專利名稱：用于航空電子和非航空電子應用的顯示系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
艙)的顯示系統(tǒng)，還被稱為CDS (駕駛艙顯示系統(tǒng))。
背景技術：
今后，某些飛機駕駛搶裝備有全屏儀表板，其中，傳統(tǒng)的指針儀表被屏代替，尤其被LCD屏代替。這些屏能夠顯示對于飛行控制必不可少的信息，如與駕駛、導航、通信相關的信息。這些信息由被稱為4元空電子系統(tǒng)的機載系統(tǒng)產(chǎn)生并提供，該機載系統(tǒng)遵守整體性和可用性的某些限制。
除了航空電子信息，駕駛員可以在線查閱一定數(shù)量的"非航空電子"信息，這些信息以前記載在紙上，例如導航圖、計算圖表、手冊等。這些信息對于飛行控制不是必需的并且不受上述限制的影響。這些信息通常由非專門開發(fā)用于4元空電子需求的應用程序(application)提供，例如由在Windows 的基礎上開發(fā)的"大眾"類型的應用程序提供，該應用程序通常需要硬件資源，航空電子系統(tǒng)不能提供這些硬件資源或者需要花費很大費用才能提供這些硬件資源。
為了調和航空電子應用和非航空電子應用的不同要求，已知地將飛行器分為航空電子區(qū)域，也稱為"安全區(qū)域"，和非航空電子區(qū)域，也稱為"開放界(monde ouvert)"。這兩個區(qū)域中的每一個都包括連接到機載網(wǎng)絡的信息設備(諸如終端、服務器等)。該網(wǎng)絡具有的特點是^皮分為分別對應于安全區(qū)域和非安全區(qū)域的兩個子網(wǎng)絡。在同一個區(qū)域中的連4妄可以是雙向類型的，而在區(qū)域之間的連接必須是由安全區(qū)域向非安全區(qū)域定向的單向類型。
在安全區(qū)域和非安全區(qū)域之間必須保持嚴格的分隔，這有兩個
原因。首先，應該防止在安全區(qū)域中的^壬^r意外的或惡意的入^f憂，尤其是可能來自開放界的任何信息盜用。然后，重要的是，位于開放界中的應用不干擾位于航空電子區(qū)域中的應用，即不干擾位于航空電子區(qū)i或中的應用的確定^r亍為。
圖i示出了機載信息系統(tǒng)的已知結構，該機載信息系統(tǒng)確保航空電子區(qū)域(aw)和開》丈界(ow)之間的分隔。
4言息系鄉(xiāng)充ioo分為兩個系鄉(xiāng)充，即力元空電子系鄉(xiāng)充110和^皮稱、為
()is (機載信息系統(tǒng))的非航空電子系統(tǒng)120，這兩個系統(tǒng)中的每一個都具有它們各自的執(zhí)行平臺111和121、它們各自的顯示裝置170和160以及它們各自的外圍控制i殳備130和140。 4丸4亍平臺111和121由硬件裝置(處理器，服務器等)構成，這些硬件裝置允許執(zhí)行4充空電子應用和非力元空電子應用。對于外圍控制i殳備，可以理解其是諸如鍵盤、鼠標、游戲手柄的專用或非專用裝置，該外圍控制設備允許操作者和與該外圍控制i殳備連4妄的信息系統(tǒng)相互作用(interagir )。
執(zhí)行平臺連接至沖幾載網(wǎng)絡，區(qū)域aw和區(qū)域ow的平臺之間的連"t妻必須如標號180標出的為單向類型。
然而，

圖1所示的結構不完全令人滿意。事實上，該結構要求在駕駛艙儀表板上有兩種不同類型的屏，這導致不同的開發(fā)、相對復雜的備件管理和維護。此外，該結構缺少靈活性。事實上，航空
6電子區(qū)域的屏和開放界的屏之間的劃分被固定，駕駛員不能改變顯示結構，例如不能在其所選擇的屏上顯示給出類型的信息，或者更改駕駛艙中的每種類型屏的數(shù)量和布置。例如，駕駛員可能希望在中央屏上顯示航空電子信息，從而方便和副駕駛員合作工作，或者駕駛員還可以在同一屏或者相鄰屏上重組其希望容易比較的航空電子信息。
如果需要，顯示結構的靈活性還允許享有用于航空電子信息的更大的顯示面積，或者相反地允許享有用于非^元空電子信息的更好顯示質量(例如輝度調節(jié)的更大動態(tài))的屏。
最后，用于4元空電子和非航空電子應用的外部$命入{殳備的重復是額外才幾載重量以及管理和維護的超額費用的才艮源。
因此，本發(fā)明的第一個目的是允許駕駛艙屏的顯示配置和共用的大的靈活性，而不影響航空電子區(qū)域和開放界之間的分隔。
本發(fā)明的第二個目的是共享外圍控制設備，該外圍控制設備允許才喿作者與力元空電子和非航空電子應用相互作用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明由 一 種用于飛行器的全屏儀表板的顯示系統(tǒng)定義，所述顯示系統(tǒng)用于向所述4義表板的多個顯示屏提供一見頻流，所述飛4亍器被分為安全區(qū)域，其被稱為航空電子區(qū)域，和非安全區(qū)域，其被稱為開方欠界，所述顯示系統(tǒng)包4舌至少 一個第 一端口和至少 一個第二端口，所述第一端口用于從屬于所述航空電子區(qū)域的系統(tǒng)中接收待顯示的第 一數(shù)據(jù)，所述屬于航空電子區(qū)域的系統(tǒng)被稱為航空電子系統(tǒng)，所述第二端口用于^v屬于所述開方文界的系統(tǒng)中"l妄收4寺顯示的第二數(shù)據(jù)，所述屬于所述開放界的系統(tǒng)被稱為非航空電子系統(tǒng)。所述
顯示系統(tǒng)包4舌
-為處理所述第二凌t據(jù)而纟是供的預定的硬件資源；
-處理器，屬于所述航空電子區(qū)域，所述處理器適于監(jiān)控由所述處理所使用的硬件資源，并且如果所用的所述硬件資源超過所提供的所述資源，則所述處理器適于中止所述處理。
所述硬件資源例如是存儲區(qū)域或存儲容量，執(zhí)行時間、幀頻率或幀持續(xù)時間，或者是在至少一個所述顯示屏上的顯示區(qū)域。
有利地，所述顯示系統(tǒng)可以包括—見頻緩沖器，所述一見頻緩沖器用于存儲來自所述非航空電子系統(tǒng)的至少一個視頻流，所述緩沖器由所述處理器控制。
所述顯示系統(tǒng)還包括圖形卡，所述圖形卡適于從所述處理器接收圖形命令，以Y更產(chǎn)生至少一個與符號法(symbologie)相關的^L頻流，所述圖形命令由所述處理器才艮據(jù)所述4元空電子系統(tǒng)的待顯示
數(shù)據(jù)產(chǎn)生。
所述顯示系統(tǒng)最后包括纟見頻混合器，所述^L頻混合器適于將至少 一 個與符號法相關的所述視頻流和來自所述非航空電子系統(tǒng)的牙見頻流結合，以1"更產(chǎn)生至少一個發(fā)送到所述顯示屏的^L頻流。
本發(fā)明還涉及一種用于飛行器的機載信息系統(tǒng)，所迷飛行器分為安全區(qū)域，即4元空電子區(qū)i或，和非安全區(qū)域，即開方丈界，所述信息系統(tǒng)包括以上定義的顯示系統(tǒng)、位于所述航空電子區(qū)域中的^^空電子系統(tǒng)和位于所述開力文界中的非4元空電子系統(tǒng)。所述信息系統(tǒng)還包括外圍控制設備，所述外圍控制設備通過雙向母線連接所述航空電子系統(tǒng)，并且通過單向母線連4妄所述非^t空電子系統(tǒng)，所述單向母線乂人所述外圍控制i殳備向所述非力元空電子系統(tǒng)定向。
有利地，所述機載信息系統(tǒng)還包括視頻集中器，所述視頻集中器適于從第二航空電子系統(tǒng)接收視頻流，并且適于從非航空電子系統(tǒng)接收視頻流，以便產(chǎn)生至少 一個發(fā)送到所述視頻緩沖器的視頻流。
根據(jù)一個變形，所述非航空電子系統(tǒng)的視頻流通過以太網(wǎng)連接
4專送至l)專爭"l奐網(wǎng)關(passerelle de conversion ),戶斤述網(wǎng)關通過Arinc 429連4矣連4妄至所述顯示系統(tǒng)，并且所述網(wǎng)關適于將以太網(wǎng)幀轉換為Arinc 429格式的字。
附圖i兌明
參照附圖，通過閱讀本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點將會顯現(xiàn)出來，其中
圖1示出了機載信息系統(tǒng)的已知結構的例子，該機載信息系統(tǒng)確保航空電子區(qū)域(AW)和開放界(OW)之間的分隔；
圖2示出了根據(jù)本發(fā)明一般原理的使用用于全屏儀表板的顯示系統(tǒng)的才幾載信息系統(tǒng)的結構；
圖3示出了根據(jù)本發(fā)明第 一 實施方式的使用用于全屏儀表板的顯示系統(tǒng)的才幾載信息系統(tǒng)的結構；
圖4示出了根據(jù)本發(fā)明第二實施方式的使用用于全屏儀表板的顯示系統(tǒng)的機載信息系統(tǒng)的結構。
具體實施例方式
本發(fā)明的構思是為來自屬于開放界的系統(tǒng)的待顯示數(shù)據(jù)的處 理提供限定的硬件資源，以及通過屬于航空電子區(qū)域的處理器來控 制這些硬件資源的^f吏用。
更確切地，圖2示出了根據(jù)本發(fā)明普通原理的機載信息系統(tǒng)的 結構。再次區(qū)分航空電子區(qū)域(AW)和非安全區(qū)域(OW)。機載 4言息系統(tǒng)^皮分為4元空電子系鄉(xiāng)克210和OIS系鄉(xiāng)充220,這兩個系統(tǒng)分 別包括連接機載網(wǎng)絡的執(zhí)行平臺211和221。航空電子系統(tǒng)和OIS 系統(tǒng)之間的連4妾是單向的，并JU人^t空電子區(qū)i或向開》文界定向。與 現(xiàn)有技術不同，儀表板250的顯示屏251由4元空電子區(qū)域和開》文界 共用。共用屏的管理由7>共顯示系統(tǒng)(CDS) 240執(zhí)行，該公共顯 示系統(tǒng)包括處理裝置243， 242,該處理裝置使用分別提供給4元空電 子數(shù)據(jù)處理和非4元空電子數(shù)據(jù)處理的石更件資源。顯示系統(tǒng)240還包 括監(jiān)控用于處理非航空電子數(shù)據(jù)的硬件資源的負責處理器 (processeur charg" 241。如果所用硬件資源超過提供給非4元空電 子數(shù)據(jù)的處理的硬件資源，則處理器中止該處理。
因此，確保在每刻，非航空電子數(shù)據(jù)的處理不使用比提供給它 們的資源更多的資源，并且不影響航空電子數(shù)據(jù)的處理。從而，保 護了空電子區(qū)域的資源的完整性和可用性。
在通過裝置242, 243處理以后，^t空電子^據(jù)和非力元空電子 數(shù)據(jù)一皮分離，然后以一見頻流的形式傳送鄉(xiāng)合顯示屏251。分離的配置 由操作者通過外圍控制設備270定義。
此外，外圍控制設備270允許操作者配置和控制執(zhí)行平臺211 和221。外圍控制設備通過單向母線連接到OIS系統(tǒng)220,并且可以通過雙向母線連接到航空電子系統(tǒng)210?？蛇x的第二外圍控制設 備260可以通過雙向母線連^妄OIS系統(tǒng)。
圖3示出了 4艮據(jù)本發(fā)明第 一實施方式的4吏用顯示系統(tǒng)的才幾載信 息系統(tǒng)的結構。
被標注為310, 311, 320， 321， 350, 351， 360， 370的元件 分另'J與圖2中被標注為210， 211, 220， 221， 250， 251, 260, 270
的元件一至丈，并且因此不再重新描述。
顯示系統(tǒng)包4舌處理器341、 ^L頻鄉(xiāng)爰沖器342、圖形卡343和一見 頻混合器345。視頻緩沖器342臨時存儲至少一個視頻流，通常臨 時存儲n個來自OIS系統(tǒng)或者下面將會描述的視頻集中器380的視頻流。
處理器341通過母線315 (例如Arinc 429母線或AFDX (力充空 電子全雙工)網(wǎng)絡連接)從航空電子系統(tǒng)310接收待顯示的數(shù)據(jù)(航 空電子參數(shù))，并且通過圖形庫產(chǎn)生驅動相應符號法的命令。這些 命令由圖形卡343執(zhí)行。然后，與符號法相關的視頻流與存儲在視 頻緩沖器342中的來自OIS系統(tǒng)的視頻流混合，以便產(chǎn)生m個混合 碎見頻流，該m個混合3見頻流4皮發(fā)送到m個#1命名為VDUs ( 4見頻顯 示單元)351的顯示屏?；旌蟐L頻流伊C選i也為DVI (#欠字顯示4妄口 ) 格式。該混合通過組合"阿爾法復合，，類型的^L頻流來實現(xiàn)，對于 不同的區(qū)域，阿爾法系數(shù)的選擇允許在這些區(qū)域中的每個中確定最 顯著的圖像或者確定由這些視頻流中的每個所表示的圖像的重疊 度。
可選擇地，第二航空電子系統(tǒng)330可以直接產(chǎn)生表示符號法的 視頻流，而無需通過處理器341來預處理。在這種情況下，分別來 自第二4元空電子系統(tǒng)330和OIS系統(tǒng)的視頻流由^L頻集中器處理，以i"更產(chǎn)生n個一見頻流，該n個^L頻流例如為用于顯示系統(tǒng)340的 Arinc 818格式。
除了其圖形命令功能，處理器監(jiān)控為了處理非航空電子數(shù)據(jù)而 提供的硬件資源的使用。這些資源通?？梢允谴鎯^(qū)域或存儲容 量、執(zhí)行的時間間隔或持續(xù)時間、幀頻率、分辨率范圍(gammes de ^solution),參^L的離散集或連續(xù)范圍。因此，處理器可以沖企-驗 用于視頻信號的參數(shù)是被授權的參數(shù)；存儲區(qū)域被嚴格遵守；幀回 程時間不用于傳送補充數(shù)據(jù)；在視頻混合中使用的系數(shù)是合法的， 即該系數(shù)對應于由操作者針對不同的屏制定的圖像組合。
如果處理器4企測到在〗吏用硬件資源時這些限制祐^皮壞，換言之 如果實際用于非^阮空電子據(jù)的處理的資源超過4是供給該處理的 資源，則處理器中止該處理。例如，處理器可以禁止^L頻緩沖器342 的讀取、寫入存儲區(qū)域，并且可以將圖像組合系數(shù)強制為零。
因此，應當理解，用于處理^t空電子數(shù)據(jù)的資源的完整性和可
用性^d呆i正。
圖4示出了根據(jù)本發(fā)明第二實施方式的使用顯示系統(tǒng)的機載信
息系統(tǒng)的結構。
被標注為410， 411， 420, 421, 450， 451, 460， 470的元件 分另,J與圖2中被標注為210， 211， 220， 221， 250, 251， 260, 270
的元件一致，因此不再描述。
與第 一實施方式不同，在產(chǎn)生一見頻流之前確〗呆^元空電子lt才居和 非航空電子數(shù)據(jù)之間的分隔。更確切地，航空電子系統(tǒng)410將待顯 示的航空電子數(shù)據(jù)以信息形式傳送給第一輸入端444,并且OIS系 統(tǒng)將待顯示的非航空電子數(shù)據(jù)以信息的形式傳送給顯示系統(tǒng)的第二輸入端442。優(yōu)選地，航空電子數(shù)據(jù)經(jīng)由AFDX網(wǎng)絡的連4妄415 且通過與該網(wǎng)纟各相匹配的決定i侖(d6terminisme )的約定{呆i正 (garanties conventionnelles )來訐專送。OIS系纟克的凄t才居可以通過傳 統(tǒng)以太網(wǎng)連4妻425傳送至轉換網(wǎng)關490。轉換網(wǎng)關通過Arinc 429類 型的連4妾連4妻至顯示系統(tǒng)的第二輸入端。轉換網(wǎng)關適于將以太網(wǎng)幀 轉換為Arinc 429類型的字。有利地，由力元空電子系統(tǒng)410和轉換 網(wǎng)關490傳送的信息符合Arinc 661協(xié)議。
處理器441控制l俞入端442和444，并且通過圖形庫一方面產(chǎn) 生與航空電子符號法相關的圖形命令，另一方面產(chǎn)生與非航空電子 數(shù)據(jù)相關的圖形命令。這些命令被傳送至圖形卡443，以便產(chǎn)生視 頻流，該—見頻流優(yōu)選地為DVI格式，且4皮發(fā)送到m個顯示屏451。 m個不同的視頻流向m個屏的分離由操作者通過外部設備470來配 置。該外部設備還通過雙向母線連接航空電子系統(tǒng)，并且通過單向 母線連4妻OIS系統(tǒng)，如第一實施方式。
處理器441監(jiān)控用于處理非^t空電子數(shù)據(jù)的石更件資源，該石更件 資源例如是符合Arinc 661協(xié)議的信息、尤其幀頻率和幀長度、箋 頭(en《te)的有效性、或者存4諸區(qū)i或。有利地，存4諸區(qū)域凈皮分為用 于航空電子數(shù)據(jù)或非航空電子數(shù)據(jù)的獨立模塊。如果非航空電子應 用(application)越過提供給其的一個或多個模塊的邊界，或者更 通常地，如果非航空電子應用越過提供給其的資源的限制，則處理 器禁止進入端口 442。
權利要求
1.一種用于飛行器的全屏儀表板的顯示系統(tǒng)，所述顯示系統(tǒng)用于向所述儀表板的多個顯示屏提供視頻流，所述飛行器被分為被稱作航空電子區(qū)域(AW)的安全區(qū)域，和被稱為開放界(OW)的非安全區(qū)域，所述顯示系統(tǒng)包括至少一個第一端口和至少一個第二端口，所述第一端口用于從屬于所述航空電子區(qū)域且被稱為航空電子系統(tǒng)的系統(tǒng)(210，310，410)中接收待顯示的第一數(shù)據(jù)，所述第二端口用于從屬于所述開放界且被稱為非航空電子系統(tǒng)的系統(tǒng)(220，320，420)中接收待顯示的第二數(shù)據(jù)，其特征在于，所述顯示系統(tǒng)包括-為處理所述第二數(shù)據(jù)而提供的預定的硬件資源；-處理器(241，341，441)，屬于所述航空電子區(qū)域，所述處理器適于監(jiān)控由所述處理所使用的硬件資源，并且如果所用的所述硬件資源超過所提供的所述資源，則所述處理器適于中止所述處理。
2. 根據(jù)權利要求1所述的顯示系統(tǒng)，其特征在于，所述硬件資源是存儲區(qū)域或存儲容量。
3. 根據(jù)權利要求1所述的顯示系統(tǒng)，其特征在于，所述硬件資源是執(zhí)4亍時間、幀頻率或幀持續(xù)時間。
4. 根據(jù)權利要求1所述的顯示系統(tǒng)，其特征在于，所述硬件資源是在至少一個所述顯示屏上的顯示區(qū)域。
5. 根據(jù)上述權利要求中任一項所述的顯示系統(tǒng)，其特征在于，所述顯示系統(tǒng)包括視頻緩沖器(342),所述視頻緩沖器用于存儲來自所述非航空電子系統(tǒng)的至少 一 個視頻流，所述緩沖器由所述處理器控制。
6. 根據(jù)上述權利要求中任一項所述的顯示系統(tǒng)，其特征在于，所述顯示系統(tǒng)包4舌圖形卡(343， 443 )，所述圖形卡適于乂人所述處理器接收圖形命令，以便產(chǎn)生至少一個與符號法相關的視頻流，所述圖形命令由所述處理器才艮據(jù)所i^y元空電子系統(tǒng)的待顯示數(shù)據(jù)產(chǎn)生。
7. 根據(jù)權利要求5和6中任一項所述的顯示系統(tǒng)，其特征在于，所述顯示系統(tǒng)包括一見頻混合器，所述一見頻混合器適于將至少一個與符號法相關的所述一見頻流和來自所述非4元空電子系統(tǒng)的視頻流結合，以便產(chǎn)生至少 一個發(fā)送到其中 一個所述顯示屏的視頻流。
8. —種用于飛行器的才幾載信息系統(tǒng)，所述飛4亍器分為一皮稱作4元空電子區(qū)域的安全區(qū)域(AW),和^皮稱作開》文界(OW)的非安全區(qū)域，所述信息系統(tǒng)包括根據(jù)上述權利要求中任一項所述的顯示系統(tǒng)、4立于所述力元空電子區(qū)i或中的4元空電子系統(tǒng)(210,310, 410)和位于所述開放界中的非航空電子系統(tǒng)(220, 320,420)，其特征在于，所述信息系統(tǒng)還包括外圍控制設備(270，370, 470),所述外圍控制設備通過雙向母線連接所述航空電子系統(tǒng)，并且通過單向母線連4矣所述非4元空電子系統(tǒng)，所述單向母線從所述外圍控制設備向所述非航空電子系統(tǒng)定向。
9. 根據(jù)從屬于權利要求5的權利要求8所述的機載信息系統(tǒng)，其特征在于，所述機載信息系統(tǒng)還包括視頻集中器(380)，所述牙見頻集中器適于/人第二4元空電子系統(tǒng)(330 ) *接收#見頻流，并且適于從非航空電子系統(tǒng)接收視頻流，以便產(chǎn)生至少一個發(fā)送到所述一見頻緩沖器的纟見頻流。
10. 根據(jù)權利要求8所述的機載信息系統(tǒng)，其特征在于，所述非航空電子系統(tǒng)的#見頻流通過以太網(wǎng)連4妄(425 )傳送到轉換網(wǎng)關(490 ),所述網(wǎng)關通過Arinc 429連接(495 )連接至所述顯示系統(tǒng)，并且所述網(wǎng)關適于將以太網(wǎng)幀轉換為Arinc 429才各式的字。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于飛行器的全屏儀表板的顯示系統(tǒng)，其用于向所述儀表板的多個顯示屏提供視頻流，所述飛行器分為被稱為航空電子區(qū)域的安全區(qū)域(AW)，和被稱為開放界的非安全區(qū)域(OW)，所述顯示系統(tǒng)包括至少一個第一端口和至少一個第二端口，該第一端口用于從屬于航空電子區(qū)域的系統(tǒng)(210，310，410)中接收待顯示的第一數(shù)據(jù)，該第二端口用于從屬于開放界的系統(tǒng)(220，320，420)中接收待顯示的第二數(shù)據(jù)，所述顯示系統(tǒng)包括為處理第二數(shù)據(jù)而提供的預定的硬件資源；處理器(241，341，441)，屬于航空電子區(qū)域，該處理器適于控制由所述處理所使用的硬件資源，并且如果所用的所述硬件資源超過所提供的資源，則該處理器適于中止該處理。
文檔編號G01C23/00GK101688787SQ200880023329
公開日2010年3月31日 申請日期2008年7月2日 優(yōu)先權日2007年7月5日
發(fā)明者利昂內(nèi)爾·謝莫爾, 文森特·富卡爾, 西蒙·伊諾桑 申請人:空中客車運作股份公司