WO2009047306A1 - Dispositif de visualisation d'un cockpit d'aéronef et procédé de gestion d'un réseau de données vidéo - Google Patents

Dispositif de visualisation d'un cockpit d'aéronef et procédé de gestion d'un réseau de données vidéo Download PDF

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WO2009047306A1
WO2009047306A1 PCT/EP2008/063563 EP2008063563W WO2009047306A1 WO 2009047306 A1 WO2009047306 A1 WO 2009047306A1 EP 2008063563 W EP2008063563 W EP 2008063563W WO 2009047306 A1 WO2009047306 A1 WO 2009047306A1
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WO
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bgg
ugg
display device
network
screen
Prior art date
Application number
PCT/EP2008/063563
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English (en)
Inventor
Marc Lefort
Yves Sontag
Fabrice Lamargue
Philippe Chabot
Original Assignee
Thales
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Publication date
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    • G06F3/14—Digital output to display device ; Cooperation and interconnection of the display device with other functional units
    • G06F3/1423—Digital output to display device ; Cooperation and interconnection of the display device with other functional units controlling a plurality of local displays, e.g. CRT and flat panel display
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
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    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G2330/00—Aspects of power supply; Aspects of display protection and defect management
    • G09G2330/08—Fault-tolerant or redundant circuits, or circuits in which repair of defects is prepared
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G2380/00—Specific applications
    • G09G2380/12—Avionics applications

Definitions

  • the field of the invention is that of visualization equipment cockpits aircraft.
  • the invention relates to the flat screen visualizations composing the dashboards of the cockpit as well as the management of a data communication network between these different visualizations.
  • a visualization is a box with two complementary functions.
  • the first is the CPU / GPU (Central Process Unit / Graphical Processor Unit) calculation function more commonly referred to as the Graphical Generation Unit (UGG).
  • This function generates an image based on input parameters carried on an external data bus that can be of the Avionics FuII Duplex Ethernet (AFDX) type, the Controller Area Network (CAN) or A429 for example, and transmits a video stream to the data bus.
  • the second function is the display. This function displays the image sent by the I 1 UGG function to the user.
  • the loss of a visualization does not affect the safety of the flight by the secure design of the system, including the possibility of reconfiguring the display of critical parameters on the visualizations remaining intact.
  • FIG. 1 shows an example of architecture including five viewfinder viewfinder equipment (HDD, Heads Down Display) SMART and two head-up displays (HUD, Heads Up Display).
  • the elements 1 to 5 are the SMART visualizations, the elements 6 and 7 represent the optional HUDs with their external graphic generations 86 and 87.
  • the elements 81 and 82 represent the monovial graphic generations integrated in the visualization 1 and 2.
  • the main advantage of this architecture is the minimization of the number of equipment, called Line Replaceable Unit (LRU) for example, and the type of equipment. In basic configuration, the only type of equipment is visualization.
  • LRU Line Replaceable Unit
  • This architecture also leads to a gain in volume and mass in the electronic cargo bay of the aircraft.
  • the main disadvantage is the loss of the display display equipment during the failure of the associated UGG. This disadvantage implies a greater number of takeoff delays because often the pilot requests the exchange of the viewing equipment reached.
  • Another disadvantage arises when the architecture incorporates head-up displays (HUD). These devices do not have graphical generation and the architecture therefore requires additional graphic generations in the video network to support them.
  • the second architecture is the so-called DUMB with multi-channel UGGs. This architecture consists of DUMB visualizations, that is to say without integrated UGG, and multi-channel graphics generations hosted in the electronic hold.
  • Figure 2 shows an example of an architecture consisting of five DUMB visualizations, four bi-way graphics generations, and two optional HUDs.
  • Each graphical generation has four video connections to connect the two video channels to several visualizations.
  • the main advantage of this solution is the transparency for the pilot of the failure of a graphic generation in the hold.
  • the presence of the UGG and the LRU in the hold allows to have a communication network between these devices and the displays, and thus connect a display to several visualizations. Indeed, when a UGG breaks down, the second channel of a second UGG takes over. Thus, the pilot will not ask for the exchange of the visualization or the UGG.
  • Another advantage is the optimization of the number of UGGs, which is less important than in the previous SMART architecture, and the possibility of being able to use some DUMB equipment such as optional HUDs.
  • the main disadvantage is the maximization of the number of devices such as LRU and the type of equipment. It is therefore necessary to have two types of spare parts in reserve: visualizations and UGGs.
  • this architecture also implies certain disadvantages.
  • the UGGs and the LRUs must be placed in electronic hold and therefore require to reserve an additional volume.
  • the number of larger equipment also has the effect of increasing the mass of the aircraft.
  • the subject of the invention is a display device comprising a screen and electronic control means of the screen, characterized in that it comprises a graphic generation unit comprising at least two channels, a bus network of BGG graphics data, BGG graphic data bus inputs and outputs, a switch (50), commonly referred to as Switch and fault detection means, and switch control means; the Switch switches, according to the detected faults, the graphic data of the UGG and those coming from the BGG inputs either towards the screen or towards the BGG outputs.
  • the display device has resources to automatically detect it and set up a new configuration of the BGG graphics data bus network to recover the failed function on another display.
  • This new configuration has the advantage of taking advantage of the additional available channels of the UGG thanks to the Switch allowing a flexible configuration of the BGG graphic data network.
  • BGG inputs and outputs are routed so that the BGG graphics data network bypasses a fault while still maintaining a minimum level of security.
  • the device according to the invention constitutes the basic element of a network of display devices characterized in that it comprises at least two display devices according to the invention interconnected by their inputs. and BGG outputs so that each display device is capable of transmitting an image from its UGG or external display devices to any network display device through their switch. respective.
  • the cockpit of an aircraft consists of several networked visualizations.
  • the display device according to the invention has the hardware resources to set up such a network without adding additional video network equipment.
  • the display device network comprises other display devices without UGG, the images of their screen then coming from a channel of the UGG of another network display device. .
  • the display device gives the network the advantage of being able to connect head-up displays, for example, which do not have their own graphic generation.
  • the display array includes video sensors and the display devices include mixers for varying the size and mixing the images from the external video sensors with each other and with images from the video sources.
  • the display devices include mixers for varying the size and mixing the images from the external video sensors with each other and with images from the video sources.
  • the dashboard comprises at least two display devices according to the invention connected in a network according to one of the three preceding modes.
  • the display device network is managed according to a method characterized in that the Switch of the display devices is configured according to at least four operating positions depending on the units in operation or failure:
  • the UGG and the screen are operational, the Switch is controlled by its UGG, the graphic data of BGG are switched to connect a channel of the UGG to the screen, at least one way from the UGG to the BGG outputs and data from the BGG inputs to the BGG outputs.
  • the UGG In a second position, the UGG is down and the operational screen, the Switch is controlled by a UGG of an external display device, the graphic data of BGG are switched in order to connect the data coming from a first BGG entry to the screen and data from other BGG inputs to the BGG outputs.
  • the UGG In a third position, the UGG is operational and the screen down, the Switch is controlled by its UGG, the graphic data of BGG are pointed to connect some or all of the channels of the UGG to BGG outputs and data from BGG inputs to BGG outputs.
  • the UGG and the screen are out of order, the switch being controlled by a UGG of an external display device, the BGG data is switched in order to connect the data from the BGG inputs to the inputs.
  • BGG outputs In a fourth position, the UGG and the screen are out of order, the switch being controlled by a UGG of an external display device, the BGG data is switched in order to connect the data from the BGG inputs to the inputs. BGG outputs.
  • the display device network is managed according to a method characterized in that, the network of the BGG data bus switches is controlled in a manner that that has :
  • the available channel of the UGG of this second display device generates the image of the defective UGG and the supplied one. on the screen of the faulty display device.
  • a display device with one channel available if all the inputs of the faulty display device are connected to display devices, all channels of which are used or whose UGG is faulty, a display device with one channel available, generates the image of the display device failing and transmits it via at least one display device serving as a relay.
  • Multichannel graphics is capable of generating multiple images and sending some of these images to other SMART viewing devices or DUMB devices. This offers a strong interest in the case of a failure of the graphical generation of a viewing.
  • the fact that the visualization network has redundant graphical generation channels and is piloted according to the management method according to the invention of these resources thus prevents the sailing crew from resorting to a replacement intervention of the equipment from the first time. breakdown while keeping a minimum of security. In the case of an airline, it then avoids possible delays of the aircraft due to the maintenance operation without the security of the aircraft being reduced.
  • This network of multichannel visualizations greatly increases the reliability of all the visualizations by better management of the resources present.
  • the invention integrates the whole of the functions necessary for the construction of a visualization network for the dashboard of an aircraft: the graphic generation, the display and the switch of the video signals. It thus makes it possible to construct a visualization network only by connecting these visualization devices to each other. This advantage has a strong advantage since it is not necessary to add other video equipment necessary for the construction of a network. This avoids having to make a new hardware architecture with each new cockpit specification. Just connect the visualizations and configure the switches.
  • each cable section conveys only the video signal of a specific graphic generation.
  • the invention makes it possible to share the different sections between each visualization and thus to reduce their number.
  • Optical fibers have a high cost.
  • the invention then offers a gain financial support.
  • this architecture avoids the presence of graphical generation inside the electronic hold of the aircraft and offers additional space for other equipment.
  • the visualizations integrating graphic generations and switches reduce the number of secondary equipment such as LRU or optical fibers and thus allow a weight gain embedded in the aircraft.
  • FIG. 1 represents a network architecture of SMART type visualizations with single-channel graphic generations.
  • FIG. 2 represents a network architecture of DUMB type visualisations with two-channel graphic generations.
  • FIG. 3 represents a network of five visualizations according to the invention comprising two DUMB visualizations.
  • FIG. 4 represents the network as described in FIG. 3 with a numbering of the video bus input-outputs for correlating the architecture of the network with the different positions of the switch.
  • FIG. 5 represents the configuration of the video switches in nominal mode for the L2, R2 and C visualisations of the network as described in FIG. 3.
  • FIG. 6 shows the configuration of the video switches in nominal mode for the network views L1 and R1 as described in FIG. 3.
  • FIG. 7 represents a case where the graphic generation of the visualization
  • FIG. 8 shows the configuration of the video switch for the display C in the network of the case of FIG. 7.
  • FIG. 9 represents a case where the graphic generations of the visualizations L2 and R2 fail in the network as described in FIG.
  • Figure 10 shows the video switch configuration for visualization
  • FIGS. 3 to 10 show the implementation in the cockpit of an aircraft and the operation of a network comprising five views of the low head viewfinder type (HDD) according to the invention and two DUMB visualizations used as a head-up display (HUD).
  • FIG. 3 represents the display network in nominal operation.
  • HDD visualizations are represented by elements C, L1, L2, R1, R2.
  • Both HUD, HL and HR are respectively connected to L1 and L2.
  • the two HUDs are interconnected allowing the copy of the image of one on the screen of the other.
  • the five HDDs C, L1, L2, R1, R2 comprise two-channel graphic generations respectively represented by UGGC, UGGL1, UGGL2, UGGR1, UGGR2.
  • Each display comprises two inputs and two outputs BGG, for example Ll 11, L1 12, Ll 01 and L1 O2 for the display L1.
  • the arrow 41 represents a video connection between a BGG output of L1 with a BGG input of HL This connection is made by a fiber optic cable. In this figure, it is represented by a solid arrow. This means that in this mode of operation the video connection is active.
  • the arrow 40 is a video connection connecting CO1 from C to LI 11 of L1. This is represented in dashed lines meaning that the connection is not activated.
  • the images to be displayed on the display screens are conveyed on the video bus BGG represented by the arrows.
  • Each arrow represents a fiber-type video connection and interconnects two visualizations.
  • a visualization is capable of receiving two video inputs and transmitting to two video outputs.
  • Each visualization thanks to the internal switch, is then able to serve as a switch and relay, and thus to pass an image to any visualization.
  • Figure 4 shows how the network is connected according to the two inputs and two outputs of each visualization.
  • UGGs are not represented for the sake of clarity. This network is organized so that:
  • the BGG outputs of L1 are connected to a BGG input of HL and L2.
  • - BGG outputs of L2 are connected to a BGG input of R1 and C.
  • the BGG outputs of R2 are connected to a BGG input of L1 and C.
  • the BGG outputs of R1 are connected to a BGG input of
  • the BGG outputs of C are connected to a BGG input of L1 and R1.
  • FIG. 5 shows the configuration of the switch of the display L2 in nominal operation.
  • the visualizations also include inputs for external video sources, V1 and V2, and mixers 61, 62, 63 and 64 for mixing the videos V1 and V2 with each other and with the images of the graphic generations.
  • the first channel of the UGG is connected to the display screen.
  • the video stream is represented by the thicker arrow with several arrowheads. No video stream passes through the BGG inputs and outputs.
  • This configuration corresponds to that of visualizations C, L2 and R2 in nominal operation.
  • FIG. 6 shows the configuration of the switch of the display L1 in nominal operation.
  • the first channel provides images on the screen and the second channel is used to power the HL visualization.
  • a mixer 61 makes it possible to mix images coming from external videos coming from a mixer 63 with that coming from channel 1 of the UGG, and also makes it possible to change their size.
  • a mixer 62 makes it possible to mix images coming from external video coming from a mixer 64 with that coming from channel 2 of the UGG.
  • the output of the mixer 62 is connected to the input M2 of the Switch, controlled by UGGL1, which inputs this input to the output BGG L1 O2.
  • This BGG L1 O2 output is connected to the HL visualization.
  • the visualizations L1 and R1 are configured in this way. This figure illustrates the advantage of the architecture allowing the use of optional equipment such as HUD without having to add video sources to be placed in electronic hold.
  • Figure 7 shows the case where the HDD C fails and is no longer able to provide the image of its own visualization.
  • a BGG entry of C is connected to R2 whose graphical generation has an unused channel.
  • LJGGR2 then generates the image of the visualization C and likewise controls the switch of C so that it switches the corresponding video input to its screen.
  • the visualization R2 is then configured in the same way as the visualizations L1 and R1 except that the output R2O1 takes the place of the output L1 O2.
  • FIG. 8 shows the configuration of the Switch of the visualization C when it is down. If the Switch does not detect any control signal from UGGC, then it detects that UGGC is down. UGGC is no longer able to control the switch 50 which is then controlled by UGGR2 of the display R2 via the input CI2 of the switch 50. The switch is controlled so that the input CI2 is switched on the output S1 of the transmitting switch. thus the image from the display R2 to the mixer 61 and finally to the screen.
  • This figure shows the architecture's ability to manage these available resources to accommodate a graphical generation failure. This allows to avoid a maintenance operation while maintaining a minimum security.
  • FIG 9 shows the case where the visualizations L2 and R2 fail.
  • the image of R2 is then created by UGGR1 which no longer generates the image of the HUD HR.
  • the network is managed so that the HUD HL then copies its image to the HUD HR screen.
  • the L2 image is generated by the C visualization that provides the image to L2 using the L1 Switch as a relay.
  • This figure shows the advantage of the invention in the case of multiple failures.
  • Each visualization is able to serve as video relay and thus to send an image to any visualization of the network.
  • a video stream relay between more than two visualizations. The invention therefore greatly improves the reliability of a network within the limits of available resources.
  • Figure 10 shows the switch configuration of the L1 display and how the relay and dual video source function is handled.
  • the first channel of the UGG transits to the screen through the mixer 61, the The second channel is sent to the HUD HL via the switch which routes the path to the BGG L1 O2 output and finally the L1 input 11, where the graphic signal of C arrives, is switched to the output L1 O1 which is connected to L2 of which the UGG is failing.
  • the invention is not limited to a network as described in FIGS. 3 to 10.
  • the advantage of this type of visualization stems from the fact that the routing functionalities and redundant resources are incorporated inside the equipment. . It is then possible to build a network with a variable number of visualizations offering improved reliability by connecting multiple multichannel visualizations according to the invention. Graphical generations may have two or more channels and therefore the visualization may have two or more input outputs.

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Abstract

L'invention concerne un dispositif à écran plat (L2) comportant une génération graphique (UGGL2) multivoies et un commutateur de données vidéo (50). Elle concerne également le procédé de gestion du réseau de données permettant d'améliorer la fiabilité d'un réseau de plusieurs visualisations par une gestion améliorée de l'ensemble des générations graphiques. Le domaine d'application privilégié est celui des dispositifs de visualisation constituant le cockpit des aéronefs.

Description

DISPOSITIF DE VISUALISATION D'UN COCKPIT D'AERONEF ET PROCEDE DE GESTION D'UN RESEAU DE DONNEES VIDEO
Le domaine de l'invention est celui des équipements de visualisation des postes de pilotage des aéronefs. L'invention concerne les visualisations à écran plat composant les planches de bord du cockpit ainsi que la gestion d'un réseau de communication des données entre ces différentes visualisations.
Une visualisation est un boitier comportant deux fonctions complémentaires. La première est la fonction de calcul CPU/GPU (Central Process Unit / Graphical Processor Unit) appelée plus communément Unité de Génération Graphique (UGG). Cette fonction élabore une image sur la base de paramètres d'entrées véhiculés sur un bus de données externe pouvant être de type AFDX (Avionics FuII Duplex Ethernet), CAN (Controller Area Network) ou A429 par exemple et émet un flux vidéo vers l'afficheur. La deuxième fonction est celle d'afficheur. Cette fonction affiche l'image émise par la fonction de I1UGG à destination de l'utilisateur. Dans le domaine de l'aéronautique, la perte d'une visualisation n'affecte pas la sûreté du vol de par la conception sécurisée du système, avec notamment la possibilité de reconfiguration de l'affichage des paramètres critiques sur les visualisations restant intègres. Néanmoins, dans la majorité des cas de panne, l'équipage demande le remplacement de la visualisation défectueuse. Dans le cas d'une compagnie aérienne, cette opération génère un coût d'exploitation supplémentaire du fait de l'indisponibilité de l'avion ou du retard dans l'horaire de vol. Un axe de réduction de ce type de coût est l'augmentation de la fiabilité des équipements. Un autre axe consiste à réaliser une architecture système plus robuste en terme de disponibilité. C'est dans ce cadre que se situe l'invention.
Les réseaux de visualisations actuels peuvent se décliner en deux types d'architectures. La première est l'architecture SMART où la fonction de calcul graphique est intégrée à la visualisation et ne dispose que d'une seule voie émettant vers un unique écran. La figure 1 montre un exemple d'architecture comprenant cinq équipements de visualisation viseurs tête basse (HDD, Heads Down Display) SMART et deux viseurs tête haute (HUD, Heads Up Display). Les éléments 1 à 5 sont les visualisations SMART, les éléments 6 et 7 représentent les HUD optionnels avec leurs générations graphiques externes 86 et 87. Les éléments 81 et 82 représentent les générations graphiques monovoies intégrées à la visualisation 1 et 2. Le principal avantage de cette architecture est la minimisation du nombre d'équipements, appelés Line Replaceable Unit (LRU) par exemple, et du type d'équipements. En configuration basique, le seul type d'équipement est la visualisation. Ceci a pour conséquence de diminuer les coûts de gestion du matériel de rechange et de la faciliter. Cette architecture entraîne de plus un gain en volume et en masse dans la soute électronique de l'aéronef. Le principal inconvénient est la perte de l'équipement de l'affichage de la visualisation lors de la panne de l'UGG associée. Cet inconvénient implique un nombre de retards au décollage plus importants car souvent le pilote demande l'échange de l'équipement de visualisation atteint. Un autre inconvénient apparaît lorsque l'architecture intègre des viseurs tête haute (HUD). Ces équipements ne disposent pas de génération graphique et l'architecture nécessite donc des générations graphiques supplémentaires dans le réseau vidéo pour les prendre en charge. La deuxième architecture est celle dite DUMB avec des UGG multivoies. Cette architecture est composée de visualisations DUMB, c'est-à- dire sans UGG intégrées, et de générations graphiques multivoies hébergées en soute électronique. La figure 2 représente un exemple d'architecture composé de cinq visualisations DUMB, quatre générations graphiques bi- voies et deux HUD optionnels. Chaque génération graphique dispose de quatre connections vidéo afin de connecter les deux voies vidéo à plusieurs visualisations. Le principal avantage de cette solution est la transparence pour le pilote de la panne d'une génération graphique en soute. La présence des UGG et des LRU en soute permet de disposer d'un réseau de communication entre ces équipements et les afficheurs, et ainsi de connecter un afficheur à plusieurs visualisations. En effet, lorsqu'une UGG tombe en panne, la deuxième voie d'une seconde UGG prend le relais. Ainsi, le pilote ne demandera pas l'échange de la visualisation ou de l'UGG. Un autre avantage est l'optimisation du nombre d'UGG, qui est moins important que dans l'architecture SMART précédente, et la possibilité de pouvoir utiliser certains équipements DUMB tel que des HUD optionnels. Le principal inconvénient est la maximisation du nombre d'équipements comme les LRU et du type d'équipements. Il est donc nécessaire d'avoir en réserve deux types de matériel de rechange : des visualisations et des UGG. Pour l'avion, cette architecture implique aussi certains désavantages. Les UGG et les LRU doivent être placées en soute électronique et requièrent donc d'y réserver un volume supplémentaire. Le nombre de matériel plus important a aussi pour effet d'augmenter la masse de l'aéronef.
Plus précisément, l'invention a pour objet un Dispositif de visualisation comprenant un écran et des moyens électroniques de commande de l'écran, caractérisé en ce qu'il comporte une unité de génération graphique comportant au moins deux voies, un réseau de bus de données graphiques BGG, des entrées et sorties de bus de données graphiques BGG, un commutateur (50), communément appelé Switch et un moyen de détection de panne et un moyen de commande du Switch ; le Switch aiguillant, selon les pannes détectées, les données graphiques de l'UGG et celles provenant des entrées BGG soit vers l'écran, soit vers les sorties BGG. Lorsqu'une panne est détectée, le dispositif de visualisation dispose des ressources permettant automatiquement de la détecter et de mettre en place une nouvelle configuration du réseau de bus de données graphiques BGG pour récupérer la fonction en panne sur une autre visualisation. Cette nouvelle configuration a l'avantage de tirer parti des voies supplémentaires disponibles de l'UGG grâce au Switch permettant une configuration flexible du réseau de données graphiques BGG. Les entrées et sorties BGG sont aiguillées de façon que le réseau de données graphiques BGG contourne une panne en gardant tout de même un niveau de sécurité minimum.
Dans un premier mode de mise en œuvre, le dispositif selon l'invention constitue l'élément de base d'un réseau de dispositifs de visualisation caractérisé en ce qu'il comporte au moins deux dispositifs de visualisation selon l'invention interconnectés par leurs entrées et sorties BGG de façon que chaque dispositif de visualisation est capable de transmettre une image, provenant de son UGG ou de dispositifs de visualisation extérieurs, à tout dispositif de visualisation du réseau grâce à leur Switch respectif. Le cockpit d'un aéronef est constitué de plusieurs visualisations mises en réseau. Le dispositif de visualisation selon l'invention dispose des ressources matérielles pour mettre en place un tel réseau sans ajout de matériel de réseau vidéo supplémentaire. Dans un second mode de mise en œuvre, le réseau de dispositifs de visualisation comporte d'autres dispositifs de visualisation sans UGG, les images de leur écran étant alors issues d'une voie de l'UGG d'un autre dispositif de visualisation du réseau. Le dispositif de visualisation donne l'avantage au réseau de pouvoir connecter des viseurs tête haute par exemple qui ne disposent pas de leur propre génération graphique.
Dans un troisième mode de mise en œuvre, le réseau de dispositifs de visualisation comporte des capteurs vidéo et les dispositifs de visualisation comportent des mélangeurs servant à modifier la taille et à mélanger les images provenant des capteurs vidéo extérieurs entre elles et avec les images provenant des UGG.
Dans un quatrième mode de mise en œuvre pour aéronef, la planche de bord comporte au moins deux dispositifs de visualisation selon l'invention connectés en réseau selon l'un des trois modes précédents.
Avantageusement, le réseau de dispositifs de visualisation est géré selon un procédé caractérisé en ce que, le Switch des dispositifs de visualisation se configure selon au moins quatre positions de fonctionnement dépendant des unités en fonctionnement ou en panne :
- Dans une première position, l'UGG et l'écran sont opérationnels, le Switch étant commandé par son UGG, les données graphiques de BGG sont aiguillées de manière à connecter une voie de l'UGG à l'écran, au moins une voie de l'UGG vers les sorties BGG et les données provenant des entrées BGG vers les sorties BGG.
- Dans une deuxième position, l'UGG est en panne et l'écran opérationnel, le Switch étant commandé par une UGG d'un dispositif de visualisation extérieur, les données graphiques de BGG sont aiguillées de manière à connecter les données venant d'une première entrée BGG vers l'écran et les données provenant des autres entrées BGG vers les sorties BGG. - Dans une troisième position, l'UGG est opérationnelle et l'écran en panne, le Switch étant commandé par son UGG, les données graphiques de BGG sont aiguillées de manière à connecter une partie ou l'ensemble des voies de l'UGG vers les sorties BGG et les données provenant des entrées BGG vers les sorties BGG.
- Dans une quatrième position, l'UGG et l'écran sont en panne, le Switch étant commandé par une UGG d'un dispositif de visualisation extérieur, les données de BGG sont aiguillées de manière à connecter les données provenant des entrées BGG vers les sorties BGG.
Avantageusement, lorsque l'UGG d'une ou plusieurs visualisations du réseau de dispositifs de visualisation est défaillante, le réseau de dispositifs de visualisation est géré selon un procédé caractérisé en ce que, le réseau des Switch de bus de donnée BGG est piloté de façon à ce que :
- si une entrée BGG du dispositif de visualisation défaillant est connecté à un deuxième dispositif de visualisation dont une des voies est disponible, la voie disponible de l'UGG de ce deuxième dispositif de visualisation génère l'image de l'UGG défaillante et la fournie à l'écran du dispositif de visualisation défaillant.
- si toutes les entrées du dispositif de visualisation défaillant sont connectées à des dispositifs de visualisations, dont toutes les voies sont utilisées ou dont l'UGG est défaillante, un dispositif de visualisation dont une voie est disponible, génère l'image du dispositif de visualisation défaillant et la lui transmet via au moins un dispositif de visualisation servant de relais.
La génération graphique multivoies est capable de générer plusieurs images et d'envoyer certaines de ces images à d'autres équipements de visualisation SMART ou à des équipements DUMB. Cela offre un fort intérêt dans le cas d'une panne de la génération graphique d'une visualisation. Le fait que le réseau de visualisation dispose de voies de génération graphique redondantes et est piloté selon le procédé de gestion selon l'invention de ces ressources évite ainsi à l'équipage naviguant d'avoir recours à une intervention de remplacement du matériel dès la première panne tout en gardant un minimum de sécurité. Dans le cas d'une compagnie aérienne, on évite alors des éventuels retards de l'avion dû à l'opération de maintenance sans pour autant que la sécurité de l'avion en soit diminuée. Ce réseau de visualisations multivoies augmente de la sorte grandement la fiabilité de l'ensemble des visualisations par une meilleure gestion des ressources présentes.
Ces générations graphiques multivoies offrent aussi une flexibilité dans les choix de configuration des visualisations de la cabine de pilotage. Il est possible d'utiliser les voies supplémentaires pour alimenter en vidéo des équipements ne possédant pas leur propre génération graphique. Cette architecture permet ainsi de répondre aisément aux évolutions de spécifications demandées par le constructeur aéronautique.
L'invention intègre la globalité des fonctions nécessaires à la construction d'un réseau de visualisations pour le tableau de bord d'un aéronef : la génération graphique, l'affichage et le commutateur des signaux vidéo. Elle permet donc de construire un réseau de visualisation uniquement en connectant ces dispositifs de visualisation entre eux. Cet atout présente un fort avantage du fait qu'il n'est pas nécessaire d'ajouter des équipements vidéo autres nécessaires à la construction d'un réseau. Ainsi on évite d'avoir à réaliser une nouvelle architecture matérielle à chaque nouvelle spécification de cockpit. Il suffit de connecter les visualisations et configurer les Switch.
De plus, l'intégration de la génération graphique et du commutateur du bus de données graphiques à l'intérieur de la visualisation permet de diminuer d'une part le nombre de type d'équipement différents à intégrer dans l'aéronef et aussi la quantité de câble vidéo, généralement de la fibre optique, reliant les visualisations du réseau. Dans l'architecture de la figure 2 chaque tronçon de câble véhicule uniquement le signal vidéo d'une génération graphique spécifique. L'invention permet de partager les différents tronçons entre chaque visualisation et donc de diminuer leur nombre. Les fibres optiques ont un coût élevé. L'invention offre alors un gain financier conséquent. De plus, cette architecture évite la présence des générations graphiques à l'intérieur de la soute électronique de l'aéronef et offre de la place supplémentaire pour d'autres équipements. Plus globalement, les visualisations intégrant les générations graphiques et les commutateurs diminuent le nombre d'équipements secondaires comme les LRU ou les fibres optiques et ainsi permettent un gain de masse embarquée dans l'aéronef.
L'invention sera mieux comprise et d'autres avantages apparaîtront à la lecture de la description qui va suivre donnée à titre non limitatif et grâce aux figures annexées parmi lesquelles :
La figure 1 , selon l'art antérieur, représente une architecture de réseau de visualisations de type SMART avec des générations graphiques monovoie.
La figure 2, selon l'art antérieur, représente une architecture de réseau de visualisations de type DUMB avec des générations graphiques bi-voie.
La figure 3 représente un réseau de cinq visualisations selon l'invention comprenant deux visualisations DUMB.
La figure 4 représente le réseau tel que décrit en figure 3 avec une numérotation des entrées sorties des bus vidéo permettant de corréler l'architecture du réseau avec les différentes positions du Switch.
La figure 5 représente la configuration des Switch vidéo en mode nominal pour les visualisations L2, R2 et C du réseau tel que décrit en figure 3.
La figure 6 représente la configuration des Switch vidéo en mode nominal pour les visualisations L1 et R1 du réseau tel que décrit en figure 3. La figure 7 représente un cas où la génération graphique de la visualisation
C tombe en panne dans le réseau tel que décrit en figure 3.
La figure 8 représente la configuration du Switch vidéo pour la visualisation C dans le réseau du cas de la figure 7.
La figure 9 représente un cas où les générations graphiques des visualisations L2 et R2 tombent en panne dans le réseau tel que décrit en figure 3.
La figure 10 représente la configuration du Switch vidéo pour la visualisation
L1 dans le réseau du cas de la figure 9. A titre d'exemple non limitatif, les figures 3 à 10 présentent la mise en œuvre dans la cabine de pilotage d'un aéronef et le fonctionnement d'un réseau comprenant cinq visualisations de type viseur tête basse (HDD) selon l'invention et deux visualisations DUMB servant de viseur tête haute (HUD). La figure 3 représente le réseau de visualisations en fonctionnement nominal. Les visualisations HDD sont représentées par les éléments C, L1 , L2, R1 , R2. Les deux HUD, HL et HR, sont respectivement connectés à L1 et L2. Ce sont des visualisations ne comportant pas de génération graphique, leur image est donc fournie par les HDD L1 et L2. De plus, les deux HUD sont interconnectés permettant ainsi la recopie de l'image de l'un sur l'écran de l'autre. Les cinq HDD C, L1 , L2, R1 , R2 comportent des générations graphiques bi-voie représentées respectivement par UGGC, UGGL1 , UGGL2, UGGR1 , UGGR2. Chaque visualisation comporte deux entrées et deux sorties BGG, par exemple Ll 11 , L1 12, Ll 01 et L1 O2 pour la visualisation L1 . La flèche 41 représente une connexion vidéo entre une sortie BGG de L1 avec une entrée BGG de HL Cette connexion est réalisée par un câble à fibre optique. Dans cette figure, elle est représentée par une flèche en trait plein. Cela signifie que dans ce mode de fonctionnement la connexion vidéo est active. La flèche 40 est une connexion vidéo reliant CO1 de C à LI 11 de L1 . Celle-ci est représentée en pointillés signifiant que la connexion n'est pas activée. Les images devant être affichées aux écrans de visualisation sont véhiculées sur le bus vidéo BGG représenté par les flèches. Chaque flèche représente une connexion vidéo de type fibre optique et interconnecte deux visualisations. Dans cette configuration, une visualisation est capable de recevoir deux entrées vidéo et d'émettre vers deux sorties vidéo. Chaque visualisation, grâce au commutateur interne, est susceptible alors de servir de commutateur et de relais, et ainsi de transiter une image vers n'importe quelle visualisation. La figure 4 montre la manière dont est connecté le réseau en fonction des deux entrées et deux sorties de chaque visualisation. Les UGG ne sont pas représentées par soucis de clarté. Ce réseau est organisé de sorte que :
- Les sorties BGG de L1 sont connectées à une entrée BGG de HL et L2. - Les sorties BGG de L2 sont connectées à une entrée BGG de R1 et C.
- Les sorties BGG de R2 sont connectées à une entrée BGG de L1 et C. - Les sorties BGG de R1 sont connectées à une entrée BGG de
HR et R2.
- Les sorties BGG de C sont connectées à une entrée BGG de L1 et R1 .
La figure 5 représente la configuration du Switch de la visualisation L2 en fonctionnement nominal. Les visualisations comportent aussi des entrées pour des sources vidéo extérieures, V1 et V2, et des mélangeurs 61 , 62, 63 et 64 permettant de mélanger les vidéos V1 et V2 entre elles et avec les images des générations graphiques. La première voie de l'UGG est connectée à l'écran de visualisation. Le flux vidéo est représenté par la flèche plus épaisse comprenant plusieurs pointes de flèches. Aucun flux vidéo ne transite par les entrées et sorties BGG. Cette configuration correspond à celle des visualisations C, L2 et R2 dans un fonctionnement nominal. La figure 6 représente la configuration du Switch de la visualisation L1 en fonctionnement nominal. La première voie fournit des images à l'écran et la seconde voie est utilisée pour alimenter la visualisation HL. Dans cette configuration un mélangeur 61 permet de mélanger des images provenant de vidéos extérieures issues d'un mélangeur 63 avec celle provenant de la voie 1 de l'UGG, et permet aussi de changer leur taille. Un mélangeur 62 permet de mélanger des images provenant de vidéo extérieures issues d'un mélangeur 64 avec celle provenant de la voie 2 de l'UGG. La sortie du mélangeur 62 est connectée à l'entrée M2 du Switch, commandé par UGGL1 , qui aiguille cette entrée sur la sortie BGG L1 O2. Cette sortie BGG L1 O2 est connectée à la visualisation HL. En fonctionnement nominal, les visualisations L1 et R1 sont configurées de cette manière. Cette figure illustre l'avantage de l'architecture permettant d'utiliser de l'équipement optionnel tel que des HUD sans avoir à ajouter de sources vidéo devant être placées en soute électronique. La figure 7 représente le cas où le HDD C tombe en panne et n'est alors plus capable de fournir l'image de sa propre visualisation. Une entrée BGG de C est connectée à R2 dont la génération graphique possède une voie inutilisée. LJGGR2 génère alors l'image de la visualisation C et commande de même le Switch de C de manière à ce qu'il aiguille l'entrée vidéo correspondante à son écran. La visualisation R2 est alors configurée de la même façon que les visualisations L1 et R1 sauf que la sortie R2O1 prend la place de la sortie L1 O2.
La figure 8 représente la configuration du Switch de la visualisation C lorsque celle-ci est en panne. Si le Switch ne détecte aucun signal de commande provenant de UGGC, il détecte alors que UGGC est en panne. UGGC n'est plus capable de commander le Switch 50 qui est alors piloté par UGGR2 de la visualisation R2 via l'entrée CI2 du Switch 50. Le Switch est piloté de façon que l'entrée CI2 est aiguillée sur la sortie S1 du Switch transmettant ainsi l'image provenant de la visualisation R2 au mélangeur 61 et finalement à l'écran. Cette figure montre la capacité de l'architecture à gérer ces ressources disponibles pour s'adapter à une panne de génération graphique. Cela permet ainsi d'éviter une opération de maintenance tout en maintenant une sécurité minimale.
La figure 9 représente le cas où les visualisations L2 et R2 tombent en panne. L'image de R2 est alors créée par UGGR1 qui ne génère alors plus l'image du HUD HR. Dans cette architecture à cinq visualisations bi-voie, il y a des ressources pour dix écrans. Si deux UGG tombent en panne, il n'y a alors des ressources que pour six écrans. Or cette configuration dispose de sept écrans. Le réseau est géré de sorte que le HUD HL recopie alors son image sur l'écran du HUD HR. L'image de L2 est générée par la visualisation C qui fournit l'image à L2 en utilisant le Switch de L1 comme relais. Cette figure montre l'avantage de l'invention dans le cas de pannes multiples. Chaque visualisation est capable de servir de relais vidéo et ainsi de faire parvenir une image à toute visualisation du réseau. Eventuellement, dans un réseau comportant plus de visualisations, on peut imaginer un relais de flux vidéo entre plus de deux visualisations. L'invention permet donc d'améliorer grandement la fiabilité d'un réseau dans les limites des ressources disponibles.
La figure 10 représente la configuration du Switch de la visualisation L1 et de quelle manière est gérée la fonction de relais et de double source vidéo. La première voie de l'UGG transite vers l'écran au travers du mélangeur 61 , la deuxième voie est émise vers le HUD HL grâce au Switch qui aiguille la voie vers la sortie BGG L1 O2 et enfin l'entrée L1 11 , où arrive le signal graphique de C, est aiguillée sur la sortie L1 O1 qui est connecté à L2 dont l'UGG est défaillante.
L'invention ne se limite pas à un réseau tel que décrit dans les figures 3 à 10. L'atout de ce type de visualisation provient du fait que les fonctionnalités de routage et de ressources redondantes sont incorporées à l'intérieur de l'équipement. Il est alors possible de construire un réseau avec un nombre de visualisations variable offrant une fiabilité améliorée par la connexion de plusieurs visualisations multivoies selon l'invention. Les générations graphiques peuvent disposer de deux voies ou plus et par conséquent la visualisation peut disposer de deux entrées sorties ou plus.

Claims

REVENDICATIONS
1 . Réseau d'une pluralité de dispositifs de visualisation (HL, HR, L1 , L2, R1 , R2, C) comprenant une unité de génération graphique UGG comportant au moins deux voies, un écran, des moyens électroniques de commande de l'écran et des entrées et sorties de bus de données graphiques BGG, caractérisé en ce que chaque dispositif de visualisation comporte :
- un réseau de données graphiques,
- un commutateur (50), communément appelé Switch, - un moyen de détection de panne et un moyen de commande du
Switch ; le Switch aiguillant sur le réseau de données graphiques, selon les pannes détectées, les données graphiques de l'UGG et celles provenant des entrées BGG soit vers l'écran, soit vers les sorties BGG, et en ce que le réseau de dispositifs de visualisation permet à un premier dispositif de visualisation (L1 ) de servir de relais et de transmettre une image provenant d'un deuxième dispositif (C) de visualisation à un troisième dispositif de visualisation (L2) du réseau (figure 9).
2. Réseau selon la revendication 1 , caractérisé en ce que le réseau est assemblé de façon que chacune des entrées et sorties de données graphiques (LI 11 ) d'un premier dispositif de visualisation (L1 ) est connectée à un deuxième dispositif de visualisation (C) distinct de ceux (HL, L2, R2) connectés aux autres entrées et sorties de données graphiques (L1 I2, L1 O1 , L1 O2) du premier dispositif de visualisation (figure 3 à 10).
3. Réseau selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comporte des dispositifs de visualisation sans UGG (HL, HR), les images de leur écran étant alors générées par une voie de l'UGG d'un dispositif de visualisation du réseau (L1 , R1 ).
4. Réseau selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'il comporte des capteurs vidéo et en ce que les dispositifs de visualisation (C, L1 , L2, R1 , R2) comportent des mélangeurs (61 -64) servant à modifier la taille et à mélanger les images provenant des capteurs vidéo extérieurs entre elles et avec les images provenant des UGG.
5. Réseau selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'il constitue les moyens d'affichage d'une planche de bord d'aéronef.
6. Procédé de gestion d'un réseau de dispositifs de visualisation selon l'une des revendications 2 à 5 caractérisé en ce que le Switch des dispositifs de visualisation se configure selon au moins quatre positions de fonctionnement dépendant des unités en fonctionnement ou en panne: - Dans une première position, l'UGG et l'écran sont opérationnels, le
Switch étant commandé par son UGG, les données graphiques de BGG sont aiguillées de manière à connecter une voie de l'UGG à l'écran, au moins une voie de l'UGG vers les sorties BGG et les données provenant des entrées BGG vers les sorties BGG. - Dans une deuxième position, l'UGG est en panne et l'écran opérationnel, le Switch étant commandé par une UGG d'un dispositif de visualisation extérieur, les données graphiques de BGG sont aiguillées de manière à connecter les données venant d'une première entrée BGG vers l'écran et les données provenant des autres entrées BGG vers les sorties BGG. - Dans une troisième position, l'UGG est opérationnelle et l'écran en panne, le Switch étant commandé par son UGG, les données graphiques de BGG sont aiguillées de manière à connecter une partie ou l'ensemble des voies de l'UGG vers les sorties BGG et les données provenant des entrées BGG vers les sorties BGG. - Dans une quatrième position, l'UGG et l'écran sont en panne, le
Switch étant commandé par une UGG d'un dispositif de visualisation extérieur, les données de BGG sont aiguillées de manière à connecter les données provenant des entrées BGG vers les sorties BGG.
7. Procédé de gestion d'un réseau de dispositifs de visualisation selon la revendication 6, caractérisé en ce que, lorsque l'UGG d'un ou plusieurs dispositifs de visualisation du réseau est défaillant, le réseau des Switch de bus de donnée BGG est piloté de façon à ce que :
- si une entrée BGG du dispositif de visualisation défaillant est connecté à un deuxième dispositif de visualisation dont une des voies est disponible, la voie disponible de l'UGG de ce deuxième dispositif de visualisation génère l'image de l'UGG défaillante et la fournie à l'écran du dispositif de visualisation défaillant. - si toutes les entrées du dispositif de visualisation défaillant sont connectées à des dispositifs de visualisations, dont toutes les voies sont utilisées ou dont l'UGG est défaillante, un dispositif de visualisation dont une voie est disponible, génère l'image du dispositif de visualisation défaillant et la lui transmet via au moins un dispositif de visualisation servant de relais.
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