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I
PROCEDE ET DISPOSITIF DE TRAITEMENT DE TACHES OPTIMISE
POUR UN FWS
La présente invention se rapporte à un procédé et à un dispositif de
traitement
de tâches optimisé pour un FWS (Flight Warning System).
Dans les systèmes avioniques actuels de gestion des alertes et procédures,
communément appelés FWS, la consommation de temps processeur (temps
d'occupation du processeur pour traiter ces alertes) est la même quel que soit
le
nombre d'alertes détectées. Le pire cas (présence d'un grand nombre d'alertes
non
modifiées, mais traitées à vide par le processeur) est répété à chaque
fois, et il
n'existe à l'heure actuelle aucune solution à ce problème.
La présente invention a pour objet un procédé de traitement d'alertes par un
système avionique FWS permettant d'optimiser le traitement de ces alertes sans
consommer indûment du temps processeur .
La présente invention a également pour objet un dispositif de séquencement
pour FWS d'aéronef permettant à ce FWS de rendre les mêmes services que les
systèmes FWS connus en termes de latence de détection des alertes, de latence
de
réponse des actions pilotes.., ou de les améliorer, tout en consommant le
moins de
temps processeur possible et qui soit le moins onéreux possible.
Dans un aspect de l'invention, il y a un dispositif de traitement d'alertes
pour un système avionique de gestion des alertes et procédures, ou Flight
Warning System (FWS), le système comprenant des groupes d'alertes prédéfinis
par des fonctions logiques appliquées à des paramètres d'alerte, et des moyens
pour, à chacun d'une pluralité de cycles de calcul d'alerte:
calculer une valeur de chaque paramètre d'alerte;
comparer la valeur calculée pour chaque paramètre d'alerte à une valeur
du paramètre d'alerte au cycle précédent;
si la valeur est différente, identifier:
un groupe d'alerte auquel appartient le paramètre d'alerte;
les fonctions logiques impliquées dans le traitement de l'alerte; et
une priorité de traitement de l'alerte;
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la
exécuter les fonctions logiques identifiées selon leur priorité respective
avec la valeur du paramètre d'alerte calculée; et
mémoriser un résultat obtenu de l'étape d'exécution.
Dans un autre aspect de l'invention, il y a un dispositif de traitement
d'alertes pour un système avionique de gestion des alertes et procédures, ou
Flight Warning System (FWS), le système comprenant des groupes d' alertes
prédéfinis par des fonctions logiques appliquées à des paramètres d'alerte, et
des
moyens pour, à chacun d'une pluralité de cycles de calcul d'alerte:
calculer une valeur de chaque paramètre d'alerte;
comparer la valeur calculée pour chaque paramètre d'alerte à une valeur
du paramètre d'alerte au cycle précédent;
si la valeur est différente, identifier:
un groupe d'alerte auquel appartient le paramètre d'alerte;
les fonctions logiques impliquées dans le traitement de l'alerte; et
une priorité de traitement de l'alerte;
exécuter les fonctions logiques identifiées selon leur priorité respective
avec la valeur du paramètre d'alerte calculée;
mémoriser un résultat obtenu de l'étape d'exécution; et
transmettre le résultat obtenu de l'étape d'exécution à un processeur
d'affichage d'alerte asynchrone.
Le procédé conforme à l'invention est caractérisé en ce qu'il consiste à ne
faire traiter à chaque cycle de traitement du processeur du FWS que les
opérations
relatives à des alertes dont le résultat a été modifié depuis le cycle de
traitement
précédent.
Selon un mode de mise en oeuvre préféré du procédé de l'invention, à chaque
cycle de rafraîchissement des données d'alerte, on compare ces données
rafraîchies à
celles reçues au cycle précédent, et si la donnée rafraîchie est différente de
la
précédente, on envoie une notification à un séquenceur qui récupère dans une
bibliothèque de données les combinaisons logiques nécessaires au traitement de
cette
alerte, effectue les opérations correspondantes et transmet le résultat à un
processeur
asynchrone d'affichage d'alertes.
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Le dispositif conforme à l'invention comporte un module de décodage des
données d'entrée, un séquenceur dynamique de tâches logiques, une bibliothèque
de
données de combinaisons logiques, un module de mémorisation de résultats des
opérations logiques et un processeur asynchrone d'affichage.
La présente invention sera mieux comprise à la lecture de la description
détaillée d'un mode de réalisation, pris à titre d'exemple non limitatif et
illustré par
le dessin annexé, sur lequel :
- la figure 1 est un bloc-diagramme simplifié d'un système de mise en
oeuvre du procédé de l'invention,
- la figure 2 est un schéma simplifié d'un exemple de séquencement
effectué par le système conforme à la présente invention, et
- la figure 3 est un schéma d'un exemple de circuit logique utilisé
dans
le système conforme à la présente invention.
Le système 1 schématisé en figure 1 est destiné au traitement de n
processus d'alertes FWS différents, chacun de ces processus mettant en oeuvre
des
données d'alertes (aussi appelées ici paramètres) dont certaines sont communes
à au
moins une partie des processus, et d'autres sont spécifiques à des processus
particuliers. Ainsi, par exemple, comme représenté en figure 1, le premier
processus
PRI traite les paramètres Pl, P2,...Pp, et le processus PRn de rang n traite
les
paramètres Pl, P2,.. .Pm.
Le système 1 comporte essentiellement, pour chacun des n processus
PR1 à PRn qu'il traite (sur la figure 1, les modules relatif à chaque
processus sont
représentés sur une même rangée): un module (respectivement 2.1 à 2n) de
décodage des données d'entrée produisant un indicateur de changement d'état,
un
séquenceur dynamique de tâches travaillant en temps réel (respectivement 3.1 à
3.n),
une base de données 4 qui comporte une bibliothèque de modèles de fonctions
logiques combinatoires, cette base de données étant commune à l'ensemble des
processus. Les séquenceurs en extraient chacun des ensembles de fonctions
logiques
5 en fonction de leurs besoins (la base de données 4, et les ensembles 5 ne
font pas
partie de l'une des rangées d'éléments de traitement de processus, mais ont
été
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représentés par commodité entre des rangées) Cette bibliothèque comporte les
dépendances entre les différents paramètres traités. Ainsi, par exemple, dans
le
diagramme de la figure 2, décrit plus en détail ci-dessous, les dépendances de
L2sont
L3 et L4. Le système 1 comporte ensuite, pour chaque processus, un module
(respectivement 6.1 à 6.n) de stockage de résultats. Les modules 6.1 à 6.n
reçoivent
des séquenceurs (3.1 à 3.n respectivement) des informations d'événements
notés, par
exemple, El, E2,...,Ef pour le processus PR1 et Eg, Eh,..., Ex pour le
processus
PRn. Il est à noter qu'une information d'événement comporte son identifiant et
sa
valeur. Par exemple une alerte arrivant à un FWS comporte son identifiant (du
type
XXXX) et signale si elle est détectée ou non (information de valeur de cette
alerte).
Les sorties des différents modules (purement logiciels) 6.1 à 6.n sont reliées
à un
calculateur 7 de traitement graphique à fonctionnement apériodique, qui est
relié à un
dispositif de visualisation (non représenté) présentant sous forme graphique
les
alertes au pilote.
Dans le détail, les fonctions assurées par les différents modules du
système 1 sont les suivantes :
Chacun des modules 2.1 à 2.n comporte une mémoire pour stocker les
données d'alertes et compare ses données d'entrée, rafraîchies à chaque cycle
de
calcul du FWS, avec les données reçues au cycle de calcul FWS précédent. Si la
donnée rafraîchie est différente de la précédente, il envoie une notification
au
séquenceur.
Chaque séquenceur 3.1 à 3.n réalise successivement les fonctions
suivantes :
a. A la réception d'une notification (correspondant à une donnée rafraîchie
différente de la précédente) provenant du module de décodage qui lui est
relié, le séquenceur extrait de la bibliothèque de la base de données 4
l'ensemble 5 des combinaisons logiques à recalculer (ensemble relatif aux
fonctions impliquées dans le traitement de l'alerte modifiée), leurs priorités
associées de traitement par le séquenceur ainsi que le groupe auquel elles
appartiennent, ce groupe faisant partie de groupes prédéfinis dans la base de
données 4.
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b. Il insère dans la liste des combinaisons logiques à exécuter celles qu'il
vient
de récupérer. La position des combinaisons logiques qui viennent d'être
insérées dans la liste dépend de leur priorité et de leur groupe de
séquencement (il s'agit de groupes de combinaisons ayant la même priorité).
c. Il lance l'exécution de la combinaison logique en tête de liste. Si le
résultat de
cette combinaison est différent du précédent, le séquenceur exécute la même
séquence que ci-dessus (au point a puis au point b) pour ajouter l'ensemble
des combinaisons logiques à ré-exécuter dans la liste des combinaisons
logiques à séquencer, et ce pour chacun des groupes, ce qui constitue un
chaînage des activités d'exécution par dépendance des entrées, c'est-à-dire
que cet ajout de combinaison logique n'a lieu que si, et seulement si, la
combinaison en question n'est pas déjà présente dans la liste.
d. Il positionne le résultat des exécutions des combinaisons logiques dans le
module de résultat correspondant.
Un exemple de séquencement très simplifié est décrit ci-dessous en référence
au schéma de la figure 2, dans le cas où le paramètre P2 de la voie du
processus PRI
est modifié. Les différentes combinaisons logiques mises en uvre sont notées
Li à
L6. Bien que pour simplifier la description on ait choisi ici des portes
logiques (dans
le cas d'un FWS, de telles fonctions logiques constituent la grande majorité
des
moyens de calcul, mais il sera évident pour l'homme de l'art de généraliser ce
raisonnement), ces combinaisons logiques peuvent être de différentes sortes :
elles
peuvent faire appel à des nombres réels, des entiers, etc... et être mises en
oeuvre par
des bascules, des circuits confirmateurs (dans ce dernier cas, il est bien
entendu qu'il
faut ajouter un événement qui force le calcul de ces portes complexes), etc.
. Les étapes successives de ce séquencement sont :
1. Etape 1
a. Sous-étape la: L2 est extraite du modèle de combinaisons logiques
de la bibliothèque de la base de données 4,
b. Sous-étape lb: L2 est ajoutée à la liste des combinaisons logiques à
traiter séquentiellement,
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c. Sous-étape le : L2 est exécutée (en tête de liste) et on suppose que le
résultat de ce calcul est différent du précédent (le séquenceur
comporte, de même que chaque module de décodage, une mémoire
pour stocker le résultat précédent)
5 2. Etape 2
a. L3 et L4 sont extraites de la bibliothèque de la base de données 4,
b. L3 et L4 sont ajoutées dans la liste, l'une derrière l'autre car on
suppose qu'elles sont de même priorité et sont donc dans le même
groupe de séquencement.
c. L3 est exécutée et le résultat est différent du précédent.
3. Etape 3
a. L6 est extraite de la bibliothèque 4,
b. L6 est ajoutée à ladite liste, derrière L4 car elle est de plus petite
priorité.
c. L4 est exécutée et le résultat est différent du précédent.
4. Etape 4
a. L5 est extraite de la bibliothèque 4
b. L5 est ajoutée à la liste, devant L6 car elle est de plus grande priorité.
c. L5 est exécutée et le résultat est différent du précédent.
5. Etape 4
a. L6 est extraite de la bibliothèque 4
b. L6 est ajoutée à la liste, la liste n'est pas modifiée car L6 est déjà dans
cette liste.
c. L6 est exécutée et le résultat est différent du précédent.
d. Le résultat de L6 est transmis au module de résultat.
Si, par exemple, le paramètre P3 est modifié, le séquencement décrit ci-
dessus devient :
a. L2 est recalculée
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b. Le résultat de L2 est identique
c. Fin du processus.
Dans ce deuxième cas, une seule combinaison logique a été recalculée au lieu
de six
(L1, L2, L3, L4, L5 et L6).
Bibliothèque de modèles de combinaisons logiques (4) :
Les modèles de combinaisons logiques, configurables à la conception (dans le
cas présent, l'utilisation de flux de données sert à séquencer les
combinaisons
logiques), possèdent pour chaque donnée d'entrée une liste de triplets
informatifs.
Chaque triplet est composé de:
= Un identifiant de la combinaison logique à ajouter à la liste de
traitement du
séquenceur, car cette combinaison dépend du résultat de la comparaison de la
donnée d'entrée,
= Une valeur de priorité de séquencement de cette combinaison logique
= Le groupe auquel appartient cette combinaison logique.
Ensemble de fonctions logiques (5):
Par fonctions logiques, on entend des fonctions permettant de produire
différents
types d'événements :
= Changement nominal de l'état opérationnel de l'appareil (par exemple, entrée
dans la phase d'approche vers un aéroport).
= Dysfonctionnement anormal de gravité plus ou moins importante (par
exemple, perte d'un moteur) devant être signalé soit par le flight warning
soit par un équipement de type Display Unit (Unité d'affichage).
Ces événements sont définis comme étant le résultat d'une combinaison
d'opérations logiques entre un ou plusieurs des paramètres émis par les
équipements
de bord ou par les capteurs de l'aéronef. On a schématisé en figure 3 un
exemple de
circuit 8 implémentant une combinaison logique (porte logique ET) de
production
d'événement. Ce circuit 8 comporte à son entrée deux portes logiques OU 9 et
10 à
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deux entrées chacune, ces entrées recevant, dans cet exemple, les paramètres
Pl à P4
respectivement. La sortie de chacune de ces deux portes 9 et 10 est reliée à
une
entrée d'une porte logique OU 11. A la sortie de la porte 11, on recueille
l'événement El.
Selon un mode de réalisation de l'invention, lorsque les circuits logiques
utilisent
des conditions temporelles en tant que confirmateur de la prise en compte
d'une
alerte, il est prévu une modification afin de s'assurer que les temps soient
bien
respectés du fait du séquencement non statique de ces combinaisons logiques.
La
modification est, par exemple, l'une des deux suivantes :
= Modification de la bibliothèque implémentant la cellule temporelle. Selon
un mode de mise en oeuvre, la cellule (synchrone) est appelée à chaque
cycle et mémorise la date d'expiration du confirmateur en nombre de
cycles. Dans le cas d'un planificateur d'événements, il est préférable
d'envisager l'armement d'un timer de confirmation implémenté par
un processus A653 de type timer, qui se réveille à chaque échéance de
confirmateur, et dont le handler propage l'événement en s'insérant
dans la file d'attente du planificateur. Le désarmement du timer est
déclenché par un événement de reset (remise à zéro) du signal à
confirmer.
= Utilisation de compte à rebours de l'OS (système d'exploitation) du FWS.
Modules de résultat (6.1 à 6.n) :
Le but de chacun de ces modules, de type mémoire tampon, est de récupérer
les résultats des différents séquenceurs dynamiques pour ensuite les fournir
au
processus asynchrone du FWS en charge du traitement graphique.
Il faut ajouter que dans le pire cas (tous les paramètres sont changés, toutes
les alertes sont levées), toutes les fonctions logiques ne sont calculées
qu'une fois
comme dans un FWS classique . La surcharge d'utilisation du processeur liée
aux
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décisions ( dois-je recalculer une combinaison logique ou non ?) est
négligeable
devant le temps nécessaires pour le calcul de toutes les combinaisons
logiques.
Ainsi, grâce à l'invention, on peut avoir un temps alloué au processus
apériodique beaucoup plus petit que celui alloué dans le cas classique et donc
on
gagne du temps de traitement par le processeur pour rendre le même service.
