一种用于航电设备综合显示控制的软件平台制造技术

本发明专利技术公开了一种用于航电设备综合显示控制的软件平台，其加载速度快，图形绘制和资源渲染效率高，能够实现实时、高效的人机交互及资源管理。该软件平台包括：驱动层、逻辑层、以及用户层；其中，驱动层包括板级支持包BSP、数据接口和图形接口；板级支持包具有主板硬件和实时操作系统，用于与外部设备交互数据；逻辑层包括业务逻辑处理单元、数据处理单元和图形绘制引擎；数据处理单元与数据接口连接，用于将数据进行融合处理后发送给业务逻辑处理单元；图形绘制引擎与图形接口连接，用于绘图并发送业务逻辑处理单元；业务逻辑处理单元根据预设的业务规则提取数据中的消息和事件，并与图形进行组合处理；用户层包括人机交互界面。

A software platform for integrated display and control of Avionics

【技术实现步骤摘要】
一种用于航电设备综合显示控制的软件平台
本专利技术涉及航电设备综合显示控制
，尤其涉及一种用于航电设备综合显示控制的软件平台。
技术介绍
现代飞机上通常使用统一处理器对飞机上各种航空电子设备的信息进行统一处理，将功能相同或相近的设备组合在一个组件内，在显示器上综合显示相关的参数，并在各航空电子设备之间通过机载数据总线来传送有关信息，从而使整个飞机上所有航空电子设备的性能达到更高的水平，这样的系统称为综合航电系统。综合航电系统中包括功能众多的各种设备，例如数据接口单元DIU、大气数据系统ADC、组合导航系统INS/GNSS、综合无线电系统CNS、平视显示单元HUD、以及座舱监视系统等，这些设备所需显示数据和对应控制操作各异。综合航电系统中的综合显示控制单元，作为航电系统中的主要人机交互设备，集成了大气航姿显示子系统、引擎燃油显示子、无线电导航子系统、无线电通信管理子系统、飞行计划和导航子系统、警告和故障显示子系统、电子飞行检查子系统和合成视觉子系统等。在不同的飞行程序、任务和导航阶段，需要对不同的子系统进行操作和组合显示。在各种机载航电设备的复杂度越来越高，所需要处理的数据量越来越大的情况下，现有综合显示控制单元中的软件平台进行完成3D导航地图显示以及视觉合成等任务时，不仅计算速度较慢延迟过大，且功耗过高，稳定性和安全性较低。
技术实现思路
本专利技术的目的之一至少在于，针对如何克服上述现有技术存在的问题，提供一种用于航电设备综合显示控制的软件平台，其加载速度快，图形绘制和资源渲染效率高，能够实现实时、高效的人机交互及资源管理，且稳定性高，功耗低，适用于各种通用航空电子系统中机载设备的综合显示控制软件模块的开发，能够缩短开发周期，提高开发效率。为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案包括以下各方面。一种用于航电设备综合显示控制的软件平台，软件平台包括：驱动层、逻辑层、以及用户层；其中，驱动层包括板级支持包BSP、数据接口和图形接口；板级支持包具有主板硬件和实时操作系统，用于与外部设备交互数据；数据接口和图形接口分别与板级支持包连接，分别用于传输数据和图形；逻辑层包括业务逻辑处理单元、数据处理单元和图形绘制引擎；数据处理单元与数据接口连接，用于将数据进行融合处理后发送给业务逻辑处理单元；图形绘制引擎与图形接口连接，用于绘图并发送业务逻辑处理单元；业务逻辑处理单元根据预设的业务规则提取数据中的消息和事件，并与图形进行组合处理；用户层包括人机交互界面，用于显示业务逻辑处理单元的组合处理结果并接收输入的控制指令，实现飞行员与机载设备之间的人机交互。作为优选方案，板级支持包BSP与以太网、RS422总线、按键和旋钮以及显卡连接，以接收和/或发送数据和图形。作为优选方案，逻辑层的业务逻辑处理单元包括初始化与自检模块、飞行仪表指示模块、通讯导航指示模块、机体/引擎信息指示模块、设备状态指示模块、视景合成模块、电子检查单模块、航路规划模块、以及告警与提示模块；其中的每个模块独立从数据处理单元获取相应的数据并进行预设业务的逻辑处理，生成业务逻辑结果数据，并根据飞行状态和飞行阶段，实时组合和更新业务逻辑结果数据。作为优选方案，逻辑层的数据处理单元包括套接字处理模块、RS422数据处理模块、导航数据库处理模块、以及数据管理模块；其中，数据管理模块用于将套接字处理模块、RS422数据处理模块、导航数据库处理模块所产生的各种数据进行融合和分类处理，从根节点开始对套接字处理模块、RS422数据处理模块、导航数据库处理模块所发送的各种数据进行分类，并分别存储为最末端的节点的数据资源。作为优选方案，逻辑层还包括中断信息处理单元和显示模式管理单元；其中，中断信息处理单元根据数据管理模块发送的数据产生数据中断指令，并向业务逻辑处理单元进行分发数据管理模块融合处理之后的数据。作为优选方案，数据管理模块对节点及资源的处理包括：将树形数据资源结构中的节点设置为显示元素，并配置位置、大小、以及状态多个属性参数和操作函数；将每个节点通过绘制函数将显示元素绘制为包括点、线、矩形、曲线的形状图元；通过遍历函数和添加子节点函数来创建其他节点；以及，将每个节点设置为显示子系统。作为优选方案，显示模式管理单元还用于通过中断信息处理单元设置事件处理策略，在图形绘制引擎绘制每一帧画面之前，都对根据断信息处理单元发送的事件中断指令对树形数据资源结构进行遍历，执行数据更新、插入、删除操作，并对业务逻辑处理单元的各模块对应的显示数据资源进行剪裁处理。作为优选方案，对显示数据资源进行剪裁处理包括：首先进行投影瓦片的3D数字化，将平面的瓦片图片，按照墨卡托投影方式将，瓦片图片还原成球瓦片贴图，并通过多个球瓦片贴图生成3D数字地球；通过视椎体中近剪裁面、远剪裁平面以及二者之间上下左右的4个平面组合成的6面剪裁锥体，对3D数字地球的瓦片进行剪裁；并且仅将位于在剪裁锥体内部的瓦片以及与剪裁锥体相交的瓦片送入渲染队列。作为优选方案，图形接口采用OpenGLES2.0的相应API；图形绘制引擎采用OpenGLES2.0作为渲染引擎，用于在显示模式管理单元的控制下根据各业务逻辑结果数据绘制GUI图形界面并进行渲染。作为优选方案，图形绘制引擎在进行3D数字地球渲染时，首先按照4叉树的方式，构造一个完整的3D数字地球球面；根据当前显示需要，确定细分显示的级别；对显示数据资源进行剪裁处理，计算当前显示级别的中心显示区域位置、及瓦片数量；对显示边缘区域，采用低一级别的瓦片；在3D数字地球移动的过程中，当中心区域图片正在细分加载时，采用上一级别瓦片用于临时显示；在3D数字地球缩放的过程中，直接对中心区域的图片予以缩放，动态加载的瓦片，并在异步加载成功后更新。综上，由于采用了上述技术方案，本专利技术至少具有以下有益效果：通过分层逻辑架构来提高对各种机载设备的兼容性；采用OpenGLES2.0的绘图机制，提高了图形绘制的效率；通过对资源树状化，优化了资源的管理，提升了资源的渲染效率；通过引入4叉树对数字地图资源进行分级管理、优化了管理目录，提升渲染效率；通过视椎体剪裁，减少预存的数据量，提高加载速度和渲染速度。附图说明图1是根据本专利技术实施例的用于航电设备综合显示控制的软件平台结构示意图。图2是根据本专利技术实施例的驱动层和逻辑层的结构示意图。图3是根据本专利技术实施例的数据管理模块中树形数据资源结构示意图。图4是根据本专利技术实施例的数据管理模块对节点及资源的处理示意图。图5是根据本专利技术实施例的进行投影瓦片的3D数字化示意图。图6是根据本专利技术实施例的剪裁锥体示意图。图7是根据本专利技术实施例的3D数字地球的瓦片剪裁示意图。具体实施方式下面结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明，以使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于航电设备综合显示控制的软件平台，其特征在于，软件平台包括：驱动层、逻辑层、以及用户层；/n其中，驱动层包括板级支持包BSP、数据接口和图形接口；板级支持包具有主板硬件和实时操作系统，用于与外部设备交互数据；数据接口和图形接口分别与板级支持包连接，分别用于传输数据和图形；/n逻辑层包括业务逻辑处理单元、数据处理单元和图形绘制引擎；数据处理单元与数据接口连接，用于将数据进行融合处理后发送给业务逻辑处理单元；图形绘制引擎与图形接口连接，用于绘图并发送业务逻辑处理单元；业务逻辑处理单元根据预设的业务规则提取数据中的消息和事件，并与图形进行组合处理；/n用户层包括人机交互界面，用于显示业务逻辑处理单元的组合处理结果并接收输入的控制指令，实现飞行员与机载设备之间的人机交互。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于航电设备综合显示控制的软件平台，其特征在于，软件平台包括：驱动层、逻辑层、以及用户层；
其中，驱动层包括板级支持包BSP、数据接口和图形接口；板级支持包具有主板硬件和实时操作系统，用于与外部设备交互数据；数据接口和图形接口分别与板级支持包连接，分别用于传输数据和图形；
逻辑层包括业务逻辑处理单元、数据处理单元和图形绘制引擎；数据处理单元与数据接口连接，用于将数据进行融合处理后发送给业务逻辑处理单元；图形绘制引擎与图形接口连接，用于绘图并发送业务逻辑处理单元；业务逻辑处理单元根据预设的业务规则提取数据中的消息和事件，并与图形进行组合处理；
用户层包括人机交互界面，用于显示业务逻辑处理单元的组合处理结果并接收输入的控制指令，实现飞行员与机载设备之间的人机交互。


2.根据权利要求1的软件平台，其特征在于，板级支持包BSP与以太网、RS422总线、按键和旋钮以及显卡连接，以接收和/或发送数据和图形。


3.根据权利要求1的软件平台，其特征在于，逻辑层的业务逻辑处理单元包括初始化与自检模块、飞行仪表指示模块、通讯导航指示模块、机体/引擎信息指示模块、设备状态指示模块、视景合成模块、电子检查单模块、航路规划模块、以及告警与提示模块；其中的每个模块独立从数据处理单元获取相应的数据并进行预设业务的逻辑处理，生成业务逻辑结果数据，并根据飞行状态和飞行阶段，实时组合和更新业务逻辑结果数据。


4.根据权利要求3的软件平台，其特征在于，逻辑层的数据处理单元包括套接字处理模块、RS422数据处理模块、导航数据库处理模块、以及数据管理模块；其中，数据管理模块用于将套接字处理模块、RS422数据处理模块、导航数据库处理模块所产生的各种数据进行融合和分类处理，从根节点开始对套接字处理模块、RS422数据处理模块、导航数据库处理模块所发送的各种数据进行分类，并分别存储为最末端的节点的数据资源。


5.根据权利要求1的软件平台，其特征在于，逻辑层还包括中断信息处理单元和显示模式管理单元；其中，中断信息处理单元根据数据管理模块发送的数据产生数据中断指令，并向业务逻...

【专利技术属性】
技术研发人员：张松，唐太虎，伍振华，肖永红，杨阳，缪国凯，陈昌明，唐佳，雷继红，
申请(专利权)人：成都赫尔墨斯科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51