एकीकृत मॉड्यूलर एवियोनिक्स
इंटीग्रेटेड मॉड्यूलर वैमानिकी (आईएमए) रीयल-टाइम कंप्यूटिंग कम्प्यूटर नेट्वर्किंग एवियोनिक्स हैं। इस नेटवर्क में कई कंप्यूटिंग मॉड्यूल हैं जो अलग-अलग जीवन-महत्वपूर्ण सिस्टम के कई अनुप्रयोगों का समर्थन करने में सक्षम हैं।
पारंपरिक संघबद्ध आर्किटेक्चर के विरोध में, आईएमए अवधारणा सामान्य हार्डवेयर मॉड्यूल की असेंबली में पोर्टेबल एप्लिकेशन सॉफ़्टवेयर के साथ एक एकीकृत आर्किटेक्चर का प्रस्ताव करती है। एक आईएमए आर्किटेक्चर अंतर्निहित ऑपरेटिंग सिस्टम पर कई आवश्यकताएं लगाता है।[1]
इतिहास
ऐसा माना जाता है कि आईएमए अवधारणा की उत्पत्ति चौथी पीढ़ी के जेट लड़ाकू विमानों के एवियोनिक्स डिज़ाइन से हुई है। यह 90 के दशक की प्रारंभ से लॉकहीड मार्टिन एफ-22 रैप्टर या F-22 और लॉकहीड मार्टिन F-35 लाइटनिंग II या F-35, या डसॉल्ट राफेल जैसे लड़ाकू विमानों में उपयोग में रहा है। इस समय मानकीकरण के प्रयास चल रहे थे (एएसएएसी या एसटीएएनएजी4626 देखें), किंतु तब कोई अंतिम दस्तावेज जारी नहीं किए गए थे।[2]
आर्किटेक्चर
आईएमए प्रतिरूपकता एवियोनिक्स सॉफ्टवेयर की विकास प्रक्रिया को सरल बनाती है:
- चूंकि मॉड्यूल नेटवर्क की संरचना एकीकृत है, इसलिए हार्डवेयर और नेटवर्क संसाधनों तक पहुंचने के लिए एक सामान्य एपीआई का उपयोग करना अनिवार्य है, जिससे हार्डवेयर और सॉफ्टवेयर एकीकरण सरल हो जाता है।
- आईएमए अवधारणा एप्लिकेशन डेवलपर्स को निचले स्तर की सॉफ़्टवेयर परतों में दोषों के कठिन परिस्थिति को कम करने के लिए एप्लिकेशन परत पर ध्यान केंद्रित करने की भी अनुमति देती है।
- चूंकि मॉड्यूल अधिकांशतः अपने हार्डवेयर और निचले स्तर के सॉफ़्टवेयर आर्किटेक्चर का एक व्यापक भाग साझा करते हैं, मॉड्यूल का रखरखाव पिछले विशिष्ट आर्किटेक्चर की तुलना में सरल होता है।
- एप्लिकेशन सॉफ़्टवेयर को स्पेयर मॉड्यूल पर फिर से कॉन्फ़िगर किया जा सकता है यदि उनका समर्थन करने वाला प्राथमिक मॉड्यूल संचालन के समय दोषपूर्ण पाया जाता है, जिससे एवियोनिक्स कार्यों की समग्र उपलब्धता बढ़ जाती है।
मॉड्यूल के बीच संचार एक आंतरिक उच्च गति कंप्यूटर बस का उपयोग कर सकता है, या एआरआईएनसी 429 या एआरआईएनसी 664 (भाग 7) जैसे बाहरी नेटवर्क को साझा कर सकता है।
चूँकि सिस्टम में बहुत जटिलता जोड़ी जाती है, जिसके लिए उपन्यास डिज़ाइन और सत्यापन दृष्टिकोण की आवश्यकता होती है क्योंकि विभिन्न महत्वपूर्ण स्तरों वाले एप्लिकेशन हार्डवेयर और सॉफ़्टवेयर संसाधन जैसे सी पी यू और नेटवर्क शेड्यूल, मेमोरी, इनपुट और आउटपुट साझा करते हैं। विभाजन का उपयोग सामान्यतः मिश्रित आलोचनात्मक अनुप्रयोगों को अलग करने में सहायता करने के लिए किया जाता है और इस प्रकार सत्यापन प्रक्रिया को सरल बनाता है।
एआरआईएनसी 650 और एआरआईएनसी 651 आईएमए आर्किटेक्चर में उपयोग किए जाने वाले सामान्य प्रयोजन के हार्डवेयर और सॉफ़्टवेयर मानक प्रदान करते हैं। चूँकि, आईएमए नेटवर्क में सम्मिलित एपीआई के कुछ भागो को मानकीकृत किया गया है, जैसे:
- एआरआईएनसी 653 सॉफ्टवेयर एवियोनिक्स मेमोरी मैनेजमेंट (ऑपरेटिंग सिस्टम) के लिए या अंतर्निहित रीयल-टाइम ऑपरेटिंग सिस्टम के लिए या विभाजित आवंटन बाधाएं रीयल-टाइम ऑपरेटिंग सिस्टम (आरटीओएस), और संबंधित एप्लिकेशन प्रोग्रामिंग इंटरफ़ेस है
प्रमाणन विचार
आरटीसीए डीओ-178सी और आरटीसीए डीओ-254 आज उड़ान प्रमाणन के लिए आधार बनाते हैं, जबकि डीओ-297 एकीकृत मॉड्यूलर एवियोनिक्स के लिए विशिष्ट मार्गदर्शन प्रदान करता है। एआरआईएनसी 653 एक ऐसा रूपरेखा प्रदान करके योगदान देता है जो समग्र एकीकृत मॉड्यूलर एवियोनिक्स के प्रत्येक सॉफ़्टवेयर बिल्डिंग ब्लॉक (जिसे विभाजन कहा जाता है) को उसके आपूर्तिकर्ता द्वारा स्वतंत्र रूप से (एक निश्चित माप तक) परीक्षण, मान्य और योग्यता प्राप्त करने में सक्षम बनाता है।[3]
एफएए कास्ट-32ए पोजिशन पेपर मल्टीकोर सिस्टम के प्रमाणन के लिए जानकारी (आधिकारिक मार्गदर्शन नहीं) प्रदान करता है, किंतु विशेष रूप से मल्टीकोर के साथ आईएमए को संबोधित नहीं करता है। वेंडरलीस्ट और मैथ्यू का एक शोध पत्र मल्टीकोर के लिए आईएमए सिद्धांतों के कार्यान्वयन को संबोधित करता है[4]
आईएमए आर्किटेक्चर के उदाहरण
आईएमए आर्किटेक्चर का उपयोग करने वाले विमान एवियोनिक्स के उदाहरण:
- एयरबस ए220: रॉकवेल कॉलिन्स प्रो लाइन फ्यूजन
- एयरबस ए350
- एयरबस ए380[2][5]
- एयरबस ए400एएम
- एटीआर 42
- एटीआर 72
- बीएई हॉक (बीएई हॉक या हॉक 128 (हॉक टी2))
- बोइंग 777: हनीवेल एयरोस्पेस से विमान सूचना प्रबंधन सिस्टम एविओनिक्स सम्मिलित है
- बोइंग 777एक्स : इसमें जीई एविएशन का कॉमन कोर सिस्टम सम्मिलित होगा
- बोइंग 787: जीई एविएशन सिस्टम्स (पूर्व में स्मिथस एयरोस्पेस) आईएमए आर्किटेक्चर को कॉमन कोर सिस्टम कहा जाता है [2][6]
- बॉम्बार्डियर ग्लोबल 5000/6000: रॉकवेल कॉलिन्स प्रो लाइन फ्यूजन
- कॉमैक सी919
- डसॉल्ट एविएशन डसॉल्ट फाल्कन 900, डसॉल्ट फाल्कन 2000, और डसॉल्ट फाल्कन 7एक्स: हनीवेल के आईएमए आर्किटेक्चर को एमएयू (मॉड्यूलर एविओनिक्स यूनिट्स) कहा जाता है, और समग्र प्लेटफॉर्म को संवर्धित वैमानिकी सिस्टम कहा जाता है।[7]
- एफ-22 रैप्टर
- गल्फस्ट्रीम जी280: रॉकवेल कॉलिन्स प्रो लाइन फ्यूजन
- गल्फस्ट्रीम जी400, जी500, जी600, जी700, जी800, डेटा कंसन्ट्रेशन नेटवर्क (डीसीएन)[8]
- राफेल: थेल्स समूह आईएमए आर्किटेक्चर को एमडीपीयू (मॉड्यूलर डाटा प्रोसेसिंग यूनिट) कहा जाता है। [9][10]
- सुखोई सुपरजेट 100
यह भी देखें
- परिशिष्ट: एवियोनिक्स में परिवर्णी शब्द और संक्षिप्त रूप
- एआरआईएनसी 653: वैमानिकी अनुप्रयोगों के लिए एक मानक अनुप्रयोग प्रोग्रामिंग इंटरफ़ेस
- कॉकपिट डिस्प्ले सिस्टम
- डेफ स्टेन 00-74: आईएमए सिस्टम सॉफ्टवेयर के लिए एएसएएसी मानक
- ओ एस आई मॉडल
- स्टैनाग 4626
संदर्भ
- ↑ "ASSC - Evaluation of RTOS Systems" (PDF). assconline.co.uk. March 1997. Archived from the original (PDF) on 2011-09-04. Retrieved 2008-07-27.
- ↑ 2.0 2.1 2.2 "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
- ↑ 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.
- ↑ VanderLeest, Steven H.; Matthews, David C. (2021). Incremental Assurance of Multicore Integrated Modular Avionics (IMA). doi:10.1109/DASC52595.2021.9594404. ISBN 978-1-6654-3420-1. S2CID 244139752. Retrieved 2022-01-06.
{{cite book}}:|periodical=ignored (help) - ↑ "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.
- ↑ "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.
- ↑ "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.
- ↑ "GE provides avionics and power systems for the new Gulfstream G400 and Gulfstream G800 | GE Aviation". www.geaviation.com. Retrieved 2022-07-17.
- ↑ "Thales wins major Rafale through-life support contract from SIMMAD". Thales Group. Archived from the original on 2008-05-03. Retrieved 2008-02-09.
- ↑ "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.
आईएमए प्रकाशन और श्वेतपत्र
- फ़ेडरेटेड एविओनिक्स आर्किटेक्चर से एकीकृत मॉड्यूलर एवियोनिक्स में संक्रमण, क्रिस्टोफर बी. वाटकिंस, रैंडी वाल्टर, 26वां डिजिटल एवियोनिक्स सिस्टम्स सम्मेलन (DASC) , डलास, टेक्सास, अक्टूबर 2007।
- एकीकृत मॉड्यूलर एवियोनिक्स में खुले मानकों को आगे बढ़ाना: एक उद्योग विश्लेषण, जस्टिन लिटलफ़ील्ड-लॉविल, रामनाथन विश्वनाथन, 26वां डिजिटल वैमानिकी सिस्टम सम्मेलन ( DASC), डलास, टेक्सास, अक्टूबर 2007।
- सैन्य परिवहन विमान के लिए सिविल इंटीग्रेटेड मॉड्यूलर आर्किटेक्चर का अनुप्रयोग, आर. रेमेकर, डब्ल्यू. क्रुग, डब्ल्यू. फेबस, 26वां डिजिटल वैमानिकी सिस्टम सम्मेलन (DASC), डलास, टेक्सास, अक्टूबर 2007।
- इंटीग्रेटिंग मॉड्यूलर एवियोनिक्स: ए न्यू रोल इमर्ज, रिचर्ड गार्साइड, जो एफ. पिगेटी, 26वां डिजिटल एवियोनिक्स सिस्टम्स कॉन्फ्रेंस (DASC), डलास, टेक्सास, अक्टूबर 2007।
- इंटीग्रेटेड मॉड्यूलर एविओनिक्स: मैनेजिंग द एलोकेशन ऑफ़ शेयर्ड इंटरसिस्टम रिसोर्सेस , क्रिस्टोफर बी. वॉटकिंस, 25वां डिजिटल एवियोनिक्स सिस्टम्स कॉन्फ्रेंस (DASC), पोर्टलैंड, ओरेगन, अक्टूबर 2006।
- मॉड्यूलर सत्यापन: आइसोलेशन में इंटीग्रेटेड मॉड्यूलर एवियोनिक्स के एक सबसेट का परीक्षण, क्रिस्टोफर बी. वॉटकिंस, 25वां डिजिटल एवियोनिक्स सिस्टम्स कॉन्फ्रेंस (DASC), पोर्टलैंड , ओरेगन, अक्टूबर 2006।
- इंटीग्रेटेड मॉड्यूलर एविओनिक्स (आईएमए) प्रोजेक्ट्स के साथ प्रमाणन चिंताएं, जे. लुईस, एल. रीयर्सन, 22वां डिजिटल एवियोनिक्स सिस्टम्स कॉन्फ्रेंस (DASC), अक्टूबर 2003।
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