[发明专利]用于机载显示系统的多通道显示处理及完整性循环监控装置和方法

说明书

本发明涉及一种用于机载显示系统的多通道显示处理及循环监控装置和方法。本发明通过增加独立监控通道的方式，对显示处理通道中涉及的数据接口处理环节、图形指令计算环节、图形渲染环节、图形叠加环节等进行完整性监控，确保视频画面的正确性，实现完整的监控回路。同时，本发明涉及的每条通道既具有关键显示处理功能，又具有完整性监控功能，每条硬件链路自己的显示处理功能受其他链路的监控又对另外一条硬件链路的显示处理功能进行完整性监控，能够实现各个链路相互独立，循环监控，这样在不增加硬件成本的前提下通过架构设计来提高系统的完整性及可用性。

技术领域

本发明涉及机载显示领域，特别涉及一种用于机载显示系统的多通道显示处理及完整性循环监控装置和方法。

背景技术

机载显示系统，如下视显示器(Head-down Display,HDD)、平视显示器(Head-upDisplay,HUD)、头戴式显示器(Head-worn Display,HWD)等，是飞机航电系统中的一类重要设备。机载显示系统一般工作过程是：

(1)I/O硬件单元接收并处理来自机载通信系统，如ARINC 664网络，传输的航电传感器数据；

(2)计算处理单元CPU对接收到的航电传感器数据进行解算并生成飞行符号OpenGL指令及指引信息；

(3)图形处理单元GPU根据接收到OpenGL指令生成符号画面，并发送至FPGA与接收到的增强视景信息或合成视景信息进行叠加；

(4)最终生成组合视景画面再通过视频转换、畸变校正等环节，显示在液晶屏或组合仪上，向飞行员呈献当前的飞行参数、飞机工作状态、环境态势信息等。

通过这样一种方式，机载显示系统使飞行员在飞行过程中既能监视飞机当前的飞行参数及工作状态，又能感知飞机周围的环境态势，能够显著提高飞行员飞行品质、增强飞机安全运行能力。

机载显示系统是飞行员在飞行过程中进行人机交互、获取信息的重要方式，显示内容的正确性及时效性会直接影响飞行员的飞行操纵及态势判断，一旦出现画面错误、画面误导、画面冻结、画面滞后等故障，飞行安全将存在严重风险甚至产生灾难性后果，所以机载显示系统的安全等级需求高，功能失效率要求一般达到10^-9的量级，在架构设计过程中必须考虑完整性监控环节。

发明内容

本发明的目的是：提供一种高安全性、高可靠性、高集成度的航电显示系统架构方案，通过多通道显示及循环监控的方式实现多路显示处理及完整性监控，保证视频画面的正确性及可靠性，提高显示设备的安全等级及硬件集成度。

本发明的基本原理是：

通过增加监控通道的方式，对显示处理通道中涉及的数据接口处理环节、图形指令计算环节、图形渲染环节、图形叠加环节等进行完整性监控，确保视频画面的正确性，实现完整的监控回路，这样在不增加硬件成本的前提下通过架构设计来提高系统的完整性及可用性。

本发明涉及的每条硬件链路既具有关键显示处理功能，又具有完整性监控功能，每条硬件链路自己的显示处理功能受其他链路的监控又对另外一条硬件链路的显示处理功能进行完整性监控，能够实现各个链路相互独立，循环监控，有利于减小显示设备的体积、重量、功耗、费用。

本发明涉及的装置及方法既适用于独立计算机的显示系统架构，又能集成为一个驻留在IMA平台的显示处理模块，符合航电系统高集成、低功耗、资源利用率高的发展特点。

基于上述原理，本发明的技术方案为：

所述一种用于机载显示系统的多通道显示处理及完整性循环监控装置，包括若干独立通道，每个通道包括以下单元：接口单元IOU，计算处理单元CPU，图形处理单元GPU和视频采集及叠加单元FPGA；