[发明专利]综合模块化航电机柜、系统和飞行装置及数据传输方法

说明书

技术领域

本发明涉及航电技术领域，特别涉及一种综合模块化航电机柜、系统和飞行装置及数据传输方法。

背景技术

综合模块化航电系统架构(Integrated Module Aviomics,IMA，模块化的综合航电系统)是现役典型飞机采用的航电系统综合架构，A380以及B787飞机航电系统均采用IMA架构。A380飞机的核心处理系统分为驾驶舱，客舱，能源以及共用设备四个功能分区，不同的功能分区，采用多个IMA利用统一的AFDX网络进行系统相连，共同管理和执行整个飞机的航电任务，A380的IMA所采用的核心处理和输入/输出模块，称为CPIOM。每个CPIOM模块均含有1个中央处理器线路板，1个电源和输入/输出线路板，2个输入/输出线路板，1个PCI内部互联板和端系统电路；B787飞机采用公共核心系统(Common Core System，CCS)作为飞机的神经中枢，采用AFDX总线作为飞机航电系统数据传输“中枢”，采用远程数据集中器(Remote Data Concentrator，RDC)作为数据采集与数据转换设备，实现航空电子和飞机功能的高度综合。公共核心资源(Common Core Resource，CCR)由8个通用处理模块，2个电源控制模块，2个图形生成模块、2个内置AFDX交换机以及2个光纤转换模块组成，外接光纤和电缆两种介质的AFDX网络传输；C919飞机采用的航电系统综合架构与B787飞机类似。随着航电系统的日益庞大，集成度越来越高，采用综合模块化航电系统(IMA)架构，系统间耦合越来越密切，综合机柜体积越来越大，同时也带来机柜安装、散热等方面的问题。

针对以上问题，近年来，各航空制造企业都致力于尽可能提高飞机集成度的同时，减少IMA所带来的耦合问题以及机柜体积增大等方面的问题，提出了综合模块化航电系统架构。通过把计算资源分离到与信号源相近的区域，以分立式小机柜取代集中式大机柜，采用高速总线进行机柜互连。通过采用DIMA系统架构，解决航电系统处理平台资源竞争和过度耦合问题，简化背板结构，便于系统集成和实现。

在实现本发明的过程中，发明人发现至少存在如下问题：

A380飞机所采用的综合模块化航电系统架构，其综合化程度较低，每个CPIOM模块均含有1个中央处理器线路板，1个电源和输入/输出线路板，2个输入/输出线路板，1个PCI内部互联板和端系统电路，并未实现资源的共享；B787飞机所采用的综合模块化航电系统架构，系统间耦合度较大，容易带来资源竞争和过度耦合问题；综合模块化航电系统架构的技术方案是采用LRM的技术，将原来处理机柜里的通用处理模块拆分到不同的飞机部位，设置其中一个运算模块为主重构管理模块，统一管理全系统的异地远程重构工作，并设置另外一个运算模块为备份模块。该方法仅仅是侧重了资源的管理问题，只是涉及了如何实现资源的异地重构问题；但核心处理系统的机柜体积，系统间耦合度以及散热问题，大体积的综合处理机柜的布置等方面的问题都没有改善。

发明内容

本发明的目的是提供一种能够实现降低耦合度及减小机柜体积的综合模块化航电机柜、系统和飞行装置及传输方法。

根据本发明实施例的一个方面，提供一种综合模块化航电机柜，该机柜包括：两个内置时间触发以太网交换机，为所述机柜与机柜外飞机其他系统提供网络连接；三个通用处理模块，与内置时间触发以太网交换机连接，为飞机其他系统的驻留应用提供处理资源，用于实现飞机内部驻留的系统和机柜外部飞机其他系统之间的数据交互；两个电源控制模块，与所述内置时间触发以太网交换机和所述通用处理模块连接，用于为所述内置时间触发以太网交换机和所述通用处理模块提供电源。

进一步，该机柜还包括：输入输出接口模块，与内置时间触发以太网交换机连接，用于将机柜外飞机其他系统发送的数据转换为所述综合模块化航电机柜的处理数据并发送至内置时间触发以太网交换机，或者将所述通用处理模块发送的数据转换为机柜外部飞机其他系统的处理数据并发送至机柜外部飞机其他系统。

根据本发明实施例的一个方面，提供一种综合模块化航电系统，包括至少两个综合模块化航电机柜，还包括：至少两个中央时间触发以太网交换机，与每个内置时间触发以太网交换机连接，用于将机柜外部飞机其他系统发送的数据发送至内置时间触发以太网交换机，或者将内置时间触发以太网交换机发送的数据发送至机柜外部飞机其他系统。