综合模块化航电系统FC网络的机内测试设计研究

随着信息技术的发展,综合模块化航电系统在航空领域的运用频率逐渐提高,利用光纤通道(fibre channel,FC)高速、低延迟的特性,可以显著增强综合模块化航电系统的通信能力、管理能力、控制能力,使航空产业得到长足发展。主要对综合模块化航电系统FC网络的机内测试进行研究,阐述机内测试的重要性,总结机内测试的关键点,并提出机内测试设计策略,以期为相关人员提供参考。

综合化模块化航空电子架构航电系统飞行管理模块的设计

为了能够采用综合化模块化航空电子(integrated modular avionics,IMA)架构,达到简化系统设计、开发和验证过程,提升航电系统的安全性与可靠性的目的,针对当今主流的IMA架构的航空电子系统中的综合处理计算机系统,介绍了其中的飞行管理系统(flight management system,FMS)计算机现场可更换模块和IMA系统软件架构,使用符合ARINC653标准的天脉2(TM2)嵌入式操作系统作为软件开发平台进行飞行管理模块的平台软件、应用软件设计和分区集成,并通过系统级仿真验证证明其功能满足设计需求,有助于实现在IMA架构下飞行管理系统的具体型号应用。

综合模块化航电系统失效模型分析

通过分析对比联合式航电系统和综合模块化航电系统(IMA)的体系结构特征,针对系统的资源紧耦合特性建立了IMA系统功能层次化失效模型。按照失效模型分析的资源解耦需求,对IMA系统的功能和服务进行了划分,分析总结了IMA平台的5类功能模型以及11种系统服务模型。按照失效机理对失效模型进行了分类。采用提出的失效模型分析方法对通信功能进行了失效分析并给出了失效应对策略,表明了本方法针对IMA系统失效分析的有效性。

综合模块化航电系统驻留功能适航审定要求分析

综合模块化航电系统以功能分区的形式在资源共享平台上综合了多种航电功能,系统功能与硬件平台不再具有唯一对应性,给适航审定技术带来了困难。首先分析了综合模块化航电系统的特点和民机产品的适航方式,然后依据局方的相关技术标准文件,给出了综合模块化航电系统驻留功能的适航需求分析,最后总结了审定要素和评审要求分析。相关研究成果有助于解决功能-硬件分离的航电产品的取证问题,是对现有综合模块化航电系统审定体系的有效补充。

综合模块化航电系统软件技术研究

从软件可靠性的角度对综合模块化航电(IMA)系统进行了讨论。从IMA系统的体系结构入手,研究了软件接口定义以及系统失效。具体分析了IMA软件研制过程中各角色的作用以及这种责任的分散所带来的问题。结合国内的发展现状,探讨了IMA系统测试各层次内容,为国内正在进行的四代机项目的研制及测试工作提供了一些思路。

飞机综合模块化航电系统总体设计研究

从飞机总体设计的角度,研究了航电系统的可靠性和易损性计算问题;建立了综合模块化航电系统模型及联合式航电系统模型;找到一个适于总体设计阶段的可靠性算法,对两模型进行了可靠性和易损性计算;通过对计算结果的对比分析,比较了综合模块化航电系统和联合式航电系统的特点,计算结果显示综合模块化航电系统与联合式航电系统相比,可提高航空电子系统的可靠性,减小系统的重量和体积,提高飞机生存力。

一种分布式综合化模块化航空电子核心处理平台

随着航空电子系统的不断发展,传统的系统架构已不能满足航电系统日渐增加的需求,结合航电系统架构的应用需求及发展趋势,提出了一种分布式综合化模块化核心处理平台架构,从总体解决方案、系统结构、软件设计等方面对平台架构进行了描述,并提炼出系统架构所需的关键技术,同时该系统架构具备根据航电系统需求变化进行扩展升级的能力,同时基于该平台架构模型,进行了系统原型研制和验证,可为未来分布式航空电子系统及其平台研制提供参考。

综合模块化航电系统高安全性时间管理技术

综合模块化航电(IMA)系统中错误信息的传输漏洞会对飞机安全带来严重影响,为了提高IMA系统时间传输的完整性,使子系统能在确定的时间窗口内进行数据传输,提出了一种IMA系统高安全性时间管理技术;通过使用多个时间管理服务,建立每个子系统与时间管理服务的偏差表,确定其本地时间参考(LTR)和与之通信的每个远程子系统时间参考之间的关系;使驻留IMA的子系统具有高安全性时间同步机制,能够协调分离的驻留子系统共同安全地执行同一任务,满足IMA系统时间同步和安全性要求。

民用飞机综合模块化航电系统资源状态监控技术研究

随着处理器和机载嵌入式实时分区操作系统等相关技术的不断升级换代,IMA系统功能的集成度也越来越高,高集成度增加了系统资源分配的难度,需要通过对系统资源状态进行实时监控和分析进而不断优化系统配置。首先对IMA系统的分区特性进行了深入研究,基于探针插桩监控数据采集技术,提出了一种系统行为和时间资源状态监控的策略。研究了数据监控采集系统的软件架构,在此基础上设计和实现了系统行为监视器和时间资源监视器,并在某民机重点预研课题中进行了应用验证。结果表明,能够有效帮助应用开发者和系统综合者直观分析系统时间性能瓶颈,优化资源配置方案,实现计算资源的负载均衡。对IMA系统资源状态监控及资源配置优化具有一定的指导意义和实用价值。

面向民机综合化航电系统的安全例证法研究

为解决新一代综合模块化航电系统(IMA)的安全性评估问题,基于安全例证法,构建并论证IMA的安全例证。针对SAE ARP4761标准的不足,分析安全例证法的适用性和基本结构,从安全性需求、框架、实施3个层面分析安全例证法在民机IMA中的应用,讨论基于过程和产品的2种不同安全论证方式,以系统管理功能为例,利用目标结构化标记(GSN)语言,论证IMA的安全性。结果表明:安全例证法可与民机系统开发流程对应,有效地整合安全性分析过程中的安全证据资源,并在系统安全性需求与安全性证据间建立明确的关系。

综合化航空电子系统发展历程及重要支撑技术

阐述了航空电子系统结构的综合化演变过程及发展趋势,说明了航空电子综合化的作用和意义,提出了提高航空电子综合化水平需重点研究的关键支撑技术。

综合模块化航空电子系统标准述评

综合模块化航空电子系统(IMA)是航电系统的发展方向,其技术标准对新型军机、民机航电系统开发具有重要指导作用,阵风、F-22、F-35、A380、B787等飞机的航电系统均采用了其有关概念和技术。重点评述了ASAAC有关系统架构、系统软件、通信/网络、通用功能模块、封装等技术标准,以及ARINC等有关标准。

ARINC653分区操作系统在综合模块化航空电子系统中的应用

航空电子系统的综合模块化发展对软件系统提出了更高的要求。介绍了基于ARINC653软件规范的分区操作系统的原理、综合模块化航电系统的特点和需求,以该系统中显控子系统软件的设计为例,说明了ARINC653分区操作系统在综合模块化航电系统中的应用价值。

航空电子系统综合技术的发展与模块化趋势

在系统阐述了航空电子综合技术及系统结构发展的基础上,全面论述了综合化及模块化的含义,指出了综合化系统及模块化在大系统结构中的层次关系。最后,提出了我国发展综合化系统应采取的策略。

轻型射频传感器系统高度综合化设计

讨论了直升机载轻型射频传感器系统的高度综合化设计,描述了系统的功能、物理组成、开放式软硬件体系构架和基本工作原理,从系统的硬件综合、软件综合、信息综合和功能综合等方面提出了该系统基于模块级高度综合化设计的思路,给出了轻型射频传感器系统五个方面的减重设计考虑。

基于P2010处理器的综合化模块数据处理硬件设计

随着航电设备向综合化模块化发展,其对数据处理硬件设计的要求逐渐分化成两个方向:高性能数据处理和多功能数据处理。前者具备非常高的数据处理能力和网络化高速串行总线。满足系统高速数据处理和高带宽通讯的要求。后者则具备一定的数据处理能力、网络化串行总线和并行局部总线,接入机载总线网络的同时又能方便的与低速设备进行通讯。文章介绍了一种基于P2010处理器的数据处理硬件设计,能够灵活适应综合化模块化航电对数据处理硬件的不同需求。

综合模块化航空电子系统的BIT防虚警设计

针对现代综合模块化航电系统的机内测试(Built-in-Test,BIT)虚警问题,深入分析了其Ⅰ类和Ⅱ类BIT虚警的产生原因及机理。结合航电系统综合化、模块化的架构特点及其复杂性、层次性、相关性和不确定性的故障特征,从模块和系统两个层次提出了BIT虚警的技术解决措施以及全寿命周期需采取的设计手段。重点给出了一种基于模型的系统级BIT虚警识别算法,能依据测试性建模输出的D矩阵,分析测试之间相悖或相互佐证关系,识别虚警和确认真实的故障指示。最后,结合综合航电超短波功能进行了案例验证。

综合模块化航电资源分配研究

综合模块化航电(IMA)的架构具有高度综合化及软硬件资源可共享、可配置、可重用等特点,这种构架显著降低了航电系统升级、系统综合工作的难度,同时对航电系统的开发提出了新的挑战。本文简要介绍了IMA的系统架构与设计过程;对驻留功能资源需求的确定方法、系统资源分配流程进行了分析;基于“假设—保证”的研究方法,探讨了IMA资源分配自动化工具的设计思路。

IMA架构航电系统综合核心处理机平台软件设计

综合化模块化航空电子(IMA)架构被广泛应用于新一代民用与军用飞行器的设计中,在简化系统设计、开发和验证的同时,提升了航电系统的安全性与可靠性。介绍了航空电子系统IMA体系结构模型,以及基于该模型的某重点型号飞机任务系统中的综合核心处理机(ICP),讨论了一种适用于该系统的采用ARINC653标准的软件体系结构,设计了软件体系结构下的ICP平台软件,最后就软件结构的特点和关键技术进行了详细的讨论。

未来十年综合航电系统的发展趋向

本文主要阐述未来十年国外综合航电系统的总的发展趋向 ,重点介绍了在开放式系统结构的研究与应用、采用COTS技术、模块化、多传感器综合技术等方面的发展趋向。