准备发射:一探嵌入式模组如何提升现代航空系统

现代飞机的电子系统,就像人体的中枢神经。每一次飞行操控输入、每一笔仪表读数、每一个客舱传感器信号,都是在这张网络中流动的关键信号。这些信号的完整性不容妥协,而这正是宜鼎「嵌入式周边(Embedded Peripherals)模块」默默发挥作用却极其关键的地方。
飞机操纵界面的演进
一架商用客机由超过六百万个零部件组成,但早期飞机的电子元件较少。在航空发展初期,飞行员必须通过钢缆与杠杆等机械结构,亲自“拉动”飞机的操控面——通过驾驶杆(yoke)或方向舵踏板(rudder pedals)直接带动沉重的机械装置。因此,飞行不仅需要技术,也依赖一定的体力。
现代飞机已广泛采用 Fly-by-Wire(FBW,电传飞控)技术。随着新一代设计的发展,飞行员的操控指令不再直接作用于机械结构,而是转换为电子信号,经由飞控计算机(Flight Control Computer, FCC)运算与修正后,驱动作动器精准控制飞机姿态。
这种设计不仅提升了操控精度,还能通过多重冗余设计与实时监控,在单一元件发生异常时仍维持系统正常运行,大幅提高飞行安全性;同时,相比早期以钢索驱动(Fly-by-Cable)的设计,也显著减轻了飞行员的操作负担。

然而,从“机械”转向“电子”的过程也带来了新的挑战。现代航空电子(avionics)必须在长期振动、电磁干扰(EMI)、气压变化与剧烈温度波动的环境中保持可靠运行。此外,驾驶舱与客舱空间有限,常导致布线高度密集,使安装与维护更加复杂。
在这样的环境下,可靠的通信传输与便于维护的系统设计,对航电、客舱服务及安全系统都至关重要。而这正是宜鼎嵌入式周边模块能提供明确价值之处——在确保稳定性能的同时,也让复杂系统的集成与后续维护更加高效。
LAN 模组:驾驶舱的通信中枢
LAN(Local Area Network,局域网)是一种可连接多个节点、用于设备间数据交换的有线网络。宜鼎的 LAN 模块支持 1GbE、2.5GbE 和 10GbE,采用适用于嵌入式系统的紧凑设计,并内置以太网隔离变压器(Ethernet isolation transformer),以提升信号稳定性并降低干扰。

在驾驶舱内,飞行管理系统(FMS)需与显示系统、航电设备及地面站连接,以交换导航与飞行数据。稳定的 LAN 连接可确保飞行员获取准确且实时的信息。
以宜鼎 EMPL-22S2 LAN 模块为例,采用 Intel® i210 控制器,提供「双端口隔离(dual isolated ports)」,支持多通道网络架构;并通过紧凑外形设计,降低布线复杂度,在高干扰环境中维持稳定性能。

串口(Serial )模组:让每个座位的供电顺畅运行
串口(Serial)模组可使设备与传感器、控制器及其他单元交互,实现数据交换与信号控制。根据通信协议不同,连接方式可能是点对点(point-to-point)、单主多从(single-master multi-drop)或多主多从(multi-master multi-drop)。宜鼎的 Serial 模块可在同一硬件接口上支持上述所有模式,并可通过软件切换通信模式,无需手动重新配置引脚(pin assignment)。

如今乘客普遍期望在机上充电、享受娱乐甚至联网。这些便利背后是一套复杂的电力管理系统,而它需要可靠的通信来支撑。例如,宜鼎 EMP2-X4S1 Serial 模块可在飞机主电源控制器与每个座位的电源盒之间提供 RS-485 通信,实现电力分配与状态反馈的实时管理,确保客舱整体供电稳定且安全。

CAN Bus 模块:让复杂系统协同运作
CAN Bus(Controller Area Network Bus)是一种高可靠性的串行通信协议,采用“多主多从(multi-master multi-drop)”架构,并通过基于优先级的仲裁机制(priority-based arbitration)管理总线访问。CAN Bus 能在航空系统之间提供实时协同能力,使多个组件与作动器同步运行。宜鼎的 CAN Bus 模块支持软硬件集成定制,可根据不同航空应用场景,提供灵活的连接选项。

发动机、襟翼(wing flaps)、扰流板(spoilers)和起落架(landing gear)等关键系统,均通过 CAN Bus 通信实现实时同步与协调,确保升力控制精准、着陆平稳,并提升整体刹车安全性。例如,宜鼎 EGUC-F2S3 CAN FD 模块提供高数据吞吐量,并支持“CAN 消息接收过滤(acceptance filtering)”与“只听模式(listen-only mode)”等功能,使多套航空系统之间能够快速且可靠地协同工作。

为航空应用提供可靠保障
宜鼎提供多样化的嵌入式周边扩展模块,用于连接现代客机内部的不同系统。这些模块的价值不仅在于确保通信传输的稳定与顺畅,全系列产品更具备以下高阶技术特性:
- 2.5 kV 电气隔离:保护敏感航电设备免受电涌影响,确保信号完整性稳定。
- ESD 抗静电能力最高达 15 kV(空气放电)/ 8 kV(接触放电):有效防护飞机环境中常见的静电放电风险。
- 宽温工作范围 –40°C 至 85°C:即使在飞行过程中遭遇极端温度变化,仍能可靠运行。
- 工业级设计,抵御严苛环境:采用工业规格打造,不仅满足一般民航的严苛要求,还可延伸至高端航空航天应用,确保长期可靠性。
附加价值
- 加速导入:简化产品技术集成流程,帮助制造商与系统集成商更高效地完成项目交付。
- 一站式解决方案:宜鼎不仅提供 LAN、串口(Serial)、CAN Bus 等周边扩展模块,还提供完整的 DRAM 内存模块、Flash 嵌入式存储、嵌入式相机及边缘 AI 系统等产品系列,可共同构建真正完整且兼容的解决方案。
- 值得信赖的品质:全系列产品均通过严格的工业级测试,确保在嵌入式系统中保持一致性能,并提供可靠的产品质保。
- 快速响应的技术支持:宜鼎拥有专业的技术支持团队,可及时协助解决各类技术难题。
导入可靠的宜鼎模块后,各个系统得以更协调地运行,每一路信号都能实现更稳定的传输,为每一次飞行带来安心与愉悦的体验。
相关产品
1. EMPL-22S2
2. EMP2-X4S1
3. EGUC-F2S3
Disclaimer:
This article provides simplified illustrations of aviation mechanics and onboard charging equipment. The information does not constitute actual specifications and does not override applicable aviation laws or certified safety standards.
