통신을 제공하는 스위칭 모듈인 switch(120), 전방 상향 시현기 기능을 제어하는 HDM(HUD Display Module)(130), 비디오 신호를 시현화면에 적절하게 제어기능 하는 VPM(Video Processing Module)(140), 외부 서브 시스템과 입출력 기능을 하는 IOM(In/Output Module)(150), 다기능 시현기 기능을 제어하는 MDM(MFD Display Module)(160)를 포함하여 구성될 수 있다. HUD(Head-up Display)는 전방 상향 시현기를 의미하고, MFD(Multi-Function Display)는 다기능 시현기를 의미한다.

MC2(200)도 MC1(100)과 동일한 구성을 가진다. MC2(200)은 SBC2(Single Board Computer)(210), switch(220), HDM(HUD Display Module)(230), VPM(Video Processing Module)(240), IOM(In/Output Module)(250), MDM(MFD Display Module)(260)를 포함하여 구성될 수 있다. SBC2(210), switch(220), HDM(230), VPM(240), IOM(250), MDM(260)의 기능은 SBC1(110), switch(120), HDM(130), VPM(140), IOM(150), MDM(160)과 동일하다.

도 3은 2대 MC의 실장도의 일예를 도시한 것이다. 도 3에서 보듯이, MC1(100)의 박스(box) 내부에 SBC1(110), HDM(130), VPM(140), IOM(150), MDM(160) 보드가 장착되고, MC2(200)의 박스 내부에 SBC2(210), HDM(230), VPM(240), IOM(250), MDM(260) 보드가 장착된다. MC1(100)과 MC2(200)간 헬스 모니터링을 위한 통신을 수행한다. MC1(100)과 MC2(200)간 통신을 위해 RS-422 등의 직렬 인터페이스가 사용될 수 있다.

상기에서 살펴본 바와 같이 일반적으로 주요 항전장비는 결함을 대비하여 Backup을 위해 2대(이중화) 개념을 적용하여 1Box(물리적/전기적 내부분리) 또는 2Box 형상으로 설계되는 경우가 일반적이다. MC(임무컴퓨터)의 2Box 경우 내부 모듈간 PCI 또는 PCI Express로 통신하고 MC 상호간 Health 신호 모니터링으로 상태를 확인한다. 이때 신호의 이상상태가 감지되어 MC1 결함으로 판별 시, MC2가 Backup하는 원리를 이용한다.

임무컴퓨터가 이중화 됨에 의해 개발 기간과 비용이 상대적으로 늘어나고 또한 공간상의 제약을 받거나 중량과 같은 물리적인 요건을 만족시킬 수 없는 경우에는 단일 목적의 컴퓨터를 다중 설계하고 이를 운용하는 것은 많은 제약이 발생하게 되며, 또한 단일 목적의 컴퓨터와 동일한 컴퓨터를 다중 설계하는 것은 시스템 복잡도가 상대적으로 높아질 수밖에 없는 문제가 있다. 따라서 안전을 위해 임무컴퓨터가 조종사의 안전 임무수행에 필요한 모듈들(SBC, MDM 등)은 이중화하면서도 조종사의 안전 임무수행에 중요하지 않은 모듈들(VPM. IOM, HUD 등)은 이중화를 하지 않고 입출력 자원을 공유하여 사용하여 효율적인 리던던시(Redundancy) 방안을 강구할 필요가 있다.

한국등록특허공보 제10-1145588호 "이중 그래픽 프로세서 모듈을 가진 임무 컴퓨터 시스템"

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, NTB기술을 적용하여 1대의 MC형상으로 기존 2 대의 기능을 담당할 수 있도록 하는 임무컴퓨터 장치 및 그 이중화 방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

그러나 본 발명의 목적은 상기에 언급된 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명의 일실시예에 따른 임무컴퓨터 장치는 연산 처리를 수행하고, 정상 동작 상태가 아닌 경우에 비정상 상태임을 알리는 신호를 제2임무컴퓨터로 전송하는 제1처리부와, 상기 제1처리부에 연결되어, 시현, 제어, 또는 I/O를 수행하는 제2처리부를 포함하여 구성되고, 마스터 임무컴퓨터로 동작하는 제1임무컴퓨터 및 대기상태에서 제1처리부가 전송한 비정상 상태 신호를 수신하는 경우 활성상태로 전환하여 제1처리부의 기능을 수행하는 제3처리부를 포함하여 구성되고, 슬레이브 임무컴퓨터로 동작하는 제2임무컴퓨터를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 제1처리부는 임무 컴퓨터 내부 모듈의 점검, 확인 및 제어를 하여 시스템 전체를 관장하는 제1프로세서 모듈; 및 다기능 시현기를 제어하고, 제1임무컴퓨터의 비정상 동작 상태임을 알리는 신호를 제2임무컴퓨터로 전송하는 제1MFD제어 모듈;을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 제2처리부는 전방 상향 시현기(HUD)에 표시하고자 하는 그래픽에 대한 명령어를 생성하고 이를 HUD로 전달하여 시현되도록 하는 HUD제어모듈; 다기능 시현기로 영상 신호를 전달하여 시현되도록 하는 비디오 프로세싱 및 그래픽 프로세서 모듈; 및 외부 서브 시스템과 입출력 기능을 수행하는 입출력모듈; 중 어느 하나 이상을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 제3처리부는 다기능 시현기 제어를 수행하고, 제1임무컴퓨터의 비정상 동작 상태임을 알리는 신호를 수신하여 제3처리부를 대기상태에서 활성상태로 전환시키고 제3처리부가 NTB(non-transparent bridge)를 이용하여 제2처리부에 연결되어 제1처리부의 기능을 수행하도록 제어하는 제2MFD제어모듈; 및 제3처리부가 대기상태에서 활성상태로 전환되는 경우, 임무 컴퓨터 내부 모듈의 점검, 확인 및 제어를 하여 시스템 전체를 관장하는 제2프로세서모듈;을 포함하여 구성되고, 상기 제3처리부는 활성상태로 전환되는 경우 제1임무컴퓨터에 포함된 NTB(non-transparent bridge)를 이용하여 제1임무컴퓨터의 제2처리부에 연결되고, 제1처리부의 기능을 수행하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 제3처리부는 상기 제3처리부가 활성상태로 전환되는 경우, 제1임무컴퓨터의 제1NTB와 제2임무컴퓨터의 제2NTB가 서로 연결되고, 상기 제1NTB와 제2NTB를 통하여 제2임무컴퓨터의 제3처리부가 제1임무컴퓨터의 제2처리부와 연결되어 제2처리부가 시현, 제어, 또는 I/O를 수행하도록 제어하며, 상기 제1NTB와 제2NTB는 자신이 속한 임무컴퓨터 내부 모듈들로부터 수신하는 데이터를 상대 임무컴퓨터의 NTB로 전송할 때 메모리 어드레스 변환, 또는 패킷 포맷 변환을 수행하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 제1프로세서모듈은 제1처리부, 제2처리부 및 임무 컴퓨터 외부의 항공 전자 장비들을 제어하기 위해 임무 컴퓨터 장치에서 실행되는 비행 운용 프로그램인 OFP(Operational Flight Program) 명령어에 대한 연산 처리를 수행하고, 상기 제2처리부의 입출력모듈과 연결되어, 상기 입출력모듈을 통해 임무 컴퓨터 시스템 외부의 항공 전자 장비와 데이터 통신하여 각종 항공 전자 장비의 상태(Status)나 모드(Mode) 정보를 확인하거나 제어하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 제1MFD제어모듈은 제1임무컴퓨터의 동작 신호에 따라 제어 모드를 활성상태에서 대기상태로 전환시키는 제1모드설정수단; 및 상기 제1모드설정수단과 연결되어, 제1임무컴퓨터의 동작 정보를 수집하여, 동작 정상 여부에 관한 신호를 발생시켜, 제2임무컴퓨터에 전달하는 신호발생수단;을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 제2프로세서모듈은 제2처리부 및 임무 컴퓨터 외부의 항공 전자 장비들을 제어하기 위해 임무 컴퓨터 장치에서 실행되는 비행 운용 프로그램인 OFP(Operational Flight Program) 명령어에 대한 연산 처리를 수행하고, 상기 제2처리부의 입출력모듈과 연결되어, 상기 입출력모듈을 통해 임무 컴퓨터 시스템 외부의 항공 전자 장비와 데이터 통신하여 각종 항공 전자 장비의 상태(Status)나 모드(Mode) 정보를 확인하거나 제어하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 제2MFD제어모듈은 제1임무컴퓨터로부터 전달된 동작 신호를 감지하여, 제1임무컴퓨터의 동작 정상 여부를 판단하는 외부감지수단; 제2임무컴퓨터의 동작 정상 여부에 관한 신호를 발생시켜, 제2모드설정수단에 전달하는 자체감지수단; 상기 외부감지수단과 연결되어, 제1임무컴퓨터의 동작 정상 여부 판단 결과를 수신하고, 자체감지수단이 전달하는 제2임무컴퓨터의 동작 정상 여부 신호를 수신하고, 제어 모드를 대기상태에서 활성상태로 전환시키는 제2모드설정수단; 및 상기 제2모드설정수단과 연결되어, 내부 처리 데이터를 제1임무컴퓨터와 동일한 데이터 처리 사이클로 동기화시키는 동기화수단;을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 제2모드설정수단은 수신한 제1임무컴퓨터의 동작 정상 여부 판단 결과가 비정상 동작 상태임을 알리는 신호이고, 자체감지수단이 전달하는 제2임무컴퓨터의 동작 정상 여부 신호가 정상 동작 상태임을 알리는 신호인 경우에 제2임무컴퓨터의 제어 모드를 대기상태에서 활성상태로 전환하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 일실시예에 따른 임무컴퓨터 장치의 이중화방법은 제1임무컴퓨터가 마스터 임무컴퓨터로 동작하고, 제1처리부가 연산 처리를 수행하고, 정상 동작 상태 여부를 확인하며, 제2처리부가 상기 제1처리부에 연결되어, 시현, 제어, 또는 I/O를 수행하는 제1임무컴퓨터구동단계; 제1처리부가 정상 동작 상태가 아닌 경우에 비정상 상태임을 알리는 신호를 제2임무컴퓨터로 전송하고, 제2임무컴퓨터는 비정상 상태를 알리는 신호를 수신하는지 판단하는 헬스모니터링단계; 및 제2임무컴퓨터가 슬레이브 임무컴퓨터로 동작하고, 제3처리부는 제1처리부가 전송한 비정상 상태 신호를 수신하는 경우 대기상태에서 활성상태로 전환하여 제1처리부의 기능을 수행하도록 제2처리부를 제어하는 제2임무컴퓨터구동단계;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 제1임무컴퓨터구동단계는 상기 제1처리부의 제1프로세서모듈이 임무 컴퓨터 내부 모듈의 점검, 확인 및 제어를 하여 시스템 전체를 관장하는 과정; 및 상기 제1처리부의 제1MFD제어모듈이 다기능 시현기를 제어하고, 제1임무컴퓨터의 정상 동작 상태 여부를 확인하는 과정;을 포함하고, 상기 제2처리부의 HUD제어모듈이 전방 상향 시현기(HUD)에 표시하고자 하는 그래픽에 대한 명령어를 생성하고 이를 HUD로 전달하여 시현되도록 하는 과정, 비디오프로세서모듈이 다기능 시현기로 영상 신호를 전달하여 시현되도록 하는 과정, 및 상기 제2처리부의 입출력모듈이 외부 서브 시스템과 입출력 기능을 수행하는 과정 중 어느 하나 이상을 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 헬스모니터링단계는 제1임무컴퓨터의 정상 동작 상태 여부 확인 결과 비정상 동작 상태인 경우 비정상 동작상태임을 알리는 신호를 제2임무컴퓨터로 전송하는 과정; 및 제2임무컴퓨터가 비정상 상태를 알리는 신호를 수신하는지 판단하는 과정;을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 제2임무컴퓨터구동단계는 상기 제3처리부의 제2MFD제어모듈이 제1임무컴퓨터의 비정상 동작 상태임을 알리는 신호를 수신하여 제3처리부를 대기상태에서 활성상태로 전환시키는 과정; 상기 제3처리부가 활성상태로 전환되는 경우 제1임무컴퓨터에 포함된 NTB(non-transparent bridge)를 이용하여 제1임무컴퓨터의 제2처리부에 연결되고, 제1처리부의 기능을 수행하는 과정; 상기 제3처리부의 제2MFD제어모듈이 다기능 시현기 제어를 수행하는 과정; 및 제3처리부가 대기상태에서 활성상태로 전환되는 경우, 제2프로세서모듈이 임무 컴퓨터 내부 모듈의 점검, 확인 및 제어를 하여 시스템 전체를 관장하는 과정;을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 제2임무컴퓨터구동단계는 상기 제3처리부가 활성상태로 전환되는 경우, 제1임무컴퓨터의 제1NTB와 제2임무컴퓨터의 제2NTB가 서로 연결되고, 상기 제1NTB와 제2NTB를 통하여 제2임무컴퓨터의 제3처리부가 제1임무컴퓨터의 제2처리부와 연결되어 제2처리부가 시현, 제어, 또는 I/O를 수행하도록 제어하는 과정; 및 상기 제1NTB와 제2NTB는 자신이 속한 임무컴퓨터 내부 모듈들로부터 수신하는 데이터를 상대 임무컴퓨터의 NTB로 전송할 때 메모리 어드레스 변환, 또는 패킷 포맷 변환을 수행하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 제1처리부의 제1프로세서모듈이 임무 컴퓨터 내부 모듈의 점검, 확인 및 제어를 하여 시스템 전체를 관장하는 과정은 상기 제1프로세서모듈이 제1처리부, 제2처리부 및 임무 컴퓨터 외부의 항공 전자 장비들을 제어하기 위해 임무 컴퓨터 장치에서 실행되는 비행 운용 프로그램인 OFP(Operational Flight Program) 명령어에 대한 연산 처리를 수행하고, 상기 제2처리부의 입출력모듈과 연결되어, 상기 입출력모듈을 통해 임무 컴퓨터 시스템 외부의 항공 전자 장비와 데이터 통신하여 각종 항공 전자 장비의 상태(Status)나 모드(Mode) 정보를 확인하거나 제어하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 제1처리부의 제1MFD제어모듈이 다기능 시현기를 제어하고, 제1임무컴퓨터의 정상 동작 상태 여부를 확인하는 과정은 상기 제1MFD제어모듈의 제1모드설정수단이 제1임무컴퓨터의 동작 신호에 따라 제어 모드를 활성상태에서 대기상태로 전환시키는 과정; 및 상기 제1MFD제어모듈의 신호발생수단이 상기 제1모드설정수단과 연결되어, 제1임무컴퓨터의 동작 정보를 수집하여, 동작 정상 여부에 관한 신호를 발생시켜, 제2임무컴퓨터에 전달하는 과정;을 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 제3처리부가 대기상태에서 활성상태로 전환되는 경우, 제2프로세서모듈이 임무 컴퓨터 내부 모듈의 점검, 확인 및 제어를 하여 시스템 전체를 관장하는 과정은 상기 제2프로세서모듈이 제2처리부 및 임무 컴퓨터 외부의 항공 전자 장비들을 제어하기 위해 임무 컴퓨터 장치에서 실행되는 비행 운용 프로그램인 OFP(Operational Flight Program) 명령어에 대한 연산 처리를 수행하고, 상기 제2처리부의 입출력모듈과 연결되어, 상기 입출력모듈을 통해 임무 컴퓨터 시스템 외부의 항공 전자 장비와 데이터 통신하여 각종 항공 전자 장비의 상태(Status)나 모드(Mode) 정보를 확인하거나 제어하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 제3처리부의 제2MFD제어모듈이 제1임무컴퓨터의 비정상 동작 상태임을 알리는 신호를 수신하여 제3처리부를 대기상태에서 활성상태로 전환시키는 과정은 상기 제2MFD제어모듈의 외부감지수단이 제1임무컴퓨터로부터 전달된 동작 신호를 감지하여, 제1임무컴퓨터의 동작 정상 여부를 판단하는 과정; 자체감지수단이 제2임무컴퓨터의 동작 정상 여부에 관한 신호를 발생시켜, 제2모드설정수단에 전달하는 과정; 제2모드설정수단이 상기 외부감지수단과 연결되어, 제1임무컴퓨터의 동작 정상 여부 판단 결과를 수신하고, 자체감지수단이 전달하는 제2임무컴퓨터의 동작 정상 여부 신호를 수신하고, 제어 모드를 대기상태에서 활성상태로 전환시키는 과정; 및 동기화수단이 상기 제2모드설정수단과 연결되어, 내부 처리 데이터를 제1임무컴퓨터와 동일한 데이터 처리 사이클로 동기화시키는 과정;을 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 활성상태로 전환시키는 과정은 상기 제2모드설정수단이 수신한 제1임무컴퓨터의 동작 정상 여부 판단 결과가 비정상 동작 상태임을 알리는 신호이고, 자체감지수단이 전달하는 제2임무컴퓨터의 동작 정상 여부 신호가 정상 동작 상태임을 알리는 신호인 경우에 제2임무컴퓨터의 제어 모드를 대기상태에서 활성상태로 전환하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 일실시예에 따른 컴퓨터로 판독 가능한 기록매체는 상기 임무컴퓨터 장치의 이중화방법을 실행하는 프로그램을 기록한 것을 특징으로 한다.

이상에서 설명한 바와 같이, 일반적으로 주요 장비에 대한 이중화는 동일형상 2대, 1대에 동일한 모듈을 장착하여 복잡한 소프트웨어와 인터페이스로 개발 비용과 개발시간을 많이 투입하고 유연성이 상대적으로 부족한 반면에 본 발명은 NTB를 응용한 MC 이중화로 비용, 시간, 정비성 등에서 상당한 효과가 있다.

본 발명은 NTB 기술을 응용하며 기존 MC에 비하여 장착 모듈을 줄일 수 있고, 이중화가 요구되는 개별 모듈별로 Backup 응용설계가 Flexible하다. 예를 들어, MC1과 MC2는 서로 분리되어 있지만 MC1에 있는 프로세서(SBC) 결함 발생시, MC2의 프로세서(SBC)가 MC1의 기능을 동일하게 할 수 있고 입출력(Endpoint) 자원을 공유하여 사용할 수 있어 효율적인 Redundancy 방안을 제공한다.

도 1은 항공기에 탑재된 MC의 외부 연결 구성도를 도시한 것이다.
도 2는 2대 MC 내부/외부 연결 구성도를 도시한 것이다.
도 3은 2대 MC의 실장도의 일예를 도시한 것이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 항공기에 탑재된 MC의 외부 연결 구성도를 도시한 것이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 임무컴퓨터 장치의 내부/외부 연결 구성도를 도시한 것이다.
도 6은 모니터링수단을 더 포함한 MDM의 구성도를 도시한 것이다.
도 7은 모니터링수단을 더 포함한 MDM의 다른 구성도를 도시한 것이다.
도 8은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 MC 이중화 형상 외부 연결 구성도를 도시한 것이다.
도 9는 MC 내부 모듈의 실장도의 일예를 도시한 것이다.
도 10은 SBC와 주변 모듈들간 연결을 위한 스위칭의 일예를 도시한 것이다.
도 11은 SBC와 주변 모듈들간 연결을 위한 스위칭의 다른 일예를 도시한 것이다.
도 12는 SBC와 주변 모듈들간 NTB 연결을 위한 구성도를 도시한 것이다.
도 13은 NTB 주소 변환을 위한 메모리 구성도를 도시한 것이다.
도 14는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 1대 MC 내 연결 구성도를 도시한 것이다.
도 15는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 임무컴퓨터의 이중화방법을 도시한 것이다.

본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "구성된다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

본 발명의 임무컴퓨터 장치는 Non Transparent Bridge(NTB) 기술을 응용하며 기존 MC에 비하여 장착 모듈을 줄일 수 있고, 이중화가 요구되는 개별 모듈별로 백업 응용설계가 유연하다. 예를 들어, MC1과 MC2는 서로 분리되어 있지만 MC1에 있는 프로세서(SBC)의 결함 발생시, MC2의 프로세서(SBC)가 MC1의 기능을 동일하게 할 수 있고, HDM, VPM, IOM 등의 입출력(Endpoint) 자원을 공유하여 사용할 수 있어 효율적인 Redundancy 방안을 제공한다. 또한 본 발명의 임무컴퓨터 장치는 Non Transparent Bridge(NTB)를 적용하여, 두개의 HOST 또는 Memory 영역을 분리하여 HOST와 Secondary HOST사이에 데이터 및 상태(status)를 교환하도록 구성한다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 항공기에 탑재된 MC의 외부 연결 구성도를 도시한 것이다. 도 4에서 보듯이, 항공기(10000)에서 임무컴퓨터(1000)는 항공 영상을 수집하는 센서 비디오 서브 시스템(2000), 조종사의 임수 수행에 필요한 영상 또는 데이터를 표시하는 시현장치(3000), 무기를 장착한 무장 서브시스템(4000), 및 항전장비 및 기타 계통(5000)을 통합하여 제어한다. 도 4에서 보듯이, 임무컴퓨터(1000)는 복수의 항공기 내부의 서브 시스템(2000,3000,4000,5000)을 통합 시, 각 서브 시스템에 대한 임무컴퓨터의 컨트롤러는 기본/보조(primary /secondary) 동작 모드로 부하를 분담하여 운영되며, 시스템 결함에 따른 비상 시, 신속한 제어모드 전환 및 백업 동작이 이루어지도록 한다. 도 1과 비교하여 임무컴퓨터(1000)를 제외하고는 구성이 동일하다. 임무컴퓨터(1000)는 도 1에서는 동일한 형상의 MC1과 MC2가 사용되었으나, 도 4에서는 MC1의 구성 모듈의 수가 MC2의 구성 모듈의 수 보다 많도록 한다. 즉, MC1에는 종래와 같이 조종사의 안전 임무수행에 필요한 모듈들(SBC, MDM 등)과 조종사의 안전 임무수행에 중요하지 않은 모듈들(VPM. IOM, HUD 등)을 모두 포함하여 구성하고, MC2에는 조종사의 안전 임무수행에 필요한 모듈들(SBC, MDM 등)만 포함하여 구성한다. 이를 통해 임무컴퓨터를 이중화하면서도 조종사의 안전 임무수행에 중요하지 않은 모듈들(VPM. IOM, HUD 등)은 이중화를 하지 않고 입출력 자원을 공유하여 사용하여 효율적인 리던던시(Redundancy)를 제공한다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 임무컴퓨터 장치의 내부/외부 연결 구성도를 도시한 것이다. 도 5에서 보듯이, 본 발명의 일실시예에 따른 임무컴퓨터 장치는 연산 처리를 수행하고, 정상 동작 상태가 아닌 경우에 비정상 상태임을 알리는 신호를 제2임무컴퓨터로 전송하는 제1처리부와, 상기 제1처리부에 연결되어, 시현, 제어, 또는 I/O를 수행하는 제2처리부를 포함하여 구성되고, 마스터 임무컴퓨터로 동작하는 제1임무컴퓨터(100); 및 대기상태에서 제1처리부가 전송한 비정상 상태 신호를 수신하는 경우 활성상태로 전환하여 제1처리부의 기능을 수행하는 제3처리부를 포함하여 구성되고, 슬레이브 임무컴퓨터로 동작하는 제2임무컴퓨터(200);를 포함하여 구성될 수 있다.

임무컴퓨터 장치(1000)는 MC1(100)과 MC2(200)로 구성되고, MC(임무컴퓨터)들 각각은 안전 관련 부분인 연산 처리, 또는 제어를 수행하는 모듈들을 포함하는 제1처리부(SBC, MDM)와 안전과 무관한 부분인 시현, 제어, 또는 I/O를 수행하는 모듈들을 포함하는 제2 처리부(HDM, VPM, IOM)를 포함하여 구성되고, 제2처리부 내 모듈들은 이중화를 하지 않고, 제1처리부 내 모듈들이 서로 공유하도록 한다. 공유를 위해 MC들간 NTB로 연결하고, MC1의 안전 레벨(safety Level)을 측정하여 MC1의 제1처리부의 모듈들에 대한 기 설정된 안전 레벨(복수의 안전 레벨(1에서 5까지)을 정하고, MC1의 상태가 기 설정된 레벨을 초과하여 정상 상태를 벗어난 것으로 판단하는 경우, MC1의 제1 처리부를 대체하여 MC2의 제1처리부(MC1의 제1처리부와 구분을 위해 제3처리부라고 부름)가 MC1의 제2처리부를 제어하여, MC1의 제2처리부를 MC1과 MC2의 제1 처리부가 공유하도록 구성된다. 가령, 안전 레벨은 조종사의 안전 임무수행에 필요한 모듈들이 고장나는 경우에는 안전 레벨이 많이 떨어지고, 안전 임무수행에 무관한 모듈들이 고장나는 경우에는 안전 레벨이 약간만 떨어지는 것으로 정할 수 있다. MC의 정상 상태 여부는 안전 레벨에 대해 Health 신호를 MC들 간에 서로 주고 받아서 판단하게 된다.

도 5에서 보듯이, 임무컴퓨터 장치는 두 개의 임무컴퓨터(MC1(100)과 MC2(200))를 포함하며, MC1(100)과 MC2(200)는 마스터와 슬레이브로 구분되어 동작한다. MC1(100)는 마스터 임무컴퓨터로서 모든 시스템 기능을 수행하고, MC2(200)가 슬레이브 임무컴퓨터로서 대기(Standby) 상태를 유지하다가 마스터 임무컴퓨터의 동작 결함이 발생하여, 기능 수행이 불가능할 경우, 슬레이브 임무컴퓨터가 상기 마스터 임무컴퓨터의 기능을 전달받아 대신 수행하게 된다.

도 5에서 보듯이, MC1(100)은 상기 제1처리부와 상기 제2처리부를 포함한다. 상기 제1처리부는 임무 컴퓨터 내부 모듈의 점검, 확인 및 제어를 하여 시스템 전체를 관장하는 제1프로세서모듈(SBC1, Single Board Computer)(110); 및 다기능 시현기를 제어하고, 제1임무컴퓨터의 비정상 동작 상태임을 알리는 신호를 제2임무컴퓨터로 전송하는 제1MFD 그래픽 제어모듈(MDM, MFD Display Module)(160);을 포함하여 구성된다. 상기 제2처리부는 전방 상향 시현기(HUD)에 표시하고자 하는 그래픽에 대한 명령어를 생성하고 이를 HUD로 전달하여 시현되도록 하는 HUD제어모듈(HDM, HUD Display Module)(130); 다기능 시현기로 영상 신호를 전달하여 시현되도록 하는 비디오프로세싱모듈(VPM, Video Processing Module(140); 및 외부 서브 시스템과 입출력 기능을 수행하는 입출력모듈(IOM, In/Output Module(150)을 포함하여 구성된다. 도 14에서 보듯이, 임무컴퓨터 장치는 하나의 MC(100)로 구성된다. 또한 MC1(100)은 SBC(110) 외에 추가로 SBC(110a), MDM(160) 외에 추가로 MDM(160a)(미도시)를 포함하여 이중화로 구현될 수 있다. 자세한 사항은 도 14를 참조한다.

도 5에서 보듯이, MC1(100)은 메인 프로세서 기능을 하는 SBC1(Single Board Computer)(110), 모듈간 통신을 제공하는 스위칭 모듈인 switch(120), 전방 상향 시현기 기능을 하는 HDM(HUD Display Module)(130), 비디오 프로세서 기능을 하는 VPM(Video Processing Module)(140), 외부 서브 시스템과 입출력 기능을 하는 IOM(In/Output Module)(150), 다기능 시현기 제어 및 Health Monitoring을 하는 MDM(MFD Display Module)(160)를 포함하여 구성될 수 있다. HUD(Head-up Display)는 전방 상향 시현기를 의미하고, MFD(Multi-Function Display)는 다기능 시현기를 의미한다. SBC1(110)는 Host(111)와 Root Complex(112)로 구성된다. Host(111)는 메인 프로세서 기능을 수행하는 컨트롤러이고, Root Complex(112)는 라우터의 기능을 수행하여 Host(111)가 스위치를 통해 주변 모듈들과 통신하도록 하는 기능을 수행한다.

MC2(200)는 MC1(100)과 달리, 조종사의 안전 임무수행에 필요한 모듈들(SBC, MDM 등)인 제1처리부를 포함하나, 조종사의 안전 임무수행에 중요하지 않은 모듈들(VPM. IOM, HUD 등)인 제2처리부를 포함하지 않도록 구성된다.

MC2(200)이 포함하는 상기 제1처리부(MC1의 제1처리부와 구분을 위해 이하에서 제3처리부라고 부름)는 다기능 시현기 제어를 수행하고, 제1임무컴퓨터의 비정상 동작 상태임을 알리는 신호를 수신하여 제3처리부를 대기상태에서 활성상태로 전환시키고 제3처리부가 NTB(non-transparent bridge)를 이용하여 제2처리부에 연결되어 제1처리부의 기능을 수행하도록 제어하는 제2MFD제어모듈(260); 및 제3처리부가 대기상태에서 활성상태로 전환되는 경우, 임무 컴퓨터 내부 모듈의 점검, 확인 및 제어를 하여 시스템 전체를 관장하는 제2프로세서모듈(210);을 포함하여 구성되고, 상기 제3처리부는 활성상태로 전환되는 경우 제1임무컴퓨터에 포함된 NTB(non-transparent bridge)를 이용하여 제1임무컴퓨터의 제2처리부에 연결되고, 제1임무컴퓨터의 제1처리부의 기능을 수행한다. 상기 제3처리부는 상기 제3처리부가 활성상태로 전환되는 경우, 제1임무컴퓨터의 제1NTB와 제2임무컴퓨터의 제2NTB가 서로 연결되고, 상기 제1NTB와 제2NTB를 통하여 제2임무컴퓨터의 제3처리부가 제1임무컴퓨터의 제2처리부와 연결되어 제2처리부가 시현, 제어, 또는 I/O를 수행하도록 제어하며, 상기 제1NTB와 제2NTB는 자신이 속한 임무컴퓨터 내부 모듈들로부터 수신하는 데이터를 상대 임무컴퓨터의 NTB로 전송할 때 메모리 어드레스 변환, 또는 패킷 포맷 변환을 수행한다. 또한 MC2(200)은 SBC(210) 외에 추가로 SBC(210a), MDM(260) 외에 추가로 MDM(260a)(미도시)를 포함하여 이중화로 구현될 수 있다. 자세한 사항은 도 14를 참조한다.

MC2(200)는 대기 상태로 있다가, MC1(100)의 동작에 이상이 발생한 것을 감지하게 되면, MC1(100) 내부에 포함된 조종사의 안전 임무수행에 중요하지 않은 모듈들(VPM. IOM, HUD 등)을 NTB를 통해서 연결하여 MC1(100)의 SBC1(110)를 대신하여 MC1(100) 내부의 모듈들을 제어함으로써, 이중화를 하지 않고 입출력 자원을 공유하여 사용하여 효율성을 높이는 구조이다. 따라서 MC2(200)은 SBC2(210), switch(220), MDM(260)를 포함하여 구성될 수 있다. SBC2(210), switch(220), MDM(260)의 기능은 SBC1(110), switch(120), MDM(160)과 동일하므로, 이하에서는 동일한 형상의 모듈들은 MC1(100)을 기준으로 그 기능을 설명한다.

SBC1(110)는 메인 컨트롤러 모듈로서, 임무 컴퓨터 내부 모듈의 점검, 확인 및 제어를 하여 시스템 전체를 관장하는 핵심적인 역할을 수행한다. 즉, SBC1(110)은 제1처리부의 HDM(130), 제2처리부의 VPM(140), IOM(150), MDM(160) 및 임무 컴퓨터 외부의 항공 전자 장비들을 제어하기 위해 임무 컴퓨터 장치에서 실행되는 비행 운용 프로그램인 OFP(Operational Flight Program) 명령어에 대한 연산 처리를 수행한다. 또한, SBC1(110)는 IOM(150)와 연결되어, 상기 IOM(150)을 통해 임무 컴퓨터 시스템 외부의 항공 전자 장비와 데이터 통신하여 각종 항공 전자 장비의 상태(Status)나 모드(Mode) 정보 등을 파악하거나 제어를 할 수 있다.

본 발명에 따라 MC1(100)과 MC2(200)의 정상 동작 여부를 판단하기 위한 Health Monitoring 동작이 수행되는데, MC1(100)이 마스터, MC2(200)가 슬레이브로 설정되었다고 가정하고 그 방법을 이하에서 설명한다. Health Monitoring 동작을 수행하는 주체는 MC 내부의 어떤 모듈도 가능하다. 다만, 이하에서는 조종사의 안전 임무 수행에 필요한 모듈들(SBC, MDM 등) 중 하나에 Health Monitoring 동작을 수행하는 모니터링수단이 포함되는 것으로 한다. 이렇게 하면, Health Monitoring 동작을 위해 조종사의 안전에 관련된 모듈에 이상이 생기면 즉각 대체 모듈로 그 역할을 대체하여 안전한 임무 수행에 도움을 줄 수 있기 때문이다. Health Monitoring 동작에 대한 구체적인 사항은 MDM(160,260)에 대한 이하의 설명에서 구체적으로 설명한다.

상기 SBC1(110)과 동일한 기능을 수행하는 SBC2(210)는 대기상태로 있다가, 상기 MC2(200)의 MDM(260)이 MC1(100)의 MDM(160)으로부터 전달된 동작 신호를 감지하여, 비정상인 것으로 판단하고, 자체 임무컴퓨터는 정상인 것으로 판단하여 대기상태(standby state)에서 활성 상태(active state)로 제어 모드를 전환한 경우에는, SBC2(210)가 SBC1(110)을 대신하여 동일한 기능을 수행하게 된다. 즉, SBC2(210)는 메인 컨트롤러 모듈로서, 임무 컴퓨터 내부 모듈의 점검, 확인 및 제어를 하여 시스템 전체를 관장하는 핵심적인 역할을 수행한다. SBC2(210)은 제1임무컴퓨터의 제2처리부 및 임무 컴퓨터 외부의 항공 전자 장비들을 제어하기 위해 임무 컴퓨터 장치에서 실행되는 비행 운용 프로그램인 OFP(Operational Flight Program) 명령어에 대한 연산 처리를 수행하고, 상기 제2처리부의 입출력모듈과 연결되어, 상기 입출력모듈을 통해 임무 컴퓨터 시스템 외부의 항공 전자 장비와 데이터 통신하여 각종 항공 전자 장비의 상태(Status)나 모드(Mode) 정보를 확인하거나 제어를 할 수 있다.

SBC2(210)가 SBC1(110)을 대신하여 동일한 기능을 수행하기 위해 SBC2(210)는 MDM(260), switch(220)와 NTB(271,272)를 구동시키고, NTB(271,272)가 MC1(100)의 NTB(171,172)와 통신을 하여 MC1에 위치하는 HDM(HUD Display Module)(130), VPM(Video Processing Module)(140), IOM(In/Output Module)(150)을 각각 제어하게 된다.

switch(120)은 SBC1(110), HDM(130), VPM(140), IOM(150), MDM(160)과 연결되어, switch(120)에 연결된 상기 모듈(110, 130, 140, 150,160) 상호 간의 통신을 제어하도록 한다. 또한 switch(120)은 NTB(171,172)와 연결되어 MC2의 NTB(272,271)와 통신을 수행한다. 이때, SBC1(110), HDM(130), VPM(140), IOM(150), MDM(160) 상호 간의 통신은 데이터 입출력을 위한 직렬 구조의 인터페이스를 갖는 고속의 PCI Express(PCIe)로 구성될 수 있다. 또한, 통신 데이터는 데이터의 오류 검출 및 신뢰성 있는 데이터 송수신 등의 이유로 패킷(Packet)에 의하되, TCP 또는 UDP 프로토콜에 의한 통신을 이용할 수 있다. switch(220)은 SBC2(210), MDM(260)과 연결되어, switch(220)에 연결된 상기 모듈(210,260) 상호 간의 통신을 제어하도록 한다. 또한 switch(220)은 NTB(272,271)와 연결되어 MC1의 NTB(172,171)와 통신을 수행한다. 이때, SBC2(210), MDM(260) 상호 간의 통신은 데이터 입출력을 위한 직렬 구조의 인터페이스를 갖는 고속의 PCI Express(PCIe)로 구성될 수 있다.

HDM(130)은 전방 상향 시현기(HUD; Head Up Display)에 표시하고자 하는 그래픽에 대한 명령어를 생성하고 이를 HUD로 전달하여 시현되도록 한다. 구체적으로, 전방 상향 시현기(HUD)에 표시하고자 하는 그래픽에 대한 명령어는 실선, 점선, 쇄선 등과 같은 선을 그리기 위한 정보 규약인 벡터(Vector), 아스키 코드(ASCII Code)를 갖는 문자를 그리기 위한 정보 규약인 문자(Character) 및 전략적 심볼(Tactical Symbol)을 그리기 위한 정보 규약 등이 될 수 있다.

VPM(140)은 MDM(160)과 연결되어, Radar, Weapon, EDTU(Embedded Training Unit), HUD 등과 같은 항공 전자 장비로부터 입력받은 영상을 다중화(Multiplexing) 등에 의해 선택적으로 처리하고, 그래픽 프로세서 모듈(미도시)에서 생성된 심볼 영상을 오버레이(overlay)하여 다기능 시현기로 오버레이된 영상 신호를 전달하여 시현되도록 한다. 상기 VPM(140)은 각종 항공 전자 장비로부터 수신한 영상 신호를 복수 개의 MFD(다기능 시현기)에 출력하도록 한다. 일반적으로 항공기에는 다기능 시현기(MFD)가 조종사당 좌우측 각각에 하나씩 배치되어, 전방 조종사 및 후방 조종사를 포함하여 총 4개가 구비된다.

IOM(In/Output Module)(150)은 외부 서브 시스템들과 입출력 기능을 수행한다. 외부 서브 시스템들로부터 수신한 영상, 또는 데이터 정보를 MC로 전달하는 기능을 수행한다.

MDM(160)과 MDM(260)은 MFD(다기능 시현기)에 표시하고자 하는 그래픽에 대한 명령어를 생성하여 MFD로 전달하여 시현되도록 한다. 구체적으로 상기 MDM(160)과 MDM(260)은 VPM(140)과 연결되어, 각종 항공 전자 장비로부터 수신한 영상 신호를 복수 개의 MFD(다기능 시현기)에 출력하도록 한다. 또한 Health Monitoring 동작을 위해 MDM(160)은 MC1(100)의 정상 동작 여부에 관한 신호를 발생시켜 MC2(200)으로 전달하고, MDM(260)은 MC1(100)으로부터 수신한 동작 신호를 감지하고 정상 여부를 판단하여 MC2(200)의 SBC(210)과 MDM(260)이 대기상태에서 활성상태로 변경되도록 한다.

상기 MC1(100)의 MDM(160)과 상기 MC2(200)의 MDM(260)은 각각 내부에 모니터링수단을 더 포함한다. 이하에서는 도 6-7을 참고하여 모니터링 수단에 대해 구체적으로 설명한다.

도 6은 모니터링수단을 더 포함한 MDM의 구성도를 도시한 것이다. 도 6에서 보듯이, MDM(400)은 모니터링수단을 더 포함한 MDM(260)이다. MDM(400)은 통상의 MFD 구동을 위한 MFD구동수단(420) 외에 추가로 Health 모니터링을 위한 모니터링수단(410)으로 외부감지수단(411), 자체감지수단(412), 모드설정수단(413), 및 동기화수단(414)을 더 포함하여 구성될 수 있다. 상기 MDM(400)은 MC1(100)의 MDM(160)으로부터 전달된 동작 신호를 감지하여, 상대 임무컴퓨터(100)의 동작 정상 여부를 판단하는 외부감지수단(411), 자체 임무컴퓨터(200)의 동작 정상 여부에 관한 신호를 발생시켜, 모드설정수단(413)에 전달하는 자체감지수단(412), 상기 외부감지수단(411)과 연결되어, 상대 임무컴퓨터(100)의 동작 정상 여부 판단 결과를 수신하고, 자체감지수단(412)이 전달하는 자체 임무컴퓨터(200)의 동작 정상 여부 신호를 수신하고 제어 모드를 전환(대기상태에서 활성상태로 전환) 시키는 모드설정수단(413), 및 상기 모드설정수단(413)과 연결되어, 내부 처리 데이터를 상대 임무컴퓨터(100)와 동일한 데이터 처리 사이클로 동기화시키는 동기화수단(414)을 포함하여 구성될 수 있다. 모드설정수단(413)은 수신한 상대 임무컴퓨터(100)의 동작 정상 여부 판단 결과가 비정상 동작 상태임을 알리는 신호이고, 자체감지수단(412)이 전달하는 자체 임무컴퓨터(200)의 동작 정상 여부 신호가 정상 동작 상태임을 알리는 신호인 경우에 MC2의 제어 모드를 대기상태에서 활성상태로 전환하게 된다.

도 7은 모니터링수단을 더 포함한 MDM의 다른 구성도를 도시한 것이다. 도 7에서 보듯이, MDM(500)은 모니터링수단을 더 포함한 MDM(160)이다. MDM(500)은 통상의 MFD 구동을 위한 MFD구동수단(520) 외에 추가로 Health 모니터링을 위한 모니터링수단(510)으로 모드설정수단(511)과 신호발생수단(512)을 더 포함하여 구성될 수 있다. 상기 MDM(500)은 자체 임무컴퓨터(100)의 동작 신호에 따라 제어 모드를 활성상태에서 대기상태로 전환시키는 모드설정수단(511), 상기 모드설정수단(511)과 연결되어, 임무컴퓨터(100)의 동작 정보를 수집하여, 동작 정상 여부에 관한 신호를 발생시켜, 상대 임무컴퓨터(200)에 전달하는 신호발생수단(512)을 포함하여 구성될 수 있다.

이하에서는 MC1과 MC2에 포함되는 NTB의 동작에 대해 설명한다. NTB의 기능은 메모리 어드레스 변환, 패킷 또는 패킷 포맷 변환, 미러 트랜잭션의 비정상 종료 결정, 보고 중단 등을 포함할 수 있다.

도 5에서 보듯이, SBC1(110)는 Host(111)와 Root Complex(112)로, SBC2(210)는 Second Host(211)와 Root Complex(212)로 구성된다. Host(111)와 Second Host(211)는 메인 프로세서 기능을 수행하는 컨트롤러이고, Root Complex(112)와 Root Complex(212)는 라우터의 기능을 수행하여 Host(111)와 Second Host(211)가 스위치를 통해 주변 모듈들과 통신하도록 하는 기능을 수행한다.

도 5에 도시된 바와 같이, 임무컴퓨터내 MC1의 SBC(110)과 SBC(210)는 각각 Host(111) 및 Second Host(211)를 포함하며, Host(111) 및 Second Host(211)는 모두 CPU, Root Complex 및 PCIe 버스를 포함하고, 각각의 운영 체제는 Host(111) 및 Second Host(211) 상에서 각각 실행된다. Host(111)는 PCIe 버스를 이용하여 Second Host(211)에 연결되며, 도메인 어드레스 변환 및 데이터 교환은 PCIe 비-트랜스패런트 브리지(Non-Transparent Bridge, NTB)(171,172,271,272)를 이용하여 두 MC 사이에 구현된다. 시스템 버스를 토대로 하는 두 MC(100,200) 사이의 SBC 정상 동작 여부에 따라 제어권을 상대 MC로 이전하는 기능을 구현하기 위해, PCIe 비-트랜스패런트 브리지(PCIe non-transparent bridge) 개념을 사용한다. 두 MC 사이에 비-트랜스패런트 브리지(NTB)가 배치되고, 두 MC의 어드레스 도메인이 분리되고, 메모리 어드레스 변환(한 MC(100)의 메모리 어드레스가 다른 MC(200)의 메모리 어드레스에 해당하는 미러 어드레스로 변환됨)과 다른 미러 관련 작동이, 비-트랜스패런트 브리지를 이용하여 완료될 수 있다. 비-트랜스패런트 브리지는 하드웨어를 이용하여 구현될 수 있거나 소프트웨어를 이용하여 구현될 수 있다. 예를 들어, 비-트랜스패런트 브리지는 회로를 이용하여 구현 될 수 있으며, 이 경우, 비-트랜스패런트 브리지는 비-트랜스패런트 브리지 회로로 명명될 수 있다. 하드웨어를 이용하여 비-트랜스패런트 브리지를 구현하는 것은 미러링 작동 효율성과 시스템의 전체 입출력 성능을 더 향상시킬 수 있다.

도 8은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 MC 이중화 형상 외부 연결 구성도를 도시한 것이다. 도 8에서 보듯이, MC는 도 4와 동일한 형상을 취하고 있으나, MC가 하나의 박스(box)에 구성되어 MC에는 종래와 같이 조종사의 안전 임무수행에 필요한 모듈들(SBC, MDM)은 각각 두 개씩 구성되고, 조종사의 안전 임무수행에 중요하지 않은 모듈들(VPM. IOM, HUD)은 하나씩만 구성한다. 이를 통해 임무컴퓨터를 이중화하면서도 조종사의 안전 임무수행에 중요하지 않은 모듈들(VPM. IOM, HUD)은 이중화를 하지 않고 입출력 자원을 공유하여 사용하여 효율적인 리던던시를 제공한다.

도 9는 MC 내부 모듈의 실장도의 일예를 도시한 것이다. 도 9에서 보듯이, MC(300)가 하나의 박스(box)에 구성되고 박스(box) 내부에 MC1(100)과 MC2(200)가 함께 장착되는데, SBC(110), SBC(210), HDM(130), VPM(140), IOM(150), MDM(160), MDM(260) 보드가 장착된다. MC1(100)과 MC2(200)간 헬스 모니터링을 위해 MDM(160)과 MDM(260)이 서로 통신을 수행하며, 물리적으로는 RS-422 등의 직렬 인터페이스가 사용될 수 있다.

도 10은 SBC와 주변 모듈들간 연결을 위한 스위칭의 일예를 도시한 것이다. 도 10은 스위칭을 위해 switch(120)에 PCIe만 적용된 아키텍쳐를 보여준다.

도 10에서 보듯이, SBC1(110)는 Host(111)와 Root Complex(112)로 구성된다. Host(111)는 메인 프로세서 기능을 수행하고, Root Complex(112)는 라우터의 기능을 수행하여 Host(111)가 switch(120)를 통해 주변 모듈들과 통신하도록 하는 기능을 수행한다. switch(120)는 복수개의 브리지(121,122,123)를 포함하여 구성된다.

도 10에서 보듯이, Host(111)는 주변 모듈들인 Endpoint X, Endpoint Y와 항공기 조정과 관련된 영상 또는 데이터, 또는 제어 정보의 입출력을 위하여 상기 정보를 Root Complex(112)와 switch(120)의 브리지들(121,122,123)을 통해 Endpoint X, Endpoint Y와 주고 받는다. Endpoint X와 Endpoint Y는 HDM(130), VPM(140), IOM(150), MDM(160), MDM(260) 등을 의미한다. switch(120)의 브리지들(121,122,123)은 Transparent Bridge 기능을 수행하는데, Transparent Bridge의 의미는 브리지들이 수신한 데이터 또는 메모리 주소의 변환없이 수신한 데이터 또는 메모리 주소를 그대로 전달하는 것을 의미한다.

도 11은 SBC와 주변 모듈들간 연결을 위한 스위칭의 다른 일예를 도시한 것이다. 도 11은 스위칭을 위해 switch(120)에 PCIe+NTB가 적용된 아키텍쳐를 보여준다.

도 11에서 보듯이, SBC1(110)는 Host(111)와 Root Complex(112)로 구성된다. SBC2(210)는 Secondary Host(211)를 포함하여 구성되고, 추가로 Root Complex(212)를 포함하여 구성된다. switch(120)는 복수개의 브리지(121,122)를 포함하여 구성된다. switch(220)는 복수개의 브리지(221,222)를 포함하여 구성된다. 도 9에서 보듯이, HOST(111)는 브릿지 A와 B(Transparent, 121,122)를 통해 END POINT X에 데이터를 전달하고, Secondary Host(CPU)(211)는 브릿지 C와 D(222,221)를 통해 End Point Y에 데이터를 전달하지만 브릿지 B와는 물리적/전기적 분리되어 있고 메모리 영역도 나누어져 있다.

Endpoint X와 Endpoint Y는 각각 MC1과 MC2에 위치하여 SBC의 Host와 통신하기 위한 경로가 서로 다른데, 이하에서 자세히 설명한다. 도 9에서 보듯이, Host(111)는 주변 모듈들인 Endpoint X와 항공기 조정과 관련된 영상 또는 데이터, 또는 제어 정보의 입출력을 위하여 상기 정보를 Root Complex(112)와 switch(120)의 브리지들(121,122)을 통해 Endpoint X와 주고 받는다.

그러나, Host(111)는 주변 모듈들인 Endpoint Y와 항공기 조정과 관련된 영상 또는 데이터, 또는 제어 정보의 입출력을 위하여 상기 정보를 Root Complex(112)와 switch(120)의 브리지(121), NTB(171), NTB(271), switch(220)의 브리지(221)을 통해 Endpoint Y와 주고 받는다.

반면, Secondary Host(211)는 주변 모듈들인 Endpoint Y와 항공기 조정과 관련된 영상 또는 데이터, 또는 제어 정보의 입출력을 위하여 상기 정보를 Root Complex(212)와 switch(220)의 브리지들(222,221)을 통해 Endpoint Y와 주고 받는다.

그러나, Secondary Host(211)는 주변 모듈들인 Endpoint X와 항공기 조정과 관련된 영상 또는 데이터, 또는 제어 정보의 입출력을 위하여 상기 정보를 Root Complex(212)와 switch(220)의 브리지(222), NTB(271), NTB(171), switch(120)의 브리지(122)을 통해 Endpoint X와 주고받는다. Endpoint X와 Endpoint Y는 HDM(130), VPM(140), IOM(150), MDM(160), MDM(260) 등을 의미한다. 브리지들 중 일부는 Non Transparent Bridge(NTB) 기능을 수행하는데, Non Transparent Bridge의 의미는 브리지들이 수신한 데이터 또는 메모리 주소를 그대로 전달하지 않고, 수신한 데이터 또는 메모리 주소를 Endpoint들이 속한 Host 및 메모리의 주소를 고려하여 변환하여 전달하는 것을 의미한다. 이를 통해 Host들이 서로 독립적으로 동작하도록 허용한다.

이를 통해 MC1과 MC2는 서로 분리되어 있지만 MC1에 있는 프로세서(SBC) 결함 발생시, MC2의 프로세서(SBC)가 MC1의 기능을 동일하게 할 수 있고 입출력(Endpoint) 자원을 공유 하여 사용할 수 있어 효율적인 Redundancy를 제공하게 된다.

도 12는 SBC와 주변 모듈들간 NTB 연결을 위한 구성도를 도시한 것이다.

도 12에서 보듯이, MC1(100)의 SBC1(110)은 MC1의 내부에 주변 모듈들 중 VPM(140), IOM(150)을 포함하고 있고, MC2(200)의 SBC1(210)은 MC2의 내부에 주변 모듈들 중 VPM(240), IOM(250)을 포함하고 있다고 전제한다. MC1(100)의 SBC1(110)와 MC2(200)의 SBC1(210)가 서로 상대편의 주변 모듈들을 제어하기 위하여 MC1(100)과 MC2(200) 각각에 NTB(171)와 NTB(272)가 각각 위치하여 NTB(171,272)를 통해 제어하게 된다. NTB는 메모리 어드레스(주소) 변환, 패킷 또는 패킷 포맷 변환을 수행한다. 도 10에서 보듯이, 각 NTB는 BAR와 Translate라는 수단을 포함하고 있는데, BAR는 Base Address Register(일종의 메모리)이고, Translate는 메모리 주소 또는 데이터 포맷을 한 도메인(MC1)에서 다른 도메인(MC2)으로 변환하는 기능을 수행한다. MC1과 MC2는 서로 다른 메모리 또는 메모리내 주소영역을 포함하고 있다.

도 12에서 보듯이, MC1 SBC1(110)이 정상상태이고, MC2 SBC1(210)이 대기 상태인 경우를 전제하고, MC1 SBC1(110)가 MC2의 주변 모듈들을 제어하는 상황을 가정하여 설명한다. MC1 SBC1(110)이 제어 명령 정보(가령, IOM의 수신 정보를 보내라는 정보)을 MC2의 IOM(250)에 전달하는 경우에는, 제어 명령 정보를 NTB(172)내 BAR(메모리)에 저장하고, NTB(172)의 Translate가 메모리 주소 변환 또는 정보 포맷 변환을 해서 MC2의 SBC1(210)에 전달한다. 이때 MC2의 메모리에 MC1의 정보가 저장되는 쓰기동작을 한다. NTB(272)의 BAR에 저장된 제어 명령 정보는 메모리 주소 변환을 해서 IOM(250)에 전달된다.

제어 명령 정보를 수신한 IOM(250)이 항공기내 주변 서브 시스템들로부터 카메라 촬영 영상, 센싱 데이터 등의 정보를 수신하는 경우에, IOM(250)은 NTB(272)로 수신한 정보를 전달하고, NTB(272)는 전달받은 정보를 BAR에 저장하고, Translate는 베이스 주소를 읽어서 메모리 주소 변환 또는 정보 포맷 변환을 한 후에 MC1의 NTB(172)로 전달하게 되고, NTB(172)는 전달된 정보를 NTB(172)내 BAR에 저장하고, NTB(172)의 Translate가 메모리 주소 변환을 해서 MC1의 SBC1(110)에 저장된 정보를 전송하게 된다.

도 13은 NTB 주소 변환을 위한 메모리 구성도를 도시한 것이다. 도 13에서 보듯이, MC1의 SBC1(110)과 MC2의 SBC1(210)는 자신에 속한 Endpoint와 상대에 속한 Endpoint를 위한 메모리를 분리하여 운영한다. 도 13에서 보듯이, MC1의 SBC1(110)의 NTB에 연결된 Endpoint(180)를 위한 메모리 주소(113)와 상대방 MC2의 SBC1(210)의 NTB에 연결된 Endpoint(280)를 위한 메모리 주소(114)가 서로 구분되어 할당된다. 또한 MC2의 SBC1(210)의 NTB에 연결된 Endpoint(280)를 위한 메모리 주소(213)와 상대방 MC1의 SBC1(110)의 NTB에 연결된 Endpoint(180)를 위한 메모리 주소2114)가 서로 구분되어 할당된다. 이를 통해 MC1과 MC2는 서로 분리되어 있지만 MC1에 있는 프로세서(SBC) 결함 발생시, MC2의 프로세서(SBC)가 MC1의 기능을 동일하게 할 수 있고 입출력(Endpoint) 자원을 공유하여 사용할 수 있어 효율적인 Redundancy를 제공하게 된다.

도 14는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 1대 MC 내 연결 구성도를 도시한 것이다. 도 14에서 보듯이, 이중화가 요구되는 모듈(또는 보드)에 NTB라는 기술을 응용하여 MC를 설계한 것이다. 모듈들 간에는 PCI Express 버스를 이용하여 연결된다. PCI Express는 어떤 한 메모리 영역에서 다른 영역으로 Address를 변환해주는 스위치 역할을 하고 NTB는 scratchpad registers, doorbell registers, 및 heartbeat messages를 통해 상태정보를 Host와 교환하기 위하여 Scratchpad / doorbell registers 브리지 양단의 메모리 또는 입출력을 Access하고 doorbell registers은 Heart beat 교환과 소프트웨어 인터럽트를 발생시키기 위한 메커니즘을 설정하고 FPGA 및 API로 구현될 수 있다.

도 14에서 보듯이, 임무컴퓨터 장치는 하나의 MC(100)로 구성된다. MC가 1개의 박스로 구현되고, SBC(110_1,110_2)와 MDM(160_1,160_2)은 각각 2개씩 이중화되고, 그 외 모듈들은 1개씩 구현될 수 있다. 이중화된 SBC((110_1,110_2)와 MDM((160_1,160_2)는 마스터와 슬레이브로 구분되어 동작한다. SBC1(110_1)는 마스터 SBC로서 모든 시스템 기능을 수행하고, SBC2(110_2)가 슬레이브 SBC로서 대기(Standby) 상태를 유지하다가 마스터 SBC의 동작 결함이 발생하여, 기능 수행이 불가능할 경우, 슬레이브 SBC가 상기 마스터 SBC의 기능을 전달받아 대신 수행하게 된다. MDM1(160_1)은 마스터 MDM으로서 모든 시스템 기능을 수행하고, MDM2(160_2)가 슬레이브 MDM으로서 대기(Standby) 상태를 유지하다가 마스터 MDM의 동작 결함이 발생하여, 기능 수행이 불가능할 경우, 슬레이브 MDM이 상기 마스터 MDM의 기능을 전달받아 대신 수행하게 된다.

도 14에서 보듯이, SBC1(110_1)과 SBC2(110_2)는 서로 분리되어 있지만 SBC1(110_1)에 있는 프로세서의 결함 발생시, SBC2(110_2)의 프로세서가 SBC1(110_1)의 기능을 동일하게 할 수 있고, MDM1(160_1)과 MDM2(160_2)는 서로 분리되어 있지만 MDM1(160_1)에 있는 결함 발생시, MDM2(160_2)가 MDM1(160_1)의 기능을 동일하게 할 수 있고, HDM, VPM, IOM 등의 입출력(Endpoin) 자원을 공유하여 사용할 수 있다.

도 15는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 임무컴퓨터의 이중화방법을 도시한 것이다. 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 임무컴퓨터의 이중화방법은 제1MC구동단계(S100), 헬스모니터링단계(S200), 및 제2MC구동단계(S300)를 포함하여 구성될 수 있다.

상기 제1MC구동단계(S100)에서는 제1임무컴퓨터가 마스터 임무컴퓨터로 동작하고, 제1처리부가 연산 처리를 수행하고, 정상 동작 상태 여부를 확인하며, 제2처리부가 상기 제1처리부에 연결되어, 시현, 제어, 또는 I/O를 수행한다. 상기 제1MC구동단계(S100)는 상기 제1처리부의 제1프로세서모듈이 임무 컴퓨터 내부 모듈의 점검, 확인 및 제어를 하여 시스템 전체를 관장하는 과정; 및 상기 제1처리부의 제1MFD제어모듈이 다기능 시현기를 제어하고, 제1임무컴퓨터의 정상 동작 상태 여부를 확인하는 과정;을 포함한다. 또한 상기 제2처리부의 HUD제어모듈이 전방 상향 시현기(HUD)에 표시하고자 하는 그래픽에 대한 명령어를 생성하고 이를 HUD로 전달하여 시현되도록 하는 과정, 비디오프로세서모듈이 다기능 시현기로 영상 신호를 전달하여 시현되도록 하는 과정, 및 상기 제2처리부의 입출력모듈이 외부 서브 시스템과 입출력 기능을 수행하는 과정 중 어느 하나 이상을 더 포함한다.

상기 제1처리부의 제1프로세서모듈이 임무 컴퓨터 내부 모듈의 점검, 확인 및 제어를 하여 시스템 전체를 관장하는 과정에서는 상기 제1프로세서모듈이 제1처리부, 제2처리부 및 임무 컴퓨터 외부의 항공 전자 장비들을 제어하기 위해 임무 컴퓨터 장치에서 실행되는 비행 운용 프로그램인 OFP(Operational Flight Program) 명령어에 대한 연산 처리를 수행하고, 상기 제2처리부의 입출력모듈과 연결되어, 상기 입출력모듈을 통해 임무 컴퓨터 시스템 외부의 항공 전자 장비와 데이터 통신하여 각종 항공 전자 장비의 상태(Status)나 모드(Mode) 정보를 확인하거나 제어한다.

상기 제1처리부의 제1MFD제어모듈이 다기능 시현기를 제어하고, 제1임무컴퓨터의 정상 동작 상태 여부를 확인하는 과정에서는 상기 제1MFD제어모듈의 제1모드설정수단이 제1임무컴퓨터의 동작 신호에 따라 제어 모드를 활성상태에서 대기상태로 전환시키는 과정; 및 상기 제1MFD제어모듈의 신호발생수단이 상기 제1모드설정수단과 연결되어, 제1임무컴퓨터의 동작 정보를 수집하여, 동작 정상 여부에 관한 신호를 발생시켜, 제2임무컴퓨터에 전달하는 과정;을 더 포함한다.

상기 헬스모니터링단계(S200)에서는 제1처리부가 정상 동작 상태가 아닌 경우에 비정상 상태임을 알리는 신호를 제2임무컴퓨터로 전송하고, 제2임무컴퓨터는 비정상 상태를 알리는 신호를 수신하는지 판단한다. 상기 헬스모니터링단계(S200)는 제1임무컴퓨터의 정상 동작 상태 여부 확인 결과 비정상 동작 상태인 경우 비정상 동작상태임을 알리는 신호를 제2임무컴퓨터로 전송하는 과정; 및 제2임무컴퓨터가 비정상 상태를 알리는 신호를 수신하는지 판단하는 과정;을 포함한다.

상기 제2MC구동단계(S300)에서는 제2임무컴퓨터가 슬레이브 임무컴퓨터로 동작하고, 제3처리부는 제1처리부가 전송한 비정상 상태 신호를 수신하는 경우 대기상태에서 활성상태로 전환하여 제1처리부의 기능을 수행하도록 제2처리부를 제어한다. 상기 제2MC구동단계(S300)는 상기 제3처리부의 제2MFD제어모듈이 제1임무컴퓨터의 비정상 동작 상태임을 알리는 신호를 수신하여 제3처리부를 대기상태에서 활성상태로 전환시키는 과정; 상기 제3처리부가 활성상태로 전환되는 경우 제1임무컴퓨터에 포함된 NTB(non-transparent bridge)를 이용하여 제1임무컴퓨터의 제2처리부에 연결되고, 제1처리부의 기능을 수행하는 과정; 상기 제3처리부의 제2MFD제어모듈이 다기능 시현기 제어를 수행하는 과정; 및 제3처리부가 대기상태에서 활성상태로 전환되는 경우, 제2프로세서모듈이 임무 컴퓨터 내부 모듈의 점검, 확인 및 제어를 하여 시스템 전체를 관장하는 과정;을 포함한다. 상기 제2MC구동단계(S300)는 상기 제3처리부가 활성상태로 전환되는 경우, 제1임무컴퓨터의 제1NTB와 제2임무컴퓨터의 제2NTB가 서로 연결되고, 상기 제1NTB와 제2NTB를 통하여 제2임무컴퓨터의 제3처리부가 제1임무컴퓨터의 제2처리부와 연결되어 제2처리부가 시현, 제어, 또는 I/O를 수행하도록 제어하는 과정; 및 상기 제1NTB와 제2NTB는 자신이 속한 임무컴퓨터 내부 모듈들로부터 수신하는 데이터를 상대 임무컴퓨터의 NTB로 전송할 때 메모리 어드레스 변환, 또는 패킷 포맷 변환을 수행하는 과정을 더 포함한다.

상기 제3처리부가 대기상태에서 활성상태로 전환되는 경우, 제2프로세서모듈이 임무 컴퓨터 내부 모듈의 점검, 확인 및 제어를 하여 시스템 전체를 관장하는 과정에서는 상기 제2프로세서모듈이 제2처리부 및 임무 컴퓨터 외부의 항공 전자 장비들을 제어하기 위해 임무 컴퓨터 장치에서 실행되는 비행 운용 프로그램인 OFP(Operational Flight Program) 명령어에 대한 연산 처리를 수행하고, 상기 제2처리부의 입출력모듈과 연결되어, 상기 입출력모듈을 통해 임무 컴퓨터 시스템 외부의 항공 전자 장비와 데이터 통신하여 각종 항공 전자 장비의 상태(Status)나 모드(Mode) 정보를 확인하거나 제어한다.

상기 제3처리부의 제2MFD제어모듈이 제1임무컴퓨터의 비정상 동작 상태임을 알리는 신호를 수신하여 제3처리부를 대기상태에서 활성상태로 전환시키는 과정에서는 상기 제2MFD제어모듈의 외부감지수단이 제1임무컴퓨터로부터 전달된 동작 신호를 감지하여, 제1임무컴퓨터의 동작 정상 여부를 판단하는 과정; 자체감지수단이 제2임무컴퓨터의 동작 정상 여부에 관한 신호를 발생시켜, 제2모드설정수단에 전달하는 과정; 제2모드설정수단이 상기 외부감지수단과 연결되어, 제1임무컴퓨터의 동작 정상 여부 판단 결과를 수신하고, 자체감지수단이 전달하는 제2임무컴퓨터의 동작 정상 여부 신호를 수신하고, 제어 모드를 대기상태에서 활성상태로 전환시키는 과정; 및 동기화수단이 상기 제2모드설정수단과 연결되어, 내부 처리 데이터를 제1임무컴퓨터와 동일한 데이터 처리 사이클로 동기화시키는 과정;을 더 포함한다. 상기 활성상태로 전환시키는 과정은 상기 제2모드설정수단이 수신한 제1임무컴퓨터의 동작 정상 여부 판단 결과가 비정상 동작 상태임을 알리는 신호이고, 자체감지수단이 전달하는 제2임무컴퓨터의 동작 정상 여부 신호가 정상 동작 상태임을 알리는 신호인 경우에 제2임무컴퓨터의 제어 모드를 대기상태에서 활성상태로 전환하는 것을 특징으로 한다.

한편, 본 발명의 실시예에 따른 임무컴퓨터 장치의 이중화방법은 다양한 전자적으로 정보를 처리하는 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 저장 매체에 기록될 수 있다. 저장 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다.

저장 매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 소프트웨어 분야 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 저장 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media) 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 전자적으로 정보를 처리하는 장치, 예를 들어, 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims

임무컴퓨터 장치에 있어서,
연산 처리를 수행하고, 정상 동작 상태가 아닌 경우에 비정상 상태임을 알리는 신호를 제2임무컴퓨터로 전송하는 제1처리부와, 상기 제1처리부에 연결되어, 시현, 제어, 또는 I/O를 수행하는 제2처리부를 포함하여 구성되고, 마스터 임무컴퓨터로 동작하는 제1임무컴퓨터; 및
대기상태에서 제1처리부가 전송한 비정상 상태 신호를 수신하는 경우 활성상태로 전환하여 제1처리부의 기능을 수행하는 제3처리부를 포함하여 구성되고, 슬레이브 임무컴퓨터로 동작하는 제2임무컴퓨터;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 임무컴퓨터 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 제1처리부는
임무 컴퓨터 내부 모듈의 점검, 확인 및 제어를 하여 시스템 전체를 관장하는 제1프로세서모듈; 및
다기능 시현기를 제어하고, 제1임무컴퓨터의 비정상 동작 상태임을 알리는 신호를 제2임무컴퓨터로 전송하는 제1MFD제어모듈;을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 임무컴퓨터 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 제2처리부는
전방 상향 시현기(HUD)에 표시하고자 하는 그래픽에 대한 명령어를 생성하고 이를 HUD로 전달하여 시현되도록 하는 HUD제어모듈;
다기능 시현기로 영상 신호를 전달하여 시현되도록 하는 비디오프로세서모듈; 및
외부 서브 시스템과 입출력 기능을 수행하는 입출력모듈; 중 어느 하나 이상을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 임무컴퓨터 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 제3처리부는
다기능 시현기 제어를 수행하고, 제1임무컴퓨터의 비정상 동작 상태임을 알리는 신호를 수신하여 제3처리부를 대기상태에서 활성상태로 전환시키고 제3처리부가 NTB(non-transparent bridge)를 이용하여 제2처리부에 연결되어 제1처리부의 기능을 수행하도록 제어하는 제2MFD제어모듈; 및
제3처리부가 대기상태에서 활성상태로 전환되는 경우, 임무 컴퓨터 내부 모듈의 점검, 확인 및 제어를 하여 시스템 전체를 관장하는 제2프로세서모듈;을 포함하여 구성되고,
상기 제3처리부는 활성상태로 전환되는 경우 제1임무컴퓨터에 포함된 NTB(non-transparent bridge)를 이용하여 제1임무컴퓨터의 제2처리부에 연결되고, 제1처리부의 기능을 수행하는 것을 특징으로 하는 임무컴퓨터 장치.
제 4 항에 있어서,
상기 제3처리부는
상기 제3처리부가 활성상태로 전환되는 경우, 제1임무컴퓨터의 제1NTB와 제2임무컴퓨터의 제2NTB가 서로 연결되고, 상기 제1NTB와 제2NTB를 통하여 제2임무컴퓨터의 제3처리부가 제1임무컴퓨터의 제2처리부와 연결되어 제2처리부가 시현, 제어, 또는 I/O를 수행하도록 제어하며,
상기 제1NTB와 제2NTB는 자신이 속한 임무컴퓨터 내부 모듈들로부터 수신하는 데이터를 상대 임무컴퓨터의 NTB로 전송할 때 메모리 어드레스 변환, 또는 패킷 포맷 변환을 수행하는 것을 특징으로 하는 임무컴퓨터 장치.
제 2 항에 있어서,
상기 제1프로세서모듈은
제1처리부, 제2처리부 및 임무 컴퓨터 외부의 항공 전자 장비들을 제어하기 위해 임무 컴퓨터 장치에서 실행되는 비행 운용 프로그램인 OFP(Operational Flight Program) 명령어에 대한 연산 처리를 수행하고, 상기 제2처리부의 입출력모듈과 연결되어, 상기 입출력모듈을 통해 임무 컴퓨터 시스템 외부의 항공 전자 장비와 데이터 통신하여 각종 항공 전자 장비의 상태(Status)나 모드(Mode) 정보를 확인하거나 제어하는 것을 특징으로 하는 임무컴퓨터 장치.
제 2 항에 있어서,
상기 제1MFD제어모듈은
제1임무컴퓨터의 동작 신호에 따라 제어 모드를 활성상태에서 대기상태로 전환시키는 제1모드설정수단; 및
상기 제1모드설정수단과 연결되어, 제1임무컴퓨터의 동작 정보를 수집하여, 동작 정상 여부에 관한 신호를 발생시켜, 제2임무컴퓨터에 전달하는 신호발생수단;을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 임무컴퓨터 장치.
제 4 항에 있어서,
상기 제2프로세서모듈은
제2처리부 및 임무 컴퓨터 외부의 항공 전자 장비들을 제어하기 위해 임무 컴퓨터 장치에서 실행되는 비행 운용 프로그램인 OFP(Operational Flight Program) 명령어에 대한 연산 처리를 수행하고, 상기 제2처리부의 입출력모듈과 연결되어, 상기 입출력모듈을 통해 임무 컴퓨터 시스템 외부의 항공 전자 장비와 데이터 통신하여 각종 항공 전자 장비의 상태(Status)나 모드(Mode) 정보를 확인하거나 제어하는 것을 특징으로 하는 임무컴퓨터 장치.
제 4 항에 있어서,
상기 제2MFD제어모듈은
제1임무컴퓨터로부터 전달된 동작 신호를 감지하여, 제1임무컴퓨터의 동작 정상 여부를 판단하는 외부감지수단;
제2임무컴퓨터의 동작 정상 여부에 관한 신호를 발생시켜, 제2모드설정수단에 전달하는 자체감지수단;
상기 외부감지수단과 연결되어, 제1임무컴퓨터의 동작 정상 여부 판단 결과를 수신하고, 자체감지수단이 전달하는 제2임무컴퓨터의 동작 정상 여부 신호를 수신하고, 제어 모드를 대기상태에서 활성상태로 전환시키는 제2모드설정수단; 및
상기 제2모드설정수단과 연결되어, 내부 처리 데이터를 제1임무컴퓨터와 동일한 데이터 처리 사이클로 동기화시키는 동기화수단;을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 임무컴퓨터 장치.
제 9 항에 있어서,
상기 제2모드설정수단은
수신한 제1임무컴퓨터의 동작 정상 여부 판단 결과가 비정상 동작 상태임을 알리는 신호이고, 자체감지수단이 전달하는 제2임무컴퓨터의 동작 정상 여부 신호가 정상 동작 상태임을 알리는 신호인 경우에 제2임무컴퓨터의 제어 모드를 대기상태에서 활성상태로 전환하는 것을 특징으로 하는 임무컴퓨터 장치.
임무컴퓨터 장치의 이중화방법에 있어서,
제1임무컴퓨터가 마스터 임무컴퓨터로 동작하고, 제1처리부가 연산 처리를 수행하고, 정상 동작 상태 여부를 확인하며, 제2처리부가 상기 제1처리부에 연결되어, 시현, 제어, 또는 I/O를 수행하는 제1임무컴퓨터구동단계;
제1처리부가 정상 동작 상태가 아닌 경우에 비정상 상태임을 알리는 신호를 제2임무컴퓨터로 전송하고, 제2임무컴퓨터는 비정상 상태를 알리는 신호를 수신하는지 판단하는 헬스모니터링단계; 및
제2임무컴퓨터가 슬레이브 임무컴퓨터로 동작하고, 제3처리부는 제1처리부가 전송한 비정상 상태 신호를 수신하는 경우 대기상태에서 활성상태로 전환하여 제1처리부의 기능을 수행하도록 제2처리부를 제어하는 제2임무컴퓨터구동단계;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 임무컴퓨터 장치의 이중화방법.
제 11 항에 있어서,
상기 제1임무컴퓨터구동단계는
상기 제1처리부의 제1프로세서모듈이 임무 컴퓨터 내부 모듈의 점검, 확인 및 제어를 하여 시스템 전체를 관장하는 과정; 및
상기 제1처리부의 제1MFD제어모듈이 다기능 시현기를 제어하고, 제1임무컴퓨터의 정상 동작 상태 여부를 확인하는 과정;을 포함하고,
상기 제2처리부의 HUD제어모듈이 전방 상향 시현기(HUD)에 표시하고자 하는 그래픽에 대한 명령어를 생성하고 이를 HUD로 전달하여 시현되도록 하는 과정, 비디오프로세서모듈이 다기능 시현기로 영상 신호를 전달하여 시현되도록 하는 과정, 및 상기 제2처리부의 입출력모듈이 외부 서브 시스템과 입출력 기능을 수행하는 과정 중 어느 하나 이상을 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 임무컴퓨터 장치의 이중화방법.
제 11 항에 있어서,
상기 헬스모니터링단계는
제1임무컴퓨터의 정상 동작 상태 여부 확인 결과 비정상 동작 상태인 경우 비정상 동작상태임을 알리는 신호를 제2임무컴퓨터로 전송하는 과정; 및
제2임무컴퓨터가 비정상 상태를 알리는 신호를 수신하는지 판단하는 과정;을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 임무컴퓨터 장치의 이중화방법.
제 11 항에 있어서,
상기 제2임무컴퓨터구동단계는
상기 제3처리부의 제2MFD제어모듈이 제1임무컴퓨터의 비정상 동작 상태임을 알리는 신호를 수신하여 제3처리부를 대기상태에서 활성상태로 전환시키는 과정;
상기 제3처리부가 활성상태로 전환되는 경우 제1임무컴퓨터에 포함된 NTB(non-transparent bridge)를 이용하여 제1임무컴퓨터의 제2처리부에 연결되고, 제1처리부의 기능을 수행하는 과정;
상기 제3처리부의 제2MFD제어모듈이 다기능 시현기 제어를 수행하는 과정; 및
제3처리부가 대기상태에서 활성상태로 전환되는 경우, 제2프로세서모듈이 임무 컴퓨터 내부 모듈의 점검, 확인 및 제어를 하여 시스템 전체를 관장하는 과정;을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 임무컴퓨터 장치의 이중화방법.
제 14 항에 있어서,
상기 제2임무컴퓨터구동단계는
상기 제3처리부가 활성상태로 전환되는 경우, 제1임무컴퓨터의 제1NTB와 제2임무컴퓨터의 제2NTB가 서로 연결되고, 상기 제1NTB와 제2NTB를 통하여 제2임무컴퓨터의 제3처리부가 제1임무컴퓨터의 제2처리부와 연결되어 제2처리부가 시현, 제어, 또는 I/O를 수행하도록 제어하는 과정; 및
상기 제1NTB와 제2NTB는 자신이 속한 임무컴퓨터 내부 모듈들로부터 수신하는 데이터를 상대 임무컴퓨터의 NTB로 전송할 때 메모리 어드레스 변환, 또는 패킷 포맷 변환을 수행하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 임무컴퓨터 장치의 이중화방법.
제 12 항에 있어서,
상기 제1처리부의 제1프로세서모듈이 임무 컴퓨터 내부 모듈의 점검, 확인 및 제어를 하여 시스템 전체를 관장하는 과정은
상기 제1프로세서모듈이 제1처리부, 제2처리부 및 임무 컴퓨터 외부의 항공 전자 장비들을 제어하기 위해 임무 컴퓨터 장치에서 실행되는 비행 운용 프로그램인 OFP(Operational Flight Program) 명령어에 대한 연산 처리를 수행하고, 상기 제2처리부의 입출력모듈과 연결되어, 상기 입출력모듈을 통해 임무 컴퓨터 시스템 외부의 항공 전자 장비와 데이터 통신하여 각종 항공 전자 장비의 상태(Status)나 모드(Mode) 정보를 확인하거나 제어하는 것을 특징으로 하는 임무컴퓨터 장치의 이중화방법.
제 12 항에 있어서,
상기 제1처리부의 제1MFD제어모듈이 다기능 시현기를 제어하고, 제1임무컴퓨터의 정상 동작 상태 여부를 확인하는 과정은
상기 제1MFD제어모듈의 제1모드설정수단이 제1임무컴퓨터의 동작 신호에 따라 제어 모드를 활성상태에서 대기상태로 전환시키는 과정; 및
상기 제1MFD제어모듈의 신호발생수단이 상기 제1모드설정수단과 연결되어, 제1임무컴퓨터의 동작 정보를 수집하여, 동작 정상 여부에 관한 신호를 발생시켜, 제2임무컴퓨터에 전달하는 과정;을 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 임무컴퓨터 장치의 이중화방법.
제 14 항에 있어서,
상기 제3처리부가 대기상태에서 활성상태로 전환되는 경우, 제2프로세서모듈이 임무 컴퓨터 내부 모듈의 점검, 확인 및 제어를 하여 시스템 전체를 관장하는 과정은
상기 제2프로세서모듈이 제2처리부 및 임무 컴퓨터 외부의 항공 전자 장비들을 제어하기 위해 임무 컴퓨터 장치에서 실행되는 비행 운용 프로그램인 OFP(Operational Flight Program) 명령어에 대한 연산 처리를 수행하고, 상기 제2처리부의 입출력모듈과 연결되어, 상기 입출력모듈을 통해 임무 컴퓨터 시스템 외부의 항공 전자 장비와 데이터 통신하여 각종 항공 전자 장비의 상태(Status)나 모드(Mode) 정보를 확인하거나 제어하는 것을 특징으로 하는 임무컴퓨터 장치의 이중화방법.
제 14 항에 있어서,
상기 제3처리부의 제2MFD제어모듈이 제1임무컴퓨터의 비정상 동작 상태임을 알리는 신호를 수신하여 제3처리부를 대기상태에서 활성상태로 전환시키는 과정은
상기 제2MFD제어모듈의 외부감지수단이 제1임무컴퓨터로부터 전달된 동작 신호를 감지하여, 제1임무컴퓨터의 동작 정상 여부를 판단하는 과정;
자체감지수단이 제2임무컴퓨터의 동작 정상 여부에 관한 신호를 발생시켜, 제2모드설정수단에 전달하는 과정;
제2모드설정수단이 상기 외부감지수단과 연결되어, 제1임무컴퓨터의 동작 정상 여부 판단 결과를 수신하고, 자체감지수단이 전달하는 제2임무컴퓨터의 동작 정상 여부 신호를 수신하고, 제어 모드를 대기상태에서 활성상태로 전환시키는 과정; 및
동기화수단이 상기 제2모드설정수단과 연결되어, 내부 처리 데이터를 제1임무컴퓨터와 동일한 데이터 처리 사이클로 동기화시키는 과정;을 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 임무컴퓨터 장치의 이중화방법.
제 19 항에 있어서,
상기 활성상태로 전환시키는 과정은
상기 제2모드설정수단이 수신한 제1임무컴퓨터의 동작 정상 여부 판단 결과가 비정상 동작 상태임을 알리는 신호이고, 자체감지수단이 전달하는 제2임무컴퓨터의 동작 정상 여부 신호가 정상 동작 상태임을 알리는 신호인 경우에 제2임무컴퓨터의 제어 모드를 대기상태에서 활성상태로 전환하는 것을 특징으로 하는 임무컴퓨터 장치의 이중화방법.
제 11 항 내지 제 20 항 중 어느 한 항의 방법을 실행하는 프로그램을 기록한 것을 특징으로 하는 컴퓨터로 판독 가능한 기록매체.