Brevet FR3038750A1 (20170113)
REVENDICATIONS1. Procédé d'intégration fonctionnelle et physique d'un nouveau service de navigation à intégrer dans un système embarqué avionique, 5 le système embarqué avionique comportant un calculateur de coeur numérique (4) DAL+, ayant un premier niveau de criticité DAL+, intégré dans une architecture initiale de calculateurs périphériques (6, 8,\n<CLM>\1\tet de bases de données ayant des deuxièmes niveaux sécuritaire de criticité DAL- , inférieurs ou égaux au premier niveau 10 de criticité DAL+, et servant de serveur en hébergeant une première pluralité de services ouverts génériques Serv_DAL+(j), et un calculateur périphérique (6) DAL- de gestion du nouveau service à intégrer, ayant un deuxième niveau de criticité DAL- , inférieur ou égal au premier niveau de criticité DAL+ en envoyant des requêtes de service au 15 calculateur de coeur numérique (4) DAL+ et/ou aux calculateurs périphériques (8,\n<CLM>\1\tet bases de données de l'architecture initiale au travers d'un réseau de communications ; caractérisé en ce que le procédé d'intégration fonctionnelle et physique du nouveau service comporte les étapes consistant à : 20 .- décomposer fonctionnellement (108 ;\n<CLM>\1\tle nouveau service en une deuxième pluralité de fonctions élémentaires FU(i), .- à partir de la deuxième pluralité des fonctions élémentaires FU(i) déterminer (110 ;\n<CLM>\1\tune première liste des fonctions élémentaires pouvant être exécutées en partie ou entièrement par au moins un service ouvert 25 générique, et pour chaque fonction élémentaire une première sous-liste de service(s) ouvert(s) générique(s) ; .- déterminer une répartition fonctionnelle et physique optimale (112 ;\n<CLM>\1\tdes fonctions élémentaires FU(i) au sein du système avionique embarqué 2 sur l'ensemble des répartitions possibles qui rend minimale un critère de coût 30 global CG, fonction de plusieurs paramètres dont au moins le coût de développement supplémentaire des fonctions élémentaires intégrées au sein du calculateur numérique de coeur DAL+ ; et .- réaliser l'intégration (114 ;\n<CLM>\1\tdu nouveau service de navigation en implémentant effectivement les fonctions élémentaires et leur 3038750 44 ordonnancement suivant la répartition fonctionnelle et physique optimale déterminée au sein du système avionique embarqué. .2 Procédé d'intégration fonctionnelle et physique d'un nouveau service de navigation selon la revendication 1, dans lequel .- la répartition fonctionnelle et physique optimale (112 ;\n<CLM>\1\tdes fonctions élémentaires FU(i) au sein du système avionique embarqué (2) sur l'ensemble des répartitions possibles est déterminée pour rendre minimale un premier critère CG1 de coût global qui prend seulement en compte le coût de développement supplémentaire des fonctions élémentaires intégrées au sein du calculateur numérique de coeur DAL+ ; et .- l'intégration (114 ;\n<CLM>\1\tdu nouveau service de navigation est réalisée en implémentant effectivement les fonctions élémentaires et leur ordonnancement suivant la répartition fonctionnelle et physique optimale déterminée au sein du système avionique embarqué en utilisant le premier critère CG1. .3 Procédé d'intégration fonctionnelle et physique d'un nouveau service de navigation selon la revendication 1, dans lequel .- la répartition fonctionnelle et physique optimale (112 ;\n<CLM>\1\tdes fonctions élémentaires FU(i) au sein du système avionique embarqué (2) sur l'ensemble des répartitions possibles est déterminée pour rendre minimale un deuxième critère de coût global CG2 qui prend également en compte le coût de développement des interfaces de communication entre le calculateur de coeur DAL+ et les calculateurs périphériques, le coût en temps de réponse et le coût de maintenabilité pour minimiser les échanges de communication ; et .- l'intégration du nouveau service client de navigation est réalisée (114 ;\n<CLM>\1\ten implémentant effectivement les fonctions élémentaires et leur ordonnancement suivant la répartition fonctionnelle et physique optimale déterminée au sein du système avionique embarqué en utilisant le deuxième critère CG2. .4 Procédé d'intégration fonctionnelle et physique d'un nouveau service de navigation selon l'une quelconque des revendications 1 et 3, dans lequel 3038750 45 .- la répartition fonctionnelle et physique optimale (112 ;\n<CLM>\1\tdes fonctions élémentaires FU(i) au sein du système avionique embarqué sur l'ensemble des répartitions possibles est déterminée pour rendre minimale un troisième critère de coût global CG3 qui prend également en compte le développement 5 de certaines pièces de code de niveau de DAL faible dans le calculateur de coeur DAL+ pour minimiser la complexité de l'ensemble dans une optique de maintenance et d'évolution ; et .- l'intégration du nouveau service de navigation est réalisée (114 ;\n<CLM>\1\ten implémentant effectivement les fonctions élémentaires et leur 10 ordonnancement suivant la répartition fonctionnelle et physique optimale déterminée au sein du système avionique embarqué en utilisant le troisième critère CG3. .5 Procédé d'intégration fonctionnelle et physique d'un nouveau service 15 de navigation selon l'une quelconque des revendications 1 et 3 à 4, dans lequel .- la répartition fonctionnelle et physique optimale (112 ;\n<CLM>\1\tdes fonctions élémentaires FU(i) au sein du système avionique embarqué sur l'ensemble des répartitions possibles est déterminée pour rendre minimale un 20 quatrième critère de coût global CG4 qui prend également en compte l'utilisation de librairies de code de niveau DAL+ dans le calculateur périphérique de niveau DAL- pour minimiser l'utilisation des ressources du calculateur de coeur DAL+ ; et/ou .- l'intégration du nouveau service de navigation est réalisée (114 ;\n<CLM>\1\ten 25 implémentant effectivement les fonctions élémentaires et leur ordonnancement suivant la répartition fonctionnelle et physique optimale déterminée au sein du système avionique embarqué en utilisant le quatrième critère CG3. 30 .6 Procédé d'intégration fonctionnelle et physique d'un nouveau service de navigation selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, comprenant en outre une étape supplémentaire, exécutée après avoir déterminé une répartition fonctionnelle et physique optimale des fonctions élémentaires FU(i) au sein du système avionique embarqué, et consistant en ce que 3038750 46 Les performances du nouveau service de navigation sont vérifiées et évaluées par émulation ou simulation, et/ou les performances des services initiaux mis en oeuvre sur le calculateur de coeur et les calculateurs périphériques sont vérifiées. 5\n<CLM>\1\tProcédé d'intégration fonctionnelle et physique d'un nouveau service de navigation selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, dans lequel .- le nouveau service de navigation est un service de navigation FIM de manoeuvres d'espacement relatif entre aéronef intégré fonctionnellement et 10 physiquement dans le système de navigation embarqué ; et .- la manoeuvre d'espacement FIM est caractérisée par une succession de fonctions élémentaires FIM_FU(i) ; et .- le calculateur de coeur numérique DAL+ héberge des services Serv_DAL+(j) de calculs de prédictions temporelles selon un mode de 15 guidage spécifié, utilisés pour la mise en oeuvre d'une partie des fonctions élémentaires formant la manoeuvre d'espacement OPEN_FIM, et .- le calculateur de coeur numérique DAL+ est couplé à des calculateurs de pilotage de l'aéronef. 20\n<CLM>\1\tProcédé d'intégration fonctionnelle et physique d'un nouveau service de navigation selon la revendication 7, dans lequel les services génériques Serv_DAL+(j) de calculs de prédictions temporelles selon un mode de guidage comporte : .- Un premier service Serv_DAL+(1) d'intégration temporelle en vue d'obtenir 25 des prédictions selon un mode de guidage vertical parmi : ^ Montée à poussée fixe et consigne en vitesse longitudinale (CAS, TAS, MACH ou GS) ; mode dit 'Open Climb' dans la terminologie classique ; 30 - Montée à consigne en vitesse longitudinale et consigne en vitesse verticale (V/S) ; mode dit « CLIMB VS/SPEED » dans la terminologie classique ; ^ Montée à consigne en vitesse longitudinale et consigne en pente (FPA) ; mode dit « CLIMB FPA/SPEED » dans la terminologie 35 classique ; 3038750 47 - Modes en Descente (OPEN DES, VS, FPA, miroirs des modes de montée) ; selon un mode de guidage horizontal parmi : - Acquisition et Tenue de cap (mode Heading) 5 - Acquisition et Tenue de Route (mode Track ou Course) - Suivi de trajectoire FMS (mode LNAV pour Lateral Navigation) - Suivi de faisceau radioélectrique (VOR, DME, LOC ...) - Acquisition et Tenue de roulis en latéral, - Acquisition et Tenue d'assiette, 10 - Acquisition et Tenue d'angle d'incidence vertical, et .- un deuxième service Serv_DAL+(2) d'intégration de la météo sur différents niveaux et dans le plan latéral ; .- un troisième service ServDAL+(3) de sélection de configuration particulière en entrée, 15 .- un quatrième service Serv_DAL+(4) d'envoi de consignes de guidage du service Serv_DAL+(1) aux automatismes de l'avion.\n<CLM>\1\tProcédé d'intégration fonctionnelle et physique d'un nouveau service de 20 navigation selon l'une quelconque des revendications 7 à 8, dans lequel le procédé avionique FIM de manoeuvre d'espacement relatif comporte les fonctions élémentaires suivantes : - Une première fonction élémentaire FIM_FU(1) de sélection d'élément de navigation cible et des éléments intermédiaires 25 - Une deuxième fonction élémentaire FIM _FU(2) de sélection du mode de guidage pour rejoindre l'élément cible - Une troisième fonction élémentaire FIM FU(3) de calcul des prédictions donnant une position et une heure de passage de l'avion FIM sur les éléments intermédiaires 30 - Une quatrième fonction élémentaire FIM_FU(4) de projection des avions de référence, aux instants correspondants à l'heure de passage - Une cinquième fonction élémentaire FIM_FU(5) de sélection d'un espacement minimal ITP à respecter 3038750 48 ^ Une sixième fonction FIM FU(6) de calcul et affichage de l'espacement entre l'avion FIM et l'avion de référence sur les éléments intermédiaires ^ Une dixième fonction élémentaire FIM FU(10) d'exécution de 5 la manoeuvre verticale.\n<CLM>\1\tProcédé d'intégration fonctionnelle et physique d'un nouveau service de navigation selon la revendication 9, dans lequel le procédé avionique FIM des manoeuvres d'espacement relatif comporte en option des fonctions 10 élémentaires supplémentaires suivantes : ^ Une septième fonction élémentaire FIM_FU(7) de détection de conflit ^ Une huitième fonction élémentaire FIM FU(8) de proposition de changement de mode de guidage 15 - Une neuvième fonction élémentaire FIM FU(9) de proposition de changement de manoeuvre (verticale ou latérale) ^ Une onzième fonction élémentaire FIM FU(11) de monitoring de l'espacement durant la manoeuvre ^ Une douzième fonction élémentaire FIM FU(12) de calcul du 20 profil météo sur la zone FIM, aux différents éléments de trajectoire, pour affiner les prédictions de la quatrième fonction élémentaire FIM_FU(4) ^ Une treizième fonction élémentaire IM FU(13) de modification de l'état avion pour le calcul des prédictions de la quatrième fonction élémentaire FIM_FU(4). 25\n<CLM>\1\tProcédé d'intégration fonctionnelle et physique d'un nouveau service de navigation selon l'une quelconque des revendications 9 à 10 combinée à la revendication 2, dans lequel les fonctions élémentaires suivantes sont allouées au et implémentées dans 30 le calculateur de coeur numérique DAL+ : ^ FIM_FU(4) qui correspond à son service Serv_DAL+(1) appelé pour différents éléments intermédiaires ^ FIM FU(10) qui correspond au service Serv_DAL+(4) pour le mode de guidage et l'élément de navigation sélectionnés ; 3038750 49 tandis que les que les fonctions élémentaires restantes sont allouées et dlm implémentées dans le calculateur périphérique DAL-.\n<CLM>\1\tProcédé d'intégration fonctionnelle et physique d'un nouveau service 5 de navigation selon l'une quelconque des revendications 9 à 10 combinée à la revendication 3, dans lequel .- la fonction élémentaire FIM_FU(10) qui correspond au service Serv_DAL+(4) pour le mode de guidage et l'élément de navigation sélectionnés est allouée au et implémentée dans le calculateur de coeur 10 numérique DAL+, tandis que .- la fonction élémentaire FIM_FU(4) qui correspond fonctionnellement à son service Serv_DAL+(1) appelé pour différents éléments intermédiaires est allouée et implémentée dans le calculateur périphérique DAL-. 15\n<CLM>\1\tProcédé d'intégration fonctionnelle et physique d'un nouveau service de navigation selon l'une quelconque des revendications 9 à 10 combinée aux revendications 2 et 3, dans lequel .- les fonctions élémentaires FIM FU(1), FUM FU(2) et FIM_FU(10) sont allouée au et implémentée dans le calculateur de coeur numérique DAL+, 20 seule la fonction FIM_FU(10) correspondant à l'utilisation d'un service générique existant Serv_DAL+(4) pour le mode de guidage et l'élément de navigation sélectionnés, tandis que .- la fonction élémentaire FIM_FU(4) qui correspond fonctionnellement à son service Serv_DAL+(1) appelé pour différents éléments intermédiaires est 25 allouée et implémentée dans le calculateur périphérique DAL-.\n<CLM>\1\tProcédé d'intégration fonctionnelle et physique d'un nouveau service de navigation selon l'une quelconque des revendications 9 à 13, dans lequel la première étape élémentaire FIM_FU(1) comporte les étapes 30 consistant à .- sélectionner un niveau de vol désiré pour une manoeuvre verticale et/ou .- sélectionner d'un point de début de manoeuvre comme notamment un point de fusionnement (merge point) pour une manoeuvre latérale. 35 3038750 50\n<CLM>\1\tProcédé d'intégration fonctionnelle et physique d'un nouveau service de navigation selon l'une quelconque des revendications 9 à 14, dans lequel la deuxième étape élémentaire FIM_FU(2) comporte les étapes consistant à .- sélectionner un mode de guidage vertical pour la manoeuvre verticale et 5 un mode de guidage latéral pour la manoeuvre latérale, et .- sélectionner des altitudes intermédiaires pour la manoeuvre verticale et d'un point de passage latéral pour la manoeuvre latérale.\n<CLM>\1\tProcédé d'intégration fonctionnelle et physique d'un nouveau service 10 de navigation selon l'une quelconque des revendications 9 à 15, dans lequel la troisième fonction élémentaire FIM _FU(3) comporte les étapes consistant à .- calculer des prédictions en temps T de croisement des altitudes intermédiaires selon le mode de guidage vertical sélectionné, jusqu'à 15 l'altitude désirée pour une manoeuvre ITP ; et/ou .- calculer des prédictions en temps T de croisement des positions intermédiaires selon le mode de guidage latéral sélectionné, jusqu'à la fin de la manoeuvre latérale pour une manoeuvre FIM H 20\n<CLM>\1\tProcédé d'intégration fonctionnelle et physique d'un nouveau service de navigation selon l'une quelconque des revendications 9 à 16, dans lequel la quatrième fonction élémentaire FIM_FU(4) comporte les étapes consistant à .- projeter des trafics aux éléments intermédiaires jusqu'à l'instant T. 25\n<CLM>\1\tProcédé d'intégration fonctionnelle et physique d'un nouveau service de navigation selon l'une quelconque des revendications 9 à 17, dans lequel la sixième fonction élémentaire FIM_FU(6) comporte les étapes consistant à 30 .- à calculer l'espacement relatif en position entre la prédiction de croisement et la projection des trafics, et .- à le comparer par rapport à un seuil fixé dans la cinquième étape FIM FU(5). 3038750 51\n<CLM>\1\tSystème embarqué avionique configuré pour mettre en oeuvre un nouveau service de navigation et l'intégrer fonctionnellement et physiquement, le système embarqué avionique comportant 5 un calculateur de coeur numérique (4) DAL+, ayant un premier niveau de criticité DAL+, intégré dans une architecture initiale de calculateurs périphériques (6, 8,\n<CLM>\1\tet de bases de données ayant des deuxièmes niveaux de criticité DAL- , inférieurs ou égaux au premier niveau de criticité DAL+, et servant de serveur en hébergeant une première pluralité de 10 services ouverts génériques Serv_DAL-F(j), et un calculateur périphérique DAL- de gestion (6) du nouveau service de navigation, ayant un deuxième niveau de criticité DAL- , et servant de client en envoyant des requêtes de services au calculateur de coeur numérique 4 DAL+ et/ou aux calculateurs (8,\n<CLM>\1\tet bases de données périphériques de 15 l'architecture initiale au travers d'un réseau de communications, le nouveau service de navigation étant décomposée en une pluralité de fonctions élémentaires FU(i) réparties physiquement entre le calculateur de coeur numérique (4) DAL+ et le calculateur périphérique de gestion (6) DAL-suivant un schéma de répartition optimal déterminé par le procédé 20 d'intégration défini selon l'une quelconque des revendications 1 à 15, le calculateur périphérique de gestion (6) DAL- étant configuré pour supporter une application parmi : une IHM, une IHS intégrée, une CMU 25 un TCAS un TAWS un EFB une tablette un TRAFFIC COMPUTER 30 une partition générique dédiée, et le calculateur de coeur numérique (4) DAL+ étant configuré pour supporter une application parmi : un système de gestion de vol FMS, un Pilote Automatique (PA) 35 un système FMGS combinant les fonctions FMS et PA.