통합 모듈식 항전학

Integrated modular avionics

통합 모듈형 항전(IMA)은 실시간 컴퓨터 네트워크 공중 시스템이다. 이 네트워크는 서로 다른 중요도 수준의 수많은 애플리케이션을 지원할 수 있는 다수의 컴퓨팅 모듈로 구성된다.

전통적인 연합 아키텍처와는 반대로, IMA 개념은 공통 하드웨어 모듈들의 조립체 전체에 걸쳐 이식 가능한 애플리케이션 소프트웨어와 통합 아키텍처를 제안한다. IMA 아키텍처는 기본 운영 체제에 여러 가지 요구사항을 부과한다.[1]

역사

IMA 개념은 4세대 제트 전투기의 항전 설계에서 비롯되었다고 생각된다. 그것은 90년대 초부터 F-22와 F-35 같은 전투기나 다쏘 라팔 같은 전투기에서 사용되고 있다. 이때 표준화 작업이 진행 중이었으나(ASAAC 또는 STANAG 4626 참조), 최종 문서는 그때 발행되지 않았다.[2]

이 개념의 최초 용도는 1990년대 말에 비즈니스 제트기와 지역 제트기에 대한 개발 중이었고 2000년대 초에 비행하는 것이 목격되었지만 아직 표준화되지는 않았다.[3][failed verification]

그 후 이 개념은 표준화되었고 2000년대 말에 상업용 에어라이너 아레나(에어버스 A380, 당시 보잉 787)로 옮겨졌다.[2][failed verification]

건축

IMA 모듈화는 항전 소프트웨어의 개발 프로세스를 단순화한다.

  • 모듈 네트워크의 구조가 통일됨에 따라 공통 API를 사용하여 하드웨어와 네트워크 자원에 접근하는 것이 의무화 되어 하드웨어와 소프트웨어 통합이 간소화된다.
  • IMA 개념은 또한 애플리케이션 개발자들이 애플리케이션 계층에 초점을 맞출 수 있도록 하여 하위 레벨 소프트웨어 계층의 장애 위험을 줄인다.
  • 모듈들은 종종 하드웨어와 하위 레벨의 소프트웨어 아키텍처의 광범위한 부분을 공유하기 때문에, 모듈의 유지보수는 이전의 특정 아키텍처보다 더 쉽다.
  • 예비 모듈에서 응용 프로그램을 지원하는 기본 모듈이 작동 중에 결함이 감지되면 응용 프로그램을 재구성할 수 있어 항전 기능의 전체적인 가용성이 향상된다.

모듈 사이의 통신은 내부 고속 컴퓨터 버스를 사용할 수도 있고, ARINC 429 또는 ARINC 664 (7부)와 같은 외부 네트워크를 공유할 수도 있다.

그러나 시스템에 많은 복잡성이 추가되는데, 따라서 중요도 수준이 다른 애플리케이션은 CPU 및 네트워크 일정, 메모리, 입력 및 출력 등과 같은 하드웨어 및 소프트웨어 리소스를 공유하기 때문에 새로운 설계와 검증 접근법이 필요하다. 파티셔닝은 일반적으로 혼합 중요도 애플리케이션을 분리하여 검증 프로세스를 용이하게 하기 위해 사용된다.

ARINC 650 및 ARINC 651은 IMA 아키텍처에 사용되는 범용 하드웨어 및 소프트웨어 표준을 제공한다. 그러나 IMA 네트워크에 관련된 API의 일부는 다음과 같이 표준화되었다.

인증 고려사항

RTCA DO-178C와 RTCA DO-254는 현재 비행 인증의 기초를 형성하고 있으며, DO-297은 통합 모듈형 항전기에 대한 구체적인 지침을 제공하고 있다. ARINC 653은 전체 통합 모듈형 항전기의 각 소프트웨어 빌딩 블록(파티션이라고 함)을 공급자에 의해 독립적으로 테스트, 검증 및 인증(특정 조치까지)할 수 있는 프레임워크를 제공함으로써 기여한다.[4]

FAA CAST-32A 포지션 페이퍼는 멀티코어 시스템 인증을 위한 정보(공식 지침은 아님)를 제공하지만, 멀티코어로 IMA를 구체적으로 다루지는 않는다. VanderLeest와 Matthews의 연구 논문은 다중 코어를 위한 IMA 원칙의 구현을 다루고 있다."[5]

IMA 아키텍처의 예

IMA 아키텍처를 사용하는 항공기 항전술의 예:

참고 항목

참조

  1. ^ "ASSC - Evaluation of RTOS Systems" (PDF). assconline.co.uk. March 1997. Archived from the original (PDF) on 2011-09-04. Retrieved 2008-07-27.
  2. ^ a b c d "Integrated Modular Avionics: Less is More". Aviation Today. 2007-02-01. Some believe the IMA concept originated in the United States with the new F-22 and F-35 fighters and then migrated to the commercial jetliner arena. Others say the modular avionics concept, with less integration, has been used in business jets and regional airliners since the late 1980s or early 90s
  3. ^ "Technical hurdles delay Primus Epic program". ainonline.com. 2003-08-01. Archived from the original on 2010-07-16. Retrieved 2008-09-27. When Honeywell started the development program no one had ever certified an MAU. There were no regulations or TSO standards to follow and so Honeywell had to start from square one, working with the FAA and JAA to set the standards for what an MAU would be.
  4. ^ René L. C. Eveleens (2 November 2006). "Integrated Modular Avionics - Development Guidance and Certification Considerations" (PDF). National Aerospace Laboratory. Archived from the original (PDF) on 2012-06-03. Retrieved 2011-06-25. Biggest challenge within this area is that modular avionics is a composition of building blocks, preferably supplied by different companies in the supply chain. Each supplier is supposed to bring its part to a certain level of qualification, and after this a system integrator can use these “pre-qualified” part in the overall certification process.
  5. ^ VanderLeest, Steven H.; Matthews, David C. (2021). Incremental Assurance of Multicore Integrated Modular Avionics (IMA). 2021 IEEE/AIAA 40th Digital Avionics Systems Conference (DASC). IEEE. doi:10.1109/DASC52595.2021.9594404. ISBN 978-1-6654-3420-1. Retrieved 2022-01-06.
  6. ^ "Avionics for the A380: new and highly functional ! Dynamic flightdeck presentation at Paris Air Show". Thales Group. 2003-06-17. Archived from the original on 2008-05-03. Retrieved 2008-02-09. Integrated Modular Avionics (IMA), based on standardised modules that can be shared by several functions. The IMA concept is very scalable, and delivers significant improvements in reliability, maintainability, size and weight.
  7. ^ "Common Core System (CCS)". GE Aviation Systems. Retrieved 2008-02-09. GE has developed a compute platform running an ARINC 653 partitioned operating environment with an Avionics Full Duplex Switched Ethernet (AFDX) network backbone. The CCS provides shared system platform resources to host airplane functional systems such as Avionics, Environmental Control, Electrical, Mechanical, Hydraulic, Auxiliary Power Unit, Cabin Services, Flight Controls, Health Management, Fuel, Payloads, and Propulsion.
  8. ^ "Dassault Falcon EASY Flight Deck". Honeywell. July 2005. Retrieved 2008-02-09. The heart of the EASy platform is two, dual-channel, cabinet-based modular avionics units (MAUs). Highly rationalized, the MAU integrates functional cards for several applications into a single module. Each functional card performs multiple tasks previously requiring dedicated computer processors.
  9. ^ "Thales wins major Rafale through-life support contract from SIMMAD". Thales Group. Archived from the original on 2008-05-03. Retrieved 2008-02-09.
  10. ^ "RAFALE". Dassault Aviation. 2005-06-12. Archived from the original on 2007-12-04. Retrieved 2008-02-09. The core of the enhanced capabilities of the RAFALE lies in a new Modular Data Processing Unit (MDPU). It is composed of up to 18 flight line-replaceable modules, each with a processing power 50 times higher than that of the 2084 XRI type computer fitted on the early versions of Mirage 2000-5.

IMA 출판물 & 백서

기타 외부 링크