[發明專利]用于數據傳輸的設備和方法

在審

• 申請號: 202010177966.8
• 申請日: 2020-03-13
• 公開（公告）號: CN111698016A
• 公開（公告）日: 2020-09-22
• 發明（設計）人: 科尼利厄斯·芬克;康斯坦丁·斯利普安丘克
• 申請（專利權）人: 利勃海爾航空航天林登貝格股份有限公司
• 主分類號: H04B7/185
• 分類號: H04B7/185;H04L1/00
• 代理公司: 北京三聚陽光知識產權代理有限公司 11250
• 代理人: 卜勁鴻

本發明涉及一種用于數據傳輸的設備和方法，該設備特別適合于冗余結構的系統組的組件之間的通信。在這種情況下，冗余結構的系統組的組件不像現有技術中通常采用的方式連接到單獨的物理連接線上，而是設置有共同的物理連接，它連接所有冗余結構的系統組。數據完整性方面所需的傳輸安全性通過CRC編碼來實現，其中時間上連續布置的數據包設置有遞增的計數器值，從而在此基礎上形成的CRC碼隨時間的推移可靠地檢測出靜態錯誤。

技術領域

本發明涉及一種用于數據傳輸的設備和方法，特別是在諸如飛機的飛行器中使用。

背景技術

在此公開了一種用于在計算機之間安全地交換信息的設備和方法，優選通過飛機的數字數據總線來實現。飛行操作中所需的系統通常使用不同的計算機和本地數據總線。此類系統例如包括飛機的飛行控制系統，起落架系統，致動系統或空調系統。

在示例性的實施形式中，與系統有關的控制和監視功能在中央處理單元中執行，這些中央處理單元通常容納在飛機機身中的所謂的“航空電子設備艙”中。這些中央計算機通常借助數據總線將控制所需的信號傳輸到遠程電子設備。遠程電子設備也稱為遠程電子組件(REU)，在本地(例如在飛機的機翼中)執行致動器的控制功能。與用于控制致動器有關的錯誤數據的傳輸可能會導致出現嚴重的飛行狀況，并且在最壞的情況下會導致飛機墜毀。

由于這個原因，必須確保安全地生成用于調節、控制和監視所需的信息，在中央計算機和遠程電子設備之間進行安全的數據傳輸，對可用的數據安全地進行進一步處理，直到控制致動器為止。為此，本發明描述了一種設備和方法，它在飛機層面降低了設備的復雜性和布線工作量。

作為現有技術，具有相同含義的信號或數據在物理上的分開傳輸適用于每個冗余結構的系統組，以確保完整性。因此，這也以這樣的方式實現，使得不會發生相同的篡改，因此在各個冗余系統組的接收器處不會產生被檢測到的誤解。

由于單獨設置了分開的物理數據傳輸，因此可以通過內容的偏差在接收器處檢測到所發生的錯誤。在許多高安全的關鍵系統中，例如在航空系統中，必須能夠可靠地檢測到錯誤。

通常引入CRC碼(循環冗余校驗)以提高每個傳輸數據包在協議級別的可識別性。為了能夠在時間上分配數據，至少在組合的、時間上緊隨其后的數據包上附上計數值(也稱為時間戳)，所述計數值可以根據其時間順序進行更改。這發生在應用程序級別，使得即使在具有多個接收器的布置中也可以支持確定性響應特性。

在通過簡單的計算和傳輸路徑無法可靠地檢測到數據錯誤之后，在現有技術中，通過至少兩個單獨的數據生成器、數據總線和接收器(其在硬件和軟件上不同)來傳輸相同的信息。

如本領域技術人員所知，如果可以將由錯誤施加的誤差多項式除以循環冗余校驗的生成多項式，則循環冗余校驗例如不能接收錯誤。如果誤差多項式不等于零并且可以被生成多項式整除，則所述錯誤無法通過CRC校驗檢測到。

為了也能夠檢測到此類錯誤，在計算機的硬件和軟件以及飛機布線上都產生了相當大的花費(由于雙重信號路由增加了電纜重量，繁復地鋪設飛機中的電纜，更多的插塞式連接器)。

發明內容

本發明的目的是減輕飛機中電纜的重量并減少計算機上的硬件成本，同時確保待傳輸信號的必要的完整性。優選地，這應該通過使用通信計算機之間的物理傳輸路徑來完成。

為了節省電纜重量，這在飛機上特別有利，希望找到一種通過僅一個物理連接來傳輸數據的方式，使得仍然保證數據的完整性并且可以可靠地檢測到篡改。數據傳輸協議中內置的CRC校驗不足以進行可靠的檢測，特別是在對功能安全性要求很高的情況下。

上述缺點通過根據權利要求1的設備或根據權利要求12的方法得以克服。其他有利的實施形式在從屬權利要求中進行描述。