[发明专利]IMA类型模块的增量配置的方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及在结构如航空器中的信息系统的配置，并且更为特别地涉及构成集成模块化航电系统(IMA)平台的计算模块和输入/输出模块的增量配置的方法和装置，其保持所使用的应用程序、尤其实时应用程序的个体性能的分离。该方法和装置特别地对于每个加载的应用程序允许模块的增量配置。模块这里包括分区操作系统。输入/输出驱动程序(英文术语driver)优选具有基于ARINC 653标准的编程接口。

背景技术

现代航空器包括越来越多的电子和信息系统，以改进其性能和在其执行任务时辅助驾驶员以及机组成员。因此，例如，电动飞行控制允许降低控制命令传输给致动器的机械复杂性，因而减小与这些控制相关的质量。同样，恰当的信息显示允许驾驶员优化飞行轨迹和快速响应检测到的各种事件。这类信息尤其是速度、位置、航向、气象数据和航行数据。所有这些电子和信息系统通常被称为航空电子设备。

出于可靠性的原因，航空电子设备经常通过特定模块以功能方式分布，也被称为LRU(英文术语“Line Replaceable Unit(线可更换件)”首字母缩合词)。根据这一结构，在每个模块之间采用点对点传输模式。因此，例如，飞行控制在一特定装置中进行管理，而供电在另一特定装置中进行管理。因此一特定功能关联于每个模块。

此外，支持一项关键功能的每个模块优选地是冗余的，以使得一个模块的故障不会引起相关联功能的丧失。在主模块发生故障时使用冗余模块的航空器的运行会需要维护操作。

为改进航空器的功能性、借助更大程度的集成来降低电子设备的重量、借助使用通用模块来降低成本、和方便维护作业，现今航空电子设备越来越多地根据称为IMA(英文术语“Integrated Modular Avionics(集成模块化航电系统)”的首字母缩合词)的结构进行集成。根据这一结构，航空电子系统的功能尽可能地使用这些功能在其中被执行的通用的计算和输入/输出资源。不过，分离或分区系统允许隔离每个所述功能，以便一项功能的故障不会对另一功能产生影响。

图1a示意性地示出IMA结构的一例子。电气箱100，也被称为电气柜或英文术语cabinet，这里包括机箱105-1到105-n，它们适于接纳电路板，例如PCB(英文术语“Printed Circuit Board(印刷电路板)”的首字母缩合词)类型的电路板。电气箱100在其后部分中包括连接器，用于使安插在机箱105-1到105-n中的电路板相互连接和用于使这些电路板与航空器组成件相连接。作为说明，电气箱100这里包括两个通用计算电路板，也被称为计算机，其适于运行逻辑应用程序以执行航空电子设备的功能。

每个计算机这里包括对其来说必需的、尤其与供电和通信功能相关联的资源。作为说明，专利申请FR 2903511描述过这类结构。

图1b示出与在图1a上示出的IMA结构相关联的逻辑结构。计算机这里可通过通信网络115接收和/或传输数据。每个计算单元110-i包括允许执行一个或多个应用程序125-i的一个操作系统120-i。

因此，IMA结构提供网络层、由所有计算单元形成的硬件层、低级软件层和提供航空电子功能的应用软件层。

集成模块化航电系统因而给需要稳定的、有保证的和可复制的性能的航电应用程序提供计算和通信能力，同时保证对错误的限制和因而保证一应用程序的性能对另一应用程序的非干扰性。这些能力在提供共享或公共的计算和通信资源的模块内提供。

ARINC标准653确定用于允许访问所用操作系统的服务的航电应用程序用的编程接口。这一操作系统允许分时地，通过时间资源的分离式分配，尤其对访问中央处理器、和硬件的分离式分配，特别是对访问存储器和输入/输出外围设备例如AFDX(英文术语“航空电子全双工(Avionics Full DupleX)”的首字母缩合词)类型的外部设备，ARINC 429，CAN(英文术语“Controller Area Network(控制器局域网)”的首字母缩合词)、分立线路和模拟线路的分离式分配来执行应用程序。

模块的配置典型地基于单一二进制文件实施，该二进制文件通过在模块中使用的每个应用程序所固有的配置数据的编译来获得。这种编译因而需要被实施用于应用程序的每次演变，应用程序的每次演变引起其编程接口的配置的改变，以便允许模块的相应配置。因而需要具有大量的模块配置文件，以消除为其集成的每个应用程序固有演变的组合性。生成覆盖该组合性的配置文件的必要性限制了应用程序的竞争性开发的反应性并且需要进行大量的工作。

发明内容