Specifics of the Development of an On-Board Visualization System for Civil Aircrafts

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

The instrument panels of modern aircraft are created using the “glass cockpit” concept. This new interface philosophy improves the perception of important flight information by displaying it on a single multi-function display. The paper considers the problems that arise when developing a certified pilot display visualization system designed for operation on civil aircraft under the Russian real-time operating system JetOS. The paper presents several algorithmic solutions that allow achieving acceptable visualization speed. In particular, a solution to the problem of rigid scheduling of operating system partitions is described in detail. This solution allows to overcome the degradation of rendering speed. Directions for further work have been outlined.

Full Text

Restricted Access

About the authors

B. Kh. Barladian

Keldysh Institute of Applied Mathematics of the Russian Academy of Sciences

Author for correspondence.
Email: bbarladian@gmail.com
Russian Federation, Moscow

N. B. Deryabin

Keldysh Institute of Applied Mathematics of the Russian Academy of Sciences

Email: dek@keldysh.ru
Russian Federation, Moscow

A. G. Voloboy

Keldysh Institute of Applied Mathematics of the Russian Academy of Sciences

Email: voloboy@gin.keldysh.ru
Russian Federation, Moscow

V. A. Galaktionov

Keldysh Institute of Applied Mathematics of the Russian Academy of Sciences

Email: vlgal@gin.keldysh.ru
Russian Federation, Moscow

L. Z. Shapiro

Keldysh Institute of Applied Mathematics of the Russian Academy of Sciences

Email: pls@gin.keldysh.ru
Russian Federation, Moscow

L. Z. Shapiro

Keldysh Institute of Applied Mathematics of the Russian Academy of Sciences

Email: piv@gin.keldysh.ru
Russian Federation, Moscow

Yu. A. Solodelov

State Scientific Research Institute of Aviation Systems

Email: yasolodelov@2100.gosniias.ru
Russian Federation, Moscow

References

  1. Fedosov E.A., Kos’yanchuk V.V., Sel’vesyuk N.I. Integrated modular avionics // Radioelektron. techn. 2015. № 1. P. 66–71.
  2. Fedosov E.A., Koverninskiy I.V., Kan A.V., Solodelov Y.A. Application of real-tim oerating systems in integrated modular avionics. OSDAY2015. http://osday.ru/solodelov.html
  3. Solodelov Yu.A. and Gorelits N.K. Certifiable onboard real-time operation system JetOS for Russian aircrafts design // Proceedings of the Institute for System Programming of the RAS. 2017. V. 29. № 3. P. 171–178. https://doi.org/10.15514/ISPRAS-2017-29(3)-10
  4. DO-178C Software Considerations in Airborne Systems and Equipment Certification. http://www.rtca.org/store_product.asp?prodid=803
  5. Avionics application software standard interface (ARINC653). SAE-ITC, 2015. https://aviation-ia.sae-itc.com/standards/arinc653p0-3-653p0-3-avionics-application-software-standard-interface-part-0-overview-arinc-653
  6. Barladian B.Kh., Voloboy A.G., Galaktionov V.A., Knyaz’ V.V., Koverninskii I.V., Solodelov Yu.A., Frolov V.A., Shapiro L.Z. Efficient Implementation of OpenGL SC for Avionics Embedded Systems // Programming and Computer Software. 2018. V. 44. № 4. P. 207–212. https://doi.org/10.1134/S0361768818040059
  7. Barladyan B.H., Shapiro L.Z., Mallachiev K.A., Khoroshilov A.V., Solodelov Yu.A., Voloboy A.G., Galaktionov V.A., Koverninsky I.V. Rendering System for the Aircraft Real-Time OS JetOS // Proceedings of the Institute for System Programming of the RAS. 2020. V. 32. № 1. P. 57–70. https://doi.org/10.15514/ISPRAS-2020-32(1)-3
  8. Baek N. and Lee H. OpenGL ES1.1 Implementation Based on OpenGL // Multimedia Tools and Applications. V. 57. No. 3 (2012). P. 669–685.
  9. Baek N., Lee H. OpenGL SC Implementation over an OpenGL ES1.1 Graphics Board // 2012 IEEE International Conference on Multimedia & Expo Workshops (ICMEW 2012). P. 671–671. https://doi.org/10.1109/ICMEW.2012.127
  10. Baek N. and Kim K.J. Design and implementation of OpenGL SC2.0 rendering pipeline // Cluster Computing (2019). 22: S931–S936. https://doi.org/10.1007/s10586-017-1111-1
  11. The Mesa 3D Graphics Library. https://www.mesa3d.org/
  12. Barladian B.Kh., Deryabin N.B., Voloboy A.G., Galaktionov V.A., Shapiro L.Z. High speed visualization in the JetOS aviation operating system using hardware acceleration // CEUR Workshop Proceedings. 2020. V. 2744. P. 107:1–107:9. https://doi.org/10.51130/graphicon-2020-2-4-3
  13. Barladian B.K., Deryabin N.B., Shapiro L.Z., Solodelov Yu.A., Voloboy A.G. and Galaktionov V.A. Multiwindow Rendering on a Cockpit Display Using Hardware Acceleration // Programming and Computer Software. 2021. V. 47. № 6. P. 457–465. https://doi.org/10.1134/S0361768821060025
  14. ARINC Standards. https://www.aviation-ia.com/products/661p1-8-cockpit-display-system-interfaces-user-systems-part-1-avionics-interfaces-basic
  15. Ansys SCADE Solutions for ARINC661 Compliant Systems, 2021. https://www.ansys.com/products/embedded-software/solutions-for-arinc-661
  16. Barladian B.K., Shapiro L.Z., Deryabin N.B., Solodelov Yu.A., Voloboy A.G. and Galaktionov V.A. Efficient Rendering for the Cockpit Display System Designed in Compliance with the ARINC661 Standard // Programming and Computer Software. 2022. V. 48. № 3. P. 147–154. https://doi.org/10.1134/S0361768822030021
  17. Brian Gough. An Introduction to GCC – for the GNU compilers gcc and g++ – Coverage testing with gcov. https://www.linuxtopia.org/online_books/an_introduction_to_gcc/gccintro_81.html

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Fig. 1. MC-21 aircraft instrument panel

Download (163KB)
Indexing metadata
3. Fig. 2. Scheme of visualisation in the aircraft cockpit

Download (78KB)
Indexing metadata
4. Fig. 3. Primary Flight Display SS_PFD

Download (213KB)
Indexing metadata
5. Fig. 4. Primary Flight Display MC_PFD

Download (100KB)
Indexing metadata
6. Fig. 5. Doors status indicator

Download (80KB)
Indexing metadata
7. Fig. 6. Doors and PFD multi-window visualisation

Download (195KB)
Indexing metadata
8. Fig. 7. Map of taxiways of the aerodrome

Download (102KB)
Indexing metadata
9. Fig. 8. RTOS partition execution schedule. Shaded rectangles correspond to the useful execution time of the application, empty rectangles at the beginning and end of each partition - saving and restoring caches and registers

Download (99KB)
Indexing metadata
10. Fig. 9. Schematic diagram of the graphical application operation in the rigid schedule mode

Download (233KB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2024 Russian Academy of Sciences

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».