Avionikprozessoren benötigen spezielle Funktionen, um den strengen Anforderungen der Luft- und Raumfahrtindustrie gerecht zu werden. Diese Funktionen können weitgehend als:
1. Zuverlässigkeit und Sicherheit:
* hohe Zuverlässigkeit: Entwickelt für eine extrem hohe mittlere Zeit zwischen Fehlern (MTBF), um das Risiko von Fehlern während des Fluges zu minimieren. Dies beinhaltet häufig redundante Systeme, Codes für Fehlererkennung und Korrektur (EDC) und robuste Designtechniken.
* Fehlertoleranz: Fähigkeit, auch mit Hardware- oder Softwarefehlern korrekt zu arbeiten. Dies kann Techniken wie Triple Modular Redundancy (TMR), Wachhund-Timer und Selbsttestfunktionen beinhalten.
* Zertifizierung: Einhaltung strenger Sicherheitsstandards wie DO-178C (für Software) und DO-254 (für Hardware), um sicherzustellen, dass der Prozessor die erforderlichen Sicherheitsstufen erfüllt (DAL A, B, C, D). Dies beinhaltet umfangreiche Test-, Überprüfungs- und Validierungsprozesse.
* Strahlungshärtung: Fähigkeit, den Auswirkungen der Strahlung in hohen Höhen standzuhalten. Dies kann spezielle Herstellungsprozesse und Abschirmtechniken beinhalten.
2. Leistungs- und Verarbeitungsfunktionen:
* Echtzeitverarbeitung: Fähigkeit, strenge Timing -Fristen einzuhalten, die für kritische Aufgaben wie Flugsteuerung und Navigation erforderlich sind. Dies beinhaltet häufig eine deterministische Planung und vorhersehbare Ausführungszeiten.
* hohe Verarbeitungsleistung: In der Lage, komplexe Algorithmen und große Mengen an Daten zu handeln, die für moderne Avioniksysteme erforderlich sind. Dies kann mehrere Kerne, spezielle Verarbeitungseinheiten (z. B. GPUs für die Grafikverarbeitung) und eine hohe Speicherbandbreite umfassen.
* Datenerfassung und -steuerung: Schnittstellen für eine breite Palette von Sensoren und Aktuatoren, die mit Hochgeschwindigkeitsdatenströmen und genauen Kontrollsignalen umgehen.
* Effizienter Stromverbrauch: Kritisch für die Minimierung des Gewichts und die Verlängerung der Akkulaufzeit, insbesondere in kleineren Flugzeugen.
3. Umweltüberlegungen:
* breitem Betriebstemperaturbereich: Fähigkeit, über einen weiten Temperaturbereich korrekt zu funktionieren, von extrem kalt bis extrem heiß.
* Vibrationswiderstand: In der Lage, den während des Fluges erlebten Schwingungen standzuhalten.
* Schockwiderstand: In der Lage, die Auswirkungen im Zusammenhang mit Landungen und anderen potenziellen Ereignissen zu überleben.
4. Software und Datenverwaltung:
* Speicherschutz: Mechanismen, mit denen Softwarefehler in einem Teil des Systems andere Teile beeinflussen.
* Secure Start: Sicherstellen, dass nur autorisierte Software geladen und ausgeführt wird, wodurch vor Malware und nicht autorisierter Zugriff geschützt wird.
* Datenintegrität: Aufrechterhaltung der Genauigkeit und Konsistenz von Daten im gesamten System.
5. Kommunikation und Vernetzung:
* Mehrere Kommunikationsschnittstellen: Unterstützung für verschiedene Kommunikationsprotokolle, einschließlich ARINC 429, ARINC 629, Ethernet (z. B. AFDX) und anderen spezialisierten Avionikbussen.
* Netzwerkintegration: Fähigkeit, nahtlos in größere Avionik -Netzwerke zu integrieren, Daten zu teilen und mit anderen Systemen zusammenzuarbeiten.
Die spezifischen Merkmale eines Avionikprozessors hängen von seiner beabsichtigten Anwendung und dem erforderlichen Sicherheitsgrad ab. Beispielsweise hat ein Prozessor, der für die Flugregelung verwendet wird, viel strengere Anforderungen an Zuverlässigkeit und Sicherheit als ein Prozessor, der für Unterhaltungssysteme verwendet wird.
