Система обработки полетной информации

 

Использование: в области авиационных тренажеров и вычислительной техники. Сущность изобретения: в систему, содержащую регистратор информации, блок перезаписи, бортовую кассету, блок воспроизведения информации, блок имитации контрольных сигналов, устройство воспроизведения и записи, блок графической регистрации и дисплей, дополнительно введены блок обработки информации и блок коммутации и управления, обеспечивающие эффективное использование системы. 3 з. п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к области авиационных тренажеров и вычислительной техники и предназначено для обработки информации бортовых магнитных регистраторов с целью контроля действий экипажа и состояния систем тренажера или летательного аппарата, а также установления причин летных происшествий.

Наиболее близкой к данной является система обработки полетной информации, содержащая управляемый вычислительный комплекс и устройства согласования, сопряжений и графической индикации результатов обработки информации на электрохимической бумаге.

Недостатки этой системы ограниченность объема памяти, быстродействия и невозможность параллельного решения множества информационно-вычислительных задач по определению состояния систем и оборудования летательного аппарата и контроля деятельности экипажа в полете.

Цель изобретения расширение функциональных возможностей системы обработки полетной информации тренажера или летательного аппарата за счет повышения быстродействия вычислителя и параллельно-последовательного способа решения информационно-вычислительных задач по контролю действий экипажа и состояния систем тренажера или летательного аппарата, а также выявления причин летных происшествий в полете.

Для этого в систему, содержащую последовательно соединенные регистратов информации, блок перезаписи и бортовую кассету, взаимосвязанную с блоком воспроизведения информации, а также блок имитации контрольных сигналов, первый выход которого соединен со вторым входом блока перезаписи, блок графической регистрации, устройство воспроизведения и записи и дисплей, дополнительно введены взаимосвязанные между собой блок обработки информации и блок коммутации и управления, второй, третий, четвертый, пятый и шестой входы которого подключены соответственно к выходам устройства воспроизведения и записи, дисплея и вторым выходом блока имитации контрольных сигналов, воспроизведения информации и блока воспроизведения информации. Второй, третий, четвертый и пятый выходы блока коммутации и управления соединены соответственно со вторым входом блока воспроизведения информации и с входами блока графической регистрации, устройства воспроизведения и записи и дисплея.

Блок обработки информации содержит четыре однотипных взаимосвязанных между собой микропроцессоров, причем первые входы микропроцессоров взаимосвязаны с общим входом блока, соединенным со вторым выходом блока коммутации и управления, а их первые выходы с общим выходом блока, соединенным с первым входом блока коммутации и управления. Вторые входы микропроцессоров взаимосвязаны между собой шиной адреса системы, соединенной с общим входом блока. Третий вход первого микропроцессора взаимосвязан со вторыми выходами второго, третьего, четвертого микропроцессоров, а его второй выход с их третьими входами. Четвертые взаимосвязанные входы всех микропроцессоров соединены с выходом схемы сброса через второй выход блока коммутации и управления.

Блок коммутации и управления содержит схему включения режимов блока графической регистрации, схему управления указанным блоком, схему формирования бинарных сигналов, коммутатор записи, коммутатор воспроизведения, схему сброса и схему управления устройством воспроизведения и записи системы. Первый вход блока, соединенный с выходом блока обработки информации, взаимосвязан со входом схемы управления блоком графической регистрации и с первыми входами схемы формирования бинарных сигналов и коммутатора воспроизведения. Второй вход блока, соединенный с выходом устройства воспроизведения и записи, связан со входом схемы управления данным устройством. Третий вход блока, соединенный с выходом дисплея, связан с первым входом коммутатора воспроизведения. Четвертый вход блока, соединенный с первым выходом блока индикации контрольных сигналов, соединен с третьим входом коммутатора записи. Пятый вход блока, соединенный со вторым выходом регистратора, связан с первым выходом коммутатора записи. Шестой вход блока, соединенный со вторым выходом блока воспроизведения, связан со вторыми взаимосвязанными входами коммутаторов воспроизведения, записи и схемы формирования бинарных сигналов. Выход схемы управления блока графической регистрации связан со входом схемы включения режимов данного блока, соединенной своим выходом через третий общий выход блока коммутации и управления со входом блока графической регистрации. Выход схемы формирования бинарных сигналов также связан с третьим общим выходом блока. Выход коммутатора записи связан с первым выходом блока, соединенного со вторым входом блока воспроизведения. Первый выход коммутатора воспроизведения соединен с пятым выходом блока, соединенного со входом дисплея, а второй выход коммутатора совместно с выходом схемы сброса связан со вторым общим выходом блока, соединенного со входом блока обработки информации. Выход схемы управления устройства воспроизведения и записи соединен с четвертым выходом блока, соединенного со входом указанного устройства.

Микропроцессор содержит процессор, постоянное запоминающее устройство, оперативное запоминающее устройство, три входных порта, три выходных порта, шину данных, шину адреса и шину управления. Первый общий вход микропроцессора соединен со вторым общим выходом блока коммутации и управления, соединен с первыми и вторыми входами первого и второго входных портов. Второй вход микропроцессора, соединенный с одноименными входами остальных микропроцессоров, связан с первым входом третьего входного порта, второй вход которого соединен с четвертым входом микропроцессора, соединенного с четвертыми входами остальных микропроцессоров, а третий вход с одноименным входом микропроцессора, соединенного со вторыми выходами остальных микропроцессоров. Первый общий выход микропроцессора соединен с первыми и вторыми выходами первого и второго выходных портов. Второй выход микропроцессора, соединенный с третьими входами остальных микропроцессоров, связан с выходом третьего выходного порта. Первый выход процессора через шину управления взаимосвязан с одноименными входами постоянного и оперативного запоминающих устройств. Второй выход процессора через шину адреса взаимосвязан с одноименными входами указанных запоминающих устройств, а третий вход выход процессора через шину данных взаимосвязан с выходами этих запоминающих устройств.

На фиг. 1 представлена структурная схема системы обработки полетной информации; на фиг. 2 то же, блока обработки информации; на фиг. 3 то же, блока коммутации и управления; на фиг. 4 то же, микропроцессора.

Система обработки полетной информации содержит регистратор 1 информации, блок 2 перезаписи, бортовую кассету 3, блок 4 воспроизведения, блок 5 имитации контрольных сигналов, устройство 6 воспроизведения и записи, блок 7 графической регистрации, дисплей 8, блок 9 обработки информации, блок 10 коммутации и управления. Блок 9 обработки информации содержит четыре микропроцессора 11-14. Блок коммутации и управления содержит схему 15 включения режимов блока графической регистрации, схему 16 управления, схему 17 формирования бинарных сигналов, коммутатор 18 записи, коммутатор 19 воспроизведения, схему 20 сброса и схему 21 управления устройством воспроизведения и записи.

Микропроцессор содержит процессор 22, постоянное запоминающее устройство 23, оперативное запоминающее устройство 24, три входных порта 25-27, три выходных порта 28-30, шину 31 данных, шину 32 адреса и шину 33 управления.

Схема 15 включения режимов включает автоматический или ручной режим протяжки электрохимической бумаги блока 7 графической регистрации по сигналам с выхода блока 9 обработки информации через схему 16 управления. Она может быть выполнена, например, в виде сочетания нажимного тумблера и контактов реле, которые включаются управляющими сигналами с выхода упомянутого блока 9. При отсутствии такого сигнала включение протяжки в блоке 7 осуществляется вручную. Схема 16 управления регулирует скорость протяжки электрохимической бумаги в блоке 7. Она может быть выполнена, например, в виде набора коммутационных элементов (тумблеров, переключателей) и токопроводящих плат, каждая из которых соответствует определенной скорости протяжки. Схема 17 формирования бинарных сигналов обеспечивает преобразование кода номера бинарного сигнала во временной сигнал определенной длительности (например 60 мкс), поступающий на соответствующий вход пера блока 7. Она может быть выполнена в виде дешифраторов со схемой управления на типовых микросхемах.

Коммутатор 18 записи обеспечивает коммутацию на входе блока 10 информации, поступающей со вторых выходов блока 4 воспроизведения или регистратора 1, или с первого выхода блока 5 имитации контрольных сигналов. Он может быть выполнен, например, на базе реле, управляемых переключателей. Коммутатор 19 воспроизведения обеспечивает подключение дисплея 8 через третий вход блока 10 к различным микропроцессорам блока 9. Он может представлять собой, например, реле, управляемое переключателями, число которых определяется количеством возможных вариантов подключения. Схема 20 сброса приводит в исходное состояние схемы блока 9. Она может быть выполнена, например, в виде набора кнопочных выключателей. Схема 21 управления устройством воспроизведения и записи осуществляет управление этим устройством при стационарном варианте размещения системы обработки полетной информации.

Работа предлагаемой системы обработки полетной информации (СОПИ) состоит в следующем.

Система обеспечивает: обработку полетной информации, накопленной регистратором 1, с помощью соответствующего программного обеспечения; оперативное отражение результатов обработки на экране дисплея 8; документирование результатов обработки в текстовом и графическом виде в блоке 7; накопление и длительное хранение на магнитной ленте бортовых кассет 3 программ тарировочных данных и результатов обработки полетной информации; последовательно-параллельное решение различных информационно-вычислительных задач.

Регистратор 1 является бортовым устройством регистрации полетной информации. В качестве такового могут быть использованы магнитные диски или лента. Блок 2 перезаписи обеспечивает перезапись информации с регистратором 1 на магнитную ленту кассеты 3. Бортовая кассета 3 обеспечивает накопление и длительное хранение на магнитной ленте программного обеспечения системы и результатов обработки полетной информации, используемых для последующего статистического анализа. Блок 9 обработки информации является микропроцессорным вычислителем, который обеспечивает: управление работой составных частей системы; ввод информации с блока 4 воспроизведения и с алфавитно-цифрового дисплея 8; хранение информации; обработку информации по заданным программам; вывод информации на дисплей 8, в блок 7 графической регистрации и в устройство 6 воспроизведения и записи.

Дисплей 8 позволяет осуществлять: задание оператором работы системы; ввод данных в блок 9 обработки информации с клавиатуры; оперативное отображение информации на экране.

Блок 7 графической регистрации служит для документирования результатов обработки и других данных на электрохимической бумаге в текстовом и графическом виде. Блок 4 воспроизведения предназначен для воспроизведения информации с бортовых кассет 3, а также для непосредственной перезаписи на кассету с регистратора 1. Этот блок выполняет также функцию внешнего накопителя информации на магнитной ленте кассет 3. При этом обеспечивается запись и воспроизведение программ обработки, тарировочных данных, результатов обработки, а также любой другой информации, получаемой или используемой в системе при решении информационно-вычислительных задач.

Блок 10 коммутации и управления обеспечивает: объединение в систему устройств отображения и регистрации информации блоков 1, 4, 5, 6, 7, 8; ручное и автоматическое (программное) управление блоком 7; включение системы и приведение ее в исходное состояние.

Блок 5 имитации контрольных сигналов обеспечивает формирование кодово-импульсной информации, аналогичной информации, выдаваемой регистратором 1 в режиме перезаписи, с помощью которой осуществляется контроль работоспособности и поиск неисправностей в блоках перезаписи 2 и воспроизведения 4.

Устройство 6 предназначено для воспроизведения и записи информации, зарегистрированной соответствующими устройствами разнотипных летательных аппаратов.

Система при обработке полетной информации работает в следующих режимах: запись программ на бортовые кассеты 3; ввод программ с бортовых кассет 3; пуск программ (обработка полетной информации); тест-контроль.

В режиме записи программ обеспечивается запись на магнитную ленту кассеты 3 программы, хранящейся в оперативном запоминающем устройстве блока 9. данный режим используется при разработке, корректировке и дублировании программы. В режиме ввода программы обеспечивается ввод в оперативное запоминающее устройство блока 9 различных программ и данных с магнитной ленты кассеты 3. В режиме пуска программ обеспечивается работа системы в соответствии с программой, введенной в блок 9 с магнитной ленты кассеты 3 и обработка соответствующей информации. В режиме тест-контроля обеспечивается автоматизированная проверка работоспособности и поиск неисправностей блоков 4, 7, 9 и информационного тракта системы.

Задание режима работы системы производится оператором с клавиатуры дисплея 8. Перечень режимов работы индицируется на экране дисплея после включения системы в рабочее состояние. Диалог "оператор-система" при задании режимов работы обеспечивается с помощью программ, хранящихся в постоянном запоминающем устройстве блока 9 обработки информации. Дальнейшая работа системы в заданном режиме реализуется с помощью программ, введенных в его оперативное запоминающее устройство с магнитной ленты кассеты 3.

Запись данных или программ обработки на магнитную ленту кассеты 3 осуществляется при помощи блока 4, включаемого в работу по сигналу от блока 9 через блок 10.

Ввод данных или программ обработки в оперативное запоминающее устройство блока 9 осуществляется с магнитной ленты кассеты 3 с помощью блока 4 или оператором с клавиатуры дисплея 8. При вводе с магнитной ленты кассеты включение и выключение блока 4 осуществляется по сигналам блока 9 через блок 10. Ввод данных с клавиатуры дисплея производится оператором в диалоговом режиме.

Обработка информации обеспечивается блоком 9 обработки информации по программам, хранящимся в его постоянном запоминающем устройстве или вводимым в его оперативное запоминающее устройство с магнитной ленты кассеты 3. Блок 9 обработки информации может обрабатывать как полетную информацию, воспроизводимую с различных магнитных носителей, так и любую информацию, вводимую в его память с клавиатуры дисплея 8, магнитной ленты кассеты 3 или внешних устройств, подключенных к системе. В качестве микропроцессора в блоке 9 может быть применен, например, восьмиразрядный микропроцессор с фиксированной системой команд.

При обработке полетной информации производятся: ввод исходных данных и задания на обработку; автоматическое включение блоков воспроизведения 4, 6 и графической регистрации 7; ввод информации из блока 4 (6) воспроизведения в память блока 9 и поиск начала обрабатываемого участка; преобразование и анализ полетной информации в темпе ее ввода по заданным программам с одновременным выводом графиков параметров на электрохимическую бумагу: поиск конца обрабатываемой информации и автоматический останов блока 4 (6) воспроизведения; отображение результатов обработки на экране дисплея 8; документирование результатов обработки на электрохимической бумаге в блоке 7.

Обрабатываемая полетная информация может вводится одновременно в четыре микропроцессора блока 9. При этом может быть реализовано как распараллеливание решаемых задач обработки, так и распараллеливание вычислений для решения одной и той же задачи, для чего в блоке 9 предусмотрен межпроцессорный обмен информацией.

При воспроизведении информации непосредственно с бортового регистратора 1 управление им производится оператором с помощью органов управления блока 10 и дисплея 8, а обработка информации ведется параллельно с записью ее на магнитную ленту кассеты 3.

Порядок работы системы определяется режимом ее работы, который задается оператором с клавиатуры дисплея 8 и установкой органов управления системы в определенное положение. Задание того или иного режима и последовательность действий оператора в заданном режиме осуществляется с помощью диалога, реализуемого программным обеспечением блока 9 системы. Содержание диалога отражается на экране дисплея 8. Диалог начинается с момента включения и приведения в исходное положение системы блоком 20.

Приведение системы в рабочее состояние производится подачей электропитания и ввода с клавиатуры дисплея 8 текущей даты и времени. При этом на экране дисплея появится "меню" режимов работы системы в виде: -- СОПИ -- 1. Ввод программы с БК
2. Пуск программы
3. Запись программы на БК
4. Тест-контроль
Далее оператором задается конкретный режим работы системы путем последовательного нажатия клавишей с номером режима и ВК (ввода команд). Например, в режиме "пуск программы" обработки полетной информации запуск программ происходит при вводе оператором команды "на запуск" через дисплей 8 и дальнейшая работа системы определяется данной (запущенной) программой. Ведущий микропроцессор 11 обеспечивает связь остальных (ведомых) микропроцессоров 12, 13, 14 с дисплеем 8 и блоком 7 графической регистрации. Информация от дисплея 8 в ведущий микропроцессор 11 может вводиться по прерываниям и путем программного опроса. Информация на блок 7 графической регистрации может выводится в режимах программной выдачи информации либо вывода информации через прямой доступ. Информация бортовых регистраторов, воспроизводимая от блоков 1, 4, 6, одновременно поступает во все микропроцессоры 11, 12, 13, 14, в которых обработка ее осуществляется в следующих режимах: программного ожидания; по прерываниям по сигналам входных портов 25, 26, 27; прямого доступа по сигналам входных портов 25, 26, 27.

Обмен информацией между оперативной памятью 23, входными 25, 26, 27 и выходными 28, 29, 30 портами осуществляется посредством шины 33 адреса, шины 32 данных и шины 31 управления. Через указанные шины также производится выборка необходимых программ и данных из оперативной 23 и постоянной 24 памяти.

Формула изобретения

1. СИСТЕМА ОБРАБОТКИ ПОЛЕТНОЙ ИНФОРМАЦИИ, содержащее последовательно соединенные регистратор информации, блок перезаписи и бортовую кассету, взаимосвязанную с блоком воспроизведения информации, а также блок имитации контрольных сигналов, первый выход которого соединен с вторым входом блока перезаписи, блок графической регистрации, устройство воспроизведения и записи и дисплей, отличающаяся тем, что в нее дополнительно введены взаимосвязанные между собой блок обработки информации и блок коммутации и управления, второй, третий, четвертый, пятый и шестой входы которого подключены соответственно к выходам устройства воспроизведения и записи, дисплея и вторым выходом блока имитации контрольных сигналов, регистратора информации и блока воспроизведения информации, при этом второй, третий, четвертый и пятый выходы блока коммутации и управления соединены соответственно с вторым входом блока воспроизведения информации и входами блока графической регистрации, устройства воспроизведения и записи и дисплея.

2. Система по п.1, отличающаяся тем, что блок обработки информации содержит четыре однотипных взаимосвязанных между собой микропроцессоров, причем первые входы микропроцессоров взаимосвязаны с общим входом блока, соединенным с вторым выходом блока коммутации и управления, а их первые выходы - с общим выходом блока, соединенным с первым входом блока коммутации и управления, вторые входы микропроцессоров взаимосвязаны между собой шиной адреса системы, соединенной с общим входом блока, третий вход первого микропроцессора взаимосвязан с вторыми выходами второго, третьего и четвертого микропроцессоров, а его второй выход - с их третьими входами, четвертые взаимосвязанные входы всех микропроцессоров соединены с выходом схемы сброса через второй выход блока коммутации и управления.

3. Система по п.1, отличающаяся тем, что блок коммутации и управления содержит схему включения режимов блока графической регистрации, схему управления указанным блоком, схему формирования бинарных сигналов, коммутатор записи, коммутатор воспроизведения, схему сброса и схему управления устройством воспроизведения и записи системы, причем первый вход блока, соединенный с выходом блока обработки информации, взаимосвязан с входом схемы управления блоком графической регистрации и с первыми входами схемы формирования бинарных сигналов и коммутатора воспроизведения, второй вход блока, соединенный с выходом устройства воспроизведения и записи, связан с входом схемы управления данным устройством, третий вход блока, соединенный с выходом дисплея, соединен с первым входом коммутора воспроизведения, четвертый вход блока, соединенный с первым выходом блока индикации контрольных сигналов, соединен с третьим входом коммутатора записи, пятый вход блока, соединенный с вторым выходом регистратора, соединен с первым входом коммутатора записи, шестой вход блока, соединенный с вторым выходом блока воспроизведения, связан с вторыми взаимосвязанными входами коммутаторов воспроизведения, записи и схемы формирования бинарных сигналов, выход схемы управления блока графической регистрации связан с входом схемы включения режимов данного блока, соединенной своим выходом через третий общий выход блока коммутации и управления с входом блока графической регистрации, выход схемы формирования бинарных сигналов также связан с третьим общим выходом блока, выход коммутатора записи связан с первым выходом блока, соединенного с вторым входом блока воспроизведения, первый выход коммутатора воспроизведения соединен с пятым выходом блока, соединенного с входом дисплея, а второй выход указанного коммутатора совместно с выходом схемы сброса связан с вторым общим выходом блока, соединенного с входом блока обработки информации, выход схемы управления устройства воспроизведения и записи соединен с четвертым выходом блока, соединенного с входом указанного устройства.

4. Система по пп. 1 и 2, отличающаяся тем, что каждый микропроцессор содержит процессор, постоянное запоминающее устройство, оперативное запоминающее устройство, три входных порта, три выходных порта, шину данных, шину адреса и шину управления, причем первый общий вход микропроцессора, соединенный с вторым общим выходом блока коммутации и управления, соединен с первыми и вторыми входами первого и второго входных портов, второй вход указанного микропроцессора, соединенный с одноименными входами остальных микропроцессоров, связан с первым входом третьего входного порта, второй вход которого соединен с четвертым входом микропроцессора, соединенного с четвертыми входами остальных микропроцессоров, а третий вход - с одноименным входом микропроцессора, соединенного с вторыми выходами остальных микропроцессоров, первый общий выход микропроцессора соединен с первыми и вторыми выходами первого и второго выходных портов, а второй выход микропроцессора, соединенный с третьими входами остальных микропроцессоров, связан с выходом третьего выходного порта, первый выход процессора через шину управления взаимосвязан с одноименными входами постоянного и оперативного запоминающих устройств, второй выход процессора через шину адреса взаимосвязан с одноименными входами указаных запоминающих устройств, а третий вход-выход процессора через шину данных взаимосвязан с выходами этих запоминающих устройств.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4