一種小型直升機綜合顯示控制系統(tǒng)軟件架構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及航空電子領(lǐng)域，特別涉及一種小型直升機綜合顯示控制系統(tǒng)軟件架構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)代座艙顯示系統(tǒng)正向高度綜合化、智能化方向發(fā)展。可靠、安全、高效的人機功效設(shè)計，是衡量飛機現(xiàn)代化程度的重要標準。傳統(tǒng)分立式航空電子系統(tǒng)由分立安裝的模擬儀表和無線電通訊導(dǎo)航設(shè)備等組成，分立式航空電子系統(tǒng)儀表多，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，占用空間大，重量繁重，設(shè)備操作復(fù)雜，系統(tǒng)可靠性較低，分立式的航空電子系統(tǒng)限制了飛機功能擴展和技術(shù)升級潛力，另外，傳統(tǒng)的航空顯控系統(tǒng)，顯示器與數(shù)據(jù)處理和控制器是分開的，綜合化和一體化程度低，無法為駕駛員提供高效、簡潔的駕駛艙交互方式。傳統(tǒng)的飛機顯示控制系統(tǒng)中，顯示系統(tǒng)、控制系統(tǒng)和硬件平臺間是緊密耦合的，采用該方式實現(xiàn)的顯控系統(tǒng)具有實現(xiàn)效率高、表示方式靈活的優(yōu)點，系統(tǒng)的可重用性、可擴展性較差，不利于顯控系統(tǒng)的升級維護和系統(tǒng)認證，因此開發(fā)一種針對體積小、重量輕、功能集成度高的座艙綜合顯示控制系統(tǒng)的軟件架構(gòu)具有重要意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是就是為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種小型直升機綜合顯示控制系統(tǒng)軟件架構(gòu)，可使座艙顯示系統(tǒng)、控制系統(tǒng)的功能集成與一體，采用模塊化設(shè)計，提高航空綜合顯示控制系統(tǒng)軟件的重用性和開發(fā)效率，降低系統(tǒng)的開發(fā)、驗證成本。
[0004]本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的:
[0005]一種小型直升機綜合顯示控制系統(tǒng)軟件架構(gòu)，包括主處理模塊和通信管理模塊，所述主處理模塊依次包括BSP軟件層、數(shù)字地圖軟件層、中間層軟件層和OFP軟件層；
[0006]所述通信管理模塊用于實現(xiàn)與外部系統(tǒng)的交聯(lián)，以及與中間層軟件交聯(lián)；
[0007]所述BSP軟件層為板級支持包軟件，為整個綜合顯示控制系統(tǒng)軟件提供硬件驅(qū)動支持和VxWorks操作系統(tǒng)運行環(huán)境；
[0008]所述數(shù)字地圖軟件層主要用于根據(jù)中間層軟件層提供的外部系統(tǒng)的數(shù)據(jù)完成機載數(shù)字地圖相關(guān)功能，包括將外界地形數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為顯示畫面、將地理位置數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為屏幕坐標；
[0009]所述中間層軟件層用于從通信管理模塊處采集外部各個交聯(lián)設(shè)備的信息，同時為OFP軟件層提供底層驅(qū)動；
[0010]所述OFP軟件層用于實現(xiàn)基本飛行參數(shù)信息顯示功能、輔助導(dǎo)航信息顯示功能、發(fā)動機參數(shù)信息顯示功能、系統(tǒng)管理信息顯示功能，同時，OFP軟件層提供飛行員控制輸入功能，響應(yīng)飛行員控制指令，實現(xiàn)對整個飛機顯示系統(tǒng)的控制和交聯(lián)系統(tǒng)的管理控制，并通過中間層軟件對整個飛機顯示系統(tǒng)的硬件資源進行應(yīng)用和管理。
[0011]優(yōu)選地，所述中間層軟件層包含初始化軟件模塊，所述初始化軟件模塊包括1M接口初始化單元、OFP接口初始化單元、向OFP上報初始化狀態(tài)單元、倉Il建運行任務(wù)單元四個部分，其中，
[0012]所述1M接口初始化單元用于初始化主處理模塊中各軟件層和通信管理模塊之間的控制命令字和RS422數(shù)據(jù)交互區(qū)的控制字；
[0013]所述OFP接口初始化單元用于初始化OFP軟件層和中間層軟件層之間的數(shù)據(jù)交互區(qū)控制字；
[0014]所述向OFP上報初始化單元狀態(tài)用以向OFP軟件層匯報所述1M接口初始化單元和所述OFP接口初始化單元的結(jié)果；
[0015]所述創(chuàng)建運行任務(wù)單元用以在向OFP層上報初始化單元完成匯報工作后，在OPF軟件層創(chuàng)建主處理器模塊硬件平臺上供中間層軟件層和OFP軟件層運行所需要的實時任務(wù)。
[0016]優(yōu)選地，所述通信管理模塊包含系統(tǒng)軟件、FPGA邏輯固件；
[0017]所述系統(tǒng)軟件用于提供與外部系統(tǒng)和中間層軟件層交聯(lián)的接口 ；
[0018]所述FPGA邏輯固件用于實現(xiàn)系統(tǒng)軟件的底層驅(qū)動。
[0019]優(yōu)選地，所述系統(tǒng)軟件通過ARINC429接口、RS422接口、離散量信號、模擬量信號、視頻信號與外系統(tǒng)通信，通過CPCI總線接口與中間層軟件層通信。
[0020]優(yōu)選地，所述中間層軟件層包含BIT軟件模塊，所述BIT軟件模塊負責在測試設(shè)備未接、主處理模塊處于運行狀態(tài)下對通信管理模塊及主處理模塊進行BIT檢測，檢測結(jié)果向OFP軟件層報告，所述BIT軟件模塊包括上電自檢測、人工維護自檢測和周期自檢測三個部分。
[0021]優(yōu)選地，所述中間層軟件包含ARINC429數(shù)據(jù)通訊處理軟件模塊、RS422數(shù)據(jù)通訊處理軟件模塊、離散量輸入輸出模塊、模擬量采集處理模塊和視頻切換處理模塊；所述ARINC429數(shù)據(jù)通訊處理軟件模塊用于通過通信管理模塊向外部系統(tǒng)發(fā)送和接收ARINC429數(shù)據(jù)；
[0022]所述RS422數(shù)據(jù)通訊處理軟件模塊用于通過通信管理模塊向外部系統(tǒng)發(fā)送和接收RS422數(shù)據(jù)；
[0023]所述模擬量采集處理模塊用于通過通信管理模塊定時周期采集HOCAS桿的游標模擬量，然后根據(jù)公式進行坐標轉(zhuǎn)換；最后將坐標值上報給OFP軟件層；
[0024]所述離散量輸入輸出模塊用于根據(jù)定時周期采集通信管理模塊的離散量輸入并設(shè)置到OFP軟件層的離散量中，根據(jù)定時周期采集OFP軟件層的離散量輸出并設(shè)置到通信管理模塊的離散量中。
[0025]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明供了提供了一種小型直升機綜合顯示控制系統(tǒng)軟件架構(gòu)，針對飛機小型化綜合顯示控制系統(tǒng)設(shè)計，該軟件架構(gòu)可使座艙顯示系統(tǒng)、控制系統(tǒng)的功能集成與一體，軟件采用模塊化設(shè)計，可提高航空綜合顯示控制系統(tǒng)軟件的重用性和開發(fā)效率，降低系統(tǒng)的開發(fā)、驗證成本。
【附圖說明】
[0026]此處所說明的附圖用來提供對本發(fā)明的進一步理解，構(gòu)成本發(fā)明的一部分，本發(fā)明的示意性實施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對本發(fā)明的不當限定。在附圖中:
[0027]圖1為本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0028]圖2為本發(fā)明的系統(tǒng)軟件的接口關(guān)系圖；
[0029]圖3為本發(fā)明的中間層軟件層交互關(guān)系圖；
[0030]圖4為本發(fā)明的初始化軟件模塊程序結(jié)構(gòu)圖；
[0031]圖5為本發(fā)明的BIT軟件模塊程序結(jié)構(gòu)圖；
[0032]圖6為本發(fā)明的ARINC429數(shù)據(jù)通訊處理軟件模塊程序結(jié)構(gòu)圖；
[0033]圖7為本發(fā)明的RS422數(shù)據(jù)通訊處理軟件模塊程序結(jié)構(gòu)圖；
[0034]圖8為本發(fā)明的通信管理模塊與外部系統(tǒng)的交聯(lián)接口圖。
【具體實施方式】
[0035]為了使本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題、技術(shù)方案及有益效果更加清楚、明白，以下結(jié)合附圖和實施例，對本發(fā)明進行進一步詳細說明。應(yīng)當理解，此處所描述的具體實施例僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0036]參圖1，本發(fā)明提供了一種小型直升機綜合顯示控制系統(tǒng)軟件架構(gòu)，包括主處理模塊(以下簡稱IPDM模塊)和通信管理模塊(以下簡稱1M模塊)，所述主處理模塊包括BSP軟件層、數(shù)字地圖軟件層、中間層軟件(以下簡稱MLS)層和OFP軟件層。
[0037]所述BSP軟件層為板級支持包軟件，為整個綜合顯示控制系統(tǒng)軟件提供硬件驅(qū)動支持和VxWorks操作系統(tǒng)運行環(huán)境。
[0038]所述數(shù)字地圖軟件層主要用于完成機載數(shù)字地圖相關(guān)功能，包括將外界地形數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為顯示畫面、將地理位置數(shù)據(jù)(經(jīng)瑋度)轉(zhuǎn)化為屏幕坐標等。
[0039]所述數(shù)字地圖軟件層主要功能如下:
[0040]a)具有跟隨高速和機動飛行時對任意幅面的二維矢量數(shù)據(jù)、俯視地形數(shù)據(jù)的快速生成和平滑顯示功能。
[0041]b)具有跟隨高速和機動飛行時對任意幅面的二維矢量數(shù)據(jù)、俯視地形數(shù)據(jù)的快速生成和平滑顯示功能。
[0042]c)具有正態(tài)標注地標名稱和北向指示功能。支持字符圖形疊加、點線面生成、圖層疊加等圖形處理功能。
[0043]d)具有疊加顯示用戶自定義圖層的功能
[0044]e)具有接收外部命令，將屏幕坐標數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為地理位置數(shù)據(jù)的功能；或者將地理位置數(shù)據(jù)(經(jīng)瑋度)轉(zhuǎn)化為屏幕坐標的功能。
[0045]f)具有接收外部命令，進行二維矢量地圖、地形地圖顯示比例尺的縮放和比例尺縮放時地圖要素自動增減功能。
[0046]g)具有接收外部命令、顯示二維矢量背景地圖、地形俯視背景地圖、二維矢量與地形俯視地圖疊加合成的背景地圖功能；支持在地圖背景上實時顯示飛機的位置。
[0047]h)具有接收外部命令，進行俯視地形彩帶的地形告警顯示。
[0048]i)具有接收外部命令，進行地圖漫游顯示的功能。
[0049]j)具有根據(jù)用戶提供的航路點信息繪制航線的功能。
[0050]所述OFP軟件層是飛行操作程序，是指上層應(yīng)用軟件，具有基本飛行參數(shù)信息顯示功能、輔助導(dǎo)航信息顯示功能、發(fā)參信息顯示功能、系統(tǒng)管理信息顯示功能，主要包括:
[0051]a)姿態(tài)顯示；
[0052]b)高度顯示；
[0053]c)空速顯示；
[0054]d)航向顯示；
[0055]e)垂直速度顯示；
[0056]f)側(cè)滑顯示；
[0057]g)時間顯示；
[0058]h)位置顯示；
[0059]i)方位顯示；
[0060]j)航路點顯示；
[0061]k)航線顯示；
[0062]I)飛行計劃顯示；
[0063]m)數(shù)字地圖顯示；
[0064]η)發(fā)動機參數(shù)顯示；
[0065]ο)旋翼轉(zhuǎn)速顯示；
[0066]ρ)滑油和燃油參數(shù)顯示；
[0067]q)電源系統(tǒng)參數(shù)顯示；
[0068]r)無線電設(shè)備頻率、工作模式顯示；
[0069]s) IPDU自檢和故障彳目息顯不；
[0070]t)外部交聯(lián)系統(tǒng)自檢和故障信息顯示
[0071]同時，所述OFP軟件層提供飛行員控制輸入功能，響應(yīng)飛行員控制指令，實現(xiàn)對IDS的控制和交聯(lián)系統(tǒng)的管理控制，主要有:
[0072]a) IPDU亮度對比度調(diào)節(jié)控制功能；
[0073]b) IPDU畫面切換功能；
[0074]c)基本參數(shù)設(shè)置功能；
[0075]d)無線電設(shè)備參數(shù)設(shè)置功能；
[0076]e)無線電設(shè)備工作模式控制功能；
[0077]f) IPDU自檢控制功能；
[0078]g)外部交聯(lián)系統(tǒng)自檢控制功能；
[0079]h)航路點、航線、飛行計劃編輯功能。
[0080]所述中間層軟件(MLS)