馬良

【摘 要】本文主要介紹了電子顯示控制器（顯控器）在航空電子系統(tǒng)（航電系統(tǒng)）中負責的任務管理和調(diào)度，給出了其設計的構思方案及工藝方法并提出了自已的一些見解，以期得到廣大電子愛好者的認同。

【關鍵詞】LCD 液晶屏 CUP 中央處理單元 MBI系統(tǒng)自檢 通用接口總線

電子顯控器是先進技術實現(xiàn)的高度化和綜合化的機載設備，是航電系統(tǒng)的重要組成部分。其顯示系統(tǒng)用來將機載設備信息與系統(tǒng)的信息數(shù)據(jù)以可視化的方式顯示給飛行員或機組人員，使飛行員能夠安全的駕駛飛機、完成空中任務，是飛機必不可少的組成部分。

1人機交互與數(shù)據(jù)融合介紹

人機交互主要指飛行員與顯示器的交互，其技術的發(fā)展包括以下幾個內(nèi)容：平視顯示器、頭盔顯示器、多功能彩色顯示器、數(shù)字式彩色動態(tài)地圖顯示器、基于智能系統(tǒng)技術的顯示管理。在人機交互中，顯示系統(tǒng)與飛行員用以控制航電系統(tǒng)和輸入數(shù)據(jù)的手段是極為重要的。

人機交互涉及的內(nèi)容十分豐富，些許文字不可能覆蓋各個方面，但是毫無疑問，迄今為止，人機交互的最大進展就是電子類顯控器的出現(xiàn)和發(fā)展。

顯控器大大改進了飛機上的人機交互功能，使飛行員能夠在專注飛行的同時，通過座艙顯示系統(tǒng)了解到飛機的諸多信息，如民用和軍用飛機上有主飛行信息、導航信息、發(fā)動機信息等，軍用飛機上則關系作戰(zhàn)的火控雷達、電子支援威脅告警、有源干擾、武器瞄準等信息。

而顯控器的核心技術就是將許多來源不同的數(shù)據(jù)結合在一起（即數(shù)據(jù)融合）來進行綜合顯示。例如，飛機飛行時，基于地形數(shù)據(jù)庫、飛行信息、姿態(tài)信息，得到飛機前方合成的三維圖像，合成的圖像能夠以1：1的比例覆蓋在前視紅外線傳感器產(chǎn)生的外部圖像上，并顯示在顯示器。這里就融合了氣象雷達系統(tǒng)、GPS系統(tǒng)、慣導系統(tǒng)、大氣系統(tǒng)的數(shù)據(jù)。此種技術可使飛行員在低能見度條件下可視化飛行。

目前，隨著技術的不斷發(fā)展，很多國家極力擴展數(shù)據(jù)融合技術，讓其綜合顯示地面圖像、飛機的空間位置和飛行軌跡。這樣的技術可以使飛行員不需要學習太多的空間曲線知識，就能簡單的操作。

2技術方案

顯控器主要由MBI模塊、PS模塊、CPU模塊、母板以及液晶屏（LCD）、導光板組成。如圖1，其通過執(zhí)行用戶程序完成與航電總線通信、數(shù)據(jù)處理、參數(shù)解算及顯示控制，并負責系統(tǒng)任務管理與調(diào)度。

圖1 顯控器系統(tǒng)組成結構框圖

顯控器按系統(tǒng)通信協(xié)議消息，實現(xiàn)系統(tǒng)總線通信；通過總線信息和按鍵信號，接收系統(tǒng)數(shù)據(jù)、操控員的指令信息、鍵控信息并進行有效管理和控制；按照系統(tǒng)要求對各個模塊進行初始化和控制、數(shù)據(jù)融合、參數(shù)解算、系統(tǒng)控制，再組織相應的顯示畫面、顯示信息進行顯示。

顯控器的畫面組成、顯示由CPU模塊完成，CPU模塊由PC處理板和顯卡組成，PC處理板通過內(nèi)部總線對顯卡進行信息交聯(lián)并控制顯卡輸出顯示信號，驅(qū)動液晶屏顯示圖形、字符等。

根據(jù)系統(tǒng)的組成可以看出CPU模塊是顯控系統(tǒng)的核心單元，其要完成系統(tǒng)的資源管理，即系統(tǒng)控制和管理；負責系統(tǒng)的任務、參數(shù)計算、顯示信息提取、畫面組織與顯示控制。所以，顯控器的性能和功能的好壞多由CPU模塊控制。

從模塊組成可知道其由電源轉(zhuǎn)換單元、CPU芯片、存儲器電路單元、控制邏輯單元、總線單元、顯示芯片構成。

CPU芯片為顯控器的控制中心，如若芯片失效，則CPU模塊就不能訪問各個功能單元或是訪問錯誤，造成顯示畫面靜止。存儲器則主要是對數(shù)據(jù)采集匯總的存取，其故障也容易引起畫面的靜止?？刂七壿媶卧獎t是控制CPU模塊對各個運作單元的訪問執(zhí)行順序，如若控制失效，就會將系統(tǒng)帶入死循環(huán)，造成死機。

數(shù)據(jù)總線單元在航電系統(tǒng)中有很多種從廣義上分為電子數(shù)據(jù)總線系統(tǒng)和光纖數(shù)據(jù)總線系統(tǒng)，電子數(shù)據(jù)總線系統(tǒng)中數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成電脈沖信號經(jīng)電線傳輸，光纖數(shù)據(jù)總線系統(tǒng)中數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為光脈沖信號通過光纖傳輸。從實用上又可分為串行數(shù)據(jù)總線即實現(xiàn)子元件和子系統(tǒng)間的連接；并行總線即用于元件或安裝架中實現(xiàn)不同模塊的連接。電子顯控器多用串行數(shù)據(jù)總線傳輸數(shù)據(jù)在1～2Mb/s的電子數(shù)據(jù)總線傳輸。系統(tǒng)通過傳輸協(xié)議以指令響應方式工作，在總線控制器的控制下實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸。

顯卡芯片主要負責顯控器圖形繪制及驅(qū)動工作，其所繪圖像在液晶屏上顯示，液晶屏根據(jù)硬件的配置分為有顯示緩沖存儲液晶屏和無顯示緩沖存儲液晶屏，在有顯示緩沖存儲的由于存在顯示緩沖存儲器，當故障產(chǎn)生時，存在畫面靜止故障模式。無顯示緩沖存儲的液晶屏直接由顯卡驅(qū)動無畫面靜止故障模式。

3結語

綜合電子顯控器是航電系統(tǒng)極為重要的組成部分，是人機交互的直接溝通設備，是飛機飛行安全必不可少的系統(tǒng)?，F(xiàn)代的顯控設備無論是軍用飛機還是民用飛機都起到了至關重要的作用，顯示帶有錯誤的信息及引起誤解信息的概率都比以往單一的顯示器降低了很多，其完全發(fā)展成一種理想的高安全性配置。

參考文獻：

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