基于 FACE 思想的软件通用运行环境设计

未来机载能力环境（FACE）思想由美国军方、工业界和学术界共同发起,它针对机载航空电子软件系统提出了一种新的业务模型和参考架构。通过制定参考架构核心元素间的接口标准以及定义基于共识的通用数据模型可以为软件模块的跨平台重用提供便利。本文通过分析 FACE 参考架构的核心思想,结合实现层面的具体考虑,提出了软件通用运行环境的设计方案,旨在硬件计算平台上进一步搭建一个软件计算平台,使得应用软件模块在能够正常运行的基础上尽可能地实现“一次开发,多次应用”。     

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。     

分区操作系统远程系统浏览器

满足ARINC 653标准的嵌入式实时分区操作系统内部提供了多种系统对象,远程系统浏览器是系统开发者在宿主机端查看这些系统对象的最简便快捷的开发工具。描述了分区操作系统信息组织形式和远程信息协议及远程系统浏览器的工作流程。提出了一种基于Eclipse和RSE的远程系统浏览器的系统结构,以及各结构部分的功能。方便系统开发者在宿主机端交叉开发在目标机上运行的分区操作系统系统软件及应用软件。     

综合模块化航空电子软件适航方法研究及其在CJ818飞机上的应用

在航电系统开放系统架构和综合模块化的思想指导下,航电系统的集成度越来越高,具体构型实现表现为IMA(综合模块化航空电子)核心处理系统加高速网络(AFDX)的形式。其中核心处理系统由多个LRM(外场可跟换模块)通用处理模块组成,通过软件高度集成实现飞行管理、中央维护、座舱显示、通信导航管理等功能。由于其软件功能高度集成、结构复杂、软件规模庞大,其适航过程复杂性上升。参照ASSAC、ARINC653等标准介绍了当前IMA软件技术的最新动态并对其开放式的架构深入研究,并根据RTCADO178B等已有的软件安全适航性认证规定,阐述了针对复杂航电软件的安全适航过程的方法,此方法在CJ818飞机核心综合处理模块软件的模拟设计过程中得到了应用。     

综合模块化航空电子系统远程加载技术研究及性能分析

随着飞机航空电子系统综合化程度的提高,软件的部署、加载和更新的复杂度也在逐步提高。传统软件更新后,需要在地面为每个模块进行升级,并将新版本的软件映像文件固化在模块上,这种更新周期长且流程复杂。随着通用模块和应用重构的发展,软件映像需要部署在系统的各个冗余备份节点中,从而使其更新的流程更为复杂。本文针对以上问题提出了基于光纤通道和 ARINC653操作系统的远程数据加载系统,以使系统在上电、重启及重构时可实现从大容量存储模块上远程加载操作系统内核映像、分区应用及自启动功能。在功能实现的基础上,本文对远程加载和本地加载的时间性能进行了分析和比较。     

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。     

基于ARINC653标准机载电子设备健康监控体系设计

介绍了ARINC653软件规范中的RTOS健康监控概念,在此基础上,提出一种五级机载电子设备健康监控体系,即任务级健康监控、分区级健康监控、模块级健康监控、综合诊断区和系统级健康监控。阐述了各级健康监控设计在飞机系统健康管理中的功能分配和实现方案,以及RTOS层健康管理程序包的设计思路。五级健康监控体系设计概念可用于指导机载电子系统工程应用。     

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。     

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.     

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。     

航空数字数据传输系统接口设计

随着机载电子设备向标准化、综合化发展 ,航空数字数据传输系统的设计越来越受关注 ,目前广泛采用ARINC42 9总线作为航空电子系统间信息传输的标准。文章介绍了两种总线接口芯片EF44 42、HS - 32 82 ,以及实现ARINC42 9通信的接口电路     

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。     

模型驱动的IMA标准符合性测试自动化技术研究

随着现代航空电子系统的规模、复杂度不断提升,综合模块化航电系统(Integrated Modular Avionics,IMA)在新一代作战飞机中逐渐得到全面应用。IMA将预先定制的任务单元作为多样化任务的处理平台,并集成为综合处理机,实现数据的高速集中处理与融合。针对IMA开放式体系结构的模块化、标准化等特点,本文提出了一种基于接口语义模型的测试自动化技术。其中,标准接口的语义模型对接口数据、功能和行为进行抽象,测试模型内建测试策略与测试计划。从接口模型到测试模型,研究探讨了测试用例的自动生成、部署、和调度执行的方法。研究成果在国产机载操作系统ARINC653标准符合性测试中进行了初步应用,有效提高了测试的系统性、效率和工作质量。     

波音777飞机上使用的发动机数据接口部件

发动机数据接口部件（EDIU）为波音777飞机上电子发动机控制和所有其它航空电子系统之间的数字通信提供连接和翻译。每个EDIU是一个有三个微处理器和六个通道的数据系统。为了两个方向的其余飞机，该系统把ARINC429信息从EEC转换成ARINC629信息。除其数据翻译功能外，EDIU也计算和检验发动机的推进。并通过ARINC629把信息送到飞控系统，以便使自动推进的不对称得到补偿。EDIU执行扩充的BIT逻辑。BIT状态和系统操作条件在ARINC629数据总线上广播到飞机信息管理系统（AIMS）和其它ARINC629总线用户。波音777飞机上使用…     

ARINC659总线简介

简要描述了综合化模块化航空电子在线可更换模块（LRM）之间数据传送的标准──ARINC规范659。     

航空电子系统分区间通信监控技术的研究和实现

当今基于ARINC653的综合化航空电子系统的应用日益广泛,分区作为ARINC653提出的任务调度和资源共享的核心概念,其相互间通信的可靠性和安全性成为航空电子系统要解决的重要问题.详细阐述了分区间通信监视的原理,并给出了一种可行的分区间通信监视器设计和实现方案.应用表明分区间通信监视器极大地改善和提高了航空电子系统的通信监控能力,为通信故障诊断和分析提供了依据.     

ARINC429总线信号检测误区的分析与改进

ARINC429总线作为一种接口方便、数据传输可靠的航空电子总线,已经是航空领域应用最为广泛的航空电子总线,对其功能进行合理检测决定了机载电子设备的维修质量。通过对ARINC429总线信号的特性和形成方式的分析,论证了ARINC429总线信号目前检测方法中常见的误区以及造成的影响,并通过实例介绍了具体的检测方案。     

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。     

基于DSP的ARINC429总线通讯的设计与实现

ARINC429规范是现代航空电子设备数字传输的一种标准,其与计算机之间的通讯越来越受到航空业的重视。研究了基于高性能的DSP芯片与飞控计算机CPU的数字通讯协议,并给出了ARINC429总线接口模块的实现框图。     

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。