Разработка бортового модема для обмена данными fans в самолетов в-757/767 (стр. 5 )

Рис. 10. Компьютерная система управления полетами

767-200ER/-300ER

канал связи

Канал связи взлета FMCS (показанный ниже) является отдельным выбор, зависящий от выбора AOC DL. Это особенность позволяет линия связи данных о взлете к FMC.

Рис.11. Компьютерная система управления полетами

767-200ER/-300ER

Интерфейс принтера

Рис.12. Компьютерная система управления полетами

767-200ER/-300ER

GPS и подходы NDB

Предусматривает печать FMC план полета и сообщения канала связи ATC.

• Выбор, доступно для интерфейса принтера FMC.

• FMC печатает линии связи и переданные из пространства сообщения ATC.

• FMC взаимодействует с ARINC 740, принтер на 744 или 744 А.

• Выбор, доступный для выбора FMC ненаправленный радиомаяк  приближается в военно-морском база данных.

• Отдельный доступный выбор для выбора GPS FMC подходы “неточности”

в базе данных NAV.

Угол курса полета — вертикальное отношение — вертикальная скорость.

• Угол курса полета.

• Фактический.

• Вертикальное отношение.

• К дорожной точки и высота в 3R.

• Требуемый поддержать вертикальное отношение.

• Вертикальная скорость.

Рис.13. Компьютерная система управления полетами

767-200ER/-300ER

1.5. Анализ существующего варианта бортового модема, устанавливаемого на самолете

Как отмечалось выше, в настоящее время происходит быстрый рост ин­тенсивности воздушного движения во всем мире. В связи с этим резко возрас­тает нагрузка на диспетчеров УВД, что увеличивает влияние человеческого фактора на безопасность полетов. Поэтому разработка средств автоматизации воздушного движения, которые позволят снизить нагрузку на диспетчера явля­ется на сегодняшний день очень актуальной задачей.

В целях ускорения роста темпов автоматизации воздушного движения организацией по контролю воздушного пространства стран Евросоюза (EUROCONTROL) была принята программа по развитию радиолокационного, радионавигационного и радиосвязного оборудования летательных аппаратов и аэропортов автоматизации воздушного движения (CNS/ATM - communication, navigation, surveillance-Air traffic management). В частности, в рамках этой программы предусмотрено внедрение средств обмена информацией между воз­душным судном и центром управления воздушным движением [11].

Для этих целей на борту воздушного судна устанавливается устройство для сбора полетной информации, необходимой для автоматической генерации наземным центром УВД команд пилоту. Эта информация накапливается в определенном устройстве (буфере), и по запросу наземной станции через высокочастотное устройство, например, через УКВ радиостанцию, поддерживающую режим передачи данных (VHF Data Link), передается в эфир. Наземный цент УВД получает необходимую информацию, и на ее основе формирует команду пилоту, которая в дискретно-адресном режиме передается на борт самолета. После приема и обработки эта команда поступает на специальный дисплей в виде SMS сообщения, и, после ее выполнения пилотом, формируется ответ в центр УВД. Весь обмен информацией происходит в автоматическом режиме, без участия диспетчера. Диспетчер вмешивается в работу системы только в исключительных, внештатных ситуациях [11,12].

Для целей управления воздушным движением в настоящее время применятся сеть ATN (Сеть авиационной электросвязи). Однако рассмотренный выше модем не работает с сетью ATN, а работает только с сетью ACARS, где обмен данными по управлению воздушным движением весьма ограничен.

В связи с этим предлагается доработать существующий вариант блока обслуживания воздушного движения с целью возможности работы в сети ATN в соответствии с требованиями технологии FANS В+.

Предлагаемая доработка состоит из двух частей:

а) Доработка аппаратной части;

б) Доработка программной части.

Доработка аппаратной части заключается в применении в блоке нового процессора, способного обрабатывать дополнительные данные при работе в сети ATN.

Доработка программной части заключается в составлении нового алгоритма работы программы, учитывающего возросший объем данных при работе в сети ATN. Предлагается выделить из модуля алгоритма преобразования сообщений блока в сообщение ACARS дополнительный программный модуль по преобразованию сообщений для сети ATN.

ГЛАВА II. РАЗРАБОТКА БОРТОВОГО МОДЕМА ДЛЯ ОБМЕНА ДАННЫМИ FANS В САМОЛЕТОВ В-757/767

2.1. Разработка схемы бортового модема

Процессорный модуль, как и в существующем варианте, выполняет основные функции обработки ATSU, взаимодействует с различными блоками ATSU через интерфейс внутренней шины.

Для расширения функциональных возможностей процессорного модуля при обработке информации от двух сетей, его предлагается построить на базе микропроцессора PENTIUM ММХ (166 МГц).

Технология ММХ существенно улучшила архитектуру микропроцессоров фирмы Intel (Pentium ММХ). Она разработана для ускорения выполнения мультимедийных и коммуникационных программ. Команды ММХ выполняют одну и ту же функцию с различными частями данных, например, 8 байт графических данных передаются в процессор как одно упакованное 64 - разрядное число и обрабатываются одной командой.

Блок-схему предлагаемого устройства можно представить в виде, приведенном на (рис. 14).

Устройство представляет собой микропроцессорную систему гарвардской архитектуры, то есть с раздельными шинами управления, адреса и данных.

В гарвардской архитектуре характеристики устройств памяти для инструкций и памяти для данных не обязательно должны быть одинаковыми. В частности, ширина слова, тактирование, технология реализации и структура адресов памяти могут различаться. В некоторых системах инструкции могут храниться в памяти только для чтения, в то время как для сохранения данных обычно требуется память с возможностью чтения и записи. В некоторых системах требуется значительно больше памяти для инструкций, чем памяти для данных, поскольку данные обычно могут подгружаться с внешней или более медленной памяти. Такая потребность увеличивает битность (ширину) шины адреса памяти инструкций по сравнению с шиной адреса памяти данных [13].

Рис. 14. Внутренняя архитектура процессорного модуля

Модуль ядра процессора включает в себя непосредственно микропроцессор, синхронную динамическую оперативную память (SDRAM), перепрограммируемую постоянную энергонезависимую память для хранения программы (EPROM) и шину интерфейса с периферийными устройствами.

Упрощенно модуль ядра процессора можно представить в виде, приведенном на (рис. 15).

Назначение элементов модуля ядра процессора следующее:

микропроцессор, который выполняет операции системного программного обеспечения;

Программируемую логическую схему Volcano ASIC производства компании AIRBUS, которая управляет доступами к микропроцессору и доступом синхронно-динамической памяти (SDRAM). Также эта схема включает в себя код коррекции ошибок Рида-Соломона, который исправляет однократные или некоторые многократные ошибки в передаче данных, во время доступа к синхронно-динамической памяти (SDRAM). Она также управляет доступами к электрически стираемой перепрограммируемой флэш-памяти (EPROM) и (EEPROM), сигналами прерывания, осуществляет контроль систем блока источника питания и проверкой чрезмерного падения напряжения, взаимосвязь с другими модулями процессорного блока через интерфейс шины.

ASIC (аббревиатура от англ. application-specific integrated circuit, «интегральная схема для специфического применения») - интегральная схема, специ­ализированная для решения конкретной задачи. В отличие от интегральных схем общего назначения, специализированные интегральные схемы применя­ются в конкретном устройстве и выполняют строго ограниченные функции, ха­рактерные только для данного устройства; вследствие этого выполнение функ­ций происходит быстрее и, в конечном счёте, дешевле.

Микропроцессоры общего назначения способны исполнить любой алгоритм. Однако по скорости их нельзя сравнить с заказными интегральными схе­мами, предназначенными для конкретных приложений (ASIC), реализующих те и только те функции, которые необходимы для решения вполне конкретной за­дачи. При должной настройке ASIC на данную проблему можно получить мик­росхему, которая будет значительно меньше, дешевле и быстрее, чем универ­сальный программируемый микропроцессор.

Есть и третий вариант ПЛИС, т. е. такие аппаратные схемы, которые мо­гут быть модифицированы практически в любой момент в процессе их использования. Они состоят из конфигурируемых логических блоков, подобных пере­ключателям с множеством входов и одним выходом. В цифровых схемах такие переключатели реализуют базовые двоичные операции AND, NAND, OR, NOR и XOR. В большинстве современных микропроцессоров функции логических блоков фиксированы и не могут модифицироваться.

Принципиальное отличие ASIC состоит в том, что и функции блоков, и конфигурация соединений между ними могут меняться с помощью специаль­ных сигналов, посылаемых схеме. В некоторых ASIC-микросхемах используются логические матрицы (так называемые Базовые Матричные Кристаллы - навсегда в процессе производства путем «прожига», в то время как ПЛИС  могут постоянно перепрограммироваться и менять топологию соединений в процессе использования. В качестве ОЗУ предлагается применить блок синхронной динамической памяти с произвольным доступом (SDRAM), общим объемом памяти 192 мега­байта, 128 из которых используется для хранения данных, а 64 Мегабайта ис­пользуется кодом коррекции ошибок Рида-Соломона.

Если говорить упрощенно, то основная идея помехозащитного кодирования Рида-Соломона заключается в умножении информационного слова, пред­ставленного в виде полинома D, на неприводимый полином G, известный обо­им сторонам, в результате чего получается кодовое слово С, опять-таки пред­ставленное в виде полинома.