直升機綜合航電顯控仿真系統的設計應用

郎需義

（哈爾濱飛機工業集團有限責任公司，黑龍江 哈爾濱 150066）

雙鏈路DVI是以Silicon Image公司的PanalLink接口技術為接口，實現直升機綜合航電顯控仿真系統優化設計的重要方式，也對直升機顯控系統的應用和性能提升提供技術上的支持。此外，VAPS XT是Presagis公司開發的下一代動態、交互、實時和圖形化的人機界面開發工具。它是為高級座艙儀表設計和應用而開發的理想的人機界面開發工具，具有全新的用戶可擴展的域名價值。

1 航電系統顯控仿真系統研發重要性及其現狀

航電系統顯控裝置中，以顯示器為例，對飛行員獲得飛機姿態導航信息、任務信息、戰場姿態等具備關鍵性作用。隨著信息量增加，顯示器發不了的增加和畫面接收信號的視頻傳輸，無疑對地面監控、人員安全等具備重要的價值。

通信、導航、顯控、記錄（Communication，navigation，control，record）等多個模塊化系統包括的任務尋求中，航圖、近地警告、顯控畫面和機載雷達等與顯示設備之間的傳輸，需要對航電系統顯控進行相關設計優化，尤其是應用雙鏈路DVI信號傳輸，形成具備轉化價值的優勢信號傳輸器。

航電系統作為最復雜的機載系統之一，顯控系統作為其分項系統，需要通過仿真設計，以接口優化來實現。

2 雙鏈路DVI直升機綜合航電顯控仿真系統應用設計概述

數字視頻接口DIV（Digital Visual Interface）比之單鏈路DIV，具備高寬帶、長距離、抗干擾能力強等優勢，且從其應用途徑來看，具備數據傳輸系統數字化方式應用價值。其模擬接口的理論帶寬和分辨率可達到1．65Db/s和2560×1600@60hz。雙鏈路模擬接口如圖1。

圖1 雙鏈路模擬接口

3 直升機綜合航電顯控仿真系統設計原理

直升機綜合航電顯控系統設計基于TMDS（Transition Minimized Differential，最小化傳輸差分信號）協議，而VAPS XT是Presagis公司動態、交互、實時和圖形化人機界面開發工具，具備優勢座艙儀表設計和應用價值，對用戶擴展的內核結構和集成的邏輯設計能力以及第三方軟件無縫聯接成效價值突出。

其系統構造主要包括傳送器、接收器。從構建的各自作用來看，內建在顯卡芯片中的傳送器，是信號的主來源，顯卡PCB上出現的附加顯卡，受數字信號顯示電路影響，以其接受范圍為基準。

此外，仿真模型設計中，VAPS XT Developer作為基礎開發工具包，包含了VAPS XT Designer的HMI設計，仿真及代碼生成等功能；具備集成嵌入式代碼生成模塊、DO-178 CerMode模塊、VAPS XT ARINC661模塊，自定義并創建符合ARINC661的可選模塊及控件，且在自動生成設計源文件的文檔中獲得應用價值。

表1

4 直升機綜合航電顯控仿真系統的設計應用

本設計以ALTERA阿爾特拉系列可編程邏輯芯片EP3C80F484為主控芯片，在QuartusCyclone Ⅲ應用需求平臺上使用VerilogHDL對邏輯進行設計，以滿足高性能、低功耗、低成本的顯控系統需求。采用這一嵌入式設計可永久使用免版稅的許可更新套件：NiosⅡ處理器、三速以太網MegaCore功能、DDR/DDR2高性能存儲器控制器、NicheStack TCP/IP網絡堆棧。數字交換網絡模塊8×8框架如圖2所示。

圖2 數字交換網絡模塊8×8框架

直升機綜合航電顯控仿真系統設計可解決數字→模擬→數字→模擬（PIC總線控制的模糊控制理論）的轉換過程，并可解決信號傳輸過程中的拖尾、模糊、重影等傳輸問題。尤其是PLX公司開發的服從PCI（Peripheral Component Interconnect，外設部件互聯標準）協議的PCI9052，是從模式接口芯片，它能夠實現ISA總線到PCI總線的平滑轉換，但應用于高精密行業發展中還有其自身的局限性，其特點特性如表1所示。

5 實施可行性分析

5.1 傳輸速度快

DVI傳輸節省了傳統數字圖像信息“數字→模擬→數字”繁瑣的轉換過程，實現空間和時間上的簡化，對消除拖影、增強信號、增加畫面清晰度及其逼真效果，具備實戰分析價值。

5.2 畫面清晰

VAPS XT自動代碼生成、仿真設計和原型設計、無縫鏈接nCOM，VAPS XT可與STAGE系列軟件交互，可避免信號的損失和干擾，最終在圖像清晰度和細節上得到了大幅提升。支持HDCP協議的顯卡，對管腳定義數據格式等的協議和保密度價值較高。信道中的最高傳輸碼流為1．65GHz。協同DVI端口設計，優化信道碼，提升傳輸圖像的最高像素。

5.3 遠景規劃

直升機綜合航電顯控仿真系統設計應用，對確定航電系統的目標、活動和能力，形成系統運行結果需求，具有正面導向作用；航電系統任務、功能和資源組織模式管理階段，對優化系統組建，實現工作任務簡化和人力資源建設，具備遠期的研制價值。

6 結語

隨著航空技術的快速發展，多功能顯示器已經替代傳統儀器儀表成為座艙中重要的顯示終端，綜合航電顯控仿真系統開發應用作為直升機機電、導航、雷達等重要信息顯示的媒介，在多功能顯示器軟件使用IDATA工具開發中，具備接口優化設計優勢，尤其是基于DIV接口控制的信息處理，將在嵌入式人機界面控制與顯示階段獲得設計應用價值提升。

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