专利名称：多接口的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于综合模块化航电(integrated modular avionics, IMA)体系结构的线性可更换单元(line replaceable unit, LRU),和包括LRU的IMA体系结构，以及包括LRU或者IMA体系结构的飞机。
背景技术：
现代飞机典型地包括连接至航电网络的大量传感器、受动器(例如致动器)等，航电网络在航电舱中具有一个或多个中央处理器。传感器、受动器等典型地集中在安装有系统的飞机中的特定位置。为了减少布线因而减少重量，远程数据集中器(RDC)可以用来将若干传感器、受动器等经由数据总线连接至中央处理器。RDC以及航电舱单元是航电体系结构中共同找到的LRU的例子。为了降低设计和制造成本，以及为了改善操作效率，LRU可以是标准化的。例如，特定飞机上的RDC可以具有共用硬件，而不管它们所连接的传感器、受动器等，因此公知为共用远程数据集中器(cRDC)。cRDC可以包括可配置的软件。LRU的标准化使得能够保持更少部件的存货，使得有缺陷的LRU在例行的维修任务期间能够容易替换，从而改善操作效率。航电体系结构内的每个线路可以带有线路标示，线路隔离规则典型地应用于体系结构设计。线路标示例如可以是飞机侧和/或“重要性”程度。线路典型地在飞机的任一侦仪侧I或侧2)成束，使得单侧故障不会影响另一侧。重要性是航电体系结构内的关键性和可靠性的度量。线路隔离规则可例如要求隔离飞机任一侧的线路和/或具有不同重要性的线路。线路隔离规则可以要求隔离直至且包括将线路连接至LRU的连接器。尽管在航电体系结构内提供共用LRU提供了上述若干优势，但是特定线路标示的线路数量在飞机上可能会变化。这与线路隔离规则一起使得，在不向LRU提供比在多数位置所连接的线路更大数量的接口硬件的情况下，难以引入共用的LRU设计。未使用的接口硬件具有关联的部件成本、空间和重量危害，这是不希望的，因为会降低操作效率，例如增加燃料燃烧。在通常设计的LRU中用于减少未使用的硬件的量的一个现存方案是要求在连接器和LRU之间的集成面板。集成面板带有短长度的混合线路束以便增加多数LRU接口硬件处于使用中的情况的数量。该方案通常用在航电舱LRU上。但是，集成面板带来重量和空间危害。另一现存的方案是提供共用设计的LRU，其具有数量减少的硬件接口，并且在可用硬件接口的数量不足的特定位置增加LRU的数量，而不是在这些高密集使用位置处提供定制设计的单元。重复LRU带来重量和空间危害。
发明内容
本发明的第一方案提供了用于综合模块化航电体系结构的线性可更换单元(LRU)7LRU包括至少一个输入/输出接口和多个连接器，其中，每个连接器包括至少一个引脚，每个连接器适于连接至单个隔离的线路束，并且其中，一个接口的硬件在LRU内电连接到至少两个连接器中每个连接器的一个或更多个引脚。本发明的优势在于，接口硬件选择性地在多个连接器上可用。该类型接口称为“多接口”。以此方式，在每当一个接口硬件连接至不同连接器的一个引脚或者多个引脚的情况下，接口硬件的数量减少了一。如果第一连接器的可用引脚未能用于特定线路标示，因为该连接器的其他引脚已经分配了不同线路标示、但正确线路标示的第二连接器的引脚还是可用的并且连接至相同接口硬件，那么使用第二连接器的引脚能够连接硬件。每个LRU中的接口硬件的数量因此能够更匹配需求，在哪个线路标示能够使用连接至多个连接器的一个或更多个引脚的接口硬件方面具有更大灵活性。本发明还通过在需要的地方减少混合线路的数量而简化了治理。每个引脚可以电连接到LRU内的至多一个接口硬件。至少一些连接器可以包括多个引脚。增加每个连接器的引脚的数量会增加能够连接至LRU的具有给定线路标示的线路的数量。一个接口硬件可以电连接到一个连接器的多个引脚。在该例子中，接口是所谓的多引脚接口。一个接口硬件可以电连接到至少两个连接器中每个连接器的多个引脚。在该例子中，多引脚接口在多个连接器上选择性地可用以形成多引脚多接口。LRU可以包括多个输入/输出接口，每个输入/输出接口电连接到至少一个引脚。增加每个LRU的I/O接口的数量将增加能够连接至LRU的设备的数量。LRU例如可以是远程数据集中器(RDC)或者航电舱单元。根据本发明的进一步方案，提供了包括根据本发明的至少一个LRU的综合模块化航电(IMA)体系结构。所述或每个LRU的各个连接器可以连接至至多一个隔离的线路束，并且线路隔离可以保持直至且包括连接器。该布置可以用来满足应用至航电体系结构设计的线路隔离规则。至少一个LRU可以具有多个连接器，每个连接器连接至相同线路束。在给定体系结构内，可行的是，特定线路标示可以是占主导地位的，而其他线路标示较少共用。占主导地位的线路标示因此可以在多个连接器中找到，而较少共用的线路标示可以在特定LRU的仅一个连接器中找到，或者没有连接器中能找到。IMA体系结构可以包括多个LRU，每个LRU具有相同硬件。贯穿整个或者大部分航电体系结构提供共用LRU设计能够提供明显的设计、制造和服务成本节约。两个LRU的对应连接器可以连接至不相似隔离的线路束，或者仅连接器之一可以连接至线路束。可替换地，两个LRU的对应连接器可以连接至相似线路束。每个线路可以是根据飞机侧和/或重要性来标示，重要性选自以下组，包括(但不限于):重要、敏感、非重要和非重要敏感。根据本发明的进一步方案，提供了包括根据本发明的LRU或者IMA体系结构的飞机。
现在将结合附图描述本发明的实施例，其中:图1示意图示了安装在飞机中的航电体系结构，示出了连接至多个传感器/受动器的RDC中的一个；图2示意图示了现有技术的RDC，其中每个I/O接口包括电连接到仅一个连接器的引脚的硬件；图3示意图示了根据第一实施例的RDC，其中一个I/O接口包括电连接到两个不同的连接器的引脚的硬件；图4示意图示了根据第二实施例的简化RDC，具有单个I/O接口，单个I/O接口包括连接至两个不同连接器的相应引脚的硬件；图5示意图示了一部分航电体系结构，具有五个共用的根据第二实施例的RDC，示出了与两个不同线路束的各种连接可能；图6示意图示了根据第三实施例的简化RDC，具有单个I/O接口，单个I/O接口包括连接至三个不同连接器的相应引脚的硬件；图7示意图示了根据第四实施例的简化RDC，具有单个I/O接口，单个I/O接口包括连接至两个不同连接器的多个相应引脚的硬件；以及图8图示了具有八个连接器的示范RDC的连接器面，每个连接器具有至少一个引脚。
具体实施例方式图1示意图示了飞机I的平面图，具有机身2、机翼3、4以及综合模块化航电体系结构5。航电体系结构5包括航电舱7中的内核处理器6，内核处理器6包括多个线性可更换单元(LRU)。内核处理器6连接至围绕飞机I布置在各位置的多个共用远程数据集中器(cRDC)8。cRDC8也是LRU的例子。cRDC8的位置和分组取决于需要连接在航电体系结构5中的各种传感器、受动器等的位置。cRDC8经由数据总线9连接至内核处理器6。为了清晰，仅示出了一个cRDC8 (位于左机身侧、机翼盒的前方)，连接至各种传感器、受动器10等。第一线路束11具有线路标示“1M”，指的是飞机的一侧、“重要”线路。第一线路束11将cRDC8连接至具有相同线路标示“1M”的传感器、受动器10等。第二线路束12具有标示“11M”，指的是飞机的一侧、“非重要”线路。第二线路束12将cRDC8连接至具有相同线路标示“11M”的传感器、受动器10等。图1示出的所有cRDC8通过根据飞机的侧(即侧I或者侧2)以及它们的重要性程度来标示的线路类似地连接至飞机上的各种传感器、受动器，重要性程度是体系结构的每个部分的关键性和可靠性的度量。线路可以如下标示:“重要”(M)、“敏感”(S)、“非重要”(1M)和“非重要敏感”(1S)，前缀“ I ”或者“2”使用建立的命名规则指代侧一或侧二。线路隔离规则典型地施加至航电体系结构设计以减少不同标示线路之间故障感染的可能性，使得航电体系结构能够抵抗体系结构中的任何故障。这样，航电体系结构设计规则要求:不相似线路被隔离直至且包括cRDC8上的物理连接器。图2图示了现有技术的RDC800，在该例子中其具有三个连接器801a、801b、801c。RDC800包括八个输入/输出(I/O)接口 803。每个接口 803包括电连接到连接器801a_801c中的一个的单个引脚805的接口硬件804。在该例子中，连接器801a和801b具有三个引脚805，连接器801c具有两个引脚805。连接器801的两个引脚805通过以IM标示的线路110连接至相应传感器/受动器100。连接器801c的两个引脚805也通过以IM标示的线路110连接至相应的传感器/受动器100。在该特定RDC800的航电体系结构内的位置，还需要经由以IlM标示的线路120连接至传感器/受动器100。虽然连接器801a具有剩余的第三引脚805，但是在线路隔离规则中不允许将以IlM标示的线路120连接至连接器801a的剩余的引脚805，这是因为该连接器801a已经具有连接至以IM标示的线路110的两个引脚805。因此，不能使用虚线内示出的接口硬件804’。在将连接器801b的引脚805连接至任何标示的线路之前，连接器801b的任何引脚能够接受任何线路标示。因此，以IlM标示的线路120可以连接至连接器801b的引脚805之一。连接器801b于是变得标示为IlM线路，因此现在仅相同的IlM标示的线路能够连接至连接器801b的其他两个剩余引脚805。因为特定线路标示的线路的数量在飞机四周显著变化，所以很难设计在每个RDC位置能够使用的共用RDC (cRDC)，而不会在每个连接的cRDC内存在大量未使用的接口硬件。当考虑到对于特定飞机类型在单独的RDC内有数百个未使用的接口硬件时，未使用的接口硬件对于飞机整体来说带来显著的重量危害。图3示意图示了根据本发明第一实施例的RDC。图3中所示的RDC80具有与上述RDC800相同数量的连接器81和相同数量的引脚85。但是，I/O接口 83的数量已经从八个减少至七个，使得在RDC80内仅存在七组硬件84。与引脚85的连接与上述参考图2描述的相同之处在于，连接器81具有连接至以IM标示的线路11的两个引脚85，连接器81b具有连接至以IlM标示的线路的一个引脚85，连接器81c具有连接至以IM标示的线路11的两个引脚85。线路11、12连接至各种传感器、受动器10等。图3的RDC80和图2的RDC800之间仅有的区别在于，接口之一包括电连接到连接器81a的引脚85、以及还电连接到连接器81b的引脚85的硬件84’(以虚线指示)。因此RDC80包括一个“多接口”，这意味着单接口硬件84’电连接到至少两个不同连接器81a、81b中的每个连接器的一个或更多个引脚。该多接口的好处是，硬件84’能够选择性地用在IM线路标示或者IlM线路标示上，这取决于是否连接了连接器81a的引脚85或连接器81b的引脚85。连接器81a的剩余引脚85不能够用于以IlM标示的线路，因为连接器81的其他两个引脚85已经连接至不同的标示IM的线路。如能够看见的，与现有技术的RDC800相比，通过引入多接口，已经减少了 RDC80内的接口硬件84的数量，而没有损失与RDC80进行的可用连接的数量。因此，相比于RDC800，RDC80的重量减少。图4示意图示了根据第二实施例的简化RDC。RDC810包括两个连接器811a和811b。RDC810具有两个接口 813，其中的一个接口是多接口。单接口硬件814电连接到连接器811a的引脚815。多接口硬件814’电连接到连接器811a的引脚815，还电连接到连接器811b的引脚815。图5图示了第二实施例的RDC810如何能够用作航电体系结构内的共用RDC(cRDC)。每个cRDC810具有相同硬件。五个cRDC810在图5中标记为(a) - (e)。在下文中，图4中所示的两个连接器811a和811b将分别称为“第一”和“第二”连接器。CRDC810 Ca)具有连接至以IM标示的线路束11的第一连接器。因为在任何情况下不可能连接多接口的多于一个的引脚，因此cRDC810 Ca)的第二连接器是未连接的。cRDC810 (b)具有连接至以IlM标示的线路束12的第一连接器，同样，第二连接器是未连接的。比较cRDC810 (a)和810 (b)示出了第一连接器如何可以选择性地用来连接至IM线路标示或者IIM线路标示,这取决于cRDC在体系结构内的位置。虽然示出的单接口(其还使用第一连接器)未连接在cRDC810 (a)和810 (b)上，但是应该理解的是，该单接口可以连接至相同标示的线路(分别为IM或者11M)，作为已经使用第一连接器的多接口。图8中已经圈出了 cRDC810(c)，因为其是示出的五个CRDC810中唯——个使用第二连接器的cRDC。如能够看见的，第一连接器具有线路标示1M，因为单接口的引脚连接至具有线路标示IM的线路束11。因此，多接口硬件814’不能够使用第一连接器连接至具有线路标示IlM的的线路束12。相反，多接口硬件814’经由第二连接器的引脚连接至具有线路标不IIM的线路束12。cRDC810 (d)具有与cRDC810 (a)相同的连接布置，cRDC810 (e)未连接至线路IM或者线路IlM(当然，其可以连接至其他线路标示)。如能够看见的，甚至具有多接口的cRDC的高度简化例子在连接上是非常灵活的，能够连接至不同线路标示的线路。图6图示了根据第四实施例的RDC。RDC820具有三个连接器821a、821b和821c和单个I/O接口 823。接口 823包括电连接到三个连接器821a-821c中每个连接器的引脚825的多接口硬件824’。比较图5的RDC820和图4的RDC810可见，本发明的多接口并不限于连接至仅两个连接器，而是能够适于连接至三个(或更多个)连接器。增加与相同接口硬件所连接的不同连接器上的引脚的数量将潜在地增加能够访问该接口硬件的不同线路标示的数量，因而进一步增加了 cRDC设计的灵活性。但是，空闲引脚的数量也减少了，因此对空间要求有对应的妥协。图7图示了根据第四实施例的RDC。RDC830包括多引脚多接口 833。多引脚接口包括电连接到相同连接器的多个引脚的硬件。图7所示的布置图示了多引脚接口如何能够连接至多个不同连接器的相应引脚以便提供多引脚多接口。如图7所示，多引脚多接口 833包括电连接到连接器831a的四个引脚835中的每个引脚、以及连接至连接器831b的四个引脚835的对应组的接口硬件834’。以该方式，连接器831a和831b能够具有不同线路标示，能够通过选择性地布线不同线路标示的线路连接到多引脚多接口 833。图8图示了具有标记为841a_841h的八个连接器的示范RDC的连接器面86。如能够看见的，连接器841a-841h中的每个具有设计成对于各种线路标示提供所需数量的引脚连接的引脚布置，使得在整个飞机中可以使用具有连接器面86的共用RDC。八个连接器841a-841h中每个的引脚布置可以是不同的。虽然在上述例子中，已经使用RDC示出了本发明的多接口如何能够应用于LRU中，但是应该理解的是，本发明还例如能够应用于其他LRU，诸如航电舱单元。当飞机内潜在存在大量的相同单元时，在RDC内使用多接口的好处是尤其有利的。虽然参考一个或多个优选实施例已经描述了本发明，但是应该理解的是，可以进行各种改变或者修改，这并不超出由附随权利要求限定的本发明的范围。
权利要求
1.一种用于综合模块化航电体系结构的线性可更换单元(LRU)，LRU包括至少一个输入/输出接口和多个连接器，其中，每个连接器包括至少一个引脚，每个连接器适于连接至单个隔离的线路束，并且其中，一个接口的硬件在LRU内电连接到至少两个连接器中每个连接器的一个或更多个引脚。
2.根据权利要求1所述的LRU，其中，每个引脚电连接到LRU内的至多一个接口硬件。
3.根据权利要求1或2所述的LRU，其中，至少一些连接器包括多个引脚。
4.根据权利要求3所述的LRU，其中，一个接口硬件电连接到一个连接器的多个引脚。
5.根据权利要求4所述的LRU，其中，一个接口硬件电连接到至少两个连接器中每个连接器的多个引脚。
6.根据前述任一权利要求所述的LRU,包括多个输入/输出接口，每个输入/输出接口电连接到至少一个引脚。
7.根据前述任一权利要求所述的LRU，LRU是远程数据集中器(RDC)或者航电舱单元。
8.一种综合模块化航电(IMA)体系结构，包括至少一个根据前述任一权利要求所述的LRU。
9.根据权利要求8所述的IMA体系结构，其中，所述或每个LRU的各个连接器连接至至多一个隔离的线路束，线路隔离保持直至且包括连接器。
10.根据权利要求8或9所述的IMA体系结构，其中，至少一个LRU具有多个连接器，每个连接器连接至相同线路束。
11.根据权利要求8至10中任一项所述的IMA体系结构，包括多个LRU，每个LRU具有相同的硬件。
12.根据权利要求11所述的IMA体系结构，其中，LRU中的两个LRU的对应连接器连接至不相似隔离的线路束，或者仅连接器之一连接至线路束。
13.根据权利要求8至12中任一项所述的IMA体系结构，其中，每个线路根据飞机侧和/或重要性来标示，重要性选自以下组:重要、敏感、非重要和非重要敏感。
14.一种飞机，包括权利要求1至7中任一项所述的LRU体系结构或者权利要求8至13中任一项所述的IMA体系结构。
全文摘要
一种用于综合模块化航电(IMA)体系结构的线性可更换单元(LRU)，LRU包括至少一个输入/输出接口和多个连接器，其中，每个连接器包括至少一个引脚，每个连接器适于连接至单个隔离的线路束，并且其中，一个接口的硬件在LRU内电连接到至少两个连接器中每个连接器的一个或更多个引脚。而且，IMA体系结构包括LRU，飞机包括LRU或者IMA体系结构。
文档编号H05K7/14GK103119802SQ201180045275
公开日2013年5月22日 申请日期2011年9月8日 优先权日2010年9月21日
发明者蒂莫西·托德, 托尔斯滕·尼切 申请人:空中客车营运有限公司, 空中客车德国运营有限责任公司