开放式航空电子系统和COTS技术

航空电子系统面临着提高可负担性、可用性和可支持性的挑战。采用开放式系统结构的航空电子系统是获得可负担性和可用性的有前景的途径。本文介绍了开放式系统标准、开放式系统结构,以及作为实现开放式航空电子技术途径的COTS技术。还介绍了开放式航空电子系统的一些实现方法。     

航空电子系统开放式标准与自主创新

介绍了开放式系统结构的概念、技术标准的形成及其在国外的成功应用,分析了主要技术标准,阐述了开放式系统在我国航空电子系统中应用的必要性。     

综合化航电核心处理系统研究

集中控制和综合处理技术已广泛应用于航空电子系统,综合处理机作为航空电子系统控制和管理的计算机信息处理平台,其开放式系统结构、综合处理技术及可靠性将是系统设计的关键。介绍了一种高性能机载核心处理计算机系统。根据航空电子系统功能需求,进行了综合化、层次化结构设计,并对软硬件映射等关键技术进行了研究分析,同时给出了合理的解决方案。试验表明,核心处理机性能先进,可靠性高,极大地改善和提高了航空电子系统的整体性能。     

特种飞机航空电子设备支援系统研究

论述了航空电子系统的发展，机载电子设备支援系统和航空电子设备地面支援系统；描述了航空电子设备支援系统的关键环节─备件保障。最后探讨了航空电子系统技术的发展─开放式系统结构（OSA）和COTS对航空电子设备支援系统的影响。     

《航空电子技术》选题大纲

航空电子系统及其顶层设计技术;航空电子系统互连及总线技术;航空电子系统结构及模块化技术;无人机航空电子及自主飞行引导技术:新航行系统和自动相关监视技术;多传感器数据融合和传感器管理技术:人机工程和座舱管理技术;人工智能和驾驶员助手技术;自动目标识别、分类、跟踪及态势分析、威胁判定及决策辅助技术;数字/半实物仿真及建模技术;软件工程和开发环境;软件开发方法和软件重用技术;计算机辅助软件工程和电子设计自动化;机载计算机及接口技术;开放式系统结构及COTS技术;飞行管理系统(FMS)和飞机完好性及使用管理(HUMS)技术;软件/…     

《航空电子技术》本年度选题大纲

第一类(1) 航空电子系统及其顶层设计技术:(2) 航空电子系统互连及总线技术;(3) 航空电子系统结构及模块化技术;(4)无人机航空电子及自主飞行引导技术;(5) 新航行系统和自相关监视技术;(6) 多传感器数据融合和传感器管理技术;(7) 人机工程和座舱管理技术;(8) 人工智能和驾驶员助手技术;(9) 自动目标识别、分类、跟踪及态势分析、威胁判定及 决策辅助技术;(10)数字,半实物仿真及建模技术:(11)软件工程和开发环境;(12)软件开发方法和软件重用技术;(13)计算机辅助软件工程和电子设计自动化;(14)机载计算机及接口技术;(15)开放式系统结构及COT…     

基于能力仓库的航空电子体系架构设计

分析了航空电子系统领域面临的新技术有效导入、研发周期及成本高、跨平台互操作性差等问题,深入研究了国外项目实践和标准规范,将开放式系统架构应用于航空电子系统,提出开放式航空电子系统架构设计方法,实现应用软件与资源解耦,通过标准化接口的定义提高组件的可复用与可移植性。应用面向服务的思想,构建能力仓库,通过体系级服务的设计为各装备平台间提供了语义理解的基础,为装备平台互操作提供了解决思路,并列出了需要解决的关键技术。     

国外军用飞机航空电子系统发展趋势

介绍了国外军用飞机航空电子系统结构的演变、各种航空电子系统结构的特点以及这些系统系统结构的具体应用;分析了国外军用飞机航空电子系统的发展趋势以及未来航空电子领域一些关键技术。     

作战飞机航空电子系统的发展及其关键技术研究

介绍了航空电子系统结构的发展历程，分析了综合航空电子系统的关键技术，提出了我国下一代对地攻击机航空电子系统的发展构想。     

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.     

Open systems avionics network to replace MIL-STD-1553

This paper is a proposal for a future method of avionics data communication. The need for this proposal results from the shortcomings in the current avionics architecture, video distribution network, and in the MIL-STD-1553 data communication system. The separately wired video and data communication systems can be combined to save weight, which is especially critical for rotorcraft. Aircraft, once fielded, have limited capacity for modification and improvement due to fixed computer throughput and processing performance, network bandwidth, and space available in the avionics equipment bays. The changes proposed by this paper are to be made in conjunction with the replacement of the redundant computer boxes with open system avionics functions on industry standard circuit cards. This open architecture approach was developed over the last ten years and is now being implemented in many aircraft applications including the F-22 and the RAH-66 programs. The V-22 rotorcraft, which although just entering production, is being modified for joint service customers where modern computer performance and expanded data network bandwidth is needed. The changes of this proposal will fill this need, reduce the weight of upcoming production models, and provide growth or spare capability so that additional video and data components can be added with minimal effect on existing components. This paper examines the current V-22 avionics video and data communication hardware and wiring and propose a new implementation of open system architecture standards with integrated digital video and data communication based on ANSI standard copper fibre channel     

通用航空电子体系系统的应用研究

开放式、综合化是目前航空电子系统的重要特征和发展方向。通用航空电子体系系统(CAAS:Common Avionics Architecture System)的开放式架构使其得到广泛应用。介绍了CAAS的架构、硬件、软件结构,以及在我国直升机上的应用研究。     

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.     

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。     

综合模块化航空电子核心系统技术研究

介绍了一种综合模块化航空电子核心系统.在系统应用需求及技术特征的分析基础上,提出了一种通用的开放式体系结构模型,并对系统的关键技术进行深入研究探讨,包括系统管理、网络通信、时间同步、容错策略等,最后给出系统设计方案的建议.系统具有可重构性、可重用性、可扩展性和健壮性,可满足先进飞机航空电子系统的应用要求,并为未来新型分布式综合模块化航空电子系统的研究与设计提供技术支持.     

航空电子系统核心处理平台架构发展研究

历数航电核心处理平台架构当前面临的问题,总结演进历史,针对新式场景需求,同时结合领域技 术发展趋势,梳理相关架构标准规范,论述了未来航电架构发展的关键特征,提出了支撑新一代航电系统核心 处理平台架构的关键技术,为其后续发展方向与实施计划提供指导思路。     

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。     

一种基于AADL的航空电子系统仿真和验证技术

飞机系统集成化程度的提高增加了对航空电子系统设计和分析的难度,同时也对安全性需求等系统特性的验证提出了更高的技术要求。对基于结构化分析和设计语言(AADL)的系统建模和仿真流程及相应的评估分析能力进行了介绍,并在基于AADL的航空电子系统建模框架下,提出基于AADL的航空电子系统仿真评估和验证方法,利用结构化分析和设计语言AADL构建航空电子系统典型子系统的正常模型和错误模型,并以此建立系统的扩展模型。在此基础上,利用形式化方法对系统模型进行描述并转化为Kripke结构。最后对系统模型进行模型仿真和特性验证,验证所构建的系统架构和设计逻辑是否符合系统设计特性需求。     

多窗口传输协议及其在航空电子系统大数据传输中的应用

随着航空电子系统模块化技术的发展,系统内大数据传输的需求越来越明显,现有的几种大数据传输方式或需要更改现存系统架构,或需要系统具有特定功能支持,难以在不同的航空电子系统中进行广泛应用。为解决这一问题,本文提出一种可在系统应用层中实现的多窗口传输协议及其实现方法。该协议使用额外的资源同时进行多窗口信息传输,保证了在机载网络不稳定环境下传输的速率和稳定性,满足系统大数据传输的需求。而且方法在应用层实现,避免了对系统现有硬件和软件架构的更改,适用范围较广。     

Open systems architecture solutions for military avionics testing

Raytheon makes extensive use of open systems architecture methods in developing special test equipment (STE) for testing military avionics equipment. Such use has resulted in significant cost and schedule savings in the development of production test equipment for radar and infrared systems. With open systems architectures, a test system can be assembled using COTS products. This brings economies of scale to test equipment, which is normally built in very low quantities. Therefore, the potential cost savings due to COTS usage is proportionately greater in STE than in the higher volume avionics systems that are tested. A second major benefit of using COTS products is that test system development schedule cycle time is greatly reduced. This paper describes the application of Open Systems Architectures (OSA) to avionics testing. The following major architectures are surveyed: VME bus, VXI bus, IEEE GPIB, IEEE 1149.1 JTAG test bus, 1553 Military Bus, Fibre Channel, and COTS Test Applications Software. We describe how the benefits of OSA have been extended at Raytheon into achieving vertical test commonalities. The flexibility of OSA can be exploited to provide an overall optimum test solution, taking all levels of test into account. For example, test systems can be tailored with COTS products to provide integrated methods for avionics tests at the module, unit, and system levels. Test systems can be configured to maximize the reuse of COTS hardware over all test levels. Test software can also be programmed to optimize such reuse over levels of test. Additional test verticality synergies derived from such OSA usage are described, including: test false alarm avoidance; test cones of tolerance optimization; and efficient test of field returns