驾驶舱显示系统人机接口规范 ARINC 661 简述

驾驶舱显示系统人机接口规范 ARINC 661 简述

概述

定义

ARINC 661定义了交互式驾驶舱显示系统（CDS）中使用的数据结构以及CDS与用户应用程序（UA）之间的通信协议。

1. 图形用户界面（GUI）是CDS的核心部分，其定义完全存储在定义文件（DF）中，DF文件可以是二进制格式或XML格式。
2. CDS软件包含一个内核，该内核能够在初始化时根据DF文件中的定义创建分层的GUI，而无需重新编译。

背景

为了应对航空电子系统开发中的复杂性和认证挑战，通过引入标准化的接口和灵活的架构：ARINC 661。

ARINC

ARINC：美国航空无线电公司（Aeronautical Radio, Incorporated）是成立于1929年的一个服务于八大行业（航空、机场、国防、政府、医疗保健、网络、安全、运输）的通信传输和系统工程解决方案的主要供应商。

标准化和ARINC行业活动

ARINC行业活动涉及三个航空委员会：

• AEEC（航空电子工程委员会）：制定ARINC标准
• AMC（航空电子维护会议）：组织年度航空电子维护会议
• FSEMC（飞行模拟器工程与维护会议）：组织年度FSEMC会议

ARINC 服务

ARINC服务包括：

飞机通信寻址与报告系统（ACARS） - 一个数字数据链系统，用于通过无线电或卫星在飞机与地面站之间传输简短的、相对简单的消息
AviNet全球数据网络 - 以前称为ARINC数据网络服务（ADNS）
空中/国内语音服务
空中/国际语音服务
机场无线接入系统（ARRAS）
...

ARINC 标准

ARINC标准由航空电子工程委员会（AEEC）编制，洛克威尔柯林斯和其他航空公司作为支持其航空公司客户群的贡献者。

ARINC标准包括：

• 400系列：描述了安装、接线、数据总线和数据库的准则
• 500系列：描述了早期喷气式飞机（例如波音727、道格拉斯DC-9、DC-10、波音737、747以及空中客车A300）上使用的旧款的模拟航空电子设备
• 600系列：ARINC 700系列规定的航空电子设备参考标准
• 700系列：描述了主要安装在运输类飞机上的航空电子设备的形式、相容性和功能
• 800系列：含有一套飞机的航空标准，包括用于高速数据总线的光纤。

DO-178B/C 与 ARINC 661 的联系

DO-178B/DO-178C 是由航空无线电技术委员会（RTCA）制定的机载软件开发和认证标准，主要用于确保航空电子软件的安全性、可靠性和可追溯性。

ARINC 661 兼容系统通常需要符合 DO-178B/C 的认证要求，以确保其软件开发过程和最终产品符合航空安全标准。

ANSYS SCADE Display 与 ARINC 661 的联系

ANSYS SCADE Display 是一种基于模型的开发工具，用于设计和开发航空电子系统的用户界面。它能够生成符合 ARINC 661 标准的显示定义文件（DF 文件），并支持从模型到代码的自动生成

通过 ANSYS SCADE Display，开发人员可以以高效、规范和安全的方式开发出符合 ARINC 661 标准要求的机载显示系统

说明

传统与ARINC 661的架构对比

传统的驾驶舱显示软件通常是作为独立的可执行程序编写的，这些程序根据内部规则和逻辑来呈现信息。

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|                   |
|   传统驾驶舱显示    |
|     软件 （TDS）   |
|                   |
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ARINC 661引入了绘制图形的代码与管理视觉元素的逻辑、位置和状态的代码之间的明确分离。
这两个组件分别被称为驾驶舱显示系统（CDS）和用户应用程序（UA）。

此外，ARINC 661将CDS定义为一个运行时解释器，能够显示有限的构建模块库中的一个或多个元素，这些构建模块被称为组件（Widgets）。组件是用于构建用户界面的基本图形单元，包括按钮、指示器和显示屏等元素。

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|                   |       |                   |
|   Cockpit Display |<----->|   User Application|
|     System (CDS)  |       |       (UA)        |
|                   |       |                   |
+-------------------+       +-------------------+

未写完、过几天再写 啦啦啦啦啦

组成部分

ARINC 661标准目前主要分为以下部分：

1. 驾驶舱显示系统与用户系统的接口（Cockpit Display System Interfaces to User Systems）

定义了驾驶舱显示系统（CDS）和用户应用程序（UA）之间的通信协议和接口规范。
规定了CDS的基本功能和数据结构，以及如何通过定义文件（DF）来描述用户界面。

2. 用户界面标记语言（User Interface Markup Language, UIML）

引入了用户界面标记语言（UIML），用于以XML格式定义CDS的用户界面。
允许通过定义文件（DF）来描述组件（Widgets）的布局、外观和行为。

3. 标准组件库（Standard Widget Library）

定义了一组标准的组件（Widgets），这些组件是构建用户界面的基本单元，
包括各种图形元素、交互控件和显示组件。

4. 运行时协议（Runtime Protocol）

规定了CDS和UA之间的运行时通信协议，包括事件处理和消息交换机制。
确保用户交互事件能够从CDS传递到UA，并允许UA根据需要更新CDS的显示。

5. 定义文件格式（Definition File Format）

描述了定义文件（DF）的格式和结构，这些文件用于定义CDS的用户界面。
支持二进制和XML格式，XML格式提供了更多的元信息。

CDS

负责渲染和显示图形用户界面（GUI），处理用户输入事件（如触摸、按键）并将事件发送给UA。

UA

提供数据更新CDS显示内容，处理CDS传来的用户交互事件。

CDS内核

CDS内核控制着GUI的渲染和运行，将物理显示设备分为一个个窗口（Window）显示，每个窗口显示一个或多个层次。CDS控制层次的可见性与活动，通过网络保持和管理层次的UA的通信。

文章引用

1. ARINC 661 驾驶舱显示系统标准简述
   https://linusboyle.cn/blog/blog/arinc-661

2. ARINC 661 维基百科
   https://en.wikipedia.org/wiki/ARINC_661

3. ARINC 维基百科
   https://en.wikipedia.org/wiki/ARINC

4. Understanding ARINC 661 and the benefits of 661-based development tools
   https://edstechnologies.com/Mailer/Oct15/newsletter/images/Understanding_Arinc_661_whitepaper.pdf

5. 了解 ARINC 661 及其在认证环境中的优势
   https://www.elecfans.com/d/1921115.html

6. Making sense of the ARINC 661 Standard
   https://avionicsandtesting-innovations.com/making-sense-of-the-arinc-661-standard/

文章声明

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