航空電子總線傳統上發展緩慢,部分原因是需求變化如此之慢,部分原因是開發、認證和維護的成本。隨著新飛機的發展,對新總線架構的需求也在不斷發展。這可以從JSF和ARINC 664采用光纖通道中看出,也稱為AFDX用于新的波音和空中客車飛機類型。
航空電子總線傳統上發展緩慢,部分原因是需求變化如此之慢,部分原因是開發、認證和維護的成本。隨著新飛機的發展,對新總線架構的需求也在不斷發展。這可以從JSF和ARINC 664采用光纖通道中看出,也稱為AFDX用于新的波音和空中客車飛機類型。一些總線雖然在技術上非常適合時間觸發協議(TTP),但采用緩慢,可能只在利基應用中使用。然而,盡管變化速度可能很慢,但市場的性質仍然為嵌入式計算供應商在封裝、軟核和測試設備方面留下了大量創新空間。
航空電子設備架構通常將飛行安全關鍵元素(如主飛行控制、駕駛艙、起落架等)與不太關鍵的元素(如機艙環境、娛樂以及軍用飛機的任務系統)分開。這種分離提供了不那么繁重的初始認證,并允許增量添加,這是出于監管原因通常需要的,而無需完全重新認證。通過集成系統方法可以顯著節省重量和功耗,使用集中計算支持在安全分區中運行的各個應用程序,關鍵和非關鍵數據共享同一總線。其中最廣泛采用的是ARINC 664。
其他安全關鍵型總線技術也提供相同的功能。例如,TTP 旨在為總線上的參與者組(例如節點)提供時域分離。 TTP 可以支持單個固定組或多個組;每個組和每個組中的每個參與者都允許在總線上安排時間段,以確保每個參與者始終有時間完成其數據傳輸。TTP 還可以檢測預定的參與者是否在場并正常工作;它可以檢測傳輸錯誤并容忍故障節點。MIL-STD-1553B在調度總線流量方面同樣具有確定性,但TTP更加靈活和強大。然而,MIL-STD-1553B在軍用航空電子設備和任務系統中根深蒂固。由于這種廣泛使用,它仍然是許多升級和改進計劃的首選媒介。
嵌入 MIL-STD-1553B
典型的基于 COTS 的軍用航空電子子系統使用在機箱中配置的 VMEbus、CompactPCI 或 VPX 等模塊。以模塊化形式向這些子系統添加 MIL-STD-1553B 接口是一項關鍵要求,PMC 外形是首選。其他解決方案包括 SBC 或整個專用模塊上的小型夾層,在單個子系統中添加八個或更多雙冗余接口。但是,小型嵌入式子系統現在可以使用最新一代FPGA作為片上系統(SoC)實現。這為 COTS 供應商創造了為單個或多個遠程終端、總線控制器和總線監視器功能提供 1553 IP 核的機會,從而將 COTS 的價值主張遠遠擴展到傳統電路板供應商之外。
ExpressCard 上的航空電子接口
隨著航空電子接口新應用的不斷發展,總線分析儀在測試和驗證過程中發揮著重要作用。與許多市場領域類似,筆記本電腦已成為無處不在的測試工具,當連接到測試臺或飛機系統時,可以輕松支持顯示、記錄和分析、模擬和回放這四種基本分析儀功能。直到最近,筆記本電腦的PCMCIA插槽一直用于連接到被測系統。然而,PCMCIA正在迅速被新的ExpressCard標準所取代。這用PCI Express取代了PCMCIA的并行接口,在性能和帶寬方面提供了顯著的改進,以及與許多其他形式的嵌入式計算技術的兼容性。
盡管體積小,但ExpressCard可以支持雙冗余AFDX端口,記錄所有總線流量,并配有64位時間標記和IRIG-B,用于與外部時間源同步。RAF-EC AFDX ExpressCard 模塊(圖 1)設計用于航空電子總線分析儀,以及用于 MIL-STD-1553B 和 ARINC 429 的兄弟 ExpressCard 產品。RAF-EC和MIL-STD-1553B軟芯由GE Fanuc智能平臺公司生產。
雖然航空電子總線似乎被技術變革的步伐拋在了后面,但航空電子架構不能如此迅速地變化是有充分經濟和安全原因的。為汽車行業開發的TTP等適當的新技術,即使經過RTCA要求的認證,從其本土市場遷移的速度也很慢。然而,技術變革的步伐將確保競爭性創新將繼續完善和改善COTS市場上可用的航空電子總線產品的選擇。
審核編輯:郭婷
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