Programming and Computer SoftwareProgramming and Computer SoftwareПрограммирование0132-34743034-5847The Russian Academy of Sciences67569010.31857/S0132347424030018QBCOYUCOMPUTER GRAFICS AND VISUALIZATIONКОМПЬЮТЕРНАЯ ГРАФИКА И ВИЗУАЛИЗАЦИЯResearch ArticleSpecifics of the Development of an On-Board Visualization System for Civil AircraftsОсобенности разработки бортовой системы визуализации для гражданских воздушных судовBarladianB. Kh.БарладянБ. Х.
Russian Federation
bbarladian@gmail.comDeryabinN. B.ДерябинН. Б.
Russian Federation
dek@keldysh.ruVoloboyA. G.ВолобойА. Г.
Russian Federation
voloboy@gin.keldysh.ruGalaktionovV. A.ГалактионовВ. А.
Russian Federation
vlgal@gin.keldysh.ruShapiroL. Z.ШапироЛ. З.
Russian Federation
pls@gin.keldysh.ruShapiroL. Z.ВалиевИ. В.
Russian Federation
piv@gin.keldysh.ruSolodelovYu. A.СолоделовЮ. А.
Russian Federation
yasolodelov@2100.gosniias.ruKeldysh Institute of Applied Mathematics of the Russian Academy of SciencesИнститут прикладной математики им. М.В. Келдыша Российской академии наукState Scientific Research Institute of Aviation SystemsГосударственный научно-исследовательский институт авиационных систем28112024331328022025Copyright ©; 2024, Russian Academy of SciencesCopyright ©; 2024, Российская академия наук2024Russian Academy of SciencesРоссийская академия наукhttps://journals.eco-vector.com/0132-3474/article/view/675690

The instrument panels of modern aircraft are created using the “glass cockpit” concept. This new interface philosophy improves the perception of important flight information by displaying it on a single multi-function display. The paper considers the problems that arise when developing a certified pilot display visualization system designed for operation on civil aircraft under the Russian real-time operating system JetOS. The paper presents several algorithmic solutions that allow achieving acceptable visualization speed. In particular, a solution to the problem of rigid scheduling of operating system partitions is described in detail. This solution allows to overcome the degradation of rendering speed. Directions for further work have been outlined.

Приборные панели современных самолетов создаются по концепции “стеклянной кабины”. Эта новая идеология интерфейса позволяет улучшить восприятие важной полетной информации за счет отображения ее на одном многофункциональном дисплее. В работе рассматриваются проблемы, возникающие при разработке сертифицируемой системы визуализации дисплея пилота, предназначенной для работы на гражданских воздушных судах под управлением российской операционной системы реального времени JetOS. В статье приведено несколько алгоритмических решений, позволяющих добиться приемлемой скорости визуализации. В частности, подробно описано решение проблемы жесткого расписания разделов операционной системы, благодаря которому удалось преодолеть деградацию скорости визуализации. Намечены пути дальнейших работ.

сockpit displayon-board visualization systemOpenGL SCRTOSavionicsGPU driverдисплей в кабинебортовая система визуализацииOpenGL SCRTOSавионикадрайвер графического процессораFedosov E.A., Kos’yanchuk V.V., Sel’vesyuk N.I. Integrated modular avionics // Radioelektron. techn. 2015. № 1. P. 66–71.Федосов Е.А., Косьянчук В.В., Сельвесюк Н.И. Интегрированная модульная авионика // Радиоэлектронные технологии. 2015. № 1. С. 66–71.Fedosov E.A., Koverninskiy I.V., Kan A.V., Solodelov Y.A. Application of real-tim oerating systems in integrated modular avionics. OSDAY2015. http://osday.ru/solodelov.htmlФедосов Е.А., Ковернинский И.В., Кан А.В., Солоделов Ю.А. Применение операционных систем реального времени в интегрированной модульной авионики. OSDAY2015. http://osday.ru/solodelov.htmlSolodelov Yu.A. and Gorelits N.K. Certifiable onboard real-time operation system JetOS for Russian aircrafts design // Proceedings of the Institute for System Programming of the RAS. 2017. V. 29. № 3. P. 171–178. https://doi.org/10.15514/ISPRAS-2017-29(3)-10Солоделов Ю.А., Горелиц Н.К. Сертифицируемая бортовая операционная система реального времени JetOS для российских проектов воздушных судов // Труды ИСП РАН. 2017. Т. 29. № 3. С. 171–178. https://doi.org/10.15514/ISPRAS-2017-29(3)-10DO-178C Software Considerations in Airborne Systems and Equipment Certification. http://www.rtca.org/store_product.asp?prodid=803Avionics application software standard interface (ARINC653). SAE-ITC, 2015. https://aviation-ia.sae-itc.com/standards/arinc653p0-3-653p0-3-avionics-application-software-standard-interface-part-0-overview-arinc-653Barladian B.Kh., Voloboy A.G., Galaktionov V.A., Knyaz’ V.V., Koverninskii I.V., Solodelov Yu.A., Frolov V.A., Shapiro L.Z. Efficient Implementation of OpenGL SC for Avionics Embedded Systems // Programming and Computer Software. 2018. V. 44. № 4. P. 207–212. https://doi.org/10.1134/S0361768818040059Барладян Б.Х., Волобой А.Г., Галактионов В.А., Князь В.В., Ковернинский И.В., Солоделов Ю.А., Фролов В.А., Шапиро Л.З. Эффективная реализация OpenGL SC для авиационных встраиваемых систем // Программирование. 2018. № 4. С. 3–10. https://doi.org/10.31857/S013234740000519-5Barladyan B.H., Shapiro L.Z., Mallachiev K.A., Khoroshilov A.V., Solodelov Yu.A., Voloboy A.G., Galaktionov V.A., Koverninsky I.V. Rendering System for the Aircraft Real-Time OS JetOS // Proceedings of the Institute for System Programming of the RAS. 2020. V. 32. № 1. P. 57–70. https://doi.org/10.15514/ISPRAS-2020-32(1)-3Барладян Б.Х., Шапиро Л.З., Малачиев К.А., Хорошилов А.И., Солоделов Ю.А., Волобой А.Г., Галактионов В.А., Ковернинский И.В. Система визуализации для авиационной ОС реального времени JetOS // Труды Института системного программирования РАН. 2020. Т. 32. № 1. С. 57–70. https://doi.org/10.15514/ISPRAS-2020-32(1)-3Baek N. and Lee H. OpenGL ES1.1 Implementation Based on OpenGL // Multimedia Tools and Applications. V. 57. No. 3 (2012). P. 669–685.Baek N., Lee H. OpenGL SC Implementation over an OpenGL ES1.1 Graphics Board // 2012 IEEE International Conference on Multimedia & Expo Workshops (ICMEW 2012). P. 671–671. https://doi.org/10.1109/ICMEW.2012.127Baek N. and Kim K.J. Design and implementation of OpenGL SC2.0 rendering pipeline // Cluster Computing (2019). 22: S931–S936. https://doi.org/10.1007/s10586-017-1111-1The Mesa 3D Graphics Library. https://www.mesa3d.org/Barladian B.Kh., Deryabin N.B., Voloboy A.G., Galaktionov V.A., Shapiro L.Z. High speed visualization in the JetOS aviation operating system using hardware acceleration // CEUR Workshop Proceedings. 2020. V. 2744. P. 107:1–107:9. https://doi.org/10.51130/graphicon-2020-2-4-3Barladian B. Kh., Deryabin N.B., Voloboy A.G., Galaktionov V.A., Shapiro L.Z. High speed visualization in the JetOS aviation operating system using hardware acceleration // CEUR Workshop Proceedings. 2020. V. 2744. P. 107:1–107:9. https://doi.org/10.51130/graphicon-2020-2-4-3Barladian B.K., Deryabin N.B., Shapiro L.Z., Solodelov Yu.A., Voloboy A.G. and Galaktionov V.A. Multiwindow Rendering on a Cockpit Display Using Hardware Acceleration // Programming and Computer Software. 2021. V. 47. № 6. P. 457–465. https://doi.org/10.1134/S0361768821060025ARINC Standards. https://www.aviation-ia.com/products/661p1-8-cockpit-display-system-interfaces-user-systems-part-1-avionics-interfaces-basicAnsys SCADE Solutions for ARINC661 Compliant Systems, 2021. https://www.ansys.com/products/embedded-software/solutions-for-arinc-661Barladian B.K., Shapiro L.Z., Deryabin N.B., Solodelov Yu.A., Voloboy A.G. and Galaktionov V.A. Efficient Rendering for the Cockpit Display System Designed in Compliance with the ARINC661 Standard // Programming and Computer Software. 2022. V. 48. № 3. P. 147–154. https://doi.org/10.1134/S0361768822030021Brian Gough. An Introduction to GCC – for the GNU compilers gcc and g++ – Coverage testing with gcov. https://www.linuxtopia.org/online_books/an_introduction_to_gcc/gccintro_81.html