專利名稱：航空器的模塊化航空電子系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種根據(jù)權(quán)利要求1的特征部分所述的航空器的模塊化 航空電子系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
目前使用在航空器中的航空電子架構(gòu)基于根據(jù)Arinc 700的規(guī)范。根 據(jù)這些規(guī)范，航空電子設(shè)備的制造商提供特制的、容納于針對每個(gè)功能的 線路可更換單元(LRU)中的控制器。因而，每個(gè)LRU包括以下部件 電源、處理器、1/0才莫塊等。
在使用集成的模塊化航空電子技術(shù)的情況下，可以通過利用針對幾個(gè) 任務(wù)的微處理器的計(jì)算能力(資源共享)來提高集成度。進(jìn)一步有利的是 部件數(shù)目的減少和部件的標(biāo)準(zhǔn)化。
已知的IMA (集成的模塊化航空電子)架構(gòu)在航空器中的不同位置 處提供幾個(gè)機(jī)柜。為了進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，所有模塊都通過底板總線(Arinc 659，目前為由Honeywell生產(chǎn)的SAFEbus)來互連。
不同功能的傳感器數(shù)據(jù)通過輸入模塊和底板總線饋送到核處理器中。 在核處理器中，操作系統(tǒng)確定要在什么時(shí)間使用哪個(gè)系統(tǒng)軟件(應(yīng)用)。 數(shù)據(jù)被直接傳送到相關(guān)聯(lián)的軟件。在完成處理之后，數(shù)據(jù)經(jīng)由底板總線返 回到從其中傳送數(shù)據(jù)到致動(dòng)器或其它系統(tǒng)的輸出模塊。
機(jī)根還互連成網(wǎng)絡(luò)(Arinc629)。
在這個(gè)解決方案中，底板總線是瓶頸。為了防止崩潰，必須確定對傳 送而言決定性的數(shù)據(jù)。
3已公開了幾個(gè)解決這些問題的嘗試性的解決方案。例如，在US 5,506,963中，由于^f吏用了管理處理器的指定時(shí)間幀的時(shí)間片的協(xié)處理器， 所以實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)處理器。這些時(shí)間片可以具有不同的持續(xù)時(shí)間，其中由功 能/應(yīng)用確定對一個(gè)或幾個(gè)安裝的布局的分配。在這種解決方案中，中央 數(shù)據(jù)總線與決定性的數(shù)據(jù)通信一起使用。需要用于建立數(shù)據(jù)通信的工具， 數(shù)據(jù)沖突可能會產(chǎn)生，并且只有當(dāng)同時(shí)適應(yīng)總線數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)時(shí)才可以改變功 能。
根據(jù)US 4,658,359,計(jì)算機(jī)用于管理在復(fù)雜航空電子系統(tǒng)中的多個(gè)計(jì) 算機(jī)。因此，單個(gè)用戶可以處理來自一個(gè)顯示屏幕的多個(gè)功能/應(yīng)用。在 此，借助執(zhí)行計(jì)算機(jī)在前臺對通信系統(tǒng)的應(yīng)用進(jìn)行操作和修改。不考慮作 為具有傳送機(jī)的集成的模塊化航空電子系統(tǒng)的使用。
根據(jù)US 5,361,367，許多單指令多數(shù)據(jù)(SIMD )處理器容納于計(jì)算 機(jī)中。每組有三個(gè)單獨(dú)處理器的兩組由主計(jì)算機(jī)控制并且連接到多個(gè)寄存 器。為了進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，將這些SIMD處理器^^接，以形成環(huán)狀布置或管 線布置。這是高速處理器。然而，在高數(shù)據(jù)速率時(shí)和分布式任務(wù)情況下依 然存在數(shù)據(jù)總線問題。
根據(jù)EP 0,570,729 A2，單獨(dú)的芯片容納有通過立方體拓樸結(jié)構(gòu)鏈接 的八個(gè)處理器。與傳統(tǒng)的微處理器相比，有更少的管腳并且存儲時(shí)間縮短。 此外，該解決方案給出了改進(jìn)的高速處理器芯片。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的是設(shè)計(jì)一種模塊化航空電子系統(tǒng)，使得在實(shí)現(xiàn)決 定性的數(shù)據(jù)通信的情況下，不使用中央數(shù)據(jù)總線，其中在所考慮的數(shù)據(jù)總 線中一定不出現(xiàn)數(shù)據(jù)沖突。
通過根據(jù)權(quán)利要求1所述的措施來實(shí)現(xiàn)該目的。權(quán)利要求2提供了一 個(gè)有利的實(shí)施例。
根據(jù)本發(fā)明，所建議的是該系統(tǒng)包括并行處理器，例如傳送機(jī)；機(jī) 柜包括至少兩個(gè)核處理器模塊(CPM1、 CPM2)和至少兩個(gè)輸^/輸出模 塊(IOMl、 IOM2);輸入/輸出模塊(IOMl、 IOM2 )用作到要凈皮控制 的系統(tǒng)的接口 ，以及用于對流入/流出機(jī)拒的數(shù)據(jù)進(jìn)行控制和中間存儲； 每個(gè)核處理器模塊(CPM1、 CPM2)通過鏈接獨(dú)立地與每個(gè)IOM模塊 和CPM模塊進(jìn)行通信；并且在每個(gè)核處理器中，許多獨(dú)立的系統(tǒng)程序在操作系統(tǒng)的控制下工作。
在使用并行處理器(例如傳送機(jī))的情況下，由底板總線所表現(xiàn)的瓶 頸不再存在，因?yàn)檫@些并行處理器可以通過分開的直接數(shù)據(jù)線(^接)來 與幾個(gè)處理器進(jìn)行通信。


本發(fā)明的其它細(xì)節(jié)示出在附圖中，附圖分別示出了現(xiàn)有技術(shù)和本發(fā)
明，在附圖中
圖1示出根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的IMA機(jī)根的示意性的配置；以及 圖2示出才艮據(jù)本發(fā)明的配置。
具體實(shí)施例方式
根據(jù)圖1的已知的IMA (集成的模塊化航空電子)架構(gòu)在航空器中 的不同位置處提供幾個(gè)機(jī)拒。每個(gè)機(jī)拒包括以下模塊電源模塊(PSM )、 I/O模塊(IOM)和核處理模塊(CPM )。所有模塊都接收來自電源的電 力，并且為了數(shù)據(jù)交換而通過底板總線(Arinc 659—由Honeywell制造 的SAFEbus)互連。
不同功能的傳感器數(shù)據(jù)通過輸入模塊和底板總線被傳送到核處理器。 在核處理器中，操作系統(tǒng)確定要在什么時(shí)間使用哪個(gè)系統(tǒng)軟件(應(yīng)用)。 數(shù)據(jù)被直接傳送到相關(guān)聯(lián)的軟件。在處理完成之后，數(shù)據(jù)經(jīng)由底板總線返 回到從其中傳送數(shù)據(jù)到致動(dòng)器或其它系統(tǒng)的數(shù)據(jù)模塊。機(jī)根還互連成網(wǎng)絡(luò) (Arinc 629 )。
在這個(gè)解決方案中，底板總線是瓶頸。為了防止崩潰，必須確定對傳 送而言決定性的it據(jù)。
為了消除對這種底板總線的需要并以這種方式避免相關(guān)聯(lián)的瓶頸，提 出了一種用于機(jī)拒的架構(gòu)，該架構(gòu)基于并4亍處理器，例如傳送機(jī)。根據(jù)圖 2的IMA架構(gòu)示出這個(gè)配置。
為了冗余，該機(jī)拒包括至少兩個(gè)核處理模塊(CPM1、 CPM2)和至 少兩個(gè)輸V輸出模塊(IOM1 、 IOM2 )。
IOM用作到傳感器、致動(dòng)器、系統(tǒng)和總線的接口。它們負(fù)責(zé)對去往和來自機(jī)柜的數(shù)據(jù)進(jìn)行控制和中間存儲。
每個(gè)核處理器通過鏈接與每個(gè)IOM模塊和CPM模塊獨(dú)立地進(jìn)行通 信。在CPM中，許多獨(dú)立的系統(tǒng)程序在^Mt系統(tǒng)的控制下工作。
基于傳送機(jī)的這種架構(gòu)與現(xiàn)有技術(shù)相比提供了如下優(yōu)點(diǎn)
1. 沒有中央數(shù)據(jù)總線并且沒有雙向數(shù)據(jù)總線，而是只使用單向數(shù)據(jù) 總線，使得在總線中不會發(fā)生沖突。
2. 不需要用于設(shè)計(jì)決定性的數(shù)據(jù)通信的工具。
3. 可以改變應(yīng)用，而不需要改變總線lt據(jù)結(jié)構(gòu)。
權(quán)利要求
1.一種航空器的模塊化航空電子系統(tǒng)，包括多個(gè)機(jī)柜，所述機(jī)柜設(shè)置在航空器中的不同位置處并且互連成網(wǎng)絡(luò)，所述機(jī)柜用于對由航空器的傳感器傳送的信號和/或由航空器的致動(dòng)器和其它系統(tǒng)傳送和被傳送給航空器的致動(dòng)器和其它系統(tǒng)的信號進(jìn)行控制或者處理，其中，所述系統(tǒng)包括并行處理器；所述機(jī)柜包括至少兩個(gè)核處理器模塊(CPM1，CPM2)和至少兩個(gè)輸入/輸出模塊(IOM1，IOM2)；輸入/輸出模塊(IOM1，IOM2)用作到要被控制的系統(tǒng)的接口，以及用于對流入或流出所述機(jī)柜的數(shù)據(jù)進(jìn)行控制和中間存儲；其特征在于，每個(gè)核處理器模塊(CPM1、CPM2)通過單向的、分開的直接數(shù)據(jù)線獨(dú)立地與每個(gè)IOM模塊和CPM模塊進(jìn)行通信；以及在每個(gè)核處理器中，許多獨(dú)立的系統(tǒng)程序在操作系統(tǒng)的控制下工作。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的模塊化航空電子系統(tǒng)，其特征在于，所述 系統(tǒng)的配置借助被考慮來代替并行處理器的傳送機(jī)來實(shí)現(xiàn)。
全文摘要
一種模塊化航空電子系統(tǒng)包括多個(gè)機(jī)柜，所述機(jī)柜設(shè)置在航空器中的不同位置處并且互連成網(wǎng)絡(luò)，所述機(jī)柜用于控制或處理來自和去往航空器的傳感器、致動(dòng)器和其它系統(tǒng)的信號，所建議的是，該系統(tǒng)包括并行處理器，例如傳送機(jī)；機(jī)柜包括至少兩個(gè)核處理器模塊(CPM1、CPM2)和至少兩個(gè)輸入/輸出模塊(IOM1、IOM2)；輸入/輸出模塊(IOM1、IOM2)用作到要被控制的系統(tǒng)的接口，以及用于對流入或流出所述機(jī)柜的數(shù)據(jù)進(jìn)行控制和中間存儲；每個(gè)核處理器模塊(CPM1、CPM2)通過鏈接而獨(dú)立地與每個(gè)IOM模塊和CPM模塊進(jìn)行通信；以及在每個(gè)核處理器中，許多獨(dú)立的系統(tǒng)程序在操作系統(tǒng)的控制下工作。通過能夠在不用傳統(tǒng)系統(tǒng)中所需的底板總線的情況下進(jìn)行，提高了效率且便于改變應(yīng)用。
文檔編號G06F15/163GK101310266SQ200680042652
公開日2008年11月19日 申請日期2006年11月16日 優(yōu)先權(quán)日2005年11月18日
發(fā)明者海因茨·吉利希 申請人:空中客車德國有限公司