گزارش نهایی پروژه ASHLEY

در گذشته تجهیزات اویونیک هواپیما به‌ صورت سیستم‌های جدا و وابسته به‌هم طراحی و ارائه می‌شدند. در این نوع از سیستم‌ها برای هر برنامه یک ریزپردازنده و یک محل اختصاصی در نظر گرفته می‌شد. بنابراین هزینه‌های توسعه و زمان طراحی سیستم‌ها بسیار زیاد بود. از این‌رو سازندگان هواپیما تصمیم به ارائه پلتفرم‌های سخت‌افزاری و نرم‌افزاری مشترک برای توسعه برنامه‌های کاربردی گرفتند. با این رویکرد بهینه‌سازی، اندازه، وزن و توان مصرفی تجهیزات اویونیک کاهش پیدا کرد. به دنبال حل این مساله، معماری اویونیک ماژولار یکپارچه (IMA) ارائه شد تا تعداد زیادی از عملیات‌های اویونیکی بتوانند به صورت یکپارچه و با استفاده از منابع اشتراکی اجرا شوند. با توسعه مفاهیم معماری اویونیک ماژولار یکپارچه، زمینه‌های مهاجرت از معماری اویونیک وابسته مهیا شد. از این‌رو طراحان سیستم‌های اویونیک مدرن دیگر مجاز به ارائه پلتفرم‌های مجزا نیستند و هدف آن‌ها تولید پلتفرم یکپارچه‌ است.

در دهه اخیر توسعه فناوری‌های کلیدی معماری اویونیک ماژولار یکپارچه موضوع بسیاری از طرح‌ها و پروژه‌های راهبردی در خارج از کشور بوده است و نتایج آن در برخی از هواپیماهای مسافربری و نظامی به کار گرفته شده است. در زیر به چند نمونه از پروژه‌های انجام شده در زمینه IMA اشاره می‌شود که بیانگر اهمیت این موضوع و جایگاه IMA در دانش اویونیک دنیا است.

• پروژه IMAGES 2000: این پروژه جزء اولین پروژه‌های انجام شده در مسیر توسعه و بهبود عملکرد معماری IMA است که در سال 1995 به پایان رسیده است. هدف اصلی این پروژه بهبود قابلیت اعتماد سیستم‌های اویونیک در معماری IMA است. در واقع بیشتر روی ماژول‌های سخت‌افزاری و برنامه‌های نرم‌افزاری تمرکز داشته‌ است.
• پروژه ساندرا: یکی دیگر از پروژه‌های انجام شده در مفهوم IMA پروژه ساندرا است که در سال 2013 به پایان رسیده است. این پروژه ارتباطات پیچیده و جداگانه مخابراتی را در یک معماری منسجم و کوچک تلفیق می‌کند. همچنین معماری آن قابلیت بازپیکربندی آسان، قابل ارتقا و فناوری رادیویی مستقل را دارد. در واقع این پروژه دارای یک معماری یکپارچه برای سیستم‌های مخابرات هوایی است.
• پروژه آلیشا: هدف این پروژه توسعه برنامه‌های کاربردی جدید و مقیاس‌پذیر کابین خلبان است که می‌توانند عملیات هواپیما را در شرایط مختلف گسترش دهند. در واقع پروژه آلیشا به حداکثر استفاده از زمان در حمل‌و‌نقل هوایی اشاره دارد. بنابراین هدف کلی ارائه برنامه‌های توسعه‌پذیر است که روی انواع هواپیماها قابل اجرا باشند. از این‌رو نیاز به زیرساخت‌های مناسب از کابین خلبان است. نتایج استفاده از این پروژه همچنین موجب کاهش حجم کاری خدمه و بهبود ایمنی کلی هواپیما می‌شود.
• پروژه اَشلی^[1]: در این پروژه کارشناسان توانسته‌اند با بهره‌گیری از تجهیزات ماژولار توزیع‌شده که هدف نهایی معماری IMA2G است، تحقیقات خود را روی زمینه‌های مختلف انجام دهند.

در این گزارش قصد داریم از بین پروژه‌های ذکر شده، پروژه اشلی را که اخیرا به پایان رسیده است شرح داده و نتایج آن را بررسی کنیم.

نسل اول معماری اویونیک ماژولار یکپارچه

در این نوع معماری چند عملیات نرم‌افزاری از چند سطح مختلف روی یک قطعه محاسباتی مجتمع پردازش می‌شوند. همچنین بسیاری از برنامه‌های کاربردی روی یک ماژول سخت‌افزاری با منابع مشترک اجرا می‌شوند. بنابراین معماری IMA سطوح بالایی از کارایی، امکان دسترسی بیشتر به تجهیزات و کاهش هزینه‌های تعمیر و نگهداری سیستم را فراهم می‌کند. به همین دلیل از مزایای این نوع معماری می‌توان به صرفه‌جویی در حجم، وزن و تعمیر و نگهداری، اشتراک‌گذاری منابع، طراحی استاندارد ماژول برای دستیابی به یکپارچگی تجهیزات، صدور گواهینامه ارتقاء سخت‌افزار و نرم‌افزار و مدیریت تجهیزات منسوخ شده اشاره کرد.

اتحادیه اروپا از طریق پروژه‌های پاملا، نوادا و ویکتوریا توانست مفاهیم اولیه معماری IMA را توسعه دهد که بیشتر با نام IMA1G شناخته می‌شود. از نتایج این پروژه‌ها در طراحی و ساخت هواپیماهای مدرنی مانند A380 و A400M استفاده شد. با این حال معماری بدست آمده از این پروژه‌ها با مفاهیم نهایی اویونیک ماژولار یکپارچه فاصله زیادی دارد.

شکل 1- مقایسه معماری وابسته با نسل اول معماری اویونیک ماژولار یکپارچه

نسل دوم معماری اویونیک ماژولار یکپارچه

پروژه نسل دوم IMA با نام IMA2G تحت عنوان پروژه اسکارلت^[2] توسط اتحادیه اروپا مطرح شده است. استفاده از IMA2G در طراحی و توسعه تجهیزات اویونیک هواپیما، موجب کاهش بیشتر هزینه‌ها خواهد شد. همچنین مدیریت سامانه‌های اویونیک که روز‌به‌روز پیچیده‌تر می‌شوند، آسانتر خواهد شد.

از مزایای نسل بعدی معماری IMA می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

• معرفی مفهوم سخت‌افزار قابل انعطاف که ورودی/ خروجی را از ماژول‌های محاسباتی جدا می‌کند و به جای آن‌ها از تجهیزات ماژولار توزیع شده استفاده می‌شود.
• معرفی یک مفهوم نرم‌افزاری جدید
• رویکردهای قابل بازپیکربندی که قابلیت عملیاتی را افزایش می‌دهند.
• فرآیند ثابت برای توسعه تمام فعالیت‌ها
• کاهش تعداد اجزای الکترونیکی
• بهبود کارایی با استفاده از روش‌هایی همچون فناوری چند هسته‌ای

صنعت هوافضای اروپا نسل دوم معماری IMA را با هدف رقابت در طراحی و ساخت تجهیزات جدید اویونیک و پلتفرم‌های اویونیک ارائه کرد. این نسل از معماری به دنبال ایجاد پلتفرم‌های اویونیک با قابلیت‌هایی مثل توسعه‌پذیری، انطباق‌پذیری، بازپیکر‌بندی، تحمل‌پذیری خطا و امنیت بالا است. یکی از اهداف اصلی IMA2G برای رسیدن به این قابلیت‌ها، تفکیک منابع پردازشی هسته‌ها از منابع ورودی/ خروجی است. همانطور که در شکل 1 دیده می‌شود، در معماری نسل اول IMA هر واحد پردازشی بخش ورودی/ خروجی‌های مختص به خود را دارد. حذف این وابستگی‌ها گامی بلند به سمت تحقق اهداف نهایی IMA2G و کاهش تنوع ماژول‌های سخت‌افزاری است که گام‌های اولیه آن در پروژه اسکارلت برداشته شد. در این پروژه عملیات جداسازی ورودی/ خروجی‌ها از بخش پردازش و قابلیت‌های تعریف‌شده برای IMA2G تحت عنوان تجهیزات ماژولار توزیع شده^[3] (DME) توسعه می‌یابند.

تجهیزات ماژولار توزیع‌شده یک بسط از مفهوم IMA است که در پروژه تحقیقاتی اسکارلت توسعه پیدا کرد. همانطور که گفته شد هدف مفهوم DME جداسازی منابع پردازشی از رابط‌های ورودی/ خروجی است، بنابراین تعداد قطعات بخش‌های مختلف را کاهش می‌دهد. این امر باعث می‌شود که DME برای طیف گسترده‌ای از انواع هواپیماها مناسب باشد. از این‌رو طراحان سیستم مقیاسی از پلتفرم را مطابق با رابط‌های سخت‌افزاری مورد نیاز و توان پردازشی ارائه می‌کنند. شکل 2 نمونه‌ای از اجزای تشکیل‌دهنده شبکه را نشان می‌دهد. دو ماژول هسته پردازشی (CPM)، سه ریموت متمرکز‌کننده داده (RDC)، دو واحد ریموت الکترونیک (REU) و دو ریموت کنترل‌کننده توان (RPC) که از طریق دو شبکه AFDX به‌هم متصل شده‌اند. اجزای CPM توان محاسباتی را فراهم می‌کنند و میزبان برنامه‌های کاربردی اویونیک هستند اما جدا از AFDX آن‌ها هیچ رابط سخت‌افزاری ورودی/ خروجی ندارند. در عوض، بخش‌های RDC و RPC تعداد مورد نیاز از رابط‌های ورودی/ خروجی و گذرگاه را برای مجموعه سیستم فراهم می‌کنند. بنابراین اطلاعات و فرمان‌های مربوط به حسگرها و عملگرها از طریق واحدهای RDC و REU با ماژول‌های پردازشی تبادل می‌شود.

شکل2- معماری تجهیزات الکترونیکی ماژولار توزیع شده

بنابراین تغییرات در معماری نسل دوم IMA را می‌توان در چهار مورد اساسی بیان کرد:

• جداسازی منابع ورودی/ خروجی (RDC، REU و RPC) از منابع پردازشی (شکل3-نکته1)
• افزایش عملکرد ماژول محاسباتی، امکان معرفی طیف وسیعی از برنامه‌های کاربردی (زمان- بحرانی، توزیع داده با کارایی بالا و غیره) و همچنین افزایش تعداد تابع پشتیبانی شده توسط هر ماژول را فراهم می‌کند (شکل3-نکته2)
• سرویس‌های سطح پلتفرم و میان‌افزارهای مربوطه اجازه ایزوله کردن توابع هواپیما از پیکربندی پلتفرم را می‌دهد. این کار موجب افزایش قابلیت انتقال برنامه بین پلتفرم‌های مختلف می‌شود (شکل3-نکته3)
• امکان استفاده از پردازش‌ها و مجموعه ابزارهای یکپارچه در برنامه‌های مختلف روی منابع متفاوت پلتفرم (شکل3-نکته4)

شکل 3 به خوبی هر یک از این تغییرات را نسبت به نسل اول معماری IMA نشان می‌دهد. این تغییر در معماری مزایای زیر را به همراه دارد:

• حداقل کردن مجموعه‌ای از انواع ماژول‌ها
• سازگاری آسان مقدار توان محاسباتی و I/O با نیازهای هواپیما
• افزایش استقلال توابع از سخت‌افزار که موجب انعطاف‌پذیری تخصیص توابع می‌شود.
• کاهش طول کابل و وزن

 

شکل 3- مقایسه نسل اول و دوم IMA در معماری سخت‌افزار

پروژه اَشلی

بخش‌هایی از اهداف تعیین شده برای نسل دوم IMA در پروژه اسکارلت انجام شد. ادامه مسیر رسیدن به طرح نهایی IMA2G در پروژه اشلی برنامه‌ریزی شد. این پروژه به صورت یک کنسرسیوم و از همکاری چند شرکت از کشورهای مختلف تشکیل شده است که در اکتبر 2013 آغاز شد و در دسامبر 2017 به پایان رسید.

پروژه اشلی با تکیه بر DME چند هدف اصلی را دنبال می‌کند که برای دستیابی به این اهداف پلتفرم توزیع شده در پروژه اسکارلت را بهبود می‌دهد. از جمله مواردی که پروژه روی آن‌ها تمرکز دارد عبارتند از:

• گسترش مفاهیم DME در بخش‌های مختلف هواپیما از جمله کابین مسافران هواپیما
• توسعه منابع مدیریت ورودی/ خروجی‌های مشترک بین CPMها
• استفاده از منابع مشترک ورودی/ خروجی برای سیستم توزیع توان ثانویه هواپیما و سیستم‌های زمان- بحرانی و ایمنی-بحرانی همچون سیستم High-Lift
• توسعه سرویس‌های توزیع ایمن داده در سطح هواپیما
• توسعه یک ابزار طراحی سیستم مبتنی بر چارچوب‌ها و محدودیت‌های گواهینامه IMA2G
• توسعه نسلی از عملگرها و حسگرهای هوشمند به منظور افزایش عملکرد سیستم‌های اویونیک

نتایج نهایی این پروژه و تاثیر بالقوه آن در رسیدن به اهداف ذکر شده در بالا می‌تواند در فرآیند IMA2G برای حل برنامه‌های آینده هواپیماها با ارزش باشد. در شکل 4 مسیر تعریف پروژه‌های اتحادیه اروپا برای توسعه نسل اول و دوم معماری اویونیک ماژولار یکپارچه نشان داده شده است.

شکل 4- پروژه اشلی در مسیر برنامه‌های مبتنی بر IMA2G هواپیماها در آینده

در واقع نتایج و خروجی‌های پروژه اشلی مجموعه‌ای از نوآوری‌ها شامل محصولات سخت‌افزاری، سیستم‌عامل، ابزار نرم‌افزاری، تجهیزات و طراحی‌ها است که توسط اعضای مختلف این کنسرسیوم توسعه می‌یابند. هر یک از این نوآوری‌ها باید در مسیر رسیدن به اهداف تعیین شده برای پروژه باشد. بنابراین با توجه به پیشرفت‌های حاصل از پروژه اشلی می‌توان یک پلتفرم اویونیک ایمن و مشترک برای انواع هواپیماها در سراسر جهان ارائه کرد.

نتایج پروژه:

در ادامه به برخی از مهم‌ترین نتایج پروژه اشلی که در گزارش نهایی آن ارائه شده است می‌پردازیم. در این گزارش نتایج پروژه در هر بخش از سیستم‌های هواپیما به‌طور جداگانه آورده شده است. میزان توسعه هر سیستم یا فناوری در این گزارش‌ها بر اساس ارزیابی سیستم سطوح آمادگی فناوری (^[4]TRL) بیان شده است.

شکل 5- سطوح آمادگی فناوری

• سیستم‌های توزیع توان ثانویه و High Lift

پروژه اشلی در طراحی ریموت‌های DME برای سیستم توزیع توان ثانویه و سیستم‌های زمان- بحرانی و ایمنی- بحرانی به TRL 4-5 رسیده است. علاوه بر این اشلی توانسته است فناوری انتقال اطلاعات روی خطوط توان (PLC) را به TRL 4 برساند. در این بخش از پروژه که توسط دانشگاه لوسرن سوئیس انجام شده، از خطوط توزیع توان ثانویه هواپیما برای انتقال اطلاعات استفاده شده است. این فناوری موجب کاهش وزن، حجم، پیچیدگی سیم‌کشی در هواپیما، هزینه‌های نصب و تعمیر و نگهداری خواهد شد. از این‌رو برقراری ارتباط از طریق خطوط برق در پروژه اشلی امکان انتقال 20 مگابیت در ثانیه را بدون هیچ‌گونه خرابی داده فراهم می‌کند. حتی این میزان می‌تواند به راحتی به بیش از 50 مگابیت در ثانیه افزایش یابد. این فناوری در بسیاری از سیستم‌های هواپیما پتانسیل بالایی از خود نشان می‌دهد. در نسخه شماره 30 مجله به طور کامل در مورد این فناوری و مزایای آن توضیح داده‌ایم. در این بخش از پروژه همچنین یک سیستم کنترل از راه دور توان نیز طراحی و ساخته شده است که مدیریت توان را در سطح هواپیما بر عهده دارد.

در بخش High Lift نیز تجهیزات مختلفی همچون عملگرهای الکتریکی، بوردهای جمع‌آوری اطلاعات و کامپیوترهای سطوح کنترل پرواز هواپیما طراحی و توسعه داده شده است. استفاده از DME در سیستم High Lift موجب افزایش سرعت پاسخ‌دهی سیستم‌های این بخش می‌شود.

شکل 6- فناوری انتقال اطلاعات از طریق شبکه توزیع توان هواپیما

• سیستم سوخت‌رسانی: (حسگرهای هوشمند و راه‌حل‌های فوتونیک برای سیستم‌های اویونیک)

پروژه اشلی در سطوح TRL 4-5، به منظور افزایش عملکرد برخی از سیستم‌های اویونیک، رابط‌های هوشمندی را برای حسگرها و عملگرهای هواپیما توسعه داده است. هدف اصلی این بخش از پروژه ایجاد یک پلتفرم کلی برای هوشمندسازی عملگر و حسگرها است که از شبکه AFDX پشتیبانی می‌کنند و امکان استفاده در بخش‌های مختلف سیستم سوخت‌رسانی را دارد.

همچنین این بخش از پروژه اجزای معماری را بر اساس فناوری‌های فوتونیک توسعه، ارتقاء و یکپارچه کرده است. طرح نهایی اشلی این بود که از فناوری‌های توسعه یافته در پروژه‌های دیگر استفاده کند و آن‌ها را با هم در محیط IMA2G برای ارزیابی در محیط سیستم‌های هواپیما ادغام کند.

از این‌رو پروژه اشلی در سطوح TRL 3-5 فناوری‌های نوری هوشمند را در سیستم سوخت روی شرایط واقعی سوخت و از طریق معماری IMA توزیع شده ارائه کرده است. به دلیل محدودیت‌های استفاده از حسگرهای فعال در سیستم‌های سوخت‌رسانی، ساخت حسگرهای غیرفعال با دقت بالا از اولویت‌های اصلی این بخش پروژه بوده است. از این‌رو فناوری انتقال توان از طریق نور به عنوان یک راه‌کار مناسب در دستور کار طراحان سیستم قرار گرفت.

به‌طور خلاصه می‌توان گفت این بخش از پروژه موارد زیر را در محیط سیستم‌های هواپیما ارائه می‌کند:

• فناوری‌های حسگر غیرفعال
• اجزای هوشمند به عنوان منابع پلتفرم
• فناوری انتقال توان توسط نور
• راه‌حل سیستم سوخت یکپارچه

نتیجه این اهداف ساخت نمونه‌هایی از حسگرهای غیرفعال است که از طریق فیبر نوری تغذیه شده و اطلاعات جمع‌آوری شده را نیز از همین طریق ارسال می‌کند. در سمت مقابل یک واحد جمع‌آوری اطلاعات، داده‌های ارسالی از سوی حسگر را به سیگنال‌های الکتریکی تبدیل کرده و با قالب AFDX برای سیستم مدیریت سوخت ارسال می‌کند. این سیستم به صورت یکپارچه و شامل دو بخش اندازه‌گیری سوخت (حجم، دما، فشار و …) و جنبه‌های مدیریتی سوخت است.

بخش جنبه‌های مدیریتی سوخت با بررسی مقادیر اندازه‌گیری شده از داخل تانکرها و شیرهای خروجی سوخت، می‌تواند اطلاعات مختلفی مانند مسافت قابل پرواز با سوخت موجود و هشدار کاهش سریع در سطح سوخت را ارائه دهد.

شکل 7- حسگر غیرفعال اندازه‌گیری دمای سوخت. این حسگر توانایی اندازه‌گیری دمای 10 نقطه را روی طول یک متری خود دارد.

• سیستم‌های ارابه فرود (استفاده از اجزای هوشمند در سیستم ارابه فرود)

پروژه اشلی امکان اجرای تمام توابع سیستم ترمز هواپیما را روی یک ماژول ورودی/ خروجی و یک هسته پردازشگر فراهم می‌کند. این پیاده‌سازی موجب انعطاف‌پذیری و عملیاتی‌تر بودن سیستم می‌شود. اینگونه معماری یک تمایز کامل بین سازندگان بدنه هواپیما و تامین‌کنندگان سیستم ایجاد می‌کند و از این طریق به شرکت سازنده قطعات اجازه می‌دهد ابتدا توابع بهینه شده را برای کنترل هواپیما صرف‌نظر از بدنه پیاده‌سازی و در آخر روشی کاملا بهینه برای کنترل سیستم ترمز تعریف کند.

بخش ارابه فرود در پروژه اشلی اجزای مختلف یک سیستم ترمز الکتریکی شامل یک ترمز با چهار محرک الکترومکانیکی، یک کنترل‌کننده برای کنترل محرک‌ها و یک متمرکزکننده داده از راه دور که اطلاعاتی مانند سرعت چرخ‌ها و عمل ضدلغزش را انجام می‌دهد، در بر‌می‌گیرد.

همچنین یک ماژول ورودی/ خروجی و هسته‌ پردازشی وجود دارد که دستورهای داده شده از کابین خلبان را اجرا می‌کند. این دستورها می‌تواند مقدار انحراف پدال، سوئیچ ترمز خودکار (روشی برای دستیابی خودکار به نرخ کاهش سرعت مورد نیاز) و اجرای توابع سطح بالا در کنترل هواپیما باشد.

این پروژه سیستم ترمز را در سطح TRL 4 در محیط الکترونیک ماژولار توزیع شده اجرا و به نمایش درآورده است.

• مدیریت ماموریت (استفاده از سرویس جدید توزیع داده همراه با تابع هشدار پرواز)

پروژه اشلی در سطح TRL 4 ذخیزه‌سازی پیام‌ها توسط برنامه‌های کاربردی اویونیک روی یک پایگاه داده مشترک را نشان می‌دهد. این مجموعه همچنین توانایی خود را برای مدیریت این پیام‌ها (بازیابی و حذف داده‌ها) از طریق دروازه‌های امنیتی مناسب داده‌ها به نمایش گذاشته است.

شرکت ایرباس نیز یک برنامه هشدار پرواز واقعی را روی نسل جدیدی از تراشه‌های پردازنده چندهسته‌ای بارگیری کرده است. همچنین آن‌ها نسل جدیدی از سرورهای پایگاه داده اویونیک را با سطح مناسبی از عملکرد و تحمل‌پذیری خطا روی یک ماژول جهان باز ادغام کرده‌اند که دسترسی آن توسط یک ماژول دروازه ایمن و از راه دور ایجاد می‌شود.

همچنین پروژه اشلی در TRL 4 استفاده از الکترونیک ماژولار توزیع شده را برای هواپیماهای تجاری بررسی کرده است. استفاده از این تجهیزات در هواپیمای تجاری موجب بهبود ارتباطات هواپیما، بهبود امنیت داده‌ها و داشتن قابلیت تبادل داده ایمن با دامنه‌های عملیاتی، بهبود بهره‌وری ابزارهای توسعه نرم‌افزار، بهبود انعطاف‌پذیری معماری و بهینه‌سازی یکپارچگی منابع I/O با استفاده از مفهوم ماژولار IMA2G و جداسازی منابع پردازش هسته و I/O می‌شود. بسیاری از نتایج بدست آمده از پروژه اشلی مستقیما برای طراحی جدید سیستم‌های هواپیما مورد استفاده قرار می‌گیرند.

• زنجیره ابزار اشلی (تمایل طراح سیستم‌های جدید به راه‌حل‌های ابزاری IMA2G)

پروژه اشلی در سطح TRL 5 یک پلتفرم طراحی سیستم ارائه کرده است که از راه‌حل‌های ابزاری IMA2G استفاده می‌کند و سازگار با محدودیت‌های گواهینامه صنعتی IMA2G است. این پلتفرم با نام زنجیره ابزار اشلی شناخته می‌شود.

زنجیره ابزار پروژه اشلی، کلیه مراحل طراحی سیستم از تعیین نیازمندی‌های سیستم تا تعریف توابع اویونیکی برای تولید، شبیه‌سازی، تست، بارگذاری و پیکربندی نرم‌افزار را پشتیبانی می‌کند. بنابراین می‌توان آن را مجموعه‌ای بزرگ از ابزارهای ادغام شده متناسب با پروژه اشلی دانست.

شکل 8- ساختار زنجیره ابزار پروژه اشلی

مطالعات پیشرفته

دستیابی به برخی از اهداف نهایی پروژه اشلی نیازمند تحقیق، توسعه و طراحی گسترده بوده است. در واقع فناوری لازم برای تعدادی از این اهداف در ابتدای پروژه موجود نبوده است و اتحادیه اروپا با سرمایه‌گذاری زیاد توانسته است این فناوری‌های کلیدی را بدست آورد. در گزارش نهایی پروژه به برخی از آن‌ها تحت عنوان مطالعات پیشرفته اشاره شده است. در ادامه ما به مهم‌ترین موارد این مطالعات خواهیم پرداخت:

• روند آینده معماری IMA2G: این بخش از مطالعات به بررسی مقیاس‌پذیری نسل دوم معماری ماژولار اویونیک یکپارچه با توجه به روند تغییرات فناوری CMOS در تجهیزات الکترونیکی که با عنوان قانون مور شناخته‌ می‌شود، می‌پردازد. در این مطالعات، سابقه و روند فعلی فناوری CMOS با تکیه بر موضوعاتی همچون قابلیت اطمینان، محدودیت عمر نیمه‌هادی‌ها و افزایش حساسیت در مقابل تابش‌های جوی مورد بررسی قرار گرفته است.
• یکپارچه‌سازی عمیق وظایف ناوبری: این مطالعه به بررسی چگونگی تلفیق عمیق‌تر بخش‌های نرم‌افزار- محور سیستم‌های ناوبری هواپیما می‌پردازد.

شکل 9- معماری پیشنهادی اشلی برای تلفیق عمیق بخش‌های نرم‌افزار- محور سیستم‌های ناوبری هواپیما

• آینده سیستم‌های نمایشگر کابین خلبان: در این مطالعات به نحوه استفاده از اجزای IMA در نمایشگرهای کابین خلبان و همچنین شناسایی اجزای ماژولاری که می‌توانند چند بار در سیستم‌های کابین خلبان استفاده شوند، پرداخته شده است.
• ارتباطات از طریق خطوط انتقال توان: همانطور که پیش‌از این گفته شد، فناوری PLC یکی از اهداف اصلی پروژه اشلی بوده است. این مطالعات به بررسی امکان استفاده از سیم‌کشی هواپیما به عنوان یک کانال انتقال داده از طریق شبیه‌سازی پرداخته است. نتایج بیانگر این موضوع است که در بسیاری از سیستم‌ها به دلیل مسائل امنیتی برای بهره‌مندی از این این فناوری ایده‌آل نیستند.
• پیاده‌سازی تجهیزات الکترونیک برای محیط‌های خشن: این مطالعات به بررسی امکان گسترش مفاهیم IMA برای محیط‌های بدون تنظیم فشار همچون بال‌ها و ارابه فرود و همچنین محیط‌هایی با دمای بیرونی و لرزش زیاد می‌پردازد. هدف این مطالعات جایگزینی سیستم‌های فعلی با تجهیزاتی سبک‌تر و حجم و توان مصرفی کمتر است.
• سرویس توزیع داده بلادرنگ: این مطالعه مکانیزم‌های انتقال روی یک شبکه با قابلیت اطمینان و قطعی را بررسی می‌کند. بررسی‌های انجام شده شامل جنبه‌های امنیتی در مکانیزم‌های زمان‌بندی استاندارد ARINC653 می‌شود.
• استفاده از پردازنده‌های تک و چند هسته‌ای برای کاربردهای ایمنی- بحرانی: هدف این مطالعه بررسی دقیق استفاده از پردازنده‌های چند هسته‌ای و تاثیر آن بر جنبه‌های مهم صدور گواهینامه سیستم‌های آینده است.
• شبیه‌ساز معماری IMA: این مطالعه به دنبال توسعه یک زیرساخت است که امکان شبیه‌سازی رفتار یک سیستم IMA شبکه‌ای را ایجاد کند. در شبیه‌ساز طراحی شده از سرورهای چندهسته‌ای برای افزایش سرعت شبیه‌سازی‌ها استفاده شده است.

شکل 10- ساختار شبیه‌ساز سیستم IMA ساخته‌شده در پروژه اشلی

• روش‌های تحلیل دینامیک برنامه‌: این مطالعه روی ایجاد یک زیرساخت برای پیاده‌سازی ابزار تحلیل دینامیک برنامه‌‌های کاربردی (ابزاری مانند دیباگ و تست) تمرکز دارد. نتیجه این مطالعه ایجاد یک چارچوب است که امکان تحلیل دینامیک برنامه‌های اجرا شونده در محیط‌های مجازی همچون ماشین مجازی جاوا و ماشین مجازی اندروید را دارد.

شکل 11- چارچوب تحلیل دینامیک برنامه برای جاوا و اندروید

[1] Avionics Systems Hosted on a Distributed Modular Electronics Large Scale Demonstrator for Multiple Type of Aircraft (ASHLEY(

[2] SCAlable & ReconfigurabLe Electronics plaTforms and Tools (SCARLETT)

[3] Distributed Modular Equipment (DME)

[4] Technology Readiness Levels