RU2667040C1 - Integrated computer system of aircraft ms-21 - Google Patents

Integrated computer system of aircraft ms-21 Download PDF

Info

Publication number
RU2667040C1
RU2667040C1 RU2017131251A RU2017131251A RU2667040C1 RU 2667040 C1 RU2667040 C1 RU 2667040C1 RU 2017131251 A RU2017131251 A RU 2017131251A RU 2017131251 A RU2017131251 A RU 2017131251A RU 2667040 C1 RU2667040 C1 RU 2667040C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
aircraft
avionics
network
central
systems
Prior art date
Application number
RU2017131251A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Александр Сергеевич Баранов
Дмитрий Игоревич Грибов
Алексей Анатольевич Герасимов
Павел Владимирович Конохов
Александр Сергеевич Курмин
Петр Сергеевич Петров
Константин Федорович Попович
Виктор Борисович Поляков
Original Assignee
Публичное акционерное общество "ОАК - центр комплексирования"
Публичное акционерное общество "Научно-производственная корпорация "Иркут"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Публичное акционерное общество "ОАК - центр комплексирования", Публичное акционерное общество "Научно-производственная корпорация "Иркут" filed Critical Публичное акционерное общество "ОАК - центр комплексирования"
Priority to RU2017131251A priority Critical patent/RU2667040C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2667040C1 publication Critical patent/RU2667040C1/en

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F9/00Arrangements for program control, e.g. control units
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01CMEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C23/00Combined instruments indicating more than one navigational value, e.g. for aircraft; Combined measuring devices for measuring two or more variables of movement, e.g. distance, speed or acceleration

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Software Systems (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)

Abstract

FIELD: computer equipment.SUBSTANCE: invention relates to integrated computer system of MS-21 aircraft. System contains six identical and interchangeable central avionics calculators and four identical and interchangeable switches of on-board data network, at that software is functioning on each central calculator of avionics, additionally, system contains two major commutators of on-board data transmission network and two back-up switches of on-board data network, there is one major and one backup switch and three central avionics calculators on left and right sides of aircraft, each major switch is connected by standard communication lines ARINC664p7 with all avionics central calculators of its aircraft, as well as with major switch of the other board and with other aircraft systems, forming subnet A, backup switches are connected to all central calculators of avionics of its board, and also to each other and to aircraft other systems with communication lines according to ARINC664p7 standard, forming subnet B.EFFECT: technical result is to expand functionality, increase in reliability and fail-operational capability.4 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к области транспорта, а именно - к области авиационной техники, и может быть использовано в качестве средства управления системами самолета.The invention relates to the field of transport, namely to the field of aviation technology, and can be used as a means of controlling aircraft systems.

Известен патент 19914, опубл. 10.10.2001) информационный бортовой комплекс самолета для передачи информации, содержащий интегрированные в единый самолетный комплекс бортовую цифровую вычислительную систему, бортовую радиолокационную станцию, блок формирования информации, аппаратуру приема и передачи информации и пульт целераспределения и установки адреса передачи. Кроме того, он дополнительно снабжен пультом установки адреса приема, соединенным с аппаратурой приема и передачи информации.Known patent 19914, publ. 10.10.2001) an aircraft informational complex for transmitting information, containing an onboard digital computer system, an airborne radar station, an information generation unit, information reception and transmission equipment, and a target distribution and setting transmission address integrated into a single aircraft complex. In addition, it is additionally equipped with a remote control setting the address of the reception connected to the equipment for receiving and transmitting information.

Недостатком известного устройства следует признать ограниченное функциональное назначение.A disadvantage of the known device should be recognized limited functionality.

Известен также (RU, патент 2488775, опубл. 27.07.2013) интегрированный комплекс бортового оборудования многофункционального самолета, содержащий взаимно соединенные по каналу информационного обмена систем (КИОС) с бортовой цифровой вычислительной системой (БЦВС) комплекс пилотажно-навигационного оборудования (КПНО), комплект радиостанций различных диапазонов волн (PC), аппаратуру спутникового канала связи (СКС), аппаратуру связи с пунктами управления (СПУ), авиационный терминал (AT) объединенной системы навигации и обмена данными, комплект аппаратуры опознавания госпринадлежности (КАГО), комплект многофункциональных индикаторов, пультов и индикатор на лобовом стекле, комплект обзорно-прицельных средств, включающий радиолокационную систему (РЛС), тепловизионную систему (ТПВС), оптико-локационную систему (ОЛС), комплект средств противодействия в составе системы радиотехнической разведки и радиоэлектронного противодействия (СРТР/РЭП), системы оптикоэлектронной разведки (СОЭР), системы управления средствами поражения (СУСП), устройства выброса расходуемых средств РЭП (УВ), системы контроля и регистрации, в т.ч. видеорегистрации параметров (СКРП), оперативных органов управления (ООУ), общесамолетного оборудования (ОСО), комплекта авиационных средств поражения (КСП), при этом комплект многофункциональных индикаторов, пультов и индикатор на лобовом стекле объединены в информационно-управляющее поле, блок преобразования телевизионных сигналов, внешнее запоминающее устройство и блоки-концентраторы сигналов взаимно соединенные по каналу информационного обмена систем (КИОС) с БЦВС, образуют информационно-управляющую систему, системы РТР/РЭП, РЛС, КАГО аппаратно интегрированы в радиотехническую систему (ИРТС) путем подключения входов приемника и выхода передатчика систем РТР/РЭП и КАГО к выходу-входу активной фазированной решетки (АФАР) РЛС, а входы-выходы систем РТР/РЭП, РЛС, КАГО подключены по внутреннему каналу информационного обмена (КИОР) ко входу-выходу вычислителя радиотехнической системы (ВРТС), вычислительно-логические блоки которого: ввода-вывода и управления информационным обменом, сопровождения и распознавания обнаруженных объектов, управления взаимодействием систем РТР/РЭП, РЛС, КАГО в рамках автономных задач системы и задач, поставленных вычислителем БЦВС, взаимосоединены по внутреннему каналу информационного обмена (ВКИО), ТПВС, ОЛС, СОЭР интегрированы в оптико-электронную систему (ИОЭС) путем подключения их входов-выходов по КИОС к вычислителю оптикоэлектронной системы (ВОЭС), вычислительно-логические блоки которого: ввода-вывода и управления информационным обменом, сопровождения, селекции и распознавания обнаруженных объектов, управления взаимодействием ТПВС, ОЛС, СОЭР в рамках автономных задач системы, поставленных вычислителем ИУС, взаимосоединены по внутреннему каналу информационного обмена оптических систем (КИОО), комплект радиостанций различных диапазонов волн (PC), аппаратно-интегрированный с антеннами системы РТР/РЭП путем подключения выхода каналов PC ко входу передающих антенн системы РТР/РЭП, аппаратура спутникового канала связи (СКС), аппаратура связи с пунктами управления (СПУ) и авиационный терминал объединенной системы навигации и обмена данными интегрированы в комплекс средств связи (ИКСС) путем подключения их входов-выходов по внутреннему каналу информационного обмена комплекса средств связи (КИОКС) к вычислителю ИКСС - (ВИКСС), вычислительно-логические блоки которого: ввода-вывода и управления обменом между самолетами и пунктами управления речевыми и телекодовыми сообщениями, автоматического выбора канала связи при отказах аппаратуры и воздействии помех взаимосоединены по внутреннему каналу ВИКСС и функционально интегрированы в комплекс бортового оборудования (КБО) путем подключения входов-выходов вычислителей ВОЭС, ВРТС и ВИКСС по КИОС к входам-выходам БЦВС, вычислительно-логические блоки которой: ввода-вывода-управления информационным обменом, оперативного планирования полетного задания формирования пилотажно-навигационных параметров, обеспечения группового самолетовождения, комплексного гипотезного сопровождения целей по данным всех информационных систем, комплексного распознавания воздушной цели, комплексного госопознавания целей, формирования данных для индикации, интеграции алгоритмически формируемых управляющих воздействий и от оперативных органов управления, автоматического целераспределения и целеуказания, управления электронным противодействием, оперативного выбора и применения средств поражения, контроля КБО и общесамолетного оборудования и силовой установки, обеспечения маловысотного полета, управления записью на средства объективного контроля, управления режимами интегрированных систем КБО (ИРТС, ИОЭС, ИКСС, СУСП), общесамолетным оборудованием и летательным аппаратом взаимосоединены по ВКИО, а сама БЦВС с взаимосоединенными по КИОС информационно-управляющим полем, включающим комплект многофункциональных индикаторов и индикатор на лобовом стекле, блоком преобразования телевизионных сигналов, внешним запоминающим устройством и блоками-концентраторами сигналов (n шт. ) образует информационно-управляющую систему.Also known (RU, patent 2488775, published July 27, 2013) is an integrated complex of on-board equipment of a multifunctional aircraft, containing a complex of flight-navigation equipment (KPNO), a set of flight-navigation equipment (KPNO) mutually connected via an on-board digital information system (BTSC), set radio stations of different wavelength ranges (PC), satellite communication channel equipment (SCS), control center communication equipment (SPU), aviation terminal (AT) of the integrated navigation and data exchange system, apparatus kit identification of state accessories (KAGO), a set of multi-functional indicators, remotes and an indicator on the windshield, a set of sighting and sighting equipment, including a radar system (radar), a thermal imaging system (TPVS), an optical-location system (OLS), a set of countermeasures as part of electronic reconnaissance and electronic countermeasures (SRTR / REP) systems, optoelectronic reconnaissance systems (ESMS), weapon control systems (SUSP), electronic warfare devices ejection devices (EB), Registration and registration, incl. video recording of parameters (SCRP), operational controls (OOU), general aircraft equipment (CCA), a set of aviation weapons (KSP), while a set of multifunction indicators, consoles and an indicator on the windshield are combined into an information-control field, a television signal conversion unit , the external storage device and signal concentrator units mutually connected through the channel of information exchange of systems (KIOS) with BTsVS, form an information management system, systems RTR / REP, radar, K Civil defense devices are hardware-integrated in the radio engineering system (IRTS) by connecting the inputs of the receiver and the transmitter output of the RTR / REP and KAGO systems to the output-input of the active phased array (AFAR) of the radar, and the inputs and outputs of the RTR / REP, radar, KAGO systems are connected via an internal channel information exchange (KIOR) to the input-output of the computer of the radio engineering system (VRTS), the computational and logical blocks of which are: input-output and information exchange control, tracking and recognition of detected objects, control the interaction of P systems R / REP, radar, KAGO within the framework of the autonomous system tasks and the tasks set by the BCVS calculator are interconnected via an internal information exchange channel (VKIO), TPVS, OLS, ESER are integrated into the optical-electronic system (IOES) by connecting their inputs and outputs via KIOS to the computer of the optoelectronic system (VOES), the computational and logical blocks of which are: input-output and information exchange control, tracking, selection and recognition of detected objects, control the interaction of TPVS, OLS, ESER within the framework of autonomous tasks with The systems supplied by the ICS calculator are interconnected via an internal channel of information exchange of optical systems (KIO), a set of radio stations of different wavelength ranges (PC), hardware-integrated with antennas of the RTR / REP system by connecting the output of the PC channels to the input of the transmitting antennas of the RTR / REP system, equipment for a satellite communication channel (SCS), equipment for communication with control centers (SPU) and an aviation terminal of the integrated navigation and data exchange system are integrated into the complex of communication facilities (ICSS) by connecting them dovogo outputs on the internal channel of information exchange of the complex of communications equipment (KIOKS) to the computer IKSS - (VIKSS), the computing and logical units of which are: input-output and control the exchange between aircraft and control points for voice and telecode messages, automatic selection of the communication channel in case of failure equipment and the effects of interference are interconnected through the internal channel VIKSS and functionally integrated into the complex of on-board equipment (BWC) by connecting the inputs and outputs of the computers VOES, VRTS and VIKSS on KIOS to ODS-outputs of the BCVS, the computational and logical units of which are: input-output-control information exchange, operational planning of the flight task for the formation of flight and navigation parameters, providing group navigation, complex hypothesized tracking of targets according to all information systems, integrated recognition of an air target, integrated state recognition goals, data generation for indication, integration of algorithmically generated control actions and from operational controls of automatic targeting and target designation, electronic countermeasures control, operative selection and use of weapons, control of airborne vehicles and general-purpose equipment and power plants, low-altitude flight control, recording management of objective monitoring tools, control modes of integrated systems of military hardware (IRTS, IOES, ICSS, SUSP), all-aircraft equipment and aircraft are interconnected according to the All-Russian Aerospace Defense Act, and the BCVS itself with the information-control field interconnected by KIOS, including set indicators and multi-function display on the windshield, the block conversion of television signals, an external storage device and block signals concentrators (n pcs. ) forms an information management system.

Недостатком известного комплекса следует признать наличие значительного количества блоков и функций (например, системы РТР/РЭП, РЛС, ОЛС, СУСП) необходимых для многофункционального самолета военного применения, но избыточных для пассажирского или транспортного самолета.A disadvantage of the known complex should be recognized as the presence of a significant number of blocks and functions (for example, the RTR / REP system, radar, OLS, SUSP) necessary for a multifunctional military aircraft, but excessive for a passenger or transport aircraft.

Известна (RU, патент 2413280, опубл. 27.02.2011) платформа интегрированной модульной авионики, выполненная в виде одного или двух крейтов, содержащих по две подсистемы с установленными в каждой коммутатором и двумя парами вычислительных модулей, причем первый и второй вычислительные модули каждой пары соединены между собой первыми группами входов-выходов, а первые и вторые вычислительные модули первой пары каждой подсистемы - вторыми группами входов-выходов подключены ко вторым группам входов-выходов соответственно первого и второго вычислительных модулей второй пары соответствующей подсистемы, при этом первые вычислительные модули первой и второй пары третьими группами входов-выходов соединены соответственно с первой и второй группами входов-выходов коммутатора своей подсистемы, а четвертыми группами входов-выходов подключены соответственно к третьим и четвертым группам входов-выходов коммутатора другой подсистемы крейта, причем вторые вычислительные модули первой пары вычислительных модулей третьими и четвертыми группами входов-выходов соединены соответственно с первыми и вторыми группами входов-выходов, а вторые вычислительные модули второй пары вычислительных модулей своими третьими и четвертыми группами входов-выходов подключены соответственно к третьей и четвертой группам входов-выходов соответствующей подсистемы, при этом коммутаторы своей пятой группой входов-выходов, а первый и второй вычислительные модули каждой пары вычислительных модулей каждой подсистемы своей пятой группой входов-выходов соединен соответственно с пятой по девятую группами входов-выходов соответствующей подсистемы крейта, причем с первой по девятую группы входов-выходов первой подсистемы крейта подключены к соответствующим с первой по девятую группам входов-выходов платформы интегрированной модульной авионики, с десятой по восемнадцатую группы входов-выходов которой соединены соответственно с первой по девятую группами входов-выходов второй подсистемы крейта.Known (RU, patent 2413280, publ. 02.27.2011), an integrated modular avionics platform made in the form of one or two subracks containing two subsystems with two pairs of computing modules installed in each switch, the first and second computing modules of each pair being connected between themselves by the first groups of inputs and outputs, and the first and second computing modules of the first pair of each subsystem - by the second groups of inputs and outputs are connected to the second groups of inputs and outputs of the first and second calculators, respectively modules of the second pair of the corresponding subsystem, while the first computing modules of the first and second pairs by the third groups of inputs and outputs are connected respectively to the first and second groups of inputs and outputs of the switch of their subsystem, and the fourth groups of inputs and outputs are connected respectively to the third and fourth groups of inputs the outputs of the switch of another sub-subsystem, and the second computing modules of the first pair of computing modules by the third and fourth groups of inputs / outputs are connected respectively to second and second groups of inputs and outputs, and the second computing modules of the second pair of computing modules with their third and fourth groups of inputs and outputs are connected respectively to the third and fourth groups of inputs and outputs of the corresponding subsystem, with the switches using their fifth group of inputs and outputs, and the first and the second computing modules of each pair of computing modules of each subsystem with its fifth group of inputs and outputs is connected respectively with the fifth to ninth group of inputs and outputs of the corresponding subsystems the rack, and from the first to the ninth group of inputs and outputs of the first subsystem of the rack are connected to the corresponding from the first to ninth groups of inputs and outputs of the integrated modular avionics platform, from the tenth to eighteenth groups of inputs and outputs of which are connected respectively to the first to ninth groups of inputs and outputs of the second subsystems of the crate.

Недостатками известной системы следует признать:The disadvantages of the known system should be recognized:

- жесткую схему дублирования модулей, что накладывает ограничения на варианты построения системы и ее реконфигурации,- a rigid scheme of duplication of modules, which imposes restrictions on the options for building the system and its reconfiguration,

- использование в качестве рабочей единицы пару модулей (например, ВМ 6 и ВМ 7), что приводит к снижению надежности/отказоустойчивости (отказ одного модуля из пары приводит в неработоспособное состояние и второй модуль из пары)- the use of a pair of modules as a working unit (for example, VM 6 and VM 7), which leads to a decrease in reliability / fault tolerance (failure of one module from a pair leads to an inoperative state and the second module from a pair)

- одновременная выдача со всех пар вычислительных модулей команд управления, что вынуждает разработать сложный механизм контроля для предотвращения получения исполнительными устройствами/системами противоречащих команд, в случае сбоев в платформе интегрированной модульной авионики (ИМА).- the simultaneous issuance of control commands from all pairs of computing modules, which forces us to develop a complex control mechanism to prevent executive devices / systems from receiving conflicting commands in case of failures in the integrated modular avionics (IMA) platform.

Техническая задача, решаемая посредством реализации разработанного устройства, состоит в обеспечении выполнения комплексом бортового радиоэлектронного оборудования (БРЭО) функций самолетовождения, формирования данных об имеющихся отказах систем из состава БРЭО и самолетных систем и обеспечения информирования экипажа об их наличии, а также способах их парирования, контроля в реальном времени критических параметров полета с выдачей информации о приближении и достижении контролируемыми параметрами границ эксплуатационных допусков самолета, обеспечения настройки средств радионавигации, связи и наблюдения, сбора и преобразования информации, технического обслуживания, контроля работоспособности систем БРЭО на земле и в полете, и передачи данных по сети ADN и мониторинг сети.The technical problem solved by implementing the developed device is to ensure that the complex of on-board electronic equipment (avionics) performs the functions of aircraft navigation, generates data on existing failures of avionics systems and aircraft systems and ensures that the crew is informed of their presence, as well as how to parry them, control in real time of critical flight parameters with the issuance of information about the approach and achievement by controlled parameters of the boundaries of operational tolerances with the flight, providing tuning of radio navigation, communication and surveillance equipment, collecting and converting information, maintenance, monitoring the health of avionics systems on the ground and in flight, and transmitting data over the ADN network and network monitoring.

Технически результат, достигаемый при реализации разработанного устройства, состоит в расширении функциональных возможностей, повышении надежности и отказоустойчивости.Technically, the result achieved by the implementation of the developed device is to expand the functionality, increase reliability and fault tolerance.

Для достижения указанного технического результата предложено использовать разработанную интегрированную вычислительную систему самолета МС-21. Разработанная интегрированная вычислительная система самолета МС-21 является системой ИМА и содержит шесть идентичных и взаимозаменяемых центральных вычислителей авионики и четыре идентичных и взаимозаменяемых коммутатора бортовой сети передачи данных, при этом на каждом центральном вычислителе авионики функционирует программное обеспечение, и два коммутатора бортовой сети передачи данных являются основными, а другие два коммутатора бортовой сети передачи данных являются резервными, на левом и правом бортах самолета установлено по одному основному и одну резервному коммутатору и по три центральных вычислителей авионики, каждый основной коммутатор соединен линиями связи по стандарту ARINC664p7 со всеми центральными вычислителями авионики своего борта, а также с основным коммутатором другого борта и с другими системами самолета, образуя подсеть А, резервные коммутаторы соединены со всеми центральными вычислителями авионики своего борта, а также между собой и с другими системами самолета, линиями связи по стандарту ARINC664p7, образуя подсеть В, при этом интегрированная вычислительная система самолета выполнена с возможностью обеспечения функций самолетовождения, формирования данных об имеющихся отказах систем из состава БРЭО и самолетных систем и обеспечения информирования экипажа об их наличии, а также способах их парирования, контроля в реальном времени критических параметров полета с выдачей информации о приближении и достижении контролируемыми параметрами границ эксплуатационных допусков самолета, обеспечения настройки средств радионавигации, связи и наблюдения, сбора и преобразования информации, технического обслуживания, контроля работоспособности систем БРЭО на земле и в полете, и передачи данных в сети ADN и мониторинг сети, а коммутатор бортовой сети передачи данных выполнен с возможностью обеспечения обмена по стандарту ARINC664p7 внутри интегрированной вычислительной системы между центральными вычислителями авионики и обмена интегрированной вычислительной системы с системами самолета, в том числе многофункциональными индикаторами, панелями управления радиосредствами, вторичной системой распределения электроэнергии, терминалами технического обслуживания и загрузки программного обеспечения, системой контроля, обработки и регистрации полетных данных.To achieve the specified technical result, it is proposed to use the developed integrated computer system of the MS-21 aircraft. The developed integrated computer system of the MC-21 aircraft is an IMA system and contains six identical and interchangeable central avionics calculators and four identical and interchangeable on-board data network switches, with software running on each central avionics computer and two switches on-board data networks main, and the other two switches of the on-board data network are redundant, on the left and right sides of the aircraft one main and one backup switch and three central avionics calculators, each main switch is connected by ARINC664p7 communication lines to all central avionics calculators of its board, as well as to the main switch of the other board and other aircraft systems, forming subnet A, the reserve switches are connected with all the central avionics calculators on your side, as well as with each other and with other aircraft systems, communication lines according to the ARINC664p7 standard, forming a subnet B, while integrated you The aircraft’s reconnaissance system is capable of providing the functions of airborne navigation, generating data on existing system failures from avionics and aircraft systems, and providing the crew with information about their presence, as well as methods for countering them, real-time monitoring of critical flight parameters with the provision of information about approach and achievement controlled parameters of the boundaries of operational tolerances of the aircraft, ensuring the adjustment of radio navigation, communication and surveillance, collection and conversion of information operation, maintenance, monitoring the health of avionics systems on the ground and in flight, and transmitting data in the ADN network and network monitoring, and the on-board data network switch is capable of exchanging according to the ARINC664p7 standard inside an integrated computing system between central avionics computers and exchanging integrated computing system with aircraft systems, including multi-functional indicators, radio control panels, secondary power distribution system, t terminals for maintenance and software downloads, a system for monitoring, processing and recording flight data.

В предпочтительном варианте реализации центральный вычислитель авионики выполнен с возможностью выполнения следующих функций:In a preferred embodiment, the central avionics calculator is configured to perform the following functions:

- проверка совместимости аппаратуры, программного обеспечения платформы, конфигурационных таблиц и функционального программного обеспечения при холодном старте центрального вычислителя авионики, его перезапуске, после загрузки программного обеспечения,- checking the compatibility of hardware, platform software, configuration tables and functional software during the cold start of the central avionics computer, its restart, after downloading the software,

- предоставления вычислительных ресурсов и набора сервисных функций для выполнения функциональных задач,- providing computing resources and a set of service functions to perform functional tasks,

- выполнения различных приложений с разделением вычислительных ресурсов и применения различных конфигураций вычислительных ресурсов в зависимости от позиции модуля на объекте,- execution of various applications with the separation of computing resources and the application of various configurations of computing resources depending on the position of the module on the object,

- предоставления функционального программного обеспечения интерфейса (API ARINC 653) с операционной системой реального времени для использования функциональными приложениями модуля,- providing functional software interface (API ARINC 653) with a real-time operating system for use by functional applications of the module,

- обеспечения защиты памяти и независимости различных функциональных задач функционального программного обеспечения друг от друга,- ensuring memory protection and independence of various functional tasks of functional software from each other,

- взаимодействия с однородной детерминированной бортовой сетью по стандарту ARINC 664р7,- interaction with a homogeneous deterministic on-board network according to the ARINC 664p7 standard,

- управления вводом-выводом, включая маршрутизацию от разъема до приложения и обратно,- I / O control, including routing from the connector to the application and vice versa,

- управления энергонезависимой памятью для нужд внутренней системы контроля и сохранения информации после выключения питания,- management of non-volatile memory for the needs of an internal system for monitoring and storing information after turning off the power,

- предоставления средств, позволяющих проводить мониторинг работы блока, то есть выявление неисправностей, их диагностику, принятие мер по парированию неисправностей и восстановлению работоспособности, обнаружение и обработку зависания, контроль перегрева, учет времени наработки модуля, сбор диагностики и выполнение других функций технического обслуживания,- providing tools to monitor the operation of the unit, that is, detecting faults, diagnosing them, taking measures to counteract faults and restoring performance, detecting and processing freezes, controlling overheating, taking into account the operating time of the module, collecting diagnostics, and performing other maintenance functions,

- интерфейса для диагностики центрального процессора и модуля ввода/вывода в лабораторных условиях, а также средства отладки функционального программного обеспечения в среде центрального процессора и модуля ввода/вывода,- an interface for diagnosing the central processor and the input / output module in the laboratory, as well as debugging functional software in the environment of the central processor and the input / output module,

- загрузку данных в соответствии с протоколом ARINC 615А.- data loading in accordance with the ARINC 615A protocol.

Также он преимущественно выполнен с возможностью взаимодействования по входам-выходам с другим оборудованием самолета по интерфейсам CAN, ARINC 429 и РК различных типов (по ГОСТ 18977-79).It is also predominantly configured to interact on inputs and outputs with other aircraft equipment via CAN, ARINC 429 and PK interfaces of various types (according to GOST 18977-79).

Предпочтительно коммутатор бортовой сети передачи данных выполнен в соответствии со стандартом ARINC 664, часть 7, имеет топологию «звезда» с коммутаторами сети, расположенными в центре. Он выполнен с возможностью передачи данных от коммутаторов только заданным оконечным системам, а также с возможностью контроля передаваемой информации. При этом сетевая архитектура реализована как две параллельные дублирующие друг друга сети и каждая сеть может быть связана как с одной, так и со многими конечными системами - абонентами сети с одновременной передачей информации по двум сетям.Preferably, the on-board data network switch is made in accordance with the ARINC 664 standard, part 7, has a star topology with network switches located in the center. It is made with the possibility of transmitting data from switches only to specified end systems, as well as with the ability to control the transmitted information. Moreover, the network architecture is implemented as two parallel duplicating networks and each network can be connected with either one or with many end systems - subscribers of the network with simultaneous transmission of information over two networks.

Достижение технического результата в части:Achievement of a technical result in terms of:

- расширения функциональных возможностей, по сравнению с ближайшим аналогом осуществляется за счет введения в состав интегрированной вычислительной системы функций самолетовождения, формирования данных об имеющихся отказах систем из состава БРЭО и самолетных систем и обеспечения информирования экипажа об их наличии, а также способах их парирования, контроля в реальном времени критических параметров полета с выдачей информации о приближении и достижении контролируемыми параметрами границ эксплуатационных допусков самолета, обеспечения настройки средств радионавигации, связи и наблюдения, сбора и преобразования информации, технического обслуживания, контроля работоспособности систем БРЭО на земле и в полете, передачи данных в сети ADN и мониторинг сети и проверки совместимости аппаратуры, программного обеспечения, конфигурационных таблиц и функционального программного обеспечения,- expansion of functionality, in comparison with the closest analogue, is carried out by introducing the functions of aircraft navigation into the integrated computing system, generating data on existing system failures from avionics and aircraft systems, and ensuring that the crew is informed of their presence, as well as ways to counter them, control real-time critical flight parameters with the issuance of information about the approach and achievement by controlled parameters of the boundaries of the operational tolerances of the aircraft, ensuring setting up radio navigation, communication and surveillance tools, collecting and converting information, maintenance, monitoring the operational efficiency of avionics systems on the ground and in flight, transmitting data in the ADN network and monitoring the network and checking the compatibility of equipment, software, configuration tables and functional software,

- повышения уровня надежности использованием шести отдельных идентичных блоков центральных вычислителей авионики (ЦВА), поделенных на две подсистемы (для левого и правого борта) по три блока, в отличие от двух крейтов с двумя подсистемами в аналоге,- increase the level of reliability using six separate identical blocks of central avionics calculators (CVA), divided into two subsystems (for port and starboard) of three blocks, in contrast to two crates with two subsystems in the analogue,

- повышения уровня отказоустойчивости обеспечено использованием механизмов обеспечения защиты памяти и независимости различных функциональных задач функционального программного обеспечения друг от друга, выполнения различных приложений с разделением вычислительных ресурсов и наличием различных конфигураций в зависимости от положения ЦВА на объекте, контроля перегрева и учета времени наработки ЦВА.- increasing the level of fault tolerance is ensured by the use of mechanisms to ensure memory protection and independence of various functional tasks of functional software from each other, to perform various applications with the separation of computing resources and the presence of various configurations depending on the position of the CVA at the facility, control of overheating and accounting for the operating time of the CVA.

На рисунке приведена схема заявленного устройства.The figure shows a diagram of the claimed device.

В дальнейшем в описании изобретения будут раскрыты особенности, преимущества и возможности разработанной конструкции.In the future, in the description of the invention will be disclosed features, advantages and capabilities of the developed design.

Интегрированная вычислительная система (ИВС) - высоко интегрированный программно-аппаратный комплекс, обеспечивающий выполнение функционального программного обеспечения (ФПО) функций БРЭО самолета в части:Integrated Computing System (IVS) is a highly integrated software and hardware complex that provides the implementation of functional software (FPO) of the avionics functions of an aircraft in terms of:

- формирования и выдачи на индикацию и системы самолета навигационной информации,- the formation and issuance of the display and systems of the aircraft navigation information,

- формирования и выдачи информации, необходимой для выполнения безопасного полета,- the formation and issuance of information necessary to perform a safe flight,

- формирования и выдачи предупреждающей информации,- the formation and issuance of warning information,

- обеспечения управления радиосредствами,- providing radio control,

- обеспечения сервисных функций (техническое обслуживание),- providing service functions (maintenance),

- организации обмена данных по сети ARINC 664р7.- Organization of data exchange over the ARINC 664r7 network.

ИБС ранее указанного состава функционирует на базе ЦВА с использованием высокоскоростных интерфейсов в составе комплекса бортового радиоэлектронного оборудования.An ischemic heart disease of the previously indicated composition operates on the basis of CVA using high-speed interfaces as part of a complex of avionics.

Каждый ЦВА включает в свой состав:Each CVA includes:

- Аппаратный блок с системным программным обеспечением (ПО) ЦВА,- A hardware unit with system software (software) CVA,

- Конфигурационные таблицы (КТ) ЦВА,- Configuration tables (CT) CVA,

- ФПО ЦВА.- FPO CVA.

Каждый Коммутатор бортовой сети передачи данных (ADN) включает в свой состав:Each On-Board Data Network Switch (ADN) includes:

- Аппаратный блок-коммутатор,- Hardware block switch

- KT ADN.- KT ADN.

ЦВА реализует технологию ИМА и обеспечивает работу ФПО в соответствии с DO-297/P-297. Взаимодействие между системным ПО и ФПО осуществляется по программному интерфейсу, соответствующему стандарту ARINC 653. Аппаратный блок с системным ПО ЦВА обеспечивает выполнение следующих функций:CVA implements IMA technology and provides FPO operation in accordance with DO-297 / P-297. The interaction between the system software and the software is carried out via the software interface that complies with the ARINC 653. The hardware unit with the system software CVA provides the following functions:

- проверку совместимости аппаратуры, ПО платформы, КТ и ФПО при включении ЦВА, перезагрузке, после загрузки ПО,- checking the compatibility of hardware, platform software, CT and FPO when turning on the CVA, rebooting, after loading the software,

- предоставление вычислительных ресурсов и набора сервисных функций для выполнения функциональных задач,- the provision of computing resources and a set of service functions for performing functional tasks,

- выполнение различных приложений с разделением вычислительных ресурсов и наличие различных конфигураций в зависимости от положения модуля на объекте,- the execution of various applications with the separation of computing resources and the presence of various configurations depending on the position of the module on the object,

- предоставление ФПО интерфейса (API ARINC 653) с операционной системой реального времени (ОСРВ) для использования приложениями вычислительных ресурсов,- providing a FPO interface (API ARINC 653) with a real-time operating system (RTOS) for use by computing resources of applications,

- обеспечение защиты памяти и независимости различного ФПО друг от друга,- ensuring the protection of memory and the independence of various FPO from each other,

- взаимодействие с однородной детерминированной бортовой сетью по стандарту ARINC 664р7,- interaction with a homogeneous deterministic on-board network according to the ARINC 664p7 standard,

- управление вводом-выводом, включая маршрутизацию от разъема до приложения и обратно,- I / O control, including routing from the connector to the application and vice versa,

- управление энергонезависимой памятью (NVM) для нужд встроенных средств контроля (ВСК) и сохранения информации после выключения питания- management of non-volatile memory (NVM) for the needs of the built-in monitoring tools (VSK) and saving information after turning off the power

- предоставление средств, позволяющих проводить мониторинг работы блока, то есть выявление неисправностей, их диагностику, принятие мер по парированию неисправностей и восстановлению работоспособности, обнаружение и обработку зависания, контроль перегрева, учет времени наработки модуля, сбор диагностики и выполнение других функций технического обслуживания,- the provision of tools to monitor the operation of the unit, that is, detecting faults, diagnosing them, taking measures to counteract faults and restoring performance, detecting and processing freezes, controlling overheating, accounting for module operating hours, collecting diagnostics, and performing other maintenance functions,

- интерфейс для диагностики ЦВА в лабораторных условиях, а также средства отладки ФПО в среде ЦВА,- an interface for the diagnosis of CVA in laboratory conditions, as well as means for debugging FPO in the CVA environment,

- загрузку данных в соответствии с протоколом ARINC 615А.- data loading in accordance with the ARINC 615A protocol.

Внешние интерфейсы блока позволяют производить обмен по сети ADN (по стандарту ARINC 664р7), CAN, ARINC 429 и РК (общий - разрыв, 28 V - разрыв). Кроме того, в технологических целях могут использоваться интерфейсы RS232 и RS422.The external interfaces of the unit allow exchanges over the ADN network (according to the ARINC 664р7 standard), CAN, ARINC 429 and PK (common - gap, 28 V - gap). In addition, for technological purposes, the RS232 and RS422 interfaces can be used.

Аппаратный блок ЦВА представляет собой модульную структуру и содержит следующие модули: модуль контроллеров памяти, модуль контроллеров прерываний, модуль системных часов, модуль таймеров (в том числе сторожевые) для обеспечения решения прикладных задач в реальном времени. Аппаратный блок поддерживает сбор информации о температуре модуля, потребляемом токе и уровне напряжения.The CVA hardware unit is a modular structure and contains the following modules: memory controller module, interrupt controller module, system clock module, timer module (including watchdogs) to provide real-time application solutions. The hardware unit supports the collection of information about the temperature of the module, current consumption and voltage level.

Аппаратный блок разработан с учетом требований DO-254 и прошел испытания на внешние воздействующие факторы по DO-160G. Материалы и покрытия, применяемые при производстве блоков ИВС, разработаны для обеспечения совместимости с применяемыми материалами и покрытиями планера и смежных систем в местах их сопряжения (контакта), что позволяет исключить образование коррозии.The hardware unit was developed taking into account the requirements of DO-254 and has been tested for external factors according to DO-160G. The materials and coatings used in the production of IVS units are designed to ensure compatibility with the materials and coatings used by the airframe and adjacent systems at their interfaces (contact), which eliminates the formation of corrosion.

Системное ПО ЦВА включает в свой состав две части, активируемых отдельно: резидентное ПО и загружаемое ПО.CVA system software includes two parts that are activated separately: resident software and downloadable software.

Резидентное ПО активизируется первым при старте модуля и выполняет загрузку в память и активацию загружаемого ПО.Resident software is activated first when the module starts and loads into memory and activates the downloaded software.

В состав загружаемого системного ПО ЦВА входит полнофункциональная ОСРВ, реализующую функции API ARINC 653, доступного для всех приложений, и программный интерфейс, доступный только системным разделам. Также частью загружаемого системного ПО ЦВА являются системные разделы, отвечающие за загрузку, мониторинг и встроенный контроль.The CVA downloadable system software includes a fully functional RTOS that implements the functions of the ARINC 653 API, available for all applications, and a program interface that is available only to system partitions. Also part of the downloadable CVA system software are the system partitions responsible for loading, monitoring and built-in control.

ЦВА является конфигурируемой системой, т.е. ее адаптация под выполнение конкретных функций достигается путем изменения конфигурационных параметров, организованных в КТ. Конфигурационные таблицы ЦВА имеют два уровня:CVA is a configurable system, i.e. its adaptation to the performance of specific functions is achieved by changing the configuration parameters organized in the CT. CVA configuration tables have two levels:

- Глобальные конфигурационные параметры модуля. Определяют конфигурацию, не относящуюся к конкретному разделу (т.е. ко всем разделам и ЦВА),- Global configuration parameters of the module. Define a configuration that is not specific to a particular section (i.e., all sections and CVA),

- Конфигурационные параметры ФПО/раздела. Определяют конфигурацию, относящуюся к конкретному разделу.- Configuration parameters FPO / section. The configuration related to a particular section is determined.

Разработку глобальных конфигурационных параметров осуществляет системный интегратор, используя данные о ресурсах ЦВА, полученные от поставщика аппаратного блока. Системный интегратор определяет количество разделов и разделение вычислительных ресурсов для каждого раздела.The development of global configuration parameters is carried out by the system integrator, using data on the CVA resources received from the supplier of the hardware unit. The system integrator determines the number of partitions and the separation of computing resources for each partition.

ФПО, в составе нескольких приложений, реализует следующие функции ИВС:FPO, as part of several applications, implements the following IVS functions:

а) формирование опорного плана полета для автоматического, директорного и ручного самолетовождения с формированием информационных и управляющих сигналов, необходимых для решения задачи навигации 4D на всех широтах, в любое время суток и в любых метеоусловиях, с оптимизацией режимов полета с выполнением действующих и перспективных норм эшелонирования,a) the formation of a reference flight plan for automatic, director and manual navigation with the formation of information and control signals necessary for solving the 4D navigation problem at all latitudes, at any time and in any weather conditions, with the optimization of flight modes with the implementation of current and future separation standards ,

б) контроль в реальном времени критических параметров полета с формированием и выдачей для потребителей вычисленных значений эксплуатационных ограничений контролируемых параметров и информации о приближении и достижении контролируемыми параметрами границ эксплуатационных допусков самолета,b) real-time control of critical flight parameters with the formation and delivery to consumers of calculated values of operational limitations of the controlled parameters and information about the approach and achievement of controlled parameters of the aircraft operating tolerances,

в) обеспечение ручного выбора и настройки средств радионавигации, связи и наблюдения,c) providing manual selection and tuning of radio navigation, communication and surveillance means,

г) сбор в реальном времени информации о состоянии бортового оборудования на земле и в полете, ее обработки для формирования данных о выявленных отказных ситуациях и выдачи экипажу текстовых и звуковых сообщений об отказах и рекомендациях по их парированию,d) collection in real time of information on the state of on-board equipment on the ground and in flight, its processing to generate data on identified failure situations and to issue text and sound messages to the crew about the failures and recommendations for parrying them,

д) сбор и выдачу информации об отказах бортового оборудования на земле и в полете, отслеживания конфигурации установленного самолетного оборудования, ПО и баз данных, а также для проведения расширенного тестирования оборудования на земле,e) collecting and issuing information about onboard equipment ground and flight failures, tracking the configuration of installed aircraft equipment, software and databases, as well as for conducting advanced testing of equipment on the ground,

е) обеспечение загрузки программных и конфигурационных файлов по линии связи ARINC 664р7 в соответствии со стандартным протоколом ARINC 615А или линии связи ARINC 429 в соответствии со стандартным протоколом ARINC 615,f) ensuring the download of program and configuration files via the ARINC 664p7 communication line in accordance with the standard ARINC 615A protocol or the ARINC 429 communication line in accordance with the standard ARINC 615 protocol,

ж) хранение или прием информации для полнофункциональной работы ИВС из следующих баз данных:g) storage or reception of information for the fully functional operation of the ITT from the following databases:

- базы навигационных данных,- database of navigation data,

- базы данных Магнитных склонений (Magnetic Variation Data Base),- Magnetic Variation Data Base,

- базы данных параметров, настраиваемых авиакомпаниями (AMI),- databases of parameters configured by airlines (AMI),

- базы аэродинамических данных конструкции самолета и данных по тяге и расходным характеристикам двигателей, установленных на самолете (PerformanceDataBase),- aerodynamic database of aircraft structure and data on thrust and flow characteristics of engines installed on the aircraft (PerformanceDataBase),

- базы данных электронных карт (AIPs база данных карт/схем аэропортов, заходов на посадку, процедур взлета),- database of electronic maps (AIPs database of maps / diagrams of airports, approaches, take-off procedures),

- базы данных функции технического обслуживания,- databases of the maintenance function,

з) передача данных через бортовую сеть передачи данных А664р7,h) data transmission through the on-board data network A664r7,

и) регулирование и контроль сети А664р7, ограничение распространения ошибочных данных, временной детерминизм,i) regulation and control of the A664r7 network, limiting the spread of erroneous data, temporary determinism,

к) определение сбоев в сети А664р7 посредством мониторинга ее элементов и передачи детальной информации в систему встроенного контроля.j) determination of failures in the A664r7 network by monitoring its elements and transmitting detailed information to the integrated control system.

ФПО располагается в нескольких разделах согласно принципу обособления (partitioning) являющегося одним из фундаментальных механизмов платформы ИМА. Его применение обеспечивает возможность выполнения нескольких приложений на платформе, возможно, с различными уровнями критичности, с полной изоляцией по времени и памяти между ними. В частности, обособление гарантирует, что ФПО, располагающееся в одном разделе, независимо от сбоя, произошедшего в нем, не сможет повлиять на нормальную работу ФПО, работающего в другом разделе. Из этого определения следует, что раздел - это единица разделения по времени выполнения и памяти.FPO is located in several sections according to the principle of partitioning, which is one of the fundamental mechanisms of the IMA platform. Its application provides the ability to run several applications on the platform, possibly with different levels of criticality, with complete isolation in time and memory between them. In particular, isolation ensures that the FPO located in one section, regardless of the failure that occurred in it, will not be able to affect the normal operation of the FPO working in another section. It follows from this definition that a partition is a unit of separation by runtime and memory.

Механизм обособления не предоставляет ФПО прямой доступ к аппаратным ресурсам модуля и прямой доступ к другим приложениям. Все взаимодействие ФПО «с внешним миром» осуществляется через вызовы функций по стандарту ARINC 653.The isolation mechanism does not provide the FPO with direct access to the hardware resources of the module and direct access to other applications. All interaction of the FPO “with the outside world” is carried out through function calls according to the ARINC 653 standard.

ФПО ЦВА включает следующие приложения:FPO CVA includes the following applications:

- ФПО системы управления радиосредствами (RMSSW),- FPO radio management system (RMSSW),

- ФПО системы предупреждения экипажа (FWSSW),- FPO crew warning system (FWSSW),

- ФПО системы предупреждения сваливания (SWSSW),- FPO stall warning system (SWSSW),

- ФПО бортовой системы технического обслуживания (CMSSW),- FPO on-board maintenance system (CMSSW),

- ФПО системы самолетовождения (ФПОС),- FPO aircraft navigation system (FPOS),

- ФПО функции сбора и преобразования информации (DCFSW),- FPO information collection and conversion functions (DCFSW),

- ФПО сети передачи данных (ADNMNGSW).- FPO data transmission network (ADNMNGSW).

ФПО RMSSW осуществляет возможность для экипажа вручную выбрать и настроить средства радионавигации и радиосвязи.FPO RMSSW provides an opportunity for the crew to manually select and configure radio navigation and radio communications.

ФПО FWSSW отвечает за сбор в реальном времени данных об аварийных и отказных ситуациях и выдачу экипажу визуальной и звуковой информации об этих ситуациях, а так же предоставление экипажу информации о возвращении в нормальную ситуацию.FPO FWSSW is responsible for collecting real-time data on emergency and failure situations and providing the crew with visual and audible information about these situations, as well as providing crew with information about returning to a normal situation.

ФПО SWSSW отвечает за контроль в реальном времени критических параметров полета с формированием и выдачей для потребителей вычисленных значений эксплуатационных ограничений по контролируемым параметрам и информации о приближении и достижении контролируемыми параметрами полета границ эксплуатационных допусков самолета.FPO SWSSW is responsible for real-time control of critical flight parameters with the formation and delivery to consumers of calculated values of operational limitations for the controlled parameters and information about the approach and achievement of controlled flight parameters of the aircraft operating tolerances.

ФПО CMSSW в штатном режиме работы отвечает за сбор аварийных сигналов и сигналов об отказах от ВСК, проведение диагностики и идентификацию отказавших блоков и линий связи. В интерактивном режиме система техобслуживания предоставляет возможность интерактивного взаимодействия с оператором техобслуживания с целью получения информации, или проведения тестирования оборудования. CMSSW предоставляет возможность передавать отчеты техобслуживания через различные каналы связи, включая ACARS, а также печать их на принтере самолета, или на стандартном принтере при наземном техническом обслуживании.CMSSW FPO in the normal mode of operation is responsible for collecting alarms and signals about VSK failures, conducting diagnostics and identifying failed blocks and communication lines. In interactive mode, the maintenance system provides the opportunity for interactive interaction with the maintenance operator in order to obtain information, or to test equipment. CMSSW provides the ability to send maintenance reports through various communication channels, including ACARS, as well as printing them on an airplane printer, or on a standard printer for ground maintenance.

ФПОС осуществляет управление полетом, управление и обработку навигационных датчиков, хранение, модификацию, отслеживание плана полета.FPOS carries out flight control, management and processing of navigation sensors, storage, modification, tracking of the flight plan.

ФПО DCFSW отвечает за сбор данных от систем и распределение их в соответствии со структурной схемой БРЭО самолета. Отвечает за хранение и предоставление информации о конфигурации самолета, а также за управление конфигурацией самолета (совместимость / доступные опции / pin-программирование).FPFS DCFSW is responsible for collecting data from systems and distributing them in accordance with the structural scheme of avionics avionics. He is responsible for storing and providing information about the configuration of the aircraft, as well as for managing the configuration of the aircraft (compatibility / available options / pin programming).

ФПО ADNMNGSW отвечает за определение неисправностей сети ADN посредством мониторинга ее элементов и передачу детальной информации системе встроенного контроля (из состава Загружаемого ПО Платформы).FPO ADNMNGSW is responsible for identifying ADN network failures by monitoring its elements and transmitting detailed information to the built-in control system (from the Downloadable Platform software).

ФПО (в том числе располагающееся на одном модуле), но в разных разделах) обмениваются данными между собой по сети ADN.FPOs (including those located on the same module), but in different sections) exchange data with each other via the ADN network.

Задачей коммутатора бортовой сети передачи данных ADN являются обеспечение взаимодействия по каналам ADN компонентов КБО самолета. Сеть ADN заменяет линии связи точка-точка (используемые на других проектах при взаимодействии между системами авионики) виртуальными соединениями (virtuallinks - VL).The task of the ADN on-board data network switch is to ensure the interaction of the components of the BWC of the aircraft through the ADN channels. ADN replaces point-to-point links (used on other projects when interacting between avionics systems) with virtual connections (virtuallinks - VL).

ADN выполнена в соответствии со стандартом AR1NC 664, часть 7, имеет топологию «звезда» с коммутаторами сети, расположенными в центре. Передача данных от коммутаторов осуществляются только заданным оконечным системам, таким образом минимизируются ошибки передачи в сети. Коммутаторы ADN контролируют передаваемую информации, ограничивая распространение ошибочных данных и обеспечивая временной детерминизм.ADN is made in accordance with the AR1NC 664 standard, part 7, has a star topology with network switches located in the center. Data transmission from the switches is carried out only to specified end systems, thus minimizing transmission errors in the network. ADN switches control the transmitted information, limiting the spread of erroneous data and providing temporary determinism.

Сетевая архитектура реализована как 2 параллельные дублирующие друг друга сети. Каждый порт может быть связан как с одной, так и со многими конечными системами - абонентами сети ADN.Network architecture is implemented as 2 parallel duplicate networks. Each port can be connected with one or many end systems - ADN subscribers.

Коммутаторы ADN обеспечивают обмен по А664р7 внутри ИВС между ЦВА и обмен ИВС с системами самолета, в том числе многофункциональные индикаторы, панели управления радиосредствами, вторичные системы распределения электроэнергии, терминал технического обслуживания и загрузки программного обеспечения, система контроля, обработки и регистрации полетных данных.ADN switches provide A664p7 exchange inside the IVS between the CVA and exchange the IVS with aircraft systems, including multifunction indicators, radio control panels, secondary power distribution systems, a maintenance and software loading terminal, and a flight data monitoring, processing and recording system.

Таблицы конфигурации ADN разрабатываются отдельно и загружаются в аппаратный блок. Они содержат информацию, обеспечивающую детерминированное функционирование сети.ADN configuration tables are developed separately and downloaded to the hardware unit. They contain information that ensures the deterministic functioning of the network.

Таблицы конфигурации организуют сеть ADN, обеспечивая обмен командами и данными между модулями авионики с использованием ПО и активных VL, реализованных поверх физической топологии сети. Таблицы конфигурации ADN включают в свой состав:The configuration tables organize the ADN network, providing the exchange of commands and data between avionics modules using software and active VLs implemented over the physical network topology. ADN configuration tables include:

- данные о физической топологии сети, описывающие соединения между абонентами сети на уровне физических линий и портов,- data on the physical topology of the network, describing the connections between network subscribers at the level of physical lines and ports,

- данные о логической топологии сети, описывающие соединения между абонентами на уровне виртуальных каналов,- data on the logical topology of the network, describing the connections between subscribers at the level of virtual channels,

- характеристики коммутаторов и абонентов сети ADN, описывающие их работу с потоками данных - буферизацию, внесение задержек.- characteristics of ADN switches and subscribers, describing their work with data streams - buffering, introducing delays.

Таблицы конфигурации, загружаемые в коммутаторы - идентичны. Коммутаторы, определив свою позицию на самолете по уникальным для каждой позиции входным дискретным сигналам, настраиваются и используют в работе соответствующую часть КТ.The configuration tables loaded on the switches are identical. The switches, having determined their position on the aircraft using discrete input signals unique to each position, are configured and use the corresponding part of the CT in their work.

ИВС имеет в своем составе ВСК по ARINC 604-1. Встроенные средства контроля ИВС обеспечивают выявление отказов собственных конструктивно-съемных блоков и линий связи и конструктивно-съемных блоков и линий связи БРЭО, а так же принимает, формирует и передает сообщения об отказах в соответствии с ARINC 624-1.IVS incorporates VSK according to ARINC 604-1. Built-in IVS monitoring tools provide failure detection of their own structurally removable blocks and communication lines and structurally removable blocks and communication lines of avionics, as well as receive, generate and transmit failure messages in accordance with ARINC 624-1.

Информация об отказах собственных компонентов ИВС и компонентов КБО самолета сохраняется в энергонезависимой памяти ЦВА.Information about failures of the internal components of the IVS and the components of the BWC of the aircraft is stored in non-volatile memory of the CVA.

Система функционирует следующим образом:The system operates as follows:

По сети ADN, через коммутаторы ADN, информация от бортовых систем передается соответствующим ФПО в ЦВА. Перечень ФПО и номер ЦВА, на котором оно выполняется, для каждого сигнала определяются заранее и записывается в таблицах конфигурации ADN загруженных в коммутатор.On the ADN network, through the ADN switches, information from the on-board systems is transmitted by the corresponding FPO to the CVA. The list of FPO and the number of CVA, on which it is executed, for each signal are determined in advance and recorded in the ADN configuration tables loaded into the switch.

Блоки ЦВА конфигурируются заранее под выполнение конкретных функций путем изменения конфигурационных параметров, организованных в КТ.CVA blocks are pre-configured for specific functions by changing configuration parameters organized in the CT.

ФПО DCFSW получает по бортовым интерфейсам (ГОСТ 18977-79, ARINC 429, CAN и др.) информацию от бортовых систем преобразовывает ее в формат ARINC664 и передает через коммутаторы ADN, а так же посредством механизмов ARINC653 внутри одного блока ЦВА, потребителям. Получаемая информация по сети ADN преобразовывается в сигналы аналогичных бортовых интерфейсов и выдается по ним соответствующим потребителям (блокам, системам). Помимо этого ФПО DCFSW хранит информации о конфигурации самолета и выдает ее по получении управляющих команд по сети.FPFS DCFSW receives on-board interfaces (GOST 18977-79, ARINC 429, CAN, etc.) information from the on-board systems, converts it into the ARINC664 format and transmits via ADN switches, as well as through ARINC653 mechanisms inside one CVA block, to consumers. The received information on the ADN network is converted into signals of similar on-board interfaces and issued by them to the corresponding consumers (blocks, systems). In addition, the FPFSW FPO stores aircraft configuration information and issues it upon receipt of control commands over the network.

ФПО RMSSW получает управляющие команды от экипажа с пультов управления радиосредствами и навигационным оборудованием на изменение состояния или конфигурации радиосредств. По внутренним алгоритмам происходит проверка на возможность осуществления таких изменений, и, в случае принятия положительного решения осуществляет выдачу команды в радиосредства и навигационное оборудование по сети ADN либо напрямую, для систем, непосредственно подключенных к сети ADN, либо в ФПО DCFSW для дальнейшей трансляции через другие интерфейсы (ARINC 429, CAN и др.).FPO RMSSW receives control commands from the crew from radio control panels and navigation equipment to change the state or configuration of the radio. According to internal algorithms, a check is made for the possibility of making such changes, and, if a positive decision is made, it issues a command to the radio and navigation equipment via the ADN network either directly, for systems directly connected to the ADN network, or to the DCFSW FPO for further transmission through other Interfaces (ARINC 429, CAN, etc.).

ФПО FWSSW получает по сети ADN информацию о состоянии бортовых систем и текущие эксплуатационные и навигационные параметры самолета от бортовых систем и других ФПО ЦВА. На основании полученной информации, по заложенным алгоритмам, ФПО FWSSW принимает решение о выдаче экипажу необходимой предупреждающей или аварийной визуальной и звуковой сигнализации, а так же рекомендации о возвращении в нормальную конфигурацию. Выдача информации происходит по сети ADN на индикаторы и в систему речевого оповещения.FPO FWSSW receives information on the state of on-board systems and the current operational and navigation parameters of the aircraft from the on-board systems and other FPO CVA via ADN. Based on the information received, according to the algorithms laid down, the FPW FWSSW decides to issue the crew with the necessary warning or emergency visual and audible alarms, as well as recommendations for returning to the normal configuration. Information is issued via the ADN network to indicators and to the voice warning system.

ФПО SWSSW получает по сети ADN от бортовых системами ФПОС параметры полета самолета (текущие крен, тангаж, скорость и т.д.), на основании которых вычисляет значения эксплуатационных ограничений параметров движения и формирует информацию о приближении и достижении этими параметрами границ эксплуатационных допусков самолета, которую он выдает по сети ADN на индикацию и сигнализацию.FPO SWSSW receives, via the ADN network, aircraft flight parameters (current roll, pitch, speed, etc.) from the FPOS on-board systems, on the basis of which it calculates the values of operational limitations of the motion parameters and generates information about the approximation and achievement of the aircraft's operational tolerance limits by these parameters, which he issues over the ADN for indication and signaling.

ФПО CMSSW имеет два режима работы: штатный и интерактивный. В штатном режиме по линиям ARINC 429 и по сети ADN от бортовых систем получает сигналы об их состоянии и отказах, и по определенным алгоритмам, диагностирует отказ блоков и линий связи. Полученную информацию ФПО CMSSW записывает в специальный журнал во внутренней памяти ЦВА. В интерактивном режиме система техобслуживания по сети ADN получает от оператора техобслуживания через подключаемый ноутбук команды на получение информации о своем состоянии от какой-то определенной системы или на проведение расширенного наземного контроля.FPO CMSSW has two operating modes: full-time and interactive. In the normal mode, through the ARINC 429 lines and through the ADN network, it receives signals from the on-board systems about their status and failures, and according to certain algorithms, diagnoses the failure of blocks and communication lines. The received information FPO CMSSW writes in a special journal in the internal memory of the CVA. In interactive mode, the ADN maintenance system receives commands from the maintenance operator through a connected laptop to receive information about its status from a specific system or to conduct advanced ground control.

ФПОС взаимодействует с навигационной базой данных, на основании которой формируется план полета и осуществляется выдача информации по маршруту. ФПОС получает управляющие воздействия экипажа от пультов в кабине и виртуальных пультов управления, в соответствии с которыми формируется и выдается информация для самолетовождения в различных режимах на основе пилотажной и навигационной информации от различных навигационных датчиков (INR, DME, INS и др.), поступающая или напрямую по сети AND, или опосредованно через ФПО DCF. Выработанные на основании полученной информации и ограничений управляющие команды передаются как заданные величины в комплексную систему управления (КСУ) самолета.FPOS interacts with a navigation database, on the basis of which a flight plan is formed and information is provided along the route. FPOS receives crew control actions from cabin and virtual control panels, in accordance with which information for aircraft navigation in various modes is generated and issued on the basis of flight and navigation information from various navigation sensors (INR, DME, INS, etc.), received or directly via the AND network, or indirectly via the DCF FPO. The control commands developed on the basis of the information received and the restrictions are transmitted as set values to the aircraft’s integrated control system (KSU).

ФПО ADNMNGSW обрабатывает служебную информацию стандарта А664р7, приходящую ото всех абонентов сети ADN, а так же с определенной периодичностью опрашивает всех абонентов сети ADN. Полученный результат передается по сети ADN в ФПО CMSSW для определения статуса связи с каждым оконечным устройством сети ADN.FPO ADNMNGSW processes service information of A664p7 standard, coming from all ADN subscribers, and also interrogates all ADN subscribers with a certain frequency. The result is transmitted via the ADN network to the CMSSW FPO to determine the status of communication with each terminal device of the ADN network.

Claims (15)

1. Интегрированная вычислительная система самолета МС-21, характеризуемая тем, что она представляет собой систему интегрированной модульной авионики и содержит шесть идентичных и взаимозаменяемых центральных вычислителей авионики и четыре идентичных и взаимозаменяемых коммутатора бортовой сети передачи данных, при этом на каждом центральном вычислителе авионики функционирует программное обеспечение, также система содержит два основных коммутатора бортовой сети передачи данных и два резервных коммутатора бортовой сети передачи данных, на левом и правом бортах самолета установлено по одному основному и одну резервному коммутатору и по три центральных вычислителя авионики, каждый основной коммутатор соединен линиями связи по стандарту ARINC664p7 co всеми центральными вычислителями авионики своего борта, а также с основным коммутатором другого борта и с другими системами самолета, образуя подсеть А, резервные коммутаторы соединены со всеми центральными вычислителями авионики своего борта, а также между собой и с другими системами самолета линиями связи по стандарту ARINC664p7, образуя подсеть В, при этом интегрированная вычислительная система самолета выполнена с возможностью обеспечения функций самолетовождения, формирования данных об имеющихся отказах систем из состава БРЭО и самолетных систем и обеспечения информирования экипажа об их наличии, а также способах их парирования, контроля в реальном времени критических параметров полета с выдачей информации о приближении и достижении контролируемыми параметрами границ эксплуатационных допусков самолета, обеспечения настройки средств радионавигации, связи и наблюдения, сбора и преобразования информации, технического обслуживания, контроля работоспособности систем БРЭО на земле и в полете, и передачи данных в сети ADN и мониторинг сети, а коммутатор бортовой сети передачи данных выполнен с возможностью обеспечения обмена по стандарту ARINC664p7 внутри интегрированной вычислительной системы между центральными вычислителями авионики и обмена интегрированной вычислительной системы с системами самолета, в том числе многофункциональными индикаторами, панелями управления радиосредствами, вторичными системами распределения электроэнергии, терминалом технического обслуживания и загрузки программного обеспечения, системой контроля, обработки и регистрации полетных данных.1. The integrated computer system of the MC-21 aircraft, characterized in that it is an integrated modular avionics system and contains six identical and interchangeable central avionics computers and four identical and interchangeable on-board data network switches, with each central avionics computer running a software software, the system also contains two main switches of the on-board data network and two backup switches of the on-board data network On the left and right sides of the aircraft, one main and one backup switch and three central avionics calculators are installed, each main switch is connected by communication lines according to the ARINC664p7 standard with all central avionics calculators of its side, as well as with the main switch of the other side and with other aircraft systems, forming a subnet A, the redundant switches are connected to all central avionics computers on their side, as well as to each other and to other aircraft systems using ARINC664 communication lines p7, forming subnet B, while the integrated computer computing system of the aircraft is configured to provide aircraft navigation functions, generate data on existing system failures from avionics and aircraft systems, and provide crew with information about their presence, as well as ways to counter them, real-time monitoring of critical flight parameters with the issuance of information about the approach and achievement of controlled parameters of the boundaries of operational tolerances of the aircraft, providing tuning of radio navigation aids, with IDE and monitoring, collecting and converting information, maintenance, monitoring the health of avionics systems on the ground and in flight, and transmitting data in the ADN network and monitoring the network, and the on-board data network switch is configured to provide ARINC664p7 exchange within an integrated computing system between central calculators of avionics and exchange of an integrated computing system with aircraft systems, including multifunctional indicators, radio control panels, watts ary power distribution systems, maintenance and software download terminal, control, processing and recording flight data. 2. Система самолета по п. 1, отличающаяся тем, что центральный вычислитель авионики обладает возможностью выполнения следующих функций:2. The aircraft system according to claim 1, characterized in that the central avionics computer has the ability to perform the following functions: - проверка совместимости аппаратуры, программного обеспечения платформы, конфигурационных таблиц и функционального программного обеспечения при холодном старте центрального вычислителя авионики, его перезапуске, после загрузки программного обеспечения,- checking the compatibility of hardware, platform software, configuration tables and functional software during the cold start of the central avionics computer, its restart, after downloading the software, - предоставления вычислительных ресурсов и набора сервисных функций для выполнения функциональных задач,- providing computing resources and a set of service functions to perform functional tasks, - выполнения различных приложений с разделением вычислительных ресурсов и применения различных конфигураций вычислительных ресурсов в зависимости от позиции модуля на объекте,- execution of various applications with the separation of computing resources and the application of various configurations of computing resources depending on the position of the module on the object, - предоставления функционального программного обеспечения интерфейса (API ARINC 653) с операционной системой реального времени для использования функциональными приложениями модуля,- providing functional software interface (API ARINC 653) with a real-time operating system for use by functional applications of the module, - обеспечения защиты памяти и независимости различных функциональных задач функционального программного обеспечения друг от друга, - ensuring memory protection and independence of various functional tasks of functional software from each other, - взаимодействия с однородной детерминированной бортовой сетью по стандарту ARINC 664р7,- interaction with a homogeneous deterministic on-board network according to the ARINC 664p7 standard, - управления вводом-выводом, включая маршрутизацию от разъема до приложения и обратно,- I / O control, including routing from the connector to the application and vice versa, - управления энергонезависимой памятью для нужд внутренней системы контроля и сохранения информации после выключения питания,- management of non-volatile memory for the needs of an internal system for monitoring and storing information after turning off the power, - предоставления средств, позволяющих проводить мониторинг работы блока, то есть выявление неисправностей, их диагностику, принятие мер по парированию неисправностей и восстановлению работоспособности, обнаружение и обработку зависания, контроль перегрева, учет времени наработки модуля, сбор диагностики и выполнение других функций технического обслуживания,- providing tools to monitor the operation of the unit, that is, detecting faults, diagnosing them, taking measures to counteract faults and restoring performance, detecting and processing freezes, controlling overheating, taking into account the operating time of the module, collecting diagnostics, and performing other maintenance functions, - интерфейса для диагностики центрального процессора и модуля ввода/вывода в лабораторных условиях, а также средства отладки функционального программного обеспечения в среде центрального процессора и модуля ввода/вывода,- an interface for diagnosing the central processor and the input / output module in the laboratory, as well as debugging functional software in the environment of the central processor and the input / output module, - загрузку данных в соответствии с протоколом ARINC 615 А.- data loading in accordance with the ARINC 615 A. 3. Система самолета по п. 1, отличающаяся тем, что центральный вычислитель авионики выполнен с возможностью взаимодействовать входами-выходами с другим оборудованием самолета по интерфейсам CAN, ARINC 429 и РК.3. The aircraft system according to claim 1, characterized in that the central avionics calculator is configured to interact with the inputs and outputs of other aircraft equipment via CAN, ARINC 429, and PK interfaces. 4. Система самолета по п. 1, отличающаяся тем, что коммутатор бортовой сети передачи данных выполнен в соответствии со стандартом ARINC 664, часть 7, имеет топологию «звезда» с коммутаторами сети, расположенными в центре, он выполнен с возможностью передачи данных от коммутаторов только заданным оконечным системам, а также с возможностью контроля передаваемой информации, при этом сетевая архитектура реализована как две параллельные дублирующие друг друга сети, каждый порт может быть связан как с одной, так и со многими конечными системами - абонентами сети.4. The aircraft system according to claim 1, characterized in that the on-board data network switch is made in accordance with the ARINC 664 standard, part 7, has a star topology with network switches located in the center, it is configured to transmit data from the switches only to specified end systems, as well as with the ability to control the transmitted information, while the network architecture is implemented as two parallel duplicating networks, each port can be connected with one or many end systems - subscriber entami network.
RU2017131251A 2017-09-05 2017-09-05 Integrated computer system of aircraft ms-21 RU2667040C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017131251A RU2667040C1 (en) 2017-09-05 2017-09-05 Integrated computer system of aircraft ms-21

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017131251A RU2667040C1 (en) 2017-09-05 2017-09-05 Integrated computer system of aircraft ms-21

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2667040C1 true RU2667040C1 (en) 2018-09-13

Family

ID=63580331

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2017131251A RU2667040C1 (en) 2017-09-05 2017-09-05 Integrated computer system of aircraft ms-21

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2667040C1 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2707701C1 (en) * 2019-04-02 2019-11-28 Общество с ограниченной ответственностью "ГРЭК" Computing unit
RU2710890C1 (en) * 2018-10-08 2020-01-14 Общество с ограниченной ответственностью "Информационный Вычислительный Центр" Computer system for scientific and technical calculations
CN113741246A (en) * 2021-08-08 2021-12-03 中国飞机强度研究所 Management and control monitoring integrated platform for laboratory climate test
RU2778366C1 (en) * 2021-09-14 2022-08-17 Александр Сергеевич Букирёв Reservation method of channels of structural and functional modules of airborne digital computers on the basis of intelligent diagnostic system under conditions of integrated modular avionics

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1998015087A1 (en) * 1996-10-01 1998-04-09 Honeywell Inc. Aircraft display and control system with virtual backplane architecture
RU2413280C1 (en) * 2009-07-14 2011-02-27 Федеральное государственное унитарное предприятие "Государственный научно-исследовательский институт авиационных систем" Integrated modular avionics platform
RU2488775C1 (en) * 2011-12-30 2013-07-27 Открытое Акционерное Общество "Авиационная Холдинговая Компания "Сухой" Multi-task aircraft integrated onboard hardware complex
US8977798B2 (en) * 2009-12-16 2015-03-10 Kawasaki Jukogyo Kabushiki Kaisha Integrated electronic system mounted on aircraft
EP3026867A1 (en) * 2014-11-27 2016-06-01 Airbus Operations Limited Improvements in or relating to avionics networks

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1998015087A1 (en) * 1996-10-01 1998-04-09 Honeywell Inc. Aircraft display and control system with virtual backplane architecture
RU2413280C1 (en) * 2009-07-14 2011-02-27 Федеральное государственное унитарное предприятие "Государственный научно-исследовательский институт авиационных систем" Integrated modular avionics platform
US8977798B2 (en) * 2009-12-16 2015-03-10 Kawasaki Jukogyo Kabushiki Kaisha Integrated electronic system mounted on aircraft
RU2488775C1 (en) * 2011-12-30 2013-07-27 Открытое Акционерное Общество "Авиационная Холдинговая Компания "Сухой" Multi-task aircraft integrated onboard hardware complex
EP3026867A1 (en) * 2014-11-27 2016-06-01 Airbus Operations Limited Improvements in or relating to avionics networks

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2710890C1 (en) * 2018-10-08 2020-01-14 Общество с ограниченной ответственностью "Информационный Вычислительный Центр" Computer system for scientific and technical calculations
RU2707701C1 (en) * 2019-04-02 2019-11-28 Общество с ограниченной ответственностью "ГРЭК" Computing unit
CN113741246A (en) * 2021-08-08 2021-12-03 中国飞机强度研究所 Management and control monitoring integrated platform for laboratory climate test
RU2778366C1 (en) * 2021-09-14 2022-08-17 Александр Сергеевич Букирёв Reservation method of channels of structural and functional modules of airborne digital computers on the basis of intelligent diagnostic system under conditions of integrated modular avionics
RU216356U1 (en) * 2022-11-22 2023-01-31 ФАУ "ГосНИИАС" Onboard Cyber Secure Data Concentrator

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9709982B2 (en) Flight management system of an aircraft
CN102915038B (en) Dual-redundancy autonomous flight control system for micro-miniature unmanned helicopters
US10230574B2 (en) Avionics calculator with integrated routing module, related communication network and communication installation, and aircraft comprising such a communication installation
RU2488775C1 (en) Multi-task aircraft integrated onboard hardware complex
RU2667040C1 (en) Integrated computer system of aircraft ms-21
US10663964B2 (en) Unified and redundant flight and mission control for an unmanned aerial vehicle
BR102016021336A2 (en) apparatus and method for reporting status information to an aircraft
KR101418487B1 (en) UAV Digital Fly-By-Wire Control System using ARINC 653 and Controlling Method for the same
US20190228666A1 (en) System and Method for Reconfiguring a System-On-Module for an Unmanned Vehicle
KR101425287B1 (en) Air traffic control integrated system
CN109398709B (en) External airborne weapon fire control system and use method
CN112114593A (en) Control system
RU2476920C1 (en) Multi-task aircraft control data system
CN109270957A (en) A kind of plant protection system and its flying vehicles control method and apparatus
KR20160126783A (en) Airborne mission perform system, airborne interface process unit, and airborne mission performing method providing autonomic operation mode
US20100080236A1 (en) Next generation aircraft radios architecture (ngara)
RU2592193C1 (en) Integrated onboard equipment set of different architecture
CN216748542U (en) Unmanned aerial vehicle self-driving instrument system
RU2392194C1 (en) Aircraft navigation and control onboard digital computer (obdc)
RU152641U1 (en) HELICOPTER EQUIPMENT MANAGEMENT SYSTEM
US9529362B1 (en) Autonomous aircraft operating system, device, and method
CN114154717A (en) Navigation performance prediction method, device, equipment and computer readable storage medium
RU2809495C1 (en) Method for providing centralized control of group of unmanned aerial vehicles using aggregator server
KR20210010164A (en) System and method for managing cluster flight of unmanned aerial vehicle
RU2807539C1 (en) Method for providing backup return of single-seat combat aircraft in event of central computer failure

Legal Events

Date Code Title Description
PD4A Correction of name of patent owner
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20190906

NF4A Reinstatement of patent

Effective date: 20201105

PC43 Official registration of the transfer of the exclusive right without contract for inventions

Effective date: 20201109

RH4A Copy of patent granted that was duplicated for the russian federation

Effective date: 20220323