24解析数据帧，以识 别到达端口（PoA)和A429 8位标签，并且将每个提供给DLT 26,其确定该字是否将要存储 在CVT 56 (和/或任何循环缓冲器54)中以及A429出口端口 66的哪些将要接收该字的副 本。PMS 30将参数消息描述符提供给PMC 31功能，以构成以太网或A664p7消息。
[0105] 不是多字消息的组成部分的A429字也能够存储在CVT 56中。在这种情况下，每个 字随其LSB为216微秒的32位时间标签来存储。在这个示例中，PMC 31功能可获取A429 字连同CVT 56中的其它参数一起来构成以太网或A664p7帧。
[0106] ARINC 664第7部分序列号同步 还设想本文所述的数据通信网络16可提供跨多个ADS 18的A664p7序列号同步。在 许多航空电子平台中，驻留在不同ADS 18实例上的PMC 31功能同步地分布具有相同内容 的A664p7数据帧会是有利的。这相当于双端系统LRU的虚拟化，但是其中两个虚拟端系统 驻留在不同服务器和电路板上。这个A664p7序列号同步可使用消息交换协议来实现，其中 消息交换协议检验时间同步已经实现，提供ADS 18之间的消息（其包含所有EflowID的序 列号的值），并且提供指示在所指定的将来时间阀值时、例如当序列号的差异变得过大时序 列号重置为零的消息。
[0107] 处理器阵列 ADS 18还可提供一个或多个处理器78或者分布式处理器阵列78。如所示，各处理器 78包括其自己的虚拟入口和虚拟出口端口 72,其连接到交换功能，并且表现为例如以太网 端口。处理器78可使用单个执行线程或者多个执行线程来操作，以用于执行供应那个处理 器78的消息的计算。对所供应消息执行的功能通过消息的报头中的信息来驱动。处理器 阵列配置成服务于作为集中虚拟RIU(VRIU)的ADS 18。例如，VRIU能够执行从原始传感器 数据的工程单位转换，计算所得出的参数，和/或通过处理原始数据来构成远程应用的定 制消息。定制消息的调度使系统等待时间为最小，并且实现分布式处理的同步。
[0108] 可适用处理器78的一个示例可包括具有专门设计用于航空电子系统的关键任务 应用的10/100以太网接口的单芯片微处理器。可适用处理器78的另一个示例可以是通用 微处理器。另外，微处理器可支持双锁步CPU，其中具有其高速缓存和内部存储器（其包括 用于非易失性存储的内部FLASH存储器）中的ECC。上述处理器78可用来实现ADS 18的 可缩放处理架构。还设想这类处理器78可与上述PMS 30和PMC 31功能结合用来提供实 际上能够分解为串行或并行处理线程的集合的任何应用的优化并行处理。
[0109] 如本文所述，在将描述符发送给PMC 31时，PMS 30可采集、格式化和分布消息，以 构成消息。消息的PMS 30调度如何能够用来同步传感器处理器的操作的示例如下：运行于 处理器78的线程将仅在接收调用它的定制消息时激活。运行于处理器78的线程的输出可 以是参数消息，其可由虚拟入口端口 46在公共入口接口 22来接收，由入口端口调度器24 来调度，并且存储在CVT 56中。此外，PMS 30可通过基于经处理的参数消息（如上所述） 采集、格式化消息并且将其分布到另一个处理器78供处理，经过处理器78第二次进行迭 代。这个过程可重复进行，直到取得预期最终结果。因此，通用处理器的处理能力可协作地 流水线化，以形成优化的分布式多处理系统。如果各线程具有已知最大执行或处理时间，则 PMS 30和PMC 31功能还可在可用或必要时优化处理器78的利用。
[0110] 另一个详述示例还可示出三个参数消息的数据流。例如，PMS 30从CVT 56采集第 一组参数，并且构成第一处理器的第一消息。PMS 30还可采集第二组参数，并且构成第二处 理器的第二消息。第一和第二处理器并行地运行其不同消息触发程序，并且经过入口数据 通路，将经处理的结果写入CVT 56中。PMS 30随后可从第一和第二经处理的结果来构成第 三消息，并且将用于附加处理的第三消息提供给第一、第二或第三处理器，依此类推。另外， 在这个示例中，虽然第一和第二处理器并发地处理第一和第二消息，但是PMS 30可构成两 个附加参数消息、例如第四和第五消息，供在第一和第二处理器中处理。这个处理能够严格 地流水线化，使得处理器78能够以极少空闲时间进行并行执行。
[0111] 给定处理器78运行哪一个任务（或线程）的选择通过它从PMS 30接收的消息的 报头来确定，以及由那个任务所处理的数据包含在消息的主体中。不需要基于来自定时器 节拍的中断的任务切换，因为能够因 PMS 30消息的生成遵守严格时间计划表而有效地实 现基于定时器节拍的中断机制，如上所述。因此，可通过使来自PMS 30的消息能够中断处 理器，来模仿定时器节拍。可通过使各处理器78保持状态并且在消息驱动中断之后恢复 其操作的专用RAM的可用性，来进一步促进将这个PMS消息中断驱动处理映射到处理器78 上。对于其中给定处理线程在任务切换或事件驱动中断必须发生之前无法运行完成的中断 驱动处理，这个中断驱动处理能力会是有用的。如果实现消息驱动中断，则还可以有可能使 因某个异步事件而从外部源、例如RIU 20到达的消息完全绕过CVT 56,并且经过ADS 18的 交换功能（经由例如循环缓冲器54其中之一）直接发送给所选处理器78。
[0112] 互配 互配可设计成执行如不同入口或出口物理接口 44、68所确定的从一种协议到另一种 协议的转换。一个关键互配功能是虚拟端系统（VES) 82,其用作例如连接到ADS 18的任何 LRU的A664p7接口，从而使它们支持到ADS 18的简单以太网接口，并且使用例如巨型以太 网帧来将COM端口数据传输到VES 82。VES 82可支持多个遗留、当前和/或将来逻辑格式 和协议。
[0113] 本文所公开的实施例为航空电子数据通信网络的航空电子数据服务器提供协调 操作。在上述实施例中可实现的一个优点在于，上述实施例与飞机数据的有效集合、及时处 理、准确调度以及将那个数据分布到协调服务器、系统、用户单元和显示器配合操作。另外， 上述实施例提供分布式处理器之间的同步处理，同时仅要求数据服务器被时间同步。由于 上述航空电子数据服务器的有效操作，因未协调网络利用引起的过度网络和计算带宽的低 效可最小化，从而产生增加的带宽效率和更低的功率要求。此外，由于增加的效率和更低的 功率要求，因较低热分布而可设计较小电路封装，从而产生优良空间和尺寸优点。当设计飞 机组件时，要解决的重要因素是尺寸、功率要求和可靠性。降低的尺寸、功率要求和可靠性 与飞行期间的竞争优点相关。
[0114] 上述实施例的另一个优点在于，通过以适当速率改写数据以使得例如送往慢出口 端口的帧没有被快速出口端口的快速到达帧改写，通过出口端口速率所分隔的CDS中的多 个循环缓冲器的利用允许增加的数据效率。这个利用允许数据帧在被改写之前被消耗的最 高概率。另外，循环缓冲器的利用消除对确定跟踪自由或未使用存储器块的方法的需要。最 早数据始终使用循环缓冲器来改写，从而提供快速且不复杂的操作。
[0115] 上述实施例的又一优点在于，上述实施例明显限制或消除对当前或遗留端系统和 交换机、例如A664p7系统的需要。另外，上述实施例提供跨多个服务器或存储装置的数据 的镜像，从而在故障的情况下提供冗余措施。上述实施例的又一优点在于，所述网络通过允 许多个处理器或者多个服务器执行相同计算（其可相互进行比较），来提供处理任务的冗 余检验。
[0116] 在上述实施例的又一优点中，基于规则的调度器基于一个或多个充溢程度指示符 来提供服务数据和出口端口的仲裁，从而允许服务优先级被建立。服务优先级允许出口调 度功能的自适应但决定性的操作，而无需浪费未利用服务计划表。
[0117] 在尚未描述的方面，各个实施例的不同特征和结构可根据需要相互结合使用。一 个特征可能没有在所有实施例中示出并不是要被理解为它可以不存在，而是为了描述的简 洁而这样做。因此，不同实施例的各种特征可根据需要相混合和匹配，以形成新实施例，无 论是否明确描述新实施例。由本公开涵盖本文所述特征的全部组合或置换。
[0118] 本书面描述使用示例来公开本发明，其中包括最佳模式，以及还使本领域的技术 人员能够实施本发明，包括制作和使用任何装置或系统并且执行任何结合的方法。本发明 的专利范围由权利要求书来定义，并且可包括本领域的技术人员想到的其它示例。如果这 类其它示例具有与权利要求书的文字语言完全相同的结构元件，或者如果它们包括具有与 权利要求书的文字语言的非实质差异的等效结构元件，则它们意在落入权利要求书的范围 之内。
[0119] 附图标记说明
【主权项】
1. 一种用于飞机的数据通信网络，具有提供数据的多个远程输入单元（Riu)以及基 于用于所述飞机的操作的所述数据的至少一部分来消耗消息的用户单元，所述数据通信网 络包括： 中央服务器（⑶S)，异步连接到所述RIU ; 当前值表（CVT)，在所述CDS中提供，并且存储所述数据的当前版本；以及 消息调度器，从所述CVT来形成消息，并且将所述消息发送给所述消息的至少对应用 户单元。
2. 如权利要求1所述的数据通信网络，其中，所述消息具有预定消息格式和定制消息 格式中的至少一个。
3. 如权利要求2所述的数据通信网络，还包括能够形成所述预定消息格式或者所述 定制消息格式中的至少一个的虚拟端系统、消息构造器或者处理器中的至少一个。
4. 如权利要求3所述的数据通信网络，其中，所述处理器包括分布式处理器阵列。
5. 如权利要求3所述的数据通信网络，其中，所述处理器能够通过处理所述数据来形 成消息。
6. 如权利要求1所述的数据通信网络，其中，所述网络能够经由以太网、IEEE 802.3、 ARINC 664第7部分、CAN总线、ARINC 429或ARINC 661中的至少一个来与所述RIU或者 所述用户单元中的至少一个进行接口。
7. 如权利要求1所述的数据通信网络，其中，所述CDS还包括存储器。
8. 如权利要求7所述的数据通信网络，其中，所述存储器包括固态存储器。
9. 如权利要求7所述的数据通信网络，其中，所述存储器包括至少一个循环缓冲器。
10. 如权利要求9所述的数据通信网络，其中，所述消息存储在至少一个循环缓冲器 中。
【专利摘要】本发明题为用于飞机的数据通信网络。提供一种具有提供数据的多个远程输入单元、用于存储数据的数据服务器以及消耗数据的用户单元的数据通信网络。该数据通信网络控制和管理从远程输入始发的数据的接收、采取适合于用户单元的形式的数据的处理以及经处理的数据到用户单元的分布。
【IPC分类】H04L12-28
【公开号】CN104579863
【申请号】CN201410530106
【发明人】P.博布雷克
【申请人】通用电气航空系统有限责任公司
【公开日】2015年4月29日
【申请日】2014年10月10日
【公告号】CA2867216A1, US20150106473