一種分布式模塊化航電核心處理平臺架構(gòu)制造技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)屬于一種分布式模塊化航電核心處理平臺架構(gòu)，提供一種分布式模塊化航電核心處理平臺架構(gòu)，包括：通用處理模塊(GPP)、信號處理模塊(SPM)、通用處理&接口模塊(GPIO)，不同類型的模塊根據(jù)應(yīng)用的不同，采用分布式模塊化進(jìn)行系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)，獨(dú)立封裝，物理分布，采用刀片式分布安裝，通過外部雙余度光纖網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行系統(tǒng)的互連通信，通用處理模塊用于加載應(yīng)用軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)計(jì)算和信息處理；信號處理模塊用于加載應(yīng)用軟件進(jìn)行雷達(dá)、光電圖形/圖像的信號處理；通用處理&接口模塊用于加載應(yīng)用軟件實(shí)現(xiàn)低速總線、離散量、模擬量的接口轉(zhuǎn)換與處理。

A distributed modular avionics core processing platform architecture

The present invention relates to a distributed modular avionics core processor platform provides a distributed modular avionics core processor platform architecture, including: general processing module (GPP), a signal processing module (SPM), general & interface module (GPIO), different types of modules depending on the application, the distributed modular system architecture design, independent package, physical distribution, the distribution of blade installation, communication system through external dual redundant optical fiber network, the general processing module for loading the application software for data calculation and information processing; signal processing module for loading the application software of radar, photoelectric graphic / image signal processing general processing; & interface module for interface conversion application software to achieve load low speed bus, discrete and analog and processing.

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
一種分布式模塊化航電核心處理平臺架構(gòu)
本專利技術(shù)屬于一種分布式模塊化航電核心處理平臺架構(gòu)，涉及對航電核心處理平臺系統(tǒng)架構(gòu)的設(shè)計(jì)和新研。
技術(shù)介紹
目前已在飛機(jī)上使用的綜合核心處理平臺采用IMA方式進(jìn)行高度綜合化設(shè)計(jì)，通過統(tǒng)一底板總線進(jìn)行內(nèi)外部的信息交互，雖大大提高航電系統(tǒng)的綜合處理能力，但同時(shí)也暴漏了一些問題：由于集中式數(shù)據(jù)、信號和任務(wù)處理過于龐大，導(dǎo)致綜合核心處理平臺在體積、重量、功耗等方面開銷極大，需采用液冷措施，技術(shù)復(fù)雜且難以維護(hù)、保障，同時(shí)造成航電系統(tǒng)任務(wù)可靠性的降低，也為后續(xù)系統(tǒng)升級及擴(kuò)展性等方面帶來了挑戰(zhàn)。高度集成化的綜合核心處理平臺內(nèi)部功能連接緊密，功能故障難以隔離、易于互相傳導(dǎo)，導(dǎo)致系統(tǒng)難以全面驗(yàn)證，系統(tǒng)可靠性、安全性大大降低；而且，其內(nèi)部功能模塊具有局限性，可擴(kuò)展性較差，難以適應(yīng)未來高度網(wǎng)絡(luò)化作戰(zhàn)環(huán)境下各類作戰(zhàn)平臺的通用化、靈活性和可變規(guī)模性的需求。根據(jù)航空電子最新發(fā)展趨勢和未來新一代信息化、網(wǎng)絡(luò)化作戰(zhàn)平臺的發(fā)展需求以及當(dāng)前高度集成化綜合核心處理平臺的局限，要求設(shè)計(jì)一種全新的系統(tǒng)架構(gòu)來解決上述問題。因此，本文提出一種分布式模塊化航電綜合核心處理平臺架構(gòu)設(shè)計(jì)方法，打破傳統(tǒng)高度集中式的機(jī)架布局，按照功能模塊進(jìn)行單元封裝，通過駐留其內(nèi)部的航電應(yīng)用軟件完成航電系統(tǒng)重要功能的信息交互。分布式模塊化航電核心處理平臺架構(gòu)設(shè)計(jì)是對高度集成化綜合化核心處理機(jī)做的一種重要的修正方法。它兼有集中式和分布式的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)采用DME思想進(jìn)行分布式模塊化設(shè)計(jì)，采用刀片式進(jìn)行分布安裝，通過雙余度的外部總線進(jìn)行系統(tǒng)互連，保證各系統(tǒng)間的互聯(lián)通信。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的是：提出一種分布式模塊化航電核心處理平臺架構(gòu)。本專利技術(shù)的技術(shù)解決方案是：一種分布式模塊化航電核心處理平臺架構(gòu)，包括：通用處理模塊(GPP)、信號處理模塊(SPM)、通用處理&接口模塊(GPIO)，不同類型的模塊根據(jù)應(yīng)用的不同，采用分布式模塊化進(jìn)行系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)，獨(dú)立封裝，物理分布，采用刀片式分布安裝，通過外部雙余度光纖網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行系統(tǒng)的互連通信，通用處理模塊用于加載應(yīng)用軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)計(jì)算和信息處理；信號處理模塊用于加載應(yīng)用軟件進(jìn)行雷達(dá)、光電圖形/圖像的信號處理；通用處理&接口模塊用于加載應(yīng)用軟件實(shí)現(xiàn)低速總線、離散量、模擬量的接口轉(zhuǎn)換與處理。通用處理模塊之間互為余度或備份；信號處理模塊之間互為余度或備份；通用處理&接口模塊之間互為余度或備份。本專利技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是：本專利技術(shù)打破傳統(tǒng)的高度綜合化一體化的處理機(jī)，采用分布式模塊化設(shè)計(jì)思想，根據(jù)功能應(yīng)用的不同，分成不同類型的模塊，且機(jī)上布局非常靈活，能夠獨(dú)立封裝，按照功能區(qū)域分布，使得系統(tǒng)具有良好的可配置性、可擴(kuò)展性及可維護(hù)性。同時(shí)，采用這種架構(gòu)能夠簡化系統(tǒng)設(shè)計(jì)，既不用設(shè)計(jì)機(jī)柜和背板總線，也能夠減輕由于模塊集中而帶來的功耗和散熱壓力，增強(qiáng)產(chǎn)品的可靠性和可維修性。其次，按照功能分區(qū)采用統(tǒng)一的模塊架構(gòu)進(jìn)行封裝，降低系統(tǒng)設(shè)計(jì)的復(fù)雜性，支持多人同時(shí)并行開發(fā)，不僅提高系統(tǒng)的工作效率，縮短了開發(fā)與驗(yàn)證周期，提升了任務(wù)可靠性，加快項(xiàng)目的研制進(jìn)度。再者，同一類型模塊之間是通用的，它們之間可互為備份，大大提升了系統(tǒng)的可靠性，增強(qiáng)了系統(tǒng)的高生存力。附圖說明圖1為本專利技術(shù)的架構(gòu)設(shè)計(jì)示意圖。圖2為本專利技術(shù)的實(shí)施例架構(gòu)設(shè)計(jì)示意圖。具體實(shí)施方式一種分布式模塊化航電核心處理平臺架構(gòu)，包括：通用處理模塊(GPP)、信號處理模塊(SPM)、通用處理&接口模塊(GPIO)，不同類型的模塊根據(jù)應(yīng)用的不同，采用分布式模塊化進(jìn)行系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)，獨(dú)立封裝，物理分布，采用刀片式分布安裝，通過外部雙余度光纖網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行系統(tǒng)的互連通信，通用處理模塊用于加載應(yīng)用軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)計(jì)算和信息處理；信號處理模塊用于加載應(yīng)用軟件進(jìn)行雷達(dá)、光電圖形/圖像的信號處理；通用處理&接口模塊用于加載應(yīng)用軟件實(shí)現(xiàn)低速總線、離散量、模擬量的接口轉(zhuǎn)換與處理。通用處理模塊之間互為余度或備份；信號處理模塊之間互為余度或備份；通用處理&接口模塊之間互為余度或備份。航電核心處理平臺采用分布式模塊化的設(shè)計(jì)方法進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)，根據(jù)系統(tǒng)功能的不同分為不同種類的模塊。其中，信號處理模塊用于完成各種圖形圖像的信號存儲和處理功能；通用處理&接口模塊用于完成重要功能輸入輸出的接口處理和通用計(jì)算；通用處理模塊用于完成數(shù)據(jù)計(jì)算、信息處理和網(wǎng)絡(luò)通信功能；核心處理平臺通過運(yùn)行駐留各單元模塊的航電任務(wù)應(yīng)用軟件實(shí)現(xiàn)飛機(jī)航電系統(tǒng)重要功能的信息交換。同一類型的模塊又具有通用功能，它們之間可互為余度或備份。在進(jìn)行核心處理平臺架構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，采用分布式模塊化的設(shè)計(jì)思想，按照功能模塊進(jìn)行獨(dú)立封裝，物理分布，對系統(tǒng)安全關(guān)鍵的功能采用雙余度或N+1備份策略進(jìn)行模塊設(shè)計(jì)，當(dāng)其中某一功能故障時(shí)，備份模塊接替其工作，系統(tǒng)仍然具有較高的生存力。其專利技術(shù)的特點(diǎn)是系統(tǒng)的通用化分布式模塊化設(shè)計(jì)。實(shí)施例本專利技術(shù)示例性的實(shí)施方式將在以下內(nèi)容中參考附圖詳細(xì)描述，在不偏離本專利技術(shù)的思想及范圍的情況下，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以實(shí)施本專利技術(shù)的改進(jìn)和變化。下面選取航電核心處理平臺部分構(gòu)型作為實(shí)例，對本專利技術(shù)做進(jìn)一步詳細(xì)說明。參見圖2，核心處理平臺部分構(gòu)型，包括2個(gè)信號處理模塊、3個(gè)通用處理模塊和1個(gè)通用處理&接口控制模塊。那么，根據(jù)系統(tǒng)功能需求，將2個(gè)信號處理模塊進(jìn)行獨(dú)立封裝，區(qū)域布置，用于完成各種圖形圖像的信號存儲處理功能；將2個(gè)通用處理模塊進(jìn)行獨(dú)立封裝，區(qū)域布置，用于完成任務(wù)數(shù)據(jù)計(jì)算、信息處理和網(wǎng)絡(luò)通信功能；將1個(gè)通用處理模塊和1個(gè)通用處理&接口控制模塊進(jìn)行獨(dú)立封裝，區(qū)域布置，用于完成重要功能輸入輸出接口處理和任務(wù)的計(jì)算處理；核心處理平臺通過運(yùn)行駐留各單元模塊的航電任務(wù)應(yīng)用軟件實(shí)現(xiàn)飛機(jī)航電系統(tǒng)重要功能的信息交換。在本實(shí)例中，3個(gè)通用處理模塊是通用的，它們之間可互為備份，2個(gè)信號處理模塊也可實(shí)現(xiàn)余度備份功能。該架構(gòu)的特點(diǎn)是系統(tǒng)分布式模塊化架構(gòu)設(shè)計(jì)及靈活可變規(guī)模的系統(tǒng)配置。本專利技術(shù)的工作原理是：核心處理平臺作為系統(tǒng)控制、管理和信息交互的中心，通過雙余度的外部網(wǎng)絡(luò)總線進(jìn)行各單元模塊之間、與航電其他分系統(tǒng)或設(shè)備之間的數(shù)據(jù)通信，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)航電系統(tǒng)的重要功能和關(guān)鍵信息的交互。系統(tǒng)上電后各個(gè)單元模塊開始正常運(yùn)行，且獨(dú)立并行開展工作。同時(shí)，對系統(tǒng)安全關(guān)鍵功能模塊采用雙余度或N+1備份策略進(jìn)行雙重保障。當(dāng)系統(tǒng)某一模塊故障時(shí)，備份模塊則按照系統(tǒng)配置，接替其功能工作,確保一次故障系統(tǒng)功能安全，二次故障系統(tǒng)功能有限降低。本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種分布式模塊化航電核心處理平臺架構(gòu)，其特征在于，包括：通用處理模塊(GPP)、信號處理模塊(SPM)、通用處理&接口模塊(GPIO)，不同類型的模塊根據(jù)應(yīng)用的不同，采用分布式模塊化進(jìn)行系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)，獨(dú)立封裝，物理分布，采用刀片式分布安裝，通過外部雙余度光纖網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行系統(tǒng)的互連通信，通用處理模塊用于加載應(yīng)用軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)計(jì)算和信息處理；信號處理模塊用于加載應(yīng)用軟件進(jìn)行雷達(dá)、光電圖形/圖像的信號處理；通用處理&接口模塊用于加載應(yīng)用軟件實(shí)現(xiàn)低速總線、離散量、模擬量的接口轉(zhuǎn)換與處理。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種分布式模塊化航電核心處理平臺架構(gòu)，其特征在于，包括：通用處理模塊(GPP)、信號處理模塊(SPM)、通用處理&接口模塊(GPIO)，不同類型的模塊根據(jù)應(yīng)用的不同，采用分布式模塊化進(jìn)行系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)，獨(dú)立封裝，物理分布，采用刀片式分布安裝，通過外部雙余度光纖網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行系統(tǒng)的互連通信，通用處理模塊用于加載應(yīng)用軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)計(jì)算和信息...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：霍萍，趙永庫，李輝，
申請(專利權(quán))人：中國航空工業(yè)集團(tuán)公司西安飛機(jī)設(shè)計(jì)研究所，
類型：發(fā)明
國別省市：陜西,61