Unsere Aufgabe und Herausforderung
Beitrag zur Entwicklung eines modernen ATC-Transceivers mit hervorragenden Leistungsdaten
Das Entwicklungsteam hatte die Aufgabe, einen Flugsicherungstransceiver für den bodengestützten Einsatz mit einer Ausgangsleistung von 50 W zu entwickeln. Am Ende der Entwurfsphase war es möglich, die Grenzwerte für die Funkfrequenz (RF) um einige dB höher zu erreichen als in der entsprechenden EN-Norm festgelegt.
Ein Teil der Aufgabenstellung war auch die Anforderung, strenge Grenzwerte für die MTBF (Mean Time Between Failures) unter anspruchsvollen Umgebungsbedingungen einzuhalten.
Lösung
Systemarchitektur, einschließlich Simulation des RF-Pfads
Wir sind von Anfang an in dieses Projekt involviert und begleiteten es durch alle Entwicklungsphasen, einschließlich Konzept, Design, Zertifizierung und Produktionsstart.
Es wurde die komplette Systemarchitektur, einschließlich der Simulation des HF-Pfads erstellt. Dies umfasst den Entwurf des Signalpfads von der Antenne, die HF-Konditionierung, die Frequenzumsetzung, den ADC, FPGA-Kerne, die Signalverarbeitung und die Entwicklung von Steueranwendungen für Embedded-Linux-Softwaresysteme.
Die Synchronisation zwischen Empfänger- und Sendermodul übernahm das MMI-Modul (Man-Machine Interface), das gleichzeitig als Benutzerschnittstelle des Systems diente – die Bedienung erfolgte über Tastatur und Display.
Das zentrale Sicherheitselement des MMI-Moduls war der CBIT (Continuous Built-In Test), der für die kontinuierliche Überwachung und Auswertung von Systemereignissen in allen Modulen verantwortlich war. Dies umfasste die Temperaturmessung, die Überwachung der Lüfterdrehzahl sowie die Erkennung von Kommunikationsbusfehlern. Die CBIT-Funktion war vollständig konfigurierbar, um die spezifischen Anforderungen des Kunden zu erfüllen. Das MMI-Modul basierte auf dem Soft-Core-Prozessor Intel Nios und nutzte das IDF (Interrupt-Driven Framework) zur Bereitstellung von Diensten auf Betriebssystemebene.
Kundennutzen
Größenreduzierung und moderne Schnittstellen
Das Ergebnis war ein Funk-Frontend mit einem kompakten Empfänger- und Sendermodul. Diese haben die Hälfte des Volumens der bisherigen Funkgerätefamilie und erreichen gleichzeitig bessere Funkparameter.
Es kamen auch moderne Kommunikationsschnittstellen wie Ethernet, E1 / T1, VoIP und USB hinzu. Diese waren zum Zeitpunkt der Produkteinführung trendy und wurden vom ATC-Markt gefordert.
Das Funkgerät kann problemlos ferngesteuert werden und passt perfekt in die IT-Infrastruktur des ATC-Marktsegments.
Entwicklungsprozess
Embedded-Software bietet Zugang zur Funkfernsteuerung und -überwachung
Die Routinen wurden in C++ auf dem FPGA-integrierten NIOS2-Prozessor für die Entwicklung der Embedded-Software implementiert, debuggt und getestet. Eine Hardware-Abstraktionsschicht wurde mit Hilfe der objektorientierten Techniken und UML-Modellierung entworfen.
Die Anwendungen ermöglichen verschiedene Funktionen, wie SNMP-Management-Agent, TCP-Kontrollzugriff und lokale USB-Konfiguration.
Darüber hinaus entwickelten wir fortschrittliche DSP-Algorithmen (Digital Signal Processing), um das Audiosignal für den Piloten und den Fluglotsen komfortabel zu gestalten und digitale Kommunikationsprotokolle wie VDL2 und ACARS zu unterstützen.
Ein elementarer Bestandteil der Entwicklung des Funkgeräts war das Testen der Firmware über alle Module hinweg – dabei wurden sowohl automatisierte als auch halbautomatisierte Tests durchgeführt. Zu diesem Zweck wurde ein automatisiertes Testsystem entwickelt, das in der Lage war, den Datenverkehr auf allen Schnittstellen zu simulieren. Das System ermöglichte den Anschluss mehrerer Geräte als Steckmodule in einem Rack.
Darüber hinaus wurden automatisierte Tests in einer Temperaturkammer durchgeführt, ergänzt durch Lasttests und Langzeit-Stabilitätstests, die die Zuverlässigkeit unter anspruchsvollen Betriebsbedingungen sicherstellten.
Kunde
Der Kunde ist einer der weltweit führenden Anbieter im Bereich der Luftverkehrskontrolle.
Durchführungszeitraum:
2003
—
2012
Die ersten Konzeptphasen wurden im Jahr 2003 gestartet. Im Jahr 2005 folgten die ersten Prototypen. Die ersten Zertifizierungen wurden 2006 bestanden und die Produktion begann in den folgenden Jahren.
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Weitere Lösungen
Seit der Gründung von Consilia im Jahr 2004 haben wir Dutzende von Projekten abgeschlossen und unterstützt.
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