Obsah X38PRS. Palubní systémy Úvod. Analogové přístroje. Mechanické přístroje. Palubní systémy?

23.11.2008

Obsah

X38PRS

• Cvičení č.2

1. Úvod do předmětu, analogové a digitální palubní informační systémy a jejich hierarchické struktury

– Založení vašeho vlastního projektu – Ladění programu v prostředí MS Visual Studio .NET 2003 NET 2003

• Obsah přednášky – Základní principy psaní zobrazovací aplikace pro displejový přístroj. – Ukázková prezentace domácí úlohy

Jak na realizaci domácí úlohy

X38PRS – Úvod – Pavel Pačes

Palubní systémy ‐ Úvod

Analogové přístroje

Související předměty – – – – –

2

Přístrojové systémy letadel, přednášející: doc. Draxler Sběrnicové systémy letadel, přednášející: doc. Kocourek Elektronické systémy, přednášející: dr. Fisher Konstrukce a pohon letadel, přednášející: doc. Slavík Programování avionických systémů: dr. Fisher, doc Vedral

• Převod měřené veličiny do formátu, ke kterému se došlo postupným vývojem: – Mechanický převod – Variometr – Elektromechanický převod – ýp Přístroj zobrazení teploty j p y výstupních plynů – Nevýhody mechanických přístrojů? • Náročnost výroby • Špatná reprodukovatelnost Zdroj: Westach

• Evoluce přístrojového vybavení →


3

Palubní systémy – ?


4

Mechanické přístroje • Mechanické převody


Zdroj: ??

5


Zdroj: wikipedia

6

1

23.11.2008

Palubní systémy – L410 TCAS

- Exrukze na simulátor.


Palubní systémy – A320

Zdroj: www.let.cz

7

Kde je budoucnost? Glass cockpit – definice, EFIS, PFD, ND, EICAS (ECAM), ND, PFD


Digitální přístroje ‐ propojení

Zdroj: jetphotos.net

8

Příklad – převodník S/R

Kombinace: Senzor → zobrazovací prvek • Bod‐Bod: analogové přenosy, proprietální protokoly, RS232, KLN94 • Vysílač‐několik přijímačů: ARINC429, ADC Shadin2000 • Sběrnice: ADFX


9


Sběrnicí propojený systém

10

Digitální přístroje

• Tři základní zdroje informace (viz. glass cockpit) • Redundantní spojení

• Většinou poskládané z modulů • Snadná reprodukovatelnost • Možnost automatického testování • Nevýhody ? • • •


11

Problematická certifikace → Špatná dostupnost kvalifikovaných součástek → (náročné testování, statistika) V případě, že na certifikaci dosáhnete, tak se může stát, že se požadované součástky přestanou vyrábět (8086, …, AMD29050, … , Tesla (meče?))


12

2

23.11.2008

Další přednášky • • • •

Motto

Požadavky na přístroje: VFR, IFR, normy Testování SW Testování HW …

Všechno je v základu jednoduchý problém.

↔

• Domácí úloha – softwarové vybavení


13


Počítačový systém

14

Počítačový systém • Připojení zobrazovacího panelu

CPU • Data

Paměť • Propustnost p

Datové sběrnice • Instrukce programu • Data z periferií • Grafika na zobrazovači

Zdroj: www.transintl.com


15


Grafický HW

Definice: Framebuffer • Zobrazovací zařízení, které přenáší zobrazovanou informaci z „bufferu“ • Obsahuje číselné informace pro každý zobrazovací bod – pixel • Různé režimy zakódování barev pixelů

• Uspořádání periférií

– – – – – –

• Paměť → framebuffer X38PRS – Úvod – Pavel Pačes

16

17

jednobitově (monochromatický režim), čtyřbitově s paletou, osmibitově s barevnou paletou, 16‐bitově (highcolor) a 24‐bitově (truecolor) Alfa kanál


18

3

23.11.2008

Framebuffer #2

Paleta

velikost paměti potřebné pro práci framebufferu je závislá na: • barevné hloubce, • velikosti palety a velikosti palety a • rozlišení výstupního signálu Problémy s přechodem mezi jednotlivými systémy

•

•

Soubor ukazatelů na barevné nastavení pixelu

R(0xFF) G(0xFF) B(0xFF) = (0x00FFFFFF) R(0xFF) G(0xFF) B(0xFE) = (0x00FFFFFE)

Ztrátové kódování barev ? BMP – Projekt pohyblivá mapa 255 (0xFF)

R(0x00) G(0x01) B(0x00) = (0x00000100) R(0x00) G(0x00) B(0xFF) = (0x000000FF)

0 (0x00) R(0x00) G(0x00) B(0x01) = (0x00000001)

0 (0x00)

R(0x00) G(0x00) B(0x00) = (0x00000000) X38PRS – Úvod – Pavel Pačes

19

Optimalizace datové propustnosti • Části palety je možné přehrávat „za běhu“ systému • Použití palety umožňuje zrychlení zápisu informací Je možné zapsat i číst 4 byty v informací. Je možné zapsat i číst 4 byty v jednou operací.


20

Virtual LCD – Inicializace palety void load_pallette( void ) { VirtScr_PalleteInit( 256 ); for( iCnt = 0; iCnt < 256; iCnt++) { ulCol = lcd_color_map[iCnt]; lArr[iCnt] = RGB( ((ulCol>>8)&0x0F)<<4, ((ulCol>>4)&0x0F)<<4, ((ulCol>>0)&0x0F)<<4 ); } VirtScr_PalleteSet( 0 , 256, lArr ); } // END void load_pallette( void )

→ Paleta je ve virtuálním LCD připravena. Používejte barvy v rozsahu 0 – 255. X38PRS – Úvod – Pavel Pačes

21


SW a HW

Architektura SW

• Low level API • Grafická knihovna • Uživatelský program


22

• Alternativy k virtuálnímu LCD

23


24

4

23.11.2008

Architektura SW #2 Reálný systém? Top level aplikace • Projekt Vašeho přístroje • Základní grafická knihovna

Gauge

GR lib./Obecná knihovna

(prvky jako bod, čára, … )

• HW vrstva počítače HW Layer/OS

(Ovládání periferií, …)


25


Architektura SW #3 • Top level aplikace • Projekt Vašeho přístroje

Software

VirtualLCD

(top‐level aplikace Vašeho projektu)

Každá SW někde začíná a někde končí. Skládá se tedy z: • Inicializace (úvod), • Hlavní prováděcí části (stať) a l í ádě í čá i ( ť) • Ukončení činnosti (uvolnění zdrojů – závěr)

Gauge

• Základní grafická knihovna Základní grafická knihovna (prvky jako bod, čára, … , další věci si musíte dopsat)

GR lib.

• Simulace HW počítače (časově řízené překreslování na obrazovku) Čtvereček = projekt, některé části si musíte upravit (Gauge, GRLib), přehled funkce, interface, … X38PRS – Úvod – Pavel Pačes

VirtualSCR/HW layer

• Tyto části najdete všude Funkce windows ‐ GDI 27

Virtual LCD ‐ API

– Program pro uP, pro OS MS Windows, Linux X38PRS – Úvod – Pavel Pačes

void GaugeMain( void ) { static int iState = 1; static int iErrorCode = 0;

• void GaugeMain( void ) • void GaugeClose( void ) • void GaugeTimer1ms( void ) Projekt přístroje je nezávislá entita – Projekt přístroje je nezávislá entita ale pro umožnění změny IP ale pro umožnění změny IP poskytuje: • void ConnectionDetails( char * btAddress, int iSendPort, int iRecvPort ) • Druhé cvičení: Každý projekt a jeho funkce potřebují unikátní jména. Jinak je nepůjde složit! Pravděpodobně to bude něco jako GaugeMain[číslo skupiny][rok – dvě písmena]


26

29

28

Inicializace: Statické proměnné

switch( iState ) // State machine Stavový automat - přechody { // ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ default: case 0: // State machine Error ‐ v případě chyby neděláme nic break; // END case 0: break; // N case 0: // ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ case 1: // State machine init (úvod) { // proměnné použité v této části } break; // END case 1: // State machine init (úvod) // ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ case 2: // State machine process (stať) { // } break; // END case 2: // State machine process (stať) } // END switch( iState ) } // END void GaugeMain( void ) X38PRS – Úvod – Pavel Pačes

30

5

23.11.2008

// ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ case 1: // State machine init (úvod) { // proměnné použité v této části char btAddress[4]; // komunikacni adresa load_pallette(); // system pallette init // Socket connection btAddress[0] = 127; btAddress[1] = 0; btAddress[2] = 0; btAddress[3] = 1;

Inicializace: Stavový automat

// ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ case 2: // State machine process (stať) { // blok příjmu dat z UDP soketu { // použité proměnné int iLength = 100; int iRetVal = 0; unsigned char btArray[100]; unsigned char chArray[40];

iRetVal = IO_Eth_Receive( chArray, &iLength ); if( iRetVal > 0 ) if( iRetVal 0 ) { // neco jsme prijali chArray[2] = 0; sprintf( btArray, "Value: %s", chArray ); log_insert_int( &mainlog, btArray, 0, 205); // Send IO_Eth_Send( chArray, iRetVal ); }

if( IO_Eth_Connect( glb_oConnection.btAddress, glb_oConnection.iSendPort, glb_oConnection.iRecvPort ) < 0 )

{

// v pripade chyby ulzime, ze k chybe doslo iErrorCode = 1; // a prejdeme do stavu chyba ( 0 ) iState = 0;

} else { // v pripade, ze vse probehlo v poradku, prejdem do stavu // process (stať) iState = 2; }

31


Cíl domácí úlohy • BYTE

(definovaná velikost, definovaný tvar, definované zobrazení a barvy, definované chování, …, vše je definované)

DATA[0] = BYTE

• SHORT

• Odeslat žádost o data a data přijmout (k (komunikační kanál je funkční, je definován přenosový formát, …, stačí ik č í k ál j f kč í j d fi á ř ýf át t čí dosadit)

• Složit přijatou hodnotu, • Vypočítat novou polohu ručičky na přístroji • Překreslit přístroj 33

Komunikační protokol

• INT DATA[0] = (INT >>0)&0xFF

• FLOAT DATA[0] = ((char *)&FLOAT)[0]


34

• Související problém: Little endian, big endian

btData btData btData btData btData btData btData btData btData btData btData btData [0] [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] [10] [11]

ID [1]

DATA[0] = (SHORT>>0)&0xFF DATA[0] = (SHORT>>0)&0xFF

Skládání dat do paketu

Víte něco o CANu? Protokol CanAerospace je třeba přenést paketem typu UDP Přenosový formát zprávy je definován následovně:

ID [0]

32

Skládání dat do paketu

• Vykreslit na displeji přístroj


Pooling, proč?

} } break; // END case 2: // State machine process (stať)

} break; // END case 1: // State machine init (úvod) X38PRS – Úvod – Pavel Pačes

Hlavní část programu

ID Length DATA DATA DATA DATA DATA DATA DATA DATA [2] [0] [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7]

• Při příjmu hodnoty provádět kontrolu id ifiká identifikátoru paketu – k proč? č?

Význam jednotlivých položek je následující:

• btData ‐ jsou jednotlivé paměťové pozice v paketu. • ID ‐ je identifikátor zprávy posílaný po sběrnici CAN. • Length ‐ je délka vyplněné datové oblasti DATA, délka zprávy přenášené po sběrnici CAN. • DATA ‐ jsou jednotlivé datové byty. X38PRS – Úvod – Pavel Pačes

35


36

6

23.11.2008

Regulátor pohybu ručičky

Funkčnost přístroje

Řešení dynamiky ručičky – proč? ‐ PID regulátor

Několik módů činnosti Řešit stavovým automatem

SI32 REG_DoPID( SI32 iError, SI32 iPosition) { int iRetVal; float fRegP, fRegI, fRegD, fReg, fError; // Proportional part of the regulation fRegP = glb_oPID.fGainP*fError; // Integral part of the regulation // derivative state fReg = fRegP + fRegI ‐ fRegD;

Překreslování: • Smazání celé oblasti a opětovné překreslení • Překreslení posledního obrazu • Překreslení částí podkladu

if (fReg >= cREG_MAX_HIT) fReg = cREG_MAX_HIT; if (fReg <= cREG_MIN_HIT) fReg = cREG_MIN_HIT; iRetVal = (int)fReg; return (iRetVal); } // END SI32 REG_DoPID( SI32 iError, SI32 iPosition) X38PRS – Úvod – Pavel Pačes

37

Grafické API – GR_ #1


38


void GR_screen_clear(void)

void GR_circle(int left, int top, int radius, int type, int color1, int color2, int size)

void GR_putBIGpixel(int x, int y, int size, int col1, int col2) void GR_bold_line(int left, int top, int right, int bottom, int size, int color, int color2)

void GR_rectangle(int left, int top, int right, int bottom, int color1, int color2, int size) void GR_full_rectangle(int left, int top, int right, int bottom, int color) id f ll l (i l f i i i h i b i l )

void GR_arc(int center_x, int center_y, int radius, int angle1, int angle2, int color1, int color2, char size) void GR_contour_arc(int center_x, int center_y, int radius, int angle1, int angle2, int width, int color1, int color2, char size) void GR_solid_arc(int center_x, int center_y, int radius, int angle1, int angle2, int width, int color1, int color2, char size) X38PRS – Úvod – Pavel Pačes

39


40



int GR_getStrLen( unsigned char fontType, char *text) int GR_getFontYsize( unsigned char fontType ) void GR_outtextxy8x8(int x, int y, int color, char *textstring) void GR_outval8x16(int x, int y, int color, char *textstring) // 16x24 void GR_outFont(int x, int y, unsigned char fontType, unsigned char fontFlags, int color, int back_color, char *textstring) void GR_delDigit8x16(int x, int y, int barva)

void GR_draw_bitmap( tBITMAP *b, int left, int top, unsigned char color, unsigned char bg_color ) void GR_draw_part_of_bitmap( tBITMAP *b, int left, int top, int x1, int y1, int x2, int y2, unsigned char flags, unsigned char color, unsigned char bg_color)



41

42

7

23.11.2008

Polohování přístroje na ploše

V případě vývoje na reálném HW

• BOD [0, 0]

• Problémy

Direktivy preprocesoru • #define cORIGIN_X 320 • #define cORIGIN_Y 240


43


44

Závěr? :‐) Začátek • Druhé cvičení – Projekt – Ladění L dě í – Kompilace – Ukázky

• Rychloměr X38PRS – Úvod – Pavel Pačes

45

8

Obsah X38PRS. Palubní systémy Úvod. Analogové přístroje. Mechanické přístroje. Palubní systémy?

Recommend Documents