一种交叉互连的IMA核心计算/处理平台制造技术

本发明专利技术提出了一种交叉互连的IMA核心计算/处理平台，包括综合核心处理机、以及与综合核心处理机ICP通信的通信网络系统以及远程数据集中器；所述综合核心处理机ICP是两个；远程数据集中器RDC是两个，分别与综合核心处理机ICP对应连接；综合核心处理机ICP实现整个航电系统的控制与管理、数据计算、信息处理、数据存储、数据通信及数据加卸载服务。本发明专利技术一种交叉互连的IMA核心计算/处理平台，基于统一高速网络的开放式体系架构、软/硬件接口标准设计，可增强LRM模块通用性，并支持不同供应商产品混搭使用，提高安全性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及机载计算机系统领域，尤其涉及一种综合模块化航空电子系统的基于 AFDX网络的、开放式交叉互连的IMA平台体系结构。
技术介绍
随着机载计算机、通信网络及封装结构技术不断发展，大飞机(运输机、客机等）航 电和任务系统日益庞大复杂，其安全性要求更高：IMA核心计算/处理平台的安全等级要求 不低于B级（即失效率小于1(T7)、机载通信网络安全等级不低于A级(失效率小于1(T9)。受 这一需求的牵引，一种高安全的高速IMA核心计算/处理、通信网络、系统封装及接口技术 得到迅速发展和应用。IMA平台的系统架构、重要构件(设备/模块)及其互连方式，对航电 和任务系统的整体系统结构、性能及安全性将产生重大影响，是系统设计的关键技术。目前 IMA平台多采用一种非交叉互连的体系结构或非开放式体系结构，这种系统架构设计存在 潜在的单点故障、共模故障及共因故障的安全隐患(如即当1组资源失效，1个设计缺陷或1 个共模故障发生时，将导致整个航电系统功能丧失)，因此新一代飞机设计迫切需要一种交 叉互连的、开放式IMA平台体系结构，以增强系统健壮性，同时提高系统故障容错能力、可 靠性及可用性。
技术实现思路
为了解决
技术介绍
中所存在的技术问题，本专利技术提出了一种交叉互连的IMA核心 计算/处理平台，基于统一高速网络的开放式体系架构、软/硬件接口标准设计，可增强LRM 模块通用性，并支持不同供应商产品混搭使用，提高安全性。 本专利技术的技术解决方案是：一种交叉互连的IMA核心计算/处理平台，其特殊之处 在于：包括综合核心处理机、以及与综合核心处理机ICP通信的通信网络系统以及远程数 据集中器；所述综合核心处理机ICP是两个；远程数据集中器RDC是两个，分别与综合核心 处理机ICP对应连接；综合核心处理机ICP实现整个航电系统的控制与管理、数据计算、信 息处理、数据存储、数据通信及数据加卸载服务。 上述通信网络系统包括交换机、终端系统ES以及电传输介质；采用符合ARINC664 标准的双余度AFDX网络设计，实现IMA系统内部各功能模块之间、航空设备或子系统之间 的互连通信。 综合核心处理机ICP定义5种功能模块和2种PMC背板，5种功能模块即通用处 理模块CPM、图形处理模块GPM、大容量存储器模块MMM、网络交换模块NSM、电源模块PSM; 2 种PMC背板即海量存储器子板MEM、图形驱动子板GEM;图形处理模块GPM采用CPM+GEM子 板形式；大容量存储器模块MMM采用CPM+MEM子板形式。 远程数据集中器RDC，采用传感器/作动器/驾驶舱就近安装形式，实现系统中慢 速总线、模拟量接口、离散量接口信号/数据采集、预处理、数据转发及系统接口管理功能。 上述交换机是两个，分别组装在2台物理位置上完全独立的综合核心处理机ICP 上，当其中1台交换机失效时，整个系统功能安全，且不降级；将终端系统分别嵌入到综合 核心处理机ICP内部各功能模块中，并提供双余度的AFDX网络接口。 交叉互连的网络拓扑结构是ICP中每个功能模块，分别交叉连接到本地ICP交换 机和备份ICP中的余度交换机，提供交叉连接2台交换机的双余度通信结构。 本专利技术的优点是： 1)统一高速网络的开放式体系架构、软/硬件接口标准设计，可增强LRM模块通用 性，并支持不同供应商产品混搭使用，提高安全性； 2)采用交叉互连的星形网络拓扑结构、双余度冗余及分布式隔离组装技术设计， 可消除非交叉互连架构潜在的安全隐患（如单点故障、共模故障、共因故障)，增强系结健壮 性，提高其安全性及系统容错能力； 3)采用深度模块综合化、高密度组装、IMA系统封装及接口技术设计，实现了单模 块功能综合化设计，使系统综合化程度高度，并极大减少系统的体积、重量及功耗； 4)通过可配置的模块化设计，使系统具有灵活的扩展性和维护性，并可通过功能 模块的灵活配置来满足不同规模系统或平台的需求。【附图说明】 图1是本专利技术的系统结构示意图；【具体实施方式】 参加图1,本专利技术开发一种基于双余度AFDX网络的、开放式交叉互连的IMA平台体 系架构，该系统主要由综合核心处理机（ICP)、高速网络设备（网络交换机、终端系统ES)、 远程数据集中器（RDC)组成，其实施方式如下： 1.IMA平台系统架构设计：IMA平台主要由2台ICP、2台RDC、2x2网络交换机及 多个嵌入式ES组成。采用"ICP+高速网络+RDC"架构形式设计，其中ICP作为IMA平台系 统控制及管理的核心，实现整个航电系统的控制与管理、数据计算、信息处理、数据存储、数 据通信及数据加卸载服务；高速网络作为系统的"神经中枢"，采用符合ARINC664标准的双 余度AFDX网络设计，实现IMA系统内部各功能模块之间、航空设备或子系统之间的互连通 信；RDC作为一种复杂的多接口单元，采用传感器/作动器/驾驶舱就近安装形式，实现系 统中慢速总线（如429总线、1553B总线等)、模拟量接口、离散量接口信号/数据采集、预处 理、数据转发(慢速信号-高速网络、高速网络-慢速信号）及系统接口管理功能。 2.交叉互连的AFDX网络设计：IMA平台AFDX通信网络主要由交换机、终端系统 (ES)及电传输介质(专用传输电缆等）组成。首先采用嵌入式模块化结构形式，将不同供 应商2x2交换机模块分别组装在2台物理位置上完全独立ICP中，形成混搭使用的双余度 ICP，当其中1台失效时，整个系统功能安全，且不降级；将智能式端系统ES分别嵌入到ICP 内部各功能模块中，并提供双余度的AFDX网络接口。再通过一种交叉互连的双余度星形网 络拓扑结构，将系统中的所有设备和功能模块连接起来成为一个有机整体，并通过相互间 数据通信实现彼此间的协作，共同完成系统功能和任务。 3.系统核心组件ICP设计：ICP作为IMA系统的综合计算/处理平台，是系统控 制及管理的核心，实现整个航电系统的功能处理、数据计算、数据存储、数据通信及数据加/ 卸载服务。其设计如下： (l)ICP架构设计：采用"集成机架(含互连底板MB)+LRM模块"系统结构形式，定 义5种标准模块和2种PMC背板，即通用处理模块（CPM)、图形处理模块（GPM)大容量存储 器模块MMM)、网络交换模块（NSM)、电源模块（PSM)，以及海量存储器子板(MEM)、图形驱动 子板（GEM)。不同处理平台或不同规模需求的系统设计，可通过不同功能模块的灵活配置来 加以实现。 (2)功能模块设计：采用"深度综合化"概念及"通用处理基板（CPM)+专用功能背 板"结构形式设计，对于专用功能模块(如大容量存储、图形处理模块）可通过配置不同的专 用背板来加以实现。 (3)模块的封装和接口设计，采用模块化航空电子单元(AMU)形式，且符合 ARINC650标准。IMA平台功能模块定义参见表1; 表 1【主权项】1. 一种交叉互连的IMA核心计算/处理平台，其特征在于：包括综合核心处理机、以 及与综合核心处理机ICP通信的通信网络系统以及远程数据集中器；所述综合核心处理机 ICP是两个；远程数据集中器RDC是两个，分别与综合核心处理机ICP对应连接；综合核心 处理机ICP实现整个航电系统的控制与管理、数据计算本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种交叉互连的IMA核心计算/处理平台，其特征在于：包括综合核心处理机、以及与综合核心处理机ICP通信的通信网络系统以及远程数据集中器；所述综合核心处理机ICP是两个；远程数据集中器RDC是两个，分别与综合核心处理机ICP对应连接；综合核心处理机ICP实现整个航电系统的控制与管理、数据计算、信息处理、数据存储、数据通信及数据加卸载服务。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：杨军祥，张亚棣，李成文，杨涛，王纯委，王明，陈国，高杨，沈华，韩嫚莉，韩振国，张锐，刘宇，湛文韬，何立军，
申请(专利权)人：中国航空工业集团公司第六三一研究所，
类型：发明
国别省市：陕西;61