Computer in Flugzeugen

[Pascal Suter]

Hi Zusammen,

 

ich habe in letzter Zeit versucht, mich zu informieren, aus was für Komponenten ein Computer in einem Flugzeug in etwa aufgebaut ist. Klar, es wird nicht die gleiche Hardware sein wie die in Heimcomputern, aber so vom Prinzip her... Was für Prozessoren, welche Methode zur Datenspeicherung (Festplatten? Datensicherheit???) etc...

Habe irgendwo im Netz mal davon gelesen, dass in den Space Shuttles "uralte" Computer-Technik gebraucht wird, glaube mich zu erinnern wegen Abwärme, wegen Energieverbauch und wegen Zuverlässigkeit. Ist das in modernen Airlinern (Airbus 318-380 und modernere Boeing-Flugzeuge) auch der Fall?

 

Hoffe auf genauere Infos!

 

Danke schon mal im Voraus!

[Jonimus]

Hoffe auf genauere Infos!

 

Da kann ich leider nicht dienen, aber wenigstens ein paar Gedanken dazu beitragen. Eine der wichtigen Design-Grundlagen beim Apollo-Mondlandeprogramm war: Keine neuen Technologien. Das hat sich in der Flug- und Raumfahrtindustrie im Grundsatz bis heute gehalten, aber natürlich nur dann, wenn man dadurch nicht den echten Fortschritt verhindert. Bis aber neue Technologien hinreichend getestet und in der Praxis erprobt sind, sind sie meist auch etwa 10-jährig und - für unsere Begriffe - bereits veraltet.

 

(Im Apollo-Programm gab es übrigens auch noch andere, interessante Ansätze, wie z.B. dass man Massenware einer Spezialentwicklung den Vorzug gab, siehe Evaluationsverfahren der Omega Speedmaster Professional.)

 

Ein wesentlicher Unterschied zu üblicher Elektronik ist der, dass in der Luft- und Raumfahrt viel zusätzliche Hard- und Software für Selbsttests verbaut wird. Dann kommen nicht-triviale Systeme zur Erkennung von Fehlern, die sich längst nicht nur auf einfache Redundanz beschränken.

 

Bezüglich Software dürften keine weiteren Erklärung notwendig sein, dass das, was wir in unseren PCs gewohnt sind, für die Luft- und Raumfahrt völlig unzureichend in Bezug auf Zuverlässigkeit ist.

 

Welche Prozessoren, ob Solid State Memory oder Harddisks, da bin ich nicht im Bilde. Die Abwärme dürfte aber nicht das Problem sein, denn da wurden in den letzten Jahren grosse Fortschritte gemacht, was für neue Technologien sprechen würde.

 

Heinz

[DC-6B]

Hallo Pascal

Dieses Thema kann nicht einfach so in ein paar kurzen Sätzen abgehandelt werden. Deshalb vielleicht nur ein Paar Inputs um auch Heinz nicht zu wiederholen.

 

Hardware:

Die Hardware hat sich auch wie beim PC sehr stark gewandelt, obwohl die Avionikindustrie immer noch sehr stark hinten nachhinkt. Mehrheitlich aus Sicherheitsgründen und Verlässlichtkeit. So waren z.B. die ersten Space Shuttle Computer auf dem Intel 8080 Processor basierend und haben sich natürlich bis heute auch zu stärkeren Mustern gewandelt.

 

Solid State wird heute für verschiedene Speicheranwendungen verwendet, z.B. für Flugdatenschreiber oder Voicerecorder oder auch andere Speicher. Die Harddisk ist nicht sinnvoll, da z.T sehr hohe Anforderungen an mechanische und auch g-Kräfte erfüllt werden müssen.

 

Generelle Anforderungen an Systeme werden in den Zertifizierungsgrundlagen, z.B. die RTCA Dokumente festgelegt, d.h. diese Hardware muss diese Zertifizierungsanforderungen erfüllen.

 

Software:

Software muss generell viel härtere Anforderungen erfüllen, als standard PC Software. Schliesslich soll sie ja auch stabiler laufen und wird deshalb auch viel länger gestest und geprüft. Sämtliche Produkte müssen hier auch die genannten Anforderungen erfüllen.

 

Redundanz und Bussysteme:

Mit der Einführung von Fly-by-Wire von Airbus hat sich vieles in den Grundkonzepten der Avionik sehr stark geändert. Um die hohe Anzahl von elektrischen Signalen, die in einem heutigen Flugzeug nötigen sind, mit kleinem Gewichts- und Platzaufand verarbeiten zu können, wurden die verschiedensten Bussysteme eingführt. Diese reichen vom normalen 'PC' RS232, RS485 über CAN (Automotive Industrie), ARINC (429, 629, 653, 801, MIL-1553) bis hin zu Vollduplex Bussystemen und Glasfaser (Eurofighter).

 

Da nun viele Signale über ein Kabel laufen, müssen diese nach einer Risikoeinstufung ein bis mehrfach redundant geführt werden, sio dass der Ausfall eines Kabelbündels z.B. nicht die ganze Steuerung lahmlegt.

 

Ich hoffe all dieser 'Techstuff' hilft ein wenig :002:

 

Hier noch ein paar links:

 

ARINC:

http://en.wikipedia.org/wiki/ARINC

 

RTCA DO160 für Umwelteinflüsse an Hardware

http://www.aeroelectric.com/articles/do160.html

 

RTCA DO178 für Anforderungen an Software

http://en.wikipedia.org/wiki/DO-178B

 

Gruss DC-6B

[Pascal Suter]

Vielen Dank!!! Ich werde mal den verschiedenen Links und Begriffen nachgehen, und gegebenenfalls noch Detailfragen stellen :-)

[Johannes Müller]

Es lässt sich zwar nicht alles übertragen, aber hier trotzdem noch ein bisschen Info über die Shuttle-Computer:

 

Fehlerfreiheit der Software: (wer kennt das? ha ha)

Standard Software: 25 bugs per 1000 lines of program.

Good Software: 2 errors per 1000 lines.

Space Shuttle Software: < 1 errors per 10000 lines.

 

Aus http://www.fastcompany.com/online/06/writestuff.html :

[...] the last three versions of the program -- each 420,000 lines long-had just one error each. The last 11 versions of this software had a total of 17 errors. Commercial programs of equivalent complexity would have 5,000 errors.

 

Das bedingt schon sehr, sehr gute Arbeitsmethoden und erklärt auch, weshalb sie nicht gerne alles umstellen (solche Software kostet natürlich unmengen von Geld!).

 

Zu CPUs im Weltall:

http://www.cpushack.net/space-craft-cpu.html

http://www.dansdata.com/spacecomp.htm

http://klabs.org/DEI/Processor/shuttle/

Die CPUs müssen in der Regel "Radiation Hardened" sein, d.h. sie können nicht einfach einen x-beliebigen CPU verwenden... die Shuttle hatte / hat 5x denselben PC mit je 1MB RAM :), das Glasscockpit verwendet allerdings 386'er.

 

Da wundert man sich, weshalb man wirklich den neuesten 3GHz'er braucht - wenn man mit viel viel weniger schon ins Weltall kommt :D

 

Gruss

Johannes

[tamiko]

Hallo Pascal

 

In der c't (Computertechnik Magazin aus dem Heise Verlag) gab es in Heft 17/05 einen auführlichen Artikel über die IT-Technik des A380

 

http://www.heise.de/kiosk/archiv/ct/05/17/084/

 

Ich schicke dir heute oder morgen eine PM :cool:

 

Gruss

 

Joseph