[发明专利]一种民机航电综合模块化核心处理系统

说明书

技术领域

本发明属于航电技术领域，具体涉及一种民机航电综合模块化核心处理系统。

背景技术

随着航电技术的发展，航电模块集成度越来越高，民航飞机上的航电架构已经由原来包括多个外场可跟换单元通过总线(如ARINC429，1553B)互联的联合式的系统架构，发展成基于综合模块化航电(IMA integrated modular avionics)概念的先进综合的航空电子系统。已经在先进民航客机空客A380、波音787上已经得到了运用，具体体现为采用开放式的航空电子系统架构，硬件构型为统一的航电网络(如航空全双工交换式以太网ARINC664)加上由外场可跟换的通用模块组成的高度综合核心的处理系统的形式，由系统软件提供航空电子任务的信息交换和处理的功能综合。其中的高度综合核心处理系统，集中处理多个航电任务，节省了多个LRU带来的重量、能耗，降低了维护成本，并通过软件实现故障发生时系统重构和降级处理，提高了可靠性。

对于民机的核心处理系统，最早得到使用的是波音777的飞行信息管理综合系统(AIMS)，主要分成主显示、中央维护、飞机状态监控、飞行数据记录、数字通信管理、飞行管理、推力管理、数据转换通道功能等功能。AIMS为双冗余配置，包含八个模块，分别为中央处理/通信模块，中央处理/飞行状态监控功能模块，四块输入/输出模块和两块中央处理/图形生成模块，通过ARINC629总线与相关设备相连。

A380的核心处理系统根据不同的功能区，采用多个IMA利用统一AFDX网络分布式连接，共同管理和执行整个飞机的航电任务。

波音787飞机的通用核心系统(CCS)中的通用核心资源机柜(CCR)包括八个通用处理模块、两个图形生成模块、四个机柜式AFDX交换机、4个光纤转换模块组成，外接光纤和电缆双种介质的AFDX网络传输。

对于上述各种最新民航客机，可以看到其核心处理系统功能越来越复杂，综合程度越来越高，基本已经实现了大部分航电任务的运算功能。但是，对于飞控系统而言，由于高可靠性的要求，一直没有把飞控计算机与核心处理系统融合。

发明内容

本发明的目的是提供一种民机航电综合模块化核心处理系统，该核心处理系统将飞控处理单元集成到核心处理系统中去，实现了航电设备计算资源的进一步集成，并通过统一的AFDX网络，实现各个分系统与飞控专用计算模块的数据交互。

本发明的一种民机航电综合模块化核心处理系统主要包括通用电源模块、图形输出模块、通用计算模块、飞控处理单元、飞控电源备用模块以及AFDX交换模块。所述的图形输出模块、通用计算模块、飞控处理单元分别通过AFDX网络与AFDX交换模块连接，通用电源模块为图形输出模块、通用计算模块、飞控处理单元和AFDX交换模块提供直流电源，所述的飞控电源备用模块作为飞控处理单元的备用电源，在通用电源模块1失效的情况下使用。

所述的AFDX交换模块为双备份冗余，在核心处理系统内部与图形输出模块、通用计算模块以及飞控处理单元相连。对外通过外接的多个数据集中器，与飞机的各种航电设备连接，形成连接核心处理系统和其它航电设备的通用数据网络。

所述的AFDX交换模块包括电源单元A、交换机端系统、静态路由配置、交换功能模块、监视功能模块和AFDX端口，其中AFDX端口用于实现AFDX交换模块与和心处理系统内部模块和外部航电设备之间的连接；交换功能模块实现双冗余帧过滤以及虚拟链路流量管制和故障隔离功能，同时，由静态路由配置读取路由信息给交换功能模块实现虚拟链路的交换功能；交换机端系统通过交换机配置端口和AFDX端口与AFDX网络连接，通过下载实现配置加载服务功能以及通过外接监视设备实现网络监视管理功能；电源单元A接收通用电源模块传输的电源信号，通过DC/DC转换给整个AFDX交换模块供电。所述的监视功能模块用于对交换机端系统、静态路由配置、交换功能模块进行监控。