航空电子系统综合显示处理技术研究

集中控制和综合显示技术在先进作战飞机航空电子系统中的应用日益广泛,综合显示处理机作为航空电子系统控制和管理的核心,其系统结构、可靠性及综合显示控制将是系统平台设计要解决的首要问题.本文介绍了一种机载综合显示处理机,根据航空电子系统功能需求及显示控制系统结构,进行了系统层次化结构设计,并对综合显示控制系统的系统显示控制、通信控制及模块化设计与实现技术进行了研究分析,最后给出合理的模块化设计与实现方案.航空电子系统综合试验、应用表明,综合显示处理机性能先进、可靠性高,并极大地改善和提高了航空电子系统的整体性能.     

国外民航航空电子技术发展特点

民用飞机航空电子系统在经过机电式系统、机电/数字混合式系统等发展阶段后,目前已进入全数字式系统阶段。新一代民机航空电子系统是采用综合模块化航空电子系统(IMA)结构的全数字航空电子系统。     

新一代航空电子系统的典型——不断发展的综合模块化航空电子系统

综合模块化航空电子系统(IMA)通过综合飞机上所有航空电子的子系统功能,共享通用软件和通用处理等方面的资源,降低了系统的体积与重量,也减少了维护等方面的支持费用,使系统获得较好的效费比.改装先进的综合航空电子系统已成为现役军机改进和升级的重点.     

作战支援类飞机航空电子任务系统总体结构研究

在研究了几种典型的航空电子系统结构特点的基础上,分析了作战支援类飞机航空电子系统的特点和适宜的结构形式,指出了军用航空电子系统总体结构设计中容易出现的主要问题和应当遵循的设计准则。应用最新的分布式模块化电子(DME)系统技术和体系结构设计方法,建立了面向任务与操作者的作战支援类飞机航空电子系统总体结构框架。最后,指出了采用分布式模块化系统设计技术优化航空电子系统内部功能,以及采用异型智能化结构部件技术实现系统与飞机气动外形、结构总体的一体化,是军用飞机航空电子系统的未来发展趋势。     

一种基于模型和原型系统仿真的综合模块化航空电子系统开发方法

针对综合模块化航空电子系统的复杂性和传统瀑布式开发方法存在的问题与挑战,在Ⅴ型开发模型的基础上提出了一种基于模型和原型仿真的综合模块化航空电子系统的开发方法.该方法通过在需求捕获、方案设计和工程开发阶段分别构建相应的原型系统进行仿真与验证,实现对系统需求进行早期需求确认与设计验证(V&V)、原型仿真与集成.采用该方法的好处是通过原型仿真,系统设计师可以在开发早期向用户展示他们的设计成果,以满足用户的需求;可以帮助系统开发人员以低成本实现连续的虚拟集成和迭代确认与验证,从而缩短系统研制周期,降低系统开发成本.飞行管理系统开发应用案例表明了该方法有效性.     

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.     

新一代航空电子总线系统结构研究

航空电子总线系统结构是航空电子系统的神经中枢,直接决定着航空电子综合化程度的高低和性能的优劣。本文通过对航空电子数据总线结构现状和发展要求的分析,提出了新一代航空电子总线系统的设计原则和体系结构,并论述了其核心技术综合模块化航空电子系统的通用模块和综合核心处理机的组成。     

实时网络技术在飞机航空电子地面仿真/验证中的应用

随着现代飞机航空电子系统的综合化程度的提高和系统功能的增强,在地面对系统的功能和性能进行充分验证,可以大大缩短飞机试飞周期,减少试飞经费,加快飞机研制进度。为了完成飞机航空电子系统在地面的仿真/验证/试验,必须建立航空电子仿真/验证环境。我们在多个型号和课题的航空电子系统地面综合试验中,成功地研制开发了航空电子综合仿真/测试系统,组建了航空电子仿真/验证环境,在构建试验环境中,我们采用了先进的实时网络技术,为飞机航空电子系统的地面验证/试验提供了高效、安全、可靠、实时的数据通讯传输平台。本文介绍了实时网络技术及其在飞机航空电子地面仿真/验证中的应用,并重点就实时网络通讯的模块化设计思想做一阐述。     

综合模块化航空电子系统标准分析及发展展望

从综合模块化航空电子系统的应用出发,分析重点标准,对未来航电标准进行了展望。     

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。     

民用飞机综合模块化航电系统分区和资源分配的研究

对比航电传统系统架构,分析了综合模块化航电系统(Integrated Modular Avionics,简称IMA)架构的优点;针对IMA系统功能的高集成度带来的资源分配难度和安全性要求,提出了IMA系统分区和资源分配策略,并给出了具体方法,对民用飞机IMA系统设计具有一定的指导意义和实用价值。     

综合模块化航空电子系统构型管理功能设计

构型管理功能是飞机提高安全性的重要功能之一,由于综合模块化航空电子系统的架构特点,其构 型管理功能除了要保证软硬件构型一致外,还需要考虑配置数据。本文分析了DO-297 定义的构型管理功能设 计要求后,针对不同配置数据的功能特点,把构型管理功能划分成配置数据生成、数据加载和兼容性校验三个 步骤,并详细描述了各自的具体设计方案。该整体方案已在项目中成功应用。     

ARINC659总线在IMA架构中的适用性分析

综合模块化航电系统在飞机航电设备的研制中逐渐得到应用,实现综合化模块化航电的一个关键技术是系统内部总线的选择,通过论述综合模块化航电系统对系统内部总线的要求、介绍ARINC659总线的特点,分析ARINC659总线在综合模块化航电系统中的适用性,可以得出ARINC659总线能够满足综合模块化航电系统的要求,目前ARINC659总线已经开始广泛应用于综合模块化航电系统中.     

航空电子系统功能综合的收益分析研究

综合化航空电子系统是根据应用的需求,基于已有的能力,采用综合技术,实现面向应用的任务合成,提升应用效能;面向能力的功能综合,提升能力品质;面向物理的操作模式综合,提升资源效率。功能综合的过程本质上是一个系统设计的过程,是依据物理架构,在不同功能组合中进行收益分析比较,选择收益较大的一种功能架构,本文基于分布式模块化航空电子物理架构(DIMA),提出基于系统工程的功能综合设计方法,并提出了相应的功能综合收益评价指标,以综合探测为例对提出的方法进行了验证。     

分布式IMA的网络分区方法及其实时性能分析

 针对分布式综合模块化航空电子(IMA)体系结构,在时间、空间分区以及带宽分区的基础上,提出了网络分区的概念,并建立了相应的网络模型、消息模型、流量模型及调度模型。利用网络演算方法,推导了航空电子混合消息集在网络分区下端到端(ETE)延迟的计算公式;搭建典型网络,通过理论计算对比了网络分区与带宽分区的实时性能。计算结果表明:网络分区下两条硬实时数据流的延迟较带宽分区分别降低了33.5%和74.2%;而弱硬实时与软实时数据流的延迟增加约30%。最后通过OPNET仿真对理论分析所得结果进行了验证,证明网络分区方法符合分布式IMA的分布式架构要求,并满足了系统混合关键性的需求。     

PAVE PACE: system avionics for the 21st century

The PAVE PACE Initiative has been established to validate system avionics concepts for advanced military aircraft. The author presents the rationale of why the advanced architecture established by the PAVE PILLAR program should be continued under PAVE PACE to achieve: practical and affordable airborne versions of modular parallel processing network architectures for many applications currently beyond real-time implementation, readily available avionics for use in all avionics and, greatly improved techniques to reduce the cost of software development and support. An approach to the overall design structure for future avionics is also presented that entails: the use of CAD (computer-aided design) tools to assist in the development of system, hardware and software requirements, the use of replicated hardware modules (some at the wafer level), the use of reuseable software modules and the use of CAD tools to tailor hardware/software modules for specific application requirements. Continued use of the PAVE PILLAR high-speed data bus and operating system is recommended as the means to integrate and control the data input and output of physically and functionally separate parallel networks