Интегрированная модульная авионика - Integrated modular avionics
Интегрированная модульная авионика ( IMA ) - это бортовые компьютерные сетевые системы реального времени . Эта сеть состоит из ряда вычислительных модулей, способных поддерживать множество приложений с разным уровнем критичности .
В противоположность традиционным объединенным архитектурам концепция IMA предлагает интегрированную архитектуру с переносимым прикладным программным обеспечением через набор общих аппаратных модулей. Архитектура IMA предъявляет несколько требований к базовой операционной системе .
История
Считается, что концепция IMA возникла в результате разработки авионики реактивных истребителей четвертого поколения . Он использовался в таких истребителях, как F-22 и F-35 или Dassault Rafale с начала 90-х годов. В это время продолжались усилия по стандартизации (см. ASAAC или STANAG 4626 ), но окончательных документов тогда не было.
Первые применения этой концепции были разработаны для бизнес-джетов и региональных самолетов в конце 1990-х годов и были замечены в полетах в начале 2000-х годов, но еще не были стандартизированы.
Затем концепция была стандартизирована и перенесена на арену коммерческих авиалайнеров в конце 2000-х годов ( Airbus A380, затем Boeing 787 ).
Архитектура
Модульность IMA упрощает процесс разработки программного обеспечения авионики :
- Поскольку структура сети модулей унифицирована, обязательно использовать общий API для доступа к аппаратным и сетевым ресурсам, что упрощает интеграцию аппаратного и программного обеспечения.
- Концепция IMA также позволяет разработчикам приложений сосредоточиться на уровне приложения , снижая риск сбоев на более низких уровнях программного обеспечения.
- Поскольку модули часто используют обширную часть своего оборудования и программную архитектуру нижнего уровня, обслуживание модулей проще, чем с предыдущими конкретными архитектурами.
- Приложения могут быть переконфигурированы на запасных модулях, если основной модуль, который их поддерживает, обнаруживается неисправным во время работы, что увеличивает общую доступность функций авионики.
Для связи между модулями можно использовать внутреннюю высокоскоростную компьютерную шину или совместно использовать внешнюю сеть, такую как ARINC 429 или ARINC 664 (часть 7) .
Однако системы значительно усложняются, что требует новых подходов к проектированию и проверке, поскольку приложения с разными уровнями критичности совместно используют аппаратные и программные ресурсы, такие как ЦП и сетевые расписания, память, входы и выходы. Разделение обычно используется для того, чтобы помочь разделить приложения со смешанной критичностью и, таким образом, упростить процесс проверки.
ARINC 650 и ARINC 651 предоставляют стандарты аппаратного и программного обеспечения общего назначения, используемые в архитектуре IMA. Однако части API, задействованные в сети IMA, стандартизированы, например:
- ARINC 653 для ограничений разделения программного обеспечения авионики для базовой операционной системы реального времени (RTOS) и связанного API
Рекомендации по сертификации
Сегодня RTCA DO-178C и RTCA DO-254 составляют основу летной сертификации, а DO-297 дает конкретные рекомендации по интегрированной модульной авионике. ARINC 653 вносит свой вклад, предоставляя структуру, которая позволяет каждому строительному блоку программного обеспечения (называемому разделом) общей интегрированной модульной авионики быть протестированным, подтвержденным и квалифицированным независимо (до определенной степени) его поставщиком. Документ с изложением позиции FAA CAST-32A предоставляет информацию (не официальное руководство) для сертификации многоядерных систем.
Примеры архитектуры IMA
Примеры бортового радиоэлектронного оборудования, использующего архитектуру IMA:
- Airbus A220 : Rockwell Collins Pro Line Fusion
- Airbus A350
- Airbus A380
- Airbus A400M
- ATR 42
- ATR 72
- BAE Hawk ( Ястреб 128 AJT )
- Boeing 777 : включает авионику AIMS от Honeywell Aerospace
- Boeing 787 : Архитектура IMA компании GE Aviation Systems (ранее Smiths Aerospace ) называется Common Core System
- Boeing 777X : будет включать Common Core System от GE Aviation
- Bombardier Global 5000/6000: Rockwell Collins Pro Line Fusion
- Dassault Falcon 900 , Falcon 2000 и Falcon 7X : архитектура IMA компании Honeywell называется MAU (Modular Avionics Units), а общая платформа называется EASy.
- F-22 Raptor
- Gulfstream G280 : Rockwell Collins Pro Line Fusion
- Rafale : архитектура Thales IMA называется MDPU (Modular Data Processing Unit).
- Сухой Суперджет 100
- COMAC C919
Смотрите также
- Приложение: Акронимы и сокращения в авионике
- Модель OSI
- Система индикации в кабине
- ARINC 653 : стандартный API для приложений авионики
- Def Stan 00-74 : Стандарт ASAAC для системного программного обеспечения IMA
- STANAG 4626
Рекомендации
Публикации и технические документы IMA
- «Переход от объединенной архитектуры авионики к интегрированной модульной авионике» , Кристофер Б. Уоткинс, Рэнди Уолтер, 26-я Конференция по системам цифровой авионики (DASC), Даллас, Техас, октябрь 2007 г.
- «Продвижение открытых стандартов в интегрированной модульной авионике: отраслевой анализ» , Джастин Литтлфилд-Лоуилл, Раманатан Вишванатан, 26-я Конференция по системам цифровой авионики (DASC), Даллас, Техас, октябрь 2007 г.
- «Применение гражданской интегрированной модульной архитектуры к военно-транспортным самолетам» , Р. Рамакер, В. Круг, В. Фебус, 26-я Конференция по системам цифровой авионики (DASC), Даллас, Техас, октябрь 2007 г.
- «Интеграция модульной авионики: появляется новая роль» , Ричард Гарсайд, Джо Ф. Пигетти, 26-я Конференция по системам цифровой авионики (DASC), Даллас, Техас, октябрь 2007 г.
- «Интегрированная модульная авионика: управление распределением общих межсистемных ресурсов» , Кристофер Б. Уоткинс, 25-я Конференция по системам цифровой авионики (DASC), Портленд, Орегон, октябрь 2006 г.
- «Модульная проверка: тестирование подмножества интегрированной модульной авионики в изолированном состоянии» , Кристофер Б. Уоткинс, 25-я Конференция по системам цифровой авионики (DASC), Портленд, Орегон, октябрь 2006 г.
- «Проблемы сертификации проектов интегрированной модульной авионики (IMA)» , Дж. Льюис, Л. Рирсон, 22-я Конференция по системам цифровой авионики (DASC), октябрь 2003 г.