基于分区操作系统的实时监控工具的研究与实现

当前基于ARINC653的综合化航空电子系统的应用日益广泛,基于分区操作系统应用开发的方便性和灵活性已经成为航空电子系统需要解决的重要问题。详细阐述了基于分区操作系统的目标机监视的原理,并给出了一种可行的目标机运行监视工具AcoreScope的设计和实现方案。应用表明工具极大地改善和提高了航空电子系统的应用开发能力,为通信故障诊断和分析提供了依据。     

分区间通信在航空电子系统中的设计与实现

新一代航空电子系统是一种高度综合化、模块化的系统,为了确保系统工作的安全、可靠,必须有高安全性的实时操作系统支持。在高安全性的实时操作系统中提出了分区(Partition)的概念,原有的“子系统”概念已由硬件实体演变为软的“子系统”。分区是运行于一个处理机模块上的多个应用程序(或子系统),这些应用程序在时间和空间上彼此隔离,互不影响,当一个分区内的应用发生错误时,在时间和空间上都不会影响到别的分区的执行。为了适应分区间隔离的需要,应用程序之间的通信由传统的进程间通信方式变为分区间的通信方式,本文着重介绍了自主版权操作系统(ACoreOS653)中满足ARINC653要求的分区间通信的设计与实现方法。     

基于TTE网络的分布式系统分区通信方法

针对新一代分布式IVMS及高可靠航电系统对通信网络的确定性通信要求，分析了符合ARINC653标准的分区间通信原理，研究TTE端系统缓冲方案，设计了分区间TTE通信映射配置，实现了分区间TTE通信驱动，建立了分区间TTE通信测试平台，通过实际测试表明，基于TTE网络的分布式系统分区通信方案有效可靠。     

ARINC659背板数据总线应用研究

ARINC659背板数据总线是一种高可用、高完整、支持鲁棒的时间分区和空间分区的容错串行总线,它是ARINC651标准定义的综合化模块化航空电子系统的关键技术。深入分析了航空电子系统综合化对背板总线的要求,概述了ARINC659背板数据总线体系结构、介质访问机制、同步机制等规范,详细介绍了ARINC659背板数据总线的典型应用系统,探讨了ARINC659背板数据总线特性与应用前景。     

ARINC429测试系统设计与总线数据描述方法研究

数据总线作为航空电子系统各子系统间数据传输通道,为航空、航天技术领域的通信、导航等方面带来了巨大的变革,它已作为现代航空电子系统的重要组成部分,并以其高速和高可靠性,必将成为民用和军用飞机智能化发展的主流,先进的ARJ21航电系统大量采用了ARINC429标准.本文阐述了ARINC429总线测试分析系统的组成、应用、软件设计和总线数据描述方法.     

分布式安全航电软件系统架构

综合模块化航空电子技术的发展和应用,充分体现了开放性、重用性、可靠性、可重构和低成本等特性的优势,这些特性在研制机载软件系统中同样是至关重要的.本文在研究ARINC653和ASAAC等系统软件相关标准的基础上,结合新一代航空电子系统对软件系统的需求,论述了分布式安全航电软件系统的体系架构和接口等方面的设计考虑.     

操作系统ARINC653标准符合性验证方法的研究

ARINC653标准是一种国际流行的多分区操作系统的接口标准，是否符合ARINC 653标准是衡量一个嵌入式实时多分区操作系统是否符合国际主流标准，以及上层应用是否丰富的一个重要因素。如何验证多分区操作系统是否符合ARINC 653一直是嵌入式实时多分区操作系统测试的重点和难点。提出了一种采用C／S结构、基于ARINC 653 Part 3测试标准验证框架的实用多分区操作系统符合性验证方法，方法不需要对操作系统源码进行修改，并且可以根据测试项排序连续测试。实验证明了验证方法的有效性和准确性。     

基于AADL的航空电子系统安全性分析

AADL是一种描述嵌入式实时系统的软硬件结构、安全性、可靠性等关键性能特性的重要手段,目前已广泛应用于基于ARINC653的综合化航电系统。安全性作为综合化航电系统的关键性能之一,已成为需要解决的重要问题。详细阐述了基于AADL的航空电子系统安全性分析的原理,并给出了一种可行的航空电子系统安全性分析的设计和实现方案,为航空电子系统安全性的设计提供了一种验证方法。     

基于FC的航电数据加载服务系统的设计研究

为适应日益发展的综合化航空电子系统及机载网络技术,航电系统维护中尤其是软件升级需要一套标准的数据及文件传输规范来保证加载的安全性和高效性。选用ARINC 615A数据加载协议,在深入分析其传输操作、传输文件以及传输协议的基础上,采用FC高速网络,设计适合ARINC 653和非ARINC 653操作系统的航电数据加载服务系统,并引入状态监控、CRC校验和短加载机制,实现数据加载的正确、稳定、可靠。     

ARINC 629总线实际应用及排故分析

ARINC 629总线是航空电子系统中最常见的通信总线之一,广泛应用于波音等飞机上,本文主要介绍了ARINC 629总线与飞机系统之间的交联,并结合实际工作经验就几个常见的ARINC 629总线故障进行分析。     

ARINC659总线验证平台节点设计与实现

ARINC659背板总线是综合化模块化航空电子系统（IMA）中在线可更换模块（LRM）之间的数字数据传送标准。在所构建的ARINC659总线验证平台中,对ARINC659总线节点的设计和实现进行了深入研究,并给出了测试结果。     

Incremental certification and Integrated Modular Avionics

When designing Integrated Modular Avionics (IMA) systems, the traditional design life cycle must be adapted and rearranged to allow multiple vendors to contribute not only to the systems design, but also to the safety case for the system. Simply using guidelines from the DO-178B and the ARINC 653 standards does not guarantee that one will be able to have multiple applications running at different safety criticality levels. One needs to be able to merge applications written by different vendors, reuse applications from previous projects, and integrate different safety requirements while constructing a safety case for the overall IMA system. This, of course, must be done within a constrained budget that includes potential costs associated with changing program requirements. In order to achieve these goals, the design life cycle must be constructed in a way that allows for configuration and build partitioning of these applications, in parallel with the IMA platform itself and the overall systems integration. This investigates how the ARINC 653 standard can be used to provide this application and safety criticality level independence using guidelines from DO-178 and DO-297. It explores the use of qualified XML-based configuration tools, the emerging ARINC 653 Supplement 3 XML Schema design and shows the importance of configuration and build partitioning.     

时间分区的设计与实现

为了满足新一代航空电子系统高度综合化、模块化的要求,在高安全实时操作系统中引入了分区（Partition）的概念。分区是运行于一个处理机模块上的一个或多个应用程序（或子系统）,这些应用程序在时间和空间上彼此隔离,互不影响。分区操作系统根据预先定义的主时间框架内的时间窗口调度相应的分区,在分区的时间窗口内,每个分区按照分区内自己的调度策略调度分区内的进程。分区内的进程有周期进程和非周期进程两种类型,每个进程具有截止期属性,周期进程除了截止期还存在周期属性,当进程发生截止期超时或周期超时,操作系统需进行相应的超时处理。本文着重讨论符合ARINC653要求的时间分区的一种设计及实现方法,包括分区时间调度,进程截止期管理,周期进程调度,以及时间事件管理。     

ARINC 653分区实时系统的可调度分析

ARINC 653规范定义了综合模块化航空电子(IMA)实时操作系统的行为逻辑以及向应用程序提供的接口规范。该规范规定了系统采用分区内调度和分区间调度的两级调度方案,如何分析系统的可调度性以保证实时任务能够在截止时间内完成计算是需要研究的新问题。基于负载请求与平台资源提供能力的供需约束关系导出了系统可调度的判定依据。证明了判据的约束是系统可调度的充分必要条件。实际应用表明,提出的可调度判定定理能够应用于判定ARINC 653分区实时系统的可调度性,辅助提升系统的安全属性。     

基于TTE网络的分布式系统分区同步方法

先进分布式综合飞行器管理系统对通信网络的实时性和确定性有严格要求。研究了时间触发以太网(TTE)的同步服务、提出了在符合ARINC653标准的分区操作系统下,基于TTE网络的分布式系统分区同步方法,建立分区同步测试平台,并对分区同步精度进行测试分析。测试结果表明,基于TTE网络的分布式系统分区同步的精度和抖动均可达到μs级,可满足先进分布式综合飞行器管理系统的网络时间同步的要求。     

基于在线加载分区机制的重构方案的设计与实现

随着综合模块化航空电子系统（IMA）结构技术的发展,对航电系统的安全性和可靠性的要求也进一步提高。本文提出的IMA重构方案基于VxWorks653系统中的在线加载分区(Online-Loaded)机制,可以做到对应用程序的动态加载,使得IMA系统在发生故障时能按预设的配置进行功能迁移,从而实现IMA系统的重构。在该重构方案的基础上还同时设计了分步加载技术。测试验证表明,分步加载技术明显减少了重构的耗时,提高了重构的效率。     

ARINC429总线接口设计与实现

ARINC429总线在航空电子系统领域被广泛的应用。本文分析了ARINC429总线的工作原理,根据其数据格式、接口电平要求,给出了由FPGA设计实现ARINC429总线的基本原理,并通过VHDL语言编程,实现了ARINC429总线协议部分,实现了接收和发送功能。采用FPGA器件设计集成ARINC429总线协议的通信芯片,可以有效地提高数据通信模块的处理能力和集成度。通过实际与通用型ARINC429总线芯片的通讯,验证了方案的正确性。