ЦИФРОВОЕ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНО-ПРЕОБРАЗУЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО КОМПЛЕКСОВ УПРАВЛЕНИЯ, ИНДИКАЦИИ И НАВИГАЦИИ САМОЛЕТА Российский патент 2006 года по МПК B64C13/00 B64D45/00 G01C23/00 

Изобретение относится к области авиационного приборостроения, а именно к бортовым цифровым вычислительно-преобразующим устройствам, обеспечивающим проведение вычислительных процессов и взаимосвязи управляющих и информационных систем и датчиков со средствами отображения и хранения информации о параметрах состояния самолета, его агрегатов и систем.

В наиболее близком аналоге, приведенном в книге Л.Н.Пеструхина и П.В.Нестерова "Цифровые вычислительные машины", Москва, Высшая школа, 1981 г. (стр.30, стр.474, стр.478), представлена структура вычислительно-преобразующего устройства, включающего подключенные к информационно-вычислительной магистрали центральный процессор, периферийные процессоры, контроллеры устройств ввода-вывода. Количество информации, передаваемой по информационно-вычислительной магистрали, ограничивает необходимое множество подключаемых устройств ввода-вывода, особенно при подключении индикационных устройств, работающих в едином натуральном времени с текущими процессорами и требующих приема и передачи больших информационных массивов, включающих текущую картографическую информацию, измеряемую, например, телевизионными или радиолокационными датчиками, совмещаемую с аэронавигационными картами и данными естественных полей Земли, в том числе полей рельефа местности.

Техническим результатом изобретения является расширение функциональных возможностей вычислительно-преобразующего устройства в части информационной взаимосвязи с взаимодействующим бортовым оборудованием через устройства ввода-вывода.

Достигается указанный результат тем, что цифровое вычислительно-преобразующее устройство, содержащее бортовой канал информационного обмена, к которому подключены первые входы-выходы модуля центрального процессора и модулей периферийных процессоров, одни входы-выходы модуля контроллера энергонезависимой памяти, модулей контроллеров ввода-вывода центрального процессора и модулей контроллеров ввода-вывода периферийных процессоров, вход-выход модуля энергонезависимой памяти, основную информационно-вычислительную магистраль, к которой подключены вторые входы-выходы модуля центрального процессора и модулей периферийных процессоров, дополнительно снабжено подключенной к третьему входу-выходу центрального процессора локальной информационно-вычислительной магистралью центрального процессора, подключенными к третьим входам выходам модулей периферийных процессоров локальными информационно-вычислительными магистралями периферийных процессоров, модулем внешней и внутренней синхронизации, один и другой входы-выходы которого подключены соответственно к бортовому каналу информационного обмена и к основной информационно-вычислительной магистрали, при этом другой вход-выход модуля контроллера энергонезависимой памяти подключен к локальным информационно-вычислительным магистралям центрального и периферийных процессоров, другие входы-выходы модулей контроллеров ввода-вывода центрального процессора подключены к локальной информационно-вычислительной магистрали центрального процессора, другие входы-выходы модулей контроллеров ввода-вывода периферийных процессоров подключены к локальным информационно-вычислительным магистралям периферийных процессоров.

На чертеже представлена блок-схема цифрового вычислительно-преобразующего устройства (ЦВПУ), содержащего:

1 - модуль центрального процессора МЦП, 2 - модуль внешней и внутренней синхронизации МВВС, 3 - модули периферийных процессоров МПП, 4 - основная информационно-вычислительная магистраль ОИВМ, 5 - локальная информационно-вычислительная магистраль центрального процессора ЛИВМЦ, 6 - локальные информационно-вычислительные магистрали периферийных процессоров ЛИВМП, 7 - модули контроллеров ввода-вывода центрального процессора, 8 - модуль контроллера энергонезависимой памяти МКЭНП, 9 - модули контроллеров ввода-вывода периферийных процессоров МКВВП, 10 - модуль энергонезависимой памяти, 11 - бортовой канал информационного обмена БКИО, 12 - взаимодействующее оборудование ВЗДО.

ВЗДО 12 (в состав заявляемого устройства не входит) является комплексом бортового и наземного оборудования, включающего бортовые информационные и управляющие (пилотажные, прицельные, навигационные) системы и датчики параметров состояния самолета и его агрегатов, средства связи, средства контроля, записи, воспроизведения и отображения, сформированных в данном вычислительно-преобразующем устройстве кадров обобщенной информации, а также средства наземного контроля, проверки и отладки при приемосдаточных испытаниях и проведении периодических и регламентных проверок.

Взаимодействие ВЗДО 12 с узлами данного ЦВПУ осуществляется по БКИО 1, включающего нестандартные и стандартные связи типа ГОСТ 18977-79, ГОСТ 26765.52-87, ГОСТ Р50832-95, AS4074, STANAG 3350, RS-232C, RS-422, RS-423, RS-449, RS-485.

МЭНП 10 является устройством хранения (в том числе при отключенном электропитании) и передачи больших массивов долговременных данных - аэронавигационные карты, массивы рельефа местности и других естественных полей Земли, данные сетей маршрутов полетов на театре действий самолета, снабженного данным ЦВПУ.

Взаимодействие МЭПН 10 с ВЗДО 12 и МКЭНП 8 осуществляется по БКИО 11. МЭНП 10 (или его часть) могут входить в состав ВЗДО 12.

ОИВМ 4 и вновь введенные ЛИВМЦ 5 и ЛИВМП 6 выполнены на внутрисистемных интерфейсах информационного обмена типа PCI, VME.

МВВС 2 обеспечивает внешнюю синхронизацию сигналов, поступающих от ВЗДО 12, МЭНП 10 и внутреннюю синхронизацию процессов в МЦП 1, МПП 3 взаимосоединенных вторыми входами-выходами по ОИВМ 4. МЦП 1 и МПП 3 являются стандартными процессорами универсального типа, выполняющего арифметические и логические операции, при этом объединение по вторым входам-выходам МЦП 1 и МПП 3 через ОИВМ 4 образует мультипроцессорную систему, решающую общесистемные задачи верхнего уровня и при необходимости функциональные комплексные задачи (пилотажно-навигационные, пилотажно-прицельные, оптимальная обработка информации), при этом первые входы-выходы МЦП 1 и МПП 3 используются для технологических отладок и связей с ВЗДО 12 по интерфейсам типа RS-232C, RS-422, RS-423, RS-449, RS-485. К третьему входу-выходу МЦП 1 подключена ЛИВМЦ 5, к которой подключены другие входы-выходы МКВВЦ 7 и МКЭНП 8. К третьим входам-выходам МПП 3 подключены ЛИВМП 6, к которым подключены МКЭНП 8 и МКВВП 9. Количество МПП 3, ЛИВМП 6, МКВВЦ 7, МКВВП 9 определяется взаимосвязями с ВЗДО 12.

МКВВЦ 7, МКВВП 9, МКЭНП 8 являются стандартными программируемыми контроллерами, работающими по заданной программе, при этом МЦП 1 и МПП 3 обеспечивают вышеупомянутые программируемые контроллеры только управляющей информацией, детализируемой контроллерами и обеспечивающей по первым входам-выходам МКВВЦ 7 и МКВВП 9 передачу данных по БКИО 11 в необходимое количество приемных устройств в ВЗДО 12 и соответственно синхронный прием и преобразование данных, полученных из МЭНП 10 и от датчиков ВЗДО 12 и далее передача с других входов-выходов МКВВЦ 7, МКЭНП 8, МКВВП 9 по ЛИВМЦ 5 и ЛИВМП 6 на третьи входы МЦП 1 и МПП 3 для формирования информационных массивов в мультипроцессорной системе, образуемой МЦП 1, МПП 3 по взаимосвязи через вторые входы-выходы по ОИВМ 4.

Таким образом, на примере технической реализации показано достижение технического результата - расширение функциональных возможностей ЦВПУ в части информационной взаимосвязи с взаимодействующим оборудованием.

Изобретение относится к области авиационного приборостроения, а именно к бортовым цифровым вычислительно-преобразующим устройствам, обеспечивающим проведение вычислительных процессов и взаимосвязи управляющих и информационных систем и датчиков со средствами отображения и хранения информации о параметрах состояния самолета, его агрегатов и систем. Взаимодействующее оборудование по бортовому каналу информационного обмена взаимосвязано с модулем энергонезависимой памяти, с модулем контроллера энергонезависимой памяти, с модулями контроллеров ввода-вывода центрального процессора и периферийных процессоров, с модулями центрального процессора и периферийных процессоров, взаимосоединенных между собой по основной информационно-вычислительной магистрали. Введение в состав устройства модуля внешней и внутренней синхронизации и дополнительных локальных информацинно-вычислительных магистралей центрального и периферийных процессоров значительно повышает производительность устройства в части информационного взаимообмена в едином натуральном времени с взаимодействующим оборудованием через модуль контроллера энергонезависимой памяти и модули контроллеров ввода-вывода центрального и периферийных процессоров. В результате соответственно расширяются функциональные возможности комплексов управления, индикации и навигации и эффективность применения снабженных ими самолетов. 1 ил.

Цифровое вычислительно-преобразующее устройство комплексов управления, индикации и навигации самолета, включающее бортовой канал информационного обмена, к которому подключены первые входы-выходы модуля центрального процессора и модулей периферийных процессоров, одни входы-выходы модуля контроллера энергонезависимой памяти, модулей контроллеров ввода-вывода центрального процессора и модулей контроллеров ввода-вывода периферийных процессоров, вход-выход модуля энергонезависимой памяти, основную информационно-вычислительную магистраль, к которой подключены вторые входы-выходы модуля центрального процессора и модулей периферийных процессоров, отличающееся тем, что в него дополнительно введены подключенная к другим входам-выходам модуля контроллера энергонезависимой памяти и модулей контроллеров ввода-вывода центрального процессора и к третьему входу-выходу модуля центрального процессора локальная информационно-вычислительная магистраль центрального процессора, подключенные к другим входам-выходам модуля контроллера энергонезависимой памяти и модулей контроллеров ввода-вывода периферийных процессоров и к третьим входам-выходам модулей периферийных процессоров локальные информационно-вычислительные магистрали периферийных процессоров, модуль внешней и внутренней синхронизации, один и другой входы-выходы которого подключены соответственно к бортовому каналу информационного обмена и к основной информационно-вычислительной магистрали.