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轉(zhuǎn)自 | 高端裝備發(fā)展研究中心

航空電子系統(tǒng)（Avionics System）是指確保飛機(jī)完成指定任務(wù)所需要的各種電子設(shè)備的總稱。目前，航電系統(tǒng)已經(jīng)成為飛行器的重要組成部分，一個最基本的航空電子系統(tǒng)由通信、導(dǎo)航和顯示管理等多個系統(tǒng)構(gòu)成。目前航電系統(tǒng)占飛機(jī)總成本的30%以上。

隨著航空領(lǐng)域技術(shù)的不斷發(fā)展，綜合模塊化航空電子（Integrated Modular Avionics，IMA）系統(tǒng)架構(gòu)成為航空電子系統(tǒng)發(fā)展的主要趨勢。IMA使用高性能計算平臺，將在單個處理器上或者在用通信系統(tǒng)連接分布的多個處理器上駐留多個應(yīng)用軟件，進(jìn)而建立一個全互聯(lián)和模塊化的航空電子系統(tǒng)架構(gòu)。目前全球主流民航客機(jī)都采用了IMA系統(tǒng)，其中歐盟框架計劃對IMA的研發(fā)及應(yīng)用起到了至關(guān)重要的作用。

航空電子發(fā)展歷程（圖片來源Thales）

第一代集成模塊化航空電子設(shè)備（IMA-1G）的發(fā)展

第一代集成模塊化航空電子設(shè)備（IMA-1G）主要通過歐洲資助的PAMELA，NEVADA和VICTORIA研究項目推出。這些項目使航電系統(tǒng)由從前的Federated架構(gòu)及其定制電子產(chǎn)品向綜合化、分布式架構(gòu)邁出了革命性的一步。

由Federated架構(gòu)到IMA架構(gòu)（圖片來源Thales）

IMA-1G是向完整IMA概念演進(jìn)的第一步，主要特點是取代了各個單獨的設(shè)備，減少了通用處理模塊，并且共享必要了的電源和通信鏈路，主要在A380和A400M上應(yīng)用。

典型的Federated架構(gòu)（A340飛行控制系統(tǒng)架構(gòu)）與IMA-1G架構(gòu)（圖片來源Onera）

IMA-1G技術(shù)使A380客機(jī)航電系統(tǒng)的處理單元數(shù)量降到以前的一半，并且通過顯著減輕重量和節(jié)省維護(hù)成本，使得航空公司運營成本預(yù)計將降低15％至20％。

歐盟框架計劃中IMA-1G到IMA-2G技術(shù)研發(fā)的發(fā)展

SCARLETT項目

隨后在在歐盟第七框架下，Thales聯(lián)合三十余家業(yè)內(nèi)企業(yè)發(fā)起了SCARLETT項目，即可擴(kuò)展和可重新配置的電子平臺和工具項目（Scalable and reconfigurable electronics platforms and tools）。該項目致力于為機(jī)載電子領(lǐng)域定義一種新的集成電子架構(gòu)解決方案，即分布式模塊化電子設(shè)備（DME）。

SCARLETT的主要目標(biāo)是：

★ 提供可擴(kuò)展的解決方案

★ 定義最小模塊集

★ 增加支持的功能數(shù)量

★ 制定新標(biāo)準(zhǔn)以支持第二代IMA

★ 提供相關(guān)的流程和工具集

★ 展示容錯和重新配置

IMA-2G項目規(guī)劃路線

ASHLEY項目

2012年SCARLETT項目結(jié)束后，Thales在該項目基礎(chǔ)上繼續(xù)進(jìn)行ASHLEY項目第二代IMA技術(shù)的研發(fā)。（項目起名字的愣是把《亂世佳人》中的SCARLETT和ASHLEY給拼了出來。。。滿滿的惡趣味?。?/span>

ASHLEY項目（2013-2017）旨在通過對以下領(lǐng)域的創(chuàng)新來充分利用DME的潛力：

•將DME概念和解決方案擴(kuò)展到其他飛機(jī)領(lǐng)域，尤其是飛機(jī)信息系統(tǒng)和座艙系統(tǒng)中

•將DME通用遠(yuǎn)程I/O管理資源擴(kuò)展到其他關(guān)鍵系統(tǒng)中

•實現(xiàn)多域安全數(shù)據(jù)分發(fā)服務(wù)，簡化飛機(jī)數(shù)據(jù)分發(fā)流程

•開發(fā)面向高效系統(tǒng)設(shè)計人員的IMA2G工具框架解決方案

•開發(fā)一代數(shù)字智能執(zhí)行器和傳感器

根據(jù)技術(shù)需要，ASHLEY項目下分為以下幾個子項目：

★ 需求定義，認(rèn)證與標(biāo)準(zhǔn)化

★ DME工具和框架

★ DME平臺技術(shù)和資源開發(fā)

★ 航空電子功能開發(fā)

★ DME平臺的大規(guī)模驗證

ASHLEY項目的主要任務(wù)

根據(jù)ASHLEY項目的任務(wù)總結(jié)，目前大部分的技術(shù)驗證的技術(shù)成熟度在TRL 4左右，未來還將針對不同的子技術(shù)進(jìn)行更深一步的研發(fā)和驗證。

下圖為ASHLEY項目的主要參與機(jī)構(gòu)及涉及的項目任務(wù)。

主要資料來源：

● TTTech Computertechnik AG. Evolution of Integrated Modular Architectures: Cross-Industry Perspective

● Thales avionic: IMA2G Issues and challenges; ASHLEY at a glance; An introduction to SCARLETT

● Lucerne University: Power Line Communications for Aviation Applications

● Airbus: A380 Integrated Modular Avionics

● The scope of this document is to consolidate and describe all the dissemination activities

● carried out by partners during the SCARLETT project

● Dassault Aviation: Contribution of Integrated Modular Avionics of Second Generation for Business Aviation

● Onera: New Challenges for Future Avionic Architectures; Preliminary Design of Future Reconfigurable IMA Platforms