面向综合模块化航电系统的驻留应用开发平台设计

综合模块化航电系统采用时间和空间分区技术隔离不同的应用程序,驻留在分区中应用程序的开发依赖于符合ARINC 653及相关接口和通信规范的开发平台。通过移植传统操作系统的板级支持包和开发驱动程序,使得商业单板计算机C2K支持符合ARINC 653规范的VxWorks 653分区操作系统并提供AFDX网络接口,首次实现了基于商业单板计算机C2K的驻留应用开发平台,其主要功能和性能与目前主流的大型客机综合模块化航电系统相当,可用来支持驻留应用的开发和调试,大幅度降低了成本。     

IMA演示验证平台的设计与实现

随着飞机功能的增多以及设计需求的增加,航电系统逐步向综合化、模块化、开放式的方向发展.综合模块化航电(IMA)作为航空电子领域的重要发展成果,代表了现代航电发展阶段的最高水平.IMA核心处理机是IMA演示验证平台的核心,它能够为综合化航电系统及非航电系统提供通信、运算以及输入输出(I/O)资源.基于下一代航电IMA系统的架构以及总线技术开展研究,探索IMA系统的多核处理器应用及配套总线技术,设计并实现了下一代IMA演示验证平台,为IMA系统的设计研究提供参考.     

基于IMA的电视指令制导系统蓝图

以电视指令制导系统为例进行模块化航电设备融合研究和先进航电设备体系结构的建模和仿真。围绕综合模块化航电系统(IMA)给出蓝图概念,描述其在综合电视指令制导系统中的应用,为电视指令制导系统从传统的系统结构向IMA转变提供参考。     

基于Android的综合航电数据监控平台的研制

分析了通航领域中综合航电系统数据传输的现状,讨论了针对航电系统数据传输进行地面在线监控的必要性;并根据航电系统的工作原理和数据监控的研发流程,研制了一款基于嵌入式操作系统的数据监控平台;监控平台硬件部分在Arm处理器基础上,设计并实现了数据采集、处理和电源管理等一系列功能模块;平台软件的开发基于嵌入式Android系统,在该系统环境下设计了监控平台软件构架;并开发了测试资源的底层驱动层、硬件抽象层(HAL) 、本地调用层(JNI)和应用程序;通过多部被测航电系统进行验证,该监控平台运行稳定,系统误差可忽略,满足了航电系统数据监控的实际需求;从工程应用结果表明,该综合航电系统数据监控平台已通过民航局地面测试项目认证,并应用于实际生产中。     

我国国产大型客机通信和导航系统确定国内供应商

2010年6月26日,中国商用飞机有限责任公司、中电科航空电子有限公司以及美国罗克韦尔柯林斯公司共同签署国产C919大型客机通信和导航系统合作意向书,标志着我国国产大型客机通信和导航系统的供应商选择和国内外供应商合作取得重大进展,中电科航电公司将作为国产C919大型客机通信和导航系统的国内供应商,     

一种航电系统接口软件的架构设计

在机载雷达系统研制过程中多采用半实物仿真验证雷达功能,通常由航电系统在半实物仿真平台与雷达系统之间完成数据的传输交互.为了适用于不同型号的雷达系统,在半实物仿真平台与航电系统之间需要一个接口适配环节.基于上述需求设计了一种航电系统接口软件,通过采用层次化和模块化的开发模式和接口配置、协议配置、流程配置等方法,实现了半实物仿真平台与航电系统之间的接口适配.同时该软件具有数据的收发和存储等功能,并确保数据传输的实时性和正确性.     

综合化模块化信息处理平台容错技术研究

综合化模块化信息处理平台是一个典型的分布式计算机系统,是新一代航电任务系统的中央核心处理系统,具备数据、信号、图形图像视频的综合处理能力。提出了综合化模块化信息处理平台容错技术,重点介绍了综合核心处理机系统容错原理、故障类型、故障检测机制以及故障处理方法。从软硬件系统全面考虑,运用系统容错技术进行错误检测与处理,大大提高了系统运行任务可靠性。     

航电软件开发标准与过程研究

随着综合模块化航空电子系统研究的深入,其软件开发标准的重要地位日益突出,ARP4754 和DO-178C共同构成了综合模块化航空电子系统软件开发的新标准。从标准内容与信息流程两方面论述了标准之间的关系,同时讨论了航电软件计划过程、开发过程和综合过程的子过程、目标及活动内容,提出了过程自动化和过程省略的基本概念与方法。     

基于FPGA 的AFDX 软硬件协同设计

随着目前民用大型飞机的国家战略实施,针对大飞机航电系统中骨干网络AFDX,提出一种基于FPGA的AFDX端点卡。该方案基于软硬件协同设计的思想,设计出一种新型的基于PCIE接口或基于SoPC的AFDX端点卡。基于FPGA的AFDX端点卡成果可直接应用在军用大型运输机、直升机、战斗机、机场地面维护系统等平台上,可以提升军用计算机的高安全、高可靠性能。为各类武器平台电子设备的开发提供相关标准和规范,可以缩短系统开发周期,降低系统开发成本。     

面向IMA的实时操作系统的安全机制

当前新一代航空电子呈现出向综合模块化方向发展的趋势。这一变化对航电设备中使用的机载实时操作系统提出了新的要求。机载实时操作系统需要将各类机载软件融合到同一个CPU上,实现综合化;同时又要保证各类机载软件独立运行,不相互影响,实现模块化。这就需要操作系统改变管理软硬件资源的机制,支持对于各类机载软件实施分区调度,并保证分区的独立与安全。ARINC 653标准介绍了分区的概念,对面向综合模块化航空电子设备(IMA)的实时操作系统的安全机制提出了具体要求。     

基于IMA平台的嵌入式软件设计模型仿真及实时性分析方法

如何确保机载软件满足其实时性需求一直是一个引人关注的研究问题。根据工业界的报告结果,缺陷发现得越早,用于修复缺陷以提高机载软件不超时的可能性的代价就越小。对于运行在由ARINC653标准所描述的综合模块化航电系统(IMA)上的机载软件可采用以下方法:将机载软件的设计模型(UML模型)转化成仿真模型(Simulink模型),通过在Simulink平台上运行仿真模型来发现潜在的实时性问题。由于机载软件可能与IMA平台之间具有大量的交互(例如接口层和操作系统层)用来申请使用资源或者与其它的应用程序进行通讯,因此设计了一个仿真内核来仿真IMA平台的行为。最后,使用一个工业案例来论证上述方法的有效性。     

面向民机综合环境监视的实时Linux设计与测试

综合环境监视(IAESS)是民机航空电子系统中的重要组成部分,其综合化程度的发展是当前研究的热点。将环境监视中的各项功能,如机载防撞系统(ACAS)、地形告警系统(TAWS)等进行软硬件综合,对软硬件系统中的操作系统提出了实时性、高可靠性等要求。针对这一问题,提出了一种新的基于虚拟中断技术的实时Linux设计与实现方法。在此基础上,对综合环境监视系统架构进行了分析和测试。试验结果表明,该实时Linux设计方案能够胜任实时性操作系统,可在未来的应用中很好地满足民机综合环境监视系统的实时性需求。     

悬挂物管理仿真系统的设计与实现

悬挂物管理系统属综合航电系统中的一个子系统,它是航空电子系统和飞机外挂物之间的接口。悬挂物管理系统根据来自飞行员和航空电子系统的指令,对悬挂物进行管理和控制,为飞行员确定各种军械投放的程序。讨论了悬挂物管理仿真系统的设计与实现,主要探讨了系统设计、系统管理、硬件开发、软件开发以及整个系统的总线信息流管理,系统的设计是采用某型号飞机的总线拓扑结构,通过将该仿真系统和导弹发射装置交联起来,可以完成导弹系统测试。     

综合化航空电子系统网络传输延迟测试软件设计

网络传输性能测试是综合化航空电子系统研究与设计过程中的重要工作.结合综合化航空电子系统网络传输性能测试需求,将快速原型法和自底向上法相结合,设计并实现了模块化的网络传输延迟测试软件,为航空总线网络的进一步改进提供了自动化测试验证手段.应用过程表明,该软件组合调用灵活方便、易于继承、便于检测和维护,能较好地满足综合化航空电子系统网络传输性能测试.     

A comparison of standards for software engineering based on DO-178B for certification of avionics systems

Certification of avionics software is an increasingly important subject, since more and more avionics systems in future aircraft will be software equipped. The DO-17813 standard provides guidelines for software certification. Re-use of software is emerging, partly enabled by the integrated modular avionics concept, and imposed by a reduction of life-cycle costs. Re-use, however, requires re-certification or certification of software that was not developed according to DO-17813.

The DO-178B standard is specially developed to provide a certification basis for avionics software, without going into details of the software development process. Other standards focus on software engineering aspects. We have used the DO-178B standard as a common basis for comparison with DOD-STD2167A (military), ESA PSS-05-0 (space), and IEC65A(Secretariat)122 (industry). Comparison topics include:

• • life cycles;

• • prescribed documentation;

• • configuration management;

• • verification and validation;

• • quality assurance.

All standards prescribe the software development process, emphasizing specific aspects in a certain area of interest. The results of our investigation will assist in understanding the rationale behind several standards, and can be used for:

• • certification according to DO-17813 of software that was developed using another standard;

• • certification of software using DO-17813, in concert with another standard.

     

航电设备通用检测维护台的设计

为了适应机载武器装备系统的多样化以及通用性要求,搭建了基于PXI总线的航电设备通用检测维护台,在系统架构、硬件设计以及软件开发等各方面进行了通用性设计;该航电设备通用检测维护台基于PXI构架,挂装不同种类的适配器,操作通用平台上的人机接口,可满足多种设备的检测、测试任务;航电设备通用检测维护台在一个机柜内实现了人机交互操作,大功率、高精度、多种类通用电源及PXI智能测试平台等的高度集成;该通用平台具有良好的通用性和扩展性,适用多种机型、多种航电设备;通用平台已在某型航电设备的检测维护中完成了工程验证,系统性能稳定,适用性强,可实现多种航电设备的检测维护工作,也可推广至海军舰艇、兵器车载装备等。     

基于以太网的民用飞机客舱网络架构设计

客舱系统是民机航电系统的重要组成部分,主要包括客舱核心系统、机载娱乐系统和外部通信系统三大部分.本文通过对客舱典型业务、客舱网络设计要求和客舱常用设备的分析,结合对以太网技术的研究,设计出一套满足当前客舱典型业务的一体化网络架构方案,并对该网络架构中重要连接设备做出了详细功能说明的,最后使用OPNET网络仿真工具对该网络架构进行了仿真验证,表明了客舱一体化网络架构的优越性和可行性.     

综合航电开放式软件设计技术

综合航电开放式软件设计技术是新一代航电系统支持平台机载实时容错分布式计算机系统的重点,它的设计直接或间接地关系到新一代综合航电系统的性能和成本.针对先进综合航电系统的特点、性能要求,对目前机载计算机软件系统存在的可靠性、安全性低,不易移植,成本高,层次分割不清晰,功能独立性差,对系统容错支持能力弱等缺陷,提出了"三层栈结构"的软件设计新思想,通过标准接口(物理接口和逻辑接口)使得层与层,模块与模块之间得以分开,实现了功能模块化、软硬件隔离性、软件的再利用性、可剪裁性、易维护性,以适应不断增长的航空电子系统任务能力需求,为新一代航电系统支持平台机载实时容错分布式计算机系统的开发、研制提供了可靠的保证.     

Expert system for an INS/DGPS integrated navigator installed in a Bell 206 helicopter

This paper presents a novel real-time application of fuzzy logic for an integrated navigation avionics suite. A knowledge-based system, which uses a fuzzy rule-base for a real-time INS/DGPS integrated navigation system on-board a Bell 206 helicopter, has been designed and developed. This knowledge base is developed in such a way as to detect aircraft maneuvering and tune the integration algorithm (Kalman filter) of the INS/DGPS system accordingly. The signal processing method developed for the integration of INS and DGPS data provides accurate navigation even during dynamic maneuvering of the aircraft, while taking advantage of low-cost modular equipment rather than costly inertial navigation systems.