A350手册笔记 DSC-42 - Avionics Network - IMA

这一章页数很少，但确是全新的内容，值得好好理解。

System Description

航电系统上 A350 采用了全新的设计：Integrated Modular Avionics (IMA).

IMA 和传统航电的区别就像是冯诺依曼结构和之前的计算机结构之间的区别。传统航电某个硬件就对应某个功能，从大小、内部结构、Input/Output 等设计上可能都完全不同，航电之间也只能靠电缆连接，而且电缆的规格可能都不同。CPIOM 相当于统一规格，统一 I/O 的通用计算机，不同的航电只是装在上面的软件。

IMA 模块包括 The Core Processing Input/output Modules (CPIOMs) 和 The Common Remote Data Concentrators (CRDCs)

如上文所说，CPIOM 相当于统一规格，统一 I/O 的通用计算机，不同的航电只是装在上面的软件。如果一个系统的软件比较复杂，占用资源较多，那可能就一个软件用一整个 CPIOM，如果软件比较简单，可能就几个软件一起装在一个 CPIOM 上。因为是统一配置和 I/O，CPIOM 之间的通讯也可以统一规格，非常方便实现 AFDX 高速数据网络。

航电网络有两个，飞机系统都是与两个相连的。CRDCs 是航电网络与传统航电设备之间的交互界面。但有些传统设备也是直连网络的，有少数设备之间是传统网络连接的。网络中有很多 switches（交换机），负责将系统连上网络，并路由信号。

如上面这些图所示，CPIOM 就是电脑，一个 CPIOM 可以装多个系统的航电系统软件，同样的软件也可以装在不同的 CPIOM 中，作为冗余。电子舱中一共有 7 组 CPIOM。每一组有一个或多个 CPIOM，负责一个或多个飞机系统的航电。

以 CPIOM-H3 为例，这组 CPIOM 中有四个 CPIOM，安装的 app 有液压、燃油、门和氧气 4 个系统，包括：

• Hydraulic Monitoring and Control Application (HMCA)
• Doors and Slides Control System (DSCS)
• Fuel system via the Fuel Quantity Management System (FQMS)
• Inert Gas Generation System (IGGS)
• Oxygen System Control and Monitoring (OSCM)

安装情况如下：

CRDCs 负责连接航电网络与各种传感器、作动器、传统设备，可以处理数字信号与模拟信号之间的转换。一共有 29 个 CRDCs，安装于相关的传感器和作动器附近。

 

Abnormal Operations

大部分系统同时与多个 CRDCs 相连，一个故障了剩下的完成工作，没有任何影响。有个别系统只与一个 CRDC 相连，如果故障了则会影响相关系统，ECAM 上系统故障信息会伴随“DUE TO IMA MODULE FAULT”信息。

同样的，如果系统故障是因为相应的 CPIOM 故障，ECAM 上系统信息也会伴随“DUE TO IMA MODULE FAULT”信息。

如果与某个飞机系统相连的所有 CPIOM 都故障了，会首先显示“IMA MODULE FAULT”，以告知机组系统故障的原因。然后再出现相关系统的 ECAM 警告，并伴随“DUE TO IMA MODULE FAULT”信息。

同样逻辑，单个 switches 或者 cable 故障不太影响系统。多个故障可能会影响某个系统，此时 ECAM 也会优先显示“AVIONICS NETWORK MULTIPLE SWITCHES FAULT (NETWORK DEGRADED)”以提示机组原因。

一些基本系统还能使用备用的传统电缆网络通讯，比如 PRIMs, EEC, ADIRS, FWS, CDS, SFCC, CPCS, LGERS, BCS, MMR。

参考 A350 空调系统与 CPIOM 软件故障相关的几个 ECAM 警告：

但在不正常程序中，由于命名和描述原因，有的地方很难分辨出到底是本地控制器还是 CPIOM 软件故障。下面以空调/增压/通风系统中的例子来说明:

AIR ENG 1(2) BLEED MONITORING + CTL FAULT 与 AIR ENG 1(2) BLEED FAULT 的区别

COND TEMP CTL FAULT 与空调系统章节提到的 pack controller 不是一个东西