Benutzer:Daflippi/ARINC 834

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ARINC 834,[1] "Aircraft Data Interface Function (ADIF)", ein technischer Standard für Netzwerkprotokolle, die den Zugang auf Avionikdaten mittels TCP/IP-Verbindungen und COTS-Geräte (im Unterschied zu den seriellen Datenbusen wie ARINC 429 oder ARINC 717) ermöglichen.

ARINC 834 Design Idea

Technischer Standard

Netzwerkprotokolle

Der ARINC 834 Standards definiert folgende Protokolle für den Zugang auf Avionikdaten:

  • STAP, Simple Text Avionics Protocol
  • ADBP, Avionics Data Broadcast Protocol
  • GAPS, Generic Aircraft Parameter Service, zurückgezogen mit dem Supplement 8 des Standards

Funktionen

Die Netzwerkprotokolle des Standards entsprechen der OSI-Modells. Jedes Protokoll bietet einen anderen Umfang der angebotenen Funktionen:

  • Eine Brücke zu ARINC 429 Datenbusen mit einer nah-zur-Echtzeit Lese- und Schreibmöglichkeit der individuellen Datenwörtern
  • Eine Brücke zu ARINC 717 Datenbusen mit einer nah-zur-Echtzeit Lesemöglichkeit der individuellen Datenwörtern
  • Eine Brücke zu diskreten Linien (Äquivalent zu GPIO) mit der Möglichkeit den Status der Linien zu setzen und auszulesen
  • Ein Decoder der binären Daten zu deren entsprechenden physischen Werten
  • Planmäßige Datenlieferung (Ereignis- oder Frequenz-basiert)
  • Höhere Services, z.B. ACARS-Messaging, Drucken von Dokumenten
  • Höhere Datenkodierung, z.B. MIAM, Media Independent Aircraft Messaging, entsprechend ARINC 841
  • Optionale CRC-32 Prüfsumme

Simple Text Avionics Protocol

Das Simple Text Avionics Protocol (STAP) funktioniert wie ein Gateway zu ARINC 429-Schnittstellen, zu ARINC 717-Schnittstellen (nur lesend) und zu diskreten Linien. Gewöhnlich wird es im Rahmen eines Aircraft Interface Devices (entsprechend der ARINC 759-Charakteristik) umgesetzt. Alternativ kann es durch ein Onboard Network System angeboten werden. Auf diesem Wege können u.a. nicht-zertifizierte Geräte (z.B. Electronic Flight Bags) empfangen und, in bestimmten Fällen, senden Daten von/zu Flugzeugsystemen.

Das Protokoll wurde mit dem Ziel entworfen, auf einer Seite einen (im Vergleich zu 32-Bit Wörter auf einer ARINC 429-Schnittstelle) möglichst geringen Überschuss an Daten zu verursachen, und auf anderer Seite bestimmte Lesbarkeit ähnlich einer Befehlskonsole zu gewährleisten:

  • Befehle und Antworten ähnlich zu einer Befehlskonsole-Interaktion.
  • Jeder Befehl und jede Antwort als Zeichenketten bestehend aus druckbaren Zeichen, beendet mit einer Zeilenumbruch-Sequenz.
  • Alle gängige Zeilenumbruch-Sequenzen erkannt: DOS/Windows (0x0D 0x0A), Unix/Linux (0x0A) und Mac (0x0D).
  • Backspace-Taste (0x08) muss durch den Server korrekt interpretiert werden.
  • Dieselbe TCP-Verbindung wird genauso für synchrone Befehl-Antwort Sequenzen, wie für asynchrone Datenlieferung verwendet.
  • Optional ein CRC-32-Modus kann aktiviert werden, wodurch jedes Kommand mit einer Prüfsumme gesichert wird.

ARINC 429 Datenempfangsbeispiel

Um das Label 310 (z.B. aktueller Breitengrad) aus dem Kanal 1 einer ARINC 429-Schnittstelle zu empfangen, wird der Befehl gesendet: 

>> add,1,310
<< ok
<< data,1644241420020,1,310,673EA8

Ab dem Zeitpunkt wird der STAP-Service die passenden Daten kontinuierlich anliefern: den Zeitstempel des Datenempfangs, die Kanalnummer, das ARINC 429-Label als oktale Zahl und die Daten als hexadezimale Zahl.

Der Wert von 0x673EA8 entspricht der geographischen Breite von 81,5 Grad Nord.

ARINC 429 Datenversandsbeispiel

Um daten zu senden wird der Befehl gesendet: 

>> transmit,5,377,012345
<< ok

Der STAP-Service wird den Wert 0x012345 mittels Transmitter Nr. 5 und als ARINC 429-Label 377 (oktal) senden.

Avionics Data Broadcast Protocol

Das Avionics Data Broadcast Protocol (ADBP) funktionier wie ein Gateway (nur lesend) zu praktisch belibiegen flugzeugspezifischen Datenbusen. Gewöhnlich wird es im Rahmen eines Aircraft Interface Devices (entsprechend der ARINC 759-Charakteristik) umgesetzt. Alternativ kann es durch einn Onboard Network System angeboten werden. Auf diesem Wege können u.a. nicht-zertifizierte Geräte (z.B. Electronic Flight Bags) Flugzeugdaten empfangen. Zu den optionalen zweiwege Erweiterungen von ADBP gehören:

  • ACARS-Messaging-Service
  • Drucker-Service

Befehle und Antworten basieren auf XML-formatierten Dokumenten, die zwischen Clients und dem ADBP-Server ausgetauscht werden. Clients können die folgenden Modi verwenden:

  • Parameter abfragen (get)
  • Kontinuierliche Lieferung der Parameter abonnieren (Ereignis- oder Frequenz-basiert)

Eine Subskription verlangt von dem Client einen eigenen TCP-Server-Socket aufzumachen, an den die asynchronen Daten von dem ADBP-Server zurückgeliefert werden.

Die Werte der Parameter werden bereits in deren physikalischer Form dargestellt. Dennoch müssen die Clients die physikalischen Einheiten wissen, da sie nicht als Teil der Nutzdaten vorhanden sind.

ADBP Get-Parameter-Beispiel

Befehl

Einmaliges Auslesen der Parameter FMSLATP und FMSLONGP: 

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<method name="getAvionicParameters">
  <parameters>
    <parameter name="FMSLATP"/>
    <parameter name="FMSLONGP"/>
  </parameters>
</method>
Antwort
<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<response method="getAvionicParametersResponse" errorcode="0">
  <parameters>
    <parameter name="FMSLATP" validity="1" type="2" value="54.3721" time="1644241420020" />
    <parameter name="FMSLONGP" validity="1" type="2" value="18.6383" time="1644241420020" />
  </parameters>
</response>

Generic Aircraft Parameters Service

Der Generic Aircraft Parameters Service (GAPS) wurde mit dem Zeil spezifiziert, einen netzwerkbasierten Zugang zu Avionik-Parameter mittels Simple Network Management Protocol in einem Lesemodus anbieten zu können. Dieses Protokoll wurde mit dem Supplement 8 des Standards zurückgezogen.

Entwicklung

Der Standard wird kontinuierlich weiterentwickelt. Der kommende Abzweig ARINC 834A[2] adressiert die Verwendung von mobilen Geräten, basiert auf JSON und WebSockets. Es ist vorgesehen zusätzliche Services anzubieten, u.a. Network Attached Storage.

Historie

  • ARINC 834 am 17. Dezember 2008
Initiale Version mit der ersten Definition von STAP, ADBP und GAPS.
  • ARINC 834-1 am18. Dezember 2009
Prüfsummen für STAP und Benennungsregeln für eigene Kommandos eingeführt.
Das Sperren der Transmitter entfernt.
Ein Kontext für Datenaustausch zwischen Anwendungen via ADBP eingeführt.
  • ARINC 834-2 am 14. Juni 2012
Schlüsselwort fürs Hinzufügen/Entfernen aller Labels eingeführt.
Massen-Transmission-Kommando eingeführt.
Änderungen an der XML-Schema.
  • ARINC 834-3 am 16. November 2012
Einheitliche ADBP XML-Schema eingeführt.
  • ARINC 834-4 am 31. Juli 2014
Referenzierung und minimale Konformität mit ARINC 759, Aircraft Interface Device (AID), eingeführt.
Redaktionelle Änderungen zu ADBP.
  • ARINC 834-5 am 28. Juli 2015
Erweiterte Definition von GAPS, inklusive SNMP-Security.
  • ARINC 834-6 am 8. Juni 2016
ACARS-Messaging-Service eingeführt.
  • ARINC 834-7 am 9. August 2017
Druckservice eingeführt.
  • ARINC 834-8 am 21. Juli 2020
Einstellung des GAPS.
Referenzierung und Unterstützung für MIAM, entsprechend ARINC 841.
Qualitätskorrekturen.

Einzelnachweise

  1. ↑ SAE ITC: 834-8 Aircraft Data Interface Function. In: ARINC Industry Activities. SAE ITC, 21. Juli 2020, abgerufen am 5. Februar 2022 (englisch).
  2. ↑ SAE ITC: Draft of Second Generation Aircraft Data Interface Function (ADIF) - Common Standards. In: ARINC Drafts in Progress. SAE ITC, 23. April 2021, abgerufen am 2. Mai 2022 (englisch).
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