Integrovaná modulární avionika - Integrated modular avionics - Wikipedia
Integrovaná modulární avionika (IMA) jsou reálný čas počítač síť vzdušné systémy. Tato síť se skládá z řady výpočetních modulů schopných podporovat řadu různých aplikací úrovně kritičnosti.
Na rozdíl od tradičních federovaných architektur navrhuje koncept IMA integrovanou architekturu s aplikačním softwarem přenosným přes soubor běžných hardwarových modulů. Architektura IMA klade na podklad více požadavků operační systém.[1]
Dějiny
Předpokládá se, že koncept IMA vznikl s avionickým designem stíhačky čtvrté generace. Používá se u bojovníků, jako jsou F-22 a F-35 nebo Dassault Rafale od začátku 90. let. V této době pokračovaly normalizační snahy (viz ASAAC nebo STANAG 4626 ), ale tehdy nebyly vydány žádné konečné dokumenty.[2]
První použití tohoto konceptu bylo ve vývoji pro obchodní trysky a regionální trysky na konci 90. let a byli viděni létat na začátku 2000, ale ještě to nebylo standardizováno.[3][ověření se nezdařilo ]
Koncept byl poté standardizován a přenesen do komerční podoby Dopravní letadlo aréna na konci 2000s (Airbus A380 pak Boeing 787 ).[2][ověření se nezdařilo ]
Architektura
Modularita IMA zjednodušuje proces vývoje avionický software:
- Jelikož je struktura sítě modulů jednotná, je povinné používat společné API k přístupu k hardwarovým a síťovým prostředkům, což zjednodušuje integraci hardwaru a softwaru.
- Koncept IMA také umožňuje aplikace vývojáři se zaměřit na Aplikační vrstva, čímž se snižuje riziko poruch v softwarových vrstvách nižší úrovně.
- Protože moduly často sdílejí rozsáhlou část své hardwarové a softwarové architektury nižší úrovně, je údržba modulů jednodušší než u předchozích specifických architektur.
- Aplikace lze překonfigurovat na náhradních modulech, pokud je během provozu detekován vadný primární modul, který je podporuje, což zvyšuje celkovou dostupnost funkcí avioniky.
Komunikace mezi moduly může využívat interní vysokou rychlost Počítačová sběrnice, nebo může sdílet externí síť, jako je ARINC 429 nebo ARINC 664 (část 7).
Systémům se však přidává mnoho složitosti, což tedy vyžaduje nové přístupy k návrhu a ověřování, protože aplikace s různými úrovněmi kritičnosti sdílejí hardwarové a softwarové zdroje, jako jsou plány CPU a sítě, paměť, vstupy a výstupy. Dělení na oddíly se obvykle používá, aby pomohlo oddělit se smíšená kritičnost a tím usnadnit proces ověřování.
ARINC 650 a ARINC 651 poskytují univerzální hardwarové a softwarové standardy používané v architektuře IMA. Části API zapojené do sítě IMA však byly standardizovány, například:
- ARINC 653 pro softwarovou avioniku rozdělení omezení podkladového Operační systém v reálném čase (RTOS) a související API
Aspekty certifikace
RTCA DO-178C a RTCA DO-254 dnes tvoří základ pro letovou certifikaci DO-297 poskytuje konkrétní pokyny pro integrovanou modulární avioniku. ARINC 653 přispívá poskytováním rámce, který umožňuje, aby každý softwarový stavební blok (nazývaný oddíl) celkové integrované modulární avioniky byl testován, ověřován a kvalifikován nezávisle (do určité míry) svým dodavatelem.[4]FAA CAST-32A poziční dokument poskytuje informace (nikoli oficiální pokyny) pro certifikaci vícejádrových systémů.
Příklady architektury IMA
Příklady letecké avioniky využívající architekturu IMA:
- Airbus A220 : Rockwell Collins Pro Line Fusion
- Airbus A350
- Airbus A380 [2][5]
- Airbus A400M
- ATR 42
- ATR 72
- BAE Hawk (Hawk 128 AJT )
- Boeing 777 : zahrnuje CÍLE avionika z Honeywell Aerospace
- Boeing 787 : GE Aviation Systems (dříve Smiths Aerospace ) Je volána architektura IMA Společný základní systém [2][6]
- Boeing 777X: bude zahrnovat systém Common Core od společnosti GE Aviation
- Bombardier Global 5000 / 6000 : Rockwell Collins Pro Line Fusion
- Dassault Falcon 900, Falcon 2000, a Falcon 7X : Honeywell Volá se architektura IMA MAU (Modular Avionics Units) a nazývá se celková platforma Snadný[7]
- F-22 Raptor
- Gulfstream G280: Rockwell Collins Pro Line Fusion
- Rafale : Thales Volá se architektura IMA MDPU (Modulární jednotka pro zpracování dat) [8][9]
- Suchoj Superjet 100
- COMAC C919
Viz také
- Příloha: Zkratky a zkratky v avionice
- OSI model
- Systém displeje v kokpitu
- ARINC 653 : standard API pro aplikace avioniky
- Def Stan 00-74 : ASAAC standard pro IMA Systems Software
- STANAG 4626
Reference
- ^ „ASSC - Hodnocení systémů RTOS“ (PDF). assconline.co.uk. Březen 1997. Archivovány od originál (PDF) dne 04.09.2011. Citováno 2008-07-27.
- ^ A b C d „Integrovaná modulární avionika: méně je více“. Letectví dnes. 2007-02-01.
Někteří věří, že koncept IMA vznikl ve Spojených státech s novými stíhačkami F-22 a F-35 a poté se přesunul do komerční arény proudových strojů. Jiní říkají, že modulární koncept avioniky s menší integrací byl používán v obchodních tryskách a regionálních dopravních letadlech od konce 80. a počátku 90. let
- ^ „Technické překážky zpožďují program Primus Epic“. ainonline.com. 2003-08-01. Archivovány od originál dne 16. 7. 2010. Citováno 2008-09-27.
Když společnost Honeywell zahájila vývojový program, nikdo nikdy necertifikoval MAU. Nebyly dodrženy žádné předpisy ani normy TSO, takže společnost Honeywell musela začít od začátku a ve spolupráci s FAA a JAA stanovovat standardy toho, čím bude MAU.
- ^ René L. C. Eveleens (2. listopadu 2006). „Integrovaná modulární avionika - Pokyny k vývoji a certifikace“ (PDF). Národní letecká laboratoř. Archivovány od originál (PDF) dne 03.06.2012. Citováno 2011-06-25.
Největší výzvou v této oblasti je, že modulární avionika je složením stavebních bloků, nejlépe dodávaných různými společnostmi v dodavatelském řetězci. Každý dodavatel by měl svou část dosáhnout určité úrovně kvalifikace a poté může systémový integrátor tyto „předkvalifikované“ části použít v celkovém procesu certifikace.
- ^ „Avionika pro A380: nová a vysoce funkční! Prezentace dynamického letu na letišti v Paříži“. Skupina Thales. 17. 06. 2003. Archivovány od originál dne 2008-05-03. Citováno 2008-02-09.
Integrovaná modulární avionika (IMA), založená na standardizovaných modulech, které lze sdílet několika funkcemi. Koncept IMA je velmi škálovatelný a přináší významné zlepšení spolehlivosti, udržovatelnosti, velikosti a hmotnosti.
- ^ „Common Core System (CCS)“. GE Aviation Systems. Citováno 2008-02-09.
Společnost GE vyvinula výpočetní platformu s operačním prostředím s oddíly ARINC 653 a páteřní sítí Avionics Full Duplex Switched Ethernet (AFDX). CCS poskytuje sdílené prostředky systémové platformy pro hostování funkčních systémů letadel, jako je avionika, řízení prostředí, elektřina, mechanika, hydraulika, pomocná energetická jednotka, služby kajut, řízení letu, řízení zdraví, palivo, užitečné zatížení a pohon.
- ^ „Dassault Falcon EASY Flight Deck“. Honeywell. Červenec 2005. Citováno 2008-02-09.
Srdcem platformy EASy jsou dvě dvoukanálové modulární jednotky avioniky (MAU) založené na skříních. Vysoce racionalizovaná MAU integruje funkční karty pro několik aplikací do jednoho modulu. Každá funkční karta provádí několik úkolů, které dříve vyžadovaly vyhrazené počítačové procesory.
- ^ „Thales vyhrál hlavní smlouvu o podpoře doživotní podpory společnosti Rafale od společnosti SIMMAD“. Skupina Thales. Archivovány od originál dne 2008-05-03. Citováno 2008-02-09.
- ^ „RAFALE“. Dassault Aviation. 12.6.2005. Archivovány od originál dne 04.12.2007. Citováno 2008-02-09.
Jádro vylepšených schopností RAFALE spočívá v nové modulární jednotce zpracování dat (MDPU). Skládá se z až 18 letových vyměnitelných modulů, každý s výkonem zpracování 50krát vyšším než u počítače typu 2084 XRI namontovaného na raných verzích Mirage 2000-5.
Publikace a Whitepapers IMA
- „Přechod od federovaných architektur avioniky k integrované modulární avionice“, Christopher B. Watkins, Randy Walter, 26. konference Digital Avionics Systems Conference (DASC), Dallas, Texas, říjen 2007.
- „Prosazování otevřených standardů v integrované modulární avionice: průmyslová analýza“, Justin Littlefield-Lawwill, Ramanathan Viswanathan, 26. konference Digital Avionics Systems Conference (DASC), Dallas, Texas, říjen 2007.
- „Aplikace civilní integrované modulární architektury na vojenská dopravní letadla“, R. Ramaker, W. Krug, W. Phebus, 26. konference o digitálních avionických systémech (DASC), Dallas, Texas, říjen 2007.
- „Integrace modulární avioniky: objevuje se nová role“, Richard Garside, Joe F. Pighetti, 26. konference o digitálních avionických systémech (DASC), Dallas, Texas, říjen 2007.
- „Integrovaná modulární avionika: Správa přidělování sdílených mezisystémových zdrojů“, Christopher B. Watkins, 25. konference o digitálních avionických systémech (DASC), Portland, Oregon, říjen 2006.
- „Modulární ověření: Testování podmnožiny integrované modulární avioniky v izolaci“, Christopher B. Watkins, 25. konference o digitálních avionických systémech (DASC), Portland, Oregon, říjen 2006.
- „Certifikace se týká projektů integrované modulární avioniky (IMA)“, J. Lewis, L. Rierson, 22. konference o digitálních avionických systémech (DASC), říjen 2003.