Architecture matérielle et logicielle du CDS

L’architecture matérielle et logicielle du CDS diffère selon le type d’avion. Sur les récents avions gros porteur civil, il est constitué en général d’un ensemble d’unités d’affichages appelées Display Unit (DU) et d’un ensemble d’unité de contrôle appelé KCCU (Keyboard and Cursor Control Unit), que nous pouvons observer sur les Figure III.1 et Figure III.2.

La Figure III.1 montre un exemple de KCCU d’un avion Airbus. Ce KCCU est composé d’un clavier et d’un dispositif de pointage de type trackball, sur le Boeing 787 c’est plutôt un touchpad qui est utilisé. Le KCCU permet à l’équipage d’interagir sur les écrans. Il est apparu au sein du CDS avec l’introduction du standard ARINC 661.

Figure III.1 Exemple d’un KCCU

La partie a) de la Figure III.2 présente l’architecture matérielle d’une DU. Une DU est un calculateur composé d’écran de type LCD, d’une carte graphique et d’un module d’acquisition et de traitement. La DU a pour rôle de traiter les informations reçues des calculateurs des systèmes avions, de les afficher à l’équipage, et aussi de gérer les actions de l’utilisateur sur le KCCU et de les transmettre aux systèmes avions.

La partie b) de la Figure III.2 présente l’architecture logicielle d’une DU traitant les données de type ARINC 661. Elle est composée de :

 Une bibliothèque de widgets qui est l’ensemble des widgets utilisés par toutes les UA qui communiquent avec le CDS et provenant du standard ARINC 661.

 _{Des UADF (User Application Definition File) des différentes applications clientes des systèmes}

avions (UA). Les UADF sont des fichiers dans lesquels chaque UA décrit les caractéristiques de leur interface graphique, c'est-à-dire leur layer et leur widgets ainsi que leur structure hiérarchique.

 D’un serveur qui regroupe les logiciels de gestion des évènements des périphériques d’entrées (Event manager) et de gestion de l’affichage (Display manager).

 D’autres applications pour la gestion du comportement interne au CDS (gestion des configurations, gestion des drivers etc.)

a) Architecture matérielle DU b) Architecture logicielle DU

Figure III.2 Architecture matérielle et logicielle d’une DU

La Figure III.3 présente l’architecture générale de communication pour l’échange de données de type ARINC 661 entre le CDS et l’UA.

Figure III.3 Architecture de communication ARINC 661 DU/UA

CDS Widgets Library Server Definition Files Others applications _{UADF 1} UADF 2 UADF 3 UADF n Event manager Display manager

L’équipage de vol (Crew Member) interagit avec le système avion via les périphériques d’entrées/ sorties que sont le KCCU et la DU.

Le diagramme de séquence à la Figure III.4 présente le flot d’évènement allant de l’utilisateur à l’UA. Lors d’une action de l’utilisateur (exemple un clic), le serveur réceptionne l’évènement de clic et identifie le widget sur lequel il y a eu l’action de clic par sa position sur l’interface. L’évènement est ensuite transmit au widget qui selon son état interne va traiter l’action, et envoyer une notification sous forme d’Event à l’UA. La réception de l’Event au sein de l’UA peut conduire à déclencher un traitement dans les calculateurs des systèmes avions ou à mettre à jour son interface graphique.

Figure III.4 Diagramme de séquence du flot d’évènements allant du CDS à UA

Le diagramme de séquence à la Figure III.5 présente le flot de données allant de l’UA à l’utilisateur. En réponse à une notification d’évènement ou suite à l’évolution de l’état interne du système avion, l’UA peut effectuer des mises à jour sur son interface graphique en changeant les paramètres de ses widgets (exemple visibilité, texte affiché etc.), ceci en envoyant des commandes de type setparameter à la DU. Les mises à jour sont ensuite observables par l’utilisateur (pilote) sur les écrans.

Figure III.5 Diagramme de séquence du flot de données allant de l’UA au CDS

III.1.1.2 Exemple de l’architecture du CDS de l’Airbus A380

La Figure III.6 présente la composition du CDS sur l’Airbus A380. Il est composé de:

 8 DU dont 3 du côté gauche (L1, L2, L3) pour le capitaine, 3 du côté droit (R1, R2, R3) pour le co-pilote et deux centraux (C1, C2), partagés par le capitaine et le co-co-pilote.

 _{2 KCCU, le KCCU gauche utilisé par le capitaine et le KCCU droit utilisé par le co-pilote}

Les DU et les KCCU sont connectés par un réseau interne de type CAN, ce réseau CAN est redondé et ségrégué selon les côtés gauche et droite du CDS. On distingue ainsi les bus CAN 1.1 et CAN 1.2 pour la connexion des DU et du KCCU côté capitaine et les bus CAN 2.1 et CAN2.2 pour la connexion des DU et du KCCU côté co-pilote.

Le CDS communique avec les autres systèmes avion via le réseau AFDX (AFDX, 2000), pour recevoir les données à afficher sur ces systèmes et pour notifier des actions utilisateurs sur l’interface graphique de ces systèmes.

Figure III.6 Architecture matérielle du CDS A380

Les DU possèdent différentes applications des systèmes avions, et chacune des applications traitent un ensemble d’information spécifique à afficher. Les informations à afficher sont regroupées sous des formats. On peut voir l’ensemble de ces formats sur la Figure III.6 qui sont :

 Le format PFD (Primary Flight Displays), où sont traités les paramètres primaires de vol nécessaires pour le contrôle de l’avion à court terme tels que l’altitude et la vitesse.

 Le format ND (Navigation Displays), où sont traités les paramètres de navigation au cours de vol tels que la météo, le plan de vol, les autres avions dans le champ de vol.

 _{Le format EWD (Engine Warning Display) où sont traités les paramètres moteurs, les messages}

d’alerte.

 Le format SD (System Display) où sont traités les paramètres d’état des systèmes avions (fuel, air, hydraulique …)

 Le format MFD (Multi Function Display) où sont traités différentes fonctions de l’avion, tels que le contrôle du trafic aérien, le système de surveillance, la gestion du plan de vol.

Les formats représentent en réalité l’interface graphique d’une ou plusieurs applications des systèmes de l’avion. Ils sont constitués d’objets graphiques divers et variés pour représenter au mieux l’état du système (boutons, texte, zone d’édition, image etc.)

Le standard ARINC 661 propose notamment une bibliothèque de widgets qui sont utilisés pour la AFDX Network

Aircraft Systems

CAN bus 2.2 CAN bus 1.2

CAN bus 1.1 CAN bus 2.1

KCCU Right

KCCU Left ^{Internal Network} CAN bus AFDX Network Legend

PFD

PFD

ND

ND

EWD

ND

PFD

MFD

SD

MFD

mini composant logiciel pouvant avoir une représentation graphique, il comporte des états internes, et est capable de réagir à des stimuli externes.