综合模块式航空电子系统的工程实施

综合模块式航空电子系统（IMA）在商用飞机中的应用已成大势所趋，它最大的优点是综合程度高，体积小，重量轻、维修方便。在IMA核心处理平台发展方面，最近还出现了可在航线可更换模块（LRM）上进行各功能的动态分配的平台结构，如泰雷兹公司的以软件为主导的IMA（即SoftlMA^TM）结构，对未来的军、民用飞机都有很大价值。     

综合模块化航空电子系统结构的最新发展及挑战

随着综合模块化航空电子结构（IMA ）的广泛应用,对 IMA 的开发和概念解读也随之变得重要。目前,在实现了第一代IMA平台的基础上,第二代IMA平台的架构已提上日程。本文分析了开发下一代IMA平台可能面对的挑战,一是重新配置的能力,二是以多核处理器为代表的COTS处理设备的综合。本文将从重构、多核平台的建构、以及模块化测试等方面对第二代IMA做一个多维、立体的分析。     

综合模块化航空电子系统(IMA)适航认证研究

对综合模块化航空电子系统(IMA)相关适航标准进行了研究,分析了IMA系统适航认证四个阶段的任务,包括模块认可、应用软件/专用硬件的认可、IMA系统的认可、IMA系统的飞机级综合。自此基础上,总结了IMA系统的符合性验证程序,包括硬件模块测试、独立系统功能测试、IMA系统集成测试、机上地面试验和飞行试验,为IMA系统的适航认证提供思路。     

高速发展的新一代综合模块化航空电子系统

着重探讨和分析了国外最新一代军、民用飞机上使用的航空电子系统体系结构——综合模块化航空电子系统(IMA)。在讨论IMA概念和特征的基础上,重点分析了IMA体系结构实现过程中的关键技术。最后,分析和总结了未来军、民用航空电子系统的发展趋势。     

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。     

下一代综合模块化航空电子系统关键技术研究

随着高新技术的不断发展,航空电子机载系统能支持越来越复杂的功能,当前的综合模块化航空电子(IMA)系统架构采用模块化的设计以及开放式的架构,在提高航空电子系统可靠性的同时大大降低了功耗及成本。但随着飞行任务的日益复杂以及机载系统功能的不断增加,当前的IMA系统在面对复杂的应用需求时出现了无法突破的技术瓶颈。基于当前IMA系统的技术瓶颈,详细描述了下一代IMA系统的架构设计细节,总结了实施下一代IMA系统将面临的技术挑战,从高速网络,高性能多核处理器以及多核虚拟化等方面分析了有望发挥重要作用的关键技术,并提供了关键技术可行的研究思路,为下一代IMA系统的相关研究提供参考。     

IMA架构的远程数据接口单元实现

综合模块化航空电子(IMA)架构具有成本低、高度灵活性和易扩展性等特点,已被越来越多的飞机采用。远程数据接口单元提供接口资源,它是IMA平台的重要设备之一。可配置的远程数据接口单元对降低飞机的成本有着巨大的好处。对比了联合式航空电子和IMA架构,并研究远程数据接口单元的需求;从需求出发,基于DO-297标准定义的IMA特点,提出了远程数据接口单元的设计思路;然后基于当前行业水平和工程经验,提出了三种可行的设计方案。     

串行RapidIO技术在GNC领域中的应用分析

RapidIO高速串行总线作为新一代嵌入式系统互连总线,具有高速度、低延时、高可靠性等特性,同时能够很好地适应综合的模块化航空电子设备（IMA）的要求。介绍了互连总线的发展过程,对分析了串行RapidIO协议特点,针对GNC领域嵌入式系统的要求,给出了基于串行Ra-pidIO总线的互连模型。     

一种PowerPC和FPGA结构的远程接口单元设计方法

远程接口单元（ RIU）已经是综合化模块化航空电子系统的重要组成部分。分析了分布式IMA架构下航空电子系统对远程接口的新需求,提出了一种基于PowerPC ＋FPGA结构的远程接口单元设计方法。通过设计方法不仅实现了单元综合多种I／O资源,还保证了单元具有一定的容错和可配置特性,并在远程接口关键技术方面取得了实质性的突破。     

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。     

IMA系统软件集成过程的相关考虑

IMA 架构在军机民机中的应用越来越成熟,其灵活的架构思想推动了软件往更高的可重用性方向发 展,同时也增加了软件系统的集成难度。因此,在基于IMA 软件系统开发过程中,软件集成活动越来越重要, 软件集成能力的要求越来越高。本文根据已有项目经验,结合通用集成开发环境的应用,对IMA 软件系统集 成过程提出了一系列注意事项及相关实践说明。     

软件体系结构的探讨

软件体系结构是软件工程中的一个新兴研究领域，它与软件工程技术的发展有着密切的关系。首先，从软件工程技术的发展了解软件体系结构研究的必然性；然后，给出软件体系结构的概念描述，介绍有关体系结构研究的内容；最后，举出一个实例。     

综合模块化航电软件仿真测试环境研究

 伴随着综合模块化航空电子(IMA)软件在新一代飞机上的应用,其高复杂性、高度综合的特点以及分层的健康监控和故障管理模式给软件测试提出了挑战。传统的仿真测试环境在应对IMA软件测试中难以满足RTCA DO-178B中规定的对验证过程结果的验证的要求。本文在分析IMA软件特点的基础上,根据DO-178B的要求,综合国外的发展情况和国内的研究进展情况,研究综合模块化航电软件仿真测试环境需求,提出了基于软件故障注入的综合模块化航电软件灰盒仿真测试环境方案,并给出优势分析。该仿真测试环境方案以IMA软件为测试对象,应用软件故障注入技术和代码插装技术满足测试规范文件的要求。其具有通用灵活、适配性强、强实时性等特点,为中国新一代航电软件的系统验证和测试奠定了基础。     

Integrated modular avionics for next generation commercialairplanes

The goals are objectives of integrated modular avionics (IMA) are discussed. One candidate computing architecture for IMA, the Boeing 777 Airplane Information Management System (AIMS), is presented. The cabinet architecture, fault tolerance characteristics, backplane bus, and functional growth provisions are considered. The integration concepts developed for AIMS represent a first step in real-world application of the IMA technologies     

软件研制过程的管理

从软件工程化管理的观点出发,提出了做好软件研制过程的管理的几点设想、对规范软件研制全过程控制和把握软件研制过程管理几个关键环节进行了有益的探讨。     

软件工程系统论研究初探

基于一般系统论和工程系统论以及软件工程的特点提出了建立软件工程系统论的设想,并就软件工程系统论的研究意义、学科性质与体系、研究内容、研究方法等问题进行了初步探讨.工程系统论以各种各样的工程系统为其研究目标,其方法论体系适用于软件工程.创立软件工程系统论的科学体系及理论框架有助于切实贯彻系统科学和工程系统的基本思想,提升软件工程的研究起点,促进软件工程应用基础研究的系统化、严谨化和科学化.按照工程系统论提出的分类研究方法,可将软件工程系统初步分解为软件工程对象系统、软件工程过程系统、软件工程技术系统、软件工程支持系统、软件工程组织系统、软件工程管理系统等6大子系统.     

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。     

Performability analysis of avionics system with multilayer HM/FM using stochastic Petri nets

The integrated modular avionics (IMA) architecture is an open standard in avionics industry, in which the number of functionalities implemented by software is greater than ever before. In the IMA architecture, the reliability of the avionics system is highly affected by the software applications. In order to enhance the fault tolerance feature with regard to software application failures, many industrial standards propose a layered health monitoring/fault management (HM/FM) scheme to periodically check the health status of software application processes and recover the malfunctioning software process whenever an error is located. In this paper, we make an analytical study of the HM/FM system for avionics application software. We use the stochastic Petri nets (SPN) to build a formal model of each component and present a method to combine the components together to form a complete system model with respect to three interlayer query strategies. We further investigate the effectiveness of these strategies in an illustrative system.     

基于COTS的航空电子软件开发

介绍了商用货架产品(COTS)在航空电子软件开发中应用的优点和缺点,和基于COTS的航电软件构架;并给出了一个开发过程和部分开发工具。最后通过一个实例说明基于COTS的航电软件开发是实际可行的。     

振动主动控制仿真系统开发研究

针对目前振动主动控制中软件计算存在的不足,提出了基于Ansys和M atlab的结构振动主动控制通用仿真系统的软件设计方案,以满足对大型、复杂结构进行振动主动控制仿真计算的要求。按照软件工程方法,首先开发了原型系统,并以一压电智能板结构为计算实例对该系统的设计方案进行了说明和初步验证,结果表明该方案具有一定的可行性、有效性和通用性。