Kabinenmanagement-System für den Airbus - CIDS

CIDS (Cabin Intercommunication Data System) ist ein digitales Kabinenmanagement-System, das als zentrale Steuereinheit in allen Airbus-Flugzeugen installiert ist. Es steuert die Funktionen in der Kabine und zeigt Kabinenparameter für Passagiere und Besatzung an. Dazu gehören unter anderem die Kabinenbeleuchtung, Cockpit-/Kabinendurchsagen, Türverschlussanzeige, Emergency-Signale, Nichtraucher-/ Anschnallzeichen, Rauchmelder, Kabinentemperatur, Wasser-/Abfalltanks und diverse andere Kabinenfunktionen, die teilweise von sicherheitsrelevanter Bedeutung sind.

CIDS besteht unter anderem aus einem Zentralcomputer, dem Director, dem Director Interface Board, einem oder mehreren Flight Attendant Panels und einem Datennetzwerk zur Audioübertragung in der Kabine. Durch flexible Programmierung kann CIDS individuell an die Wünsche und Vorgaben der verschiedenen Airlines angepasst werden.

Das FAP (Flight Attendant Panel) dient zur Visualisierung und Einstellung der Kabinenparameter und -funktionen des CIDS. Es basiert auf einem Intel- Pentium-System und wird über einen Touchscreen bedient. Zur Anzeige dient ein LCD-Bildschirm mit einer Auflösung von 1024 x 768 Bildpunkten. Auf dem Echtzeitbetriebssystem VxWorks von Wind River Systems setzt eine Applikation auf, welche wiederum mit dem eigentlichen Benutzerinterface kommuniziert. Zum Laden von Betriebsparametern und zum Speichern verschiedenster Daten verfügt das FAP über mehrere Speicherkarten unterschiedlichen Typs. Zusätzlich zu der vorhandenen Hardware ist es möglich, einen optionalen PC einzubauen und dessen Bildschirmdaten über einen speziellen, von 4D Engineering entwickelten Treiber in den LCD-Bildschirm des FAP einzublenden.

Das DIB (Director Interface Board) dient als Schnittstelle zwischen dem Leitrechner für CIDS und den FAPs. Es basiert auf einem Motorola PPC860 und kommuniziert via Dual Ported Ram mit dem Director. Die Verbindung zu den FAPs erfolgt über TCP/IP. Aus Sicherheitsgründen sind sowohl der Director als auch das DIB doppelt vorhanden. Beide Instanzen sind aktiv und führen alle Funktionen parallel aus. Die redundante Instanz kann zu jedem Zeitpunkt bei Ausfall der aktiven Instanz deren Aufgaben übernehmen. Da für den Director die Anzahl von FAPs transparent ist, besteht eine der Aufgaben des DIB darin, mehrere FAPs anzusteuern und zu verwalten.

Die Basis der Software-Architektur des FAPs bildet das Echtzeitbetriebssystem VxWorks. Es hat sich als RTOS für harte Echtzeitanforderungen, speziell in großen und komplexen Anwendungen, sehr gut bewährt. Seine gut ausgebauten Netzwerkfähigkeiten und reichhaltigen Funktionsbibliotheken, verbunden mit der hostbasierten integrierten Entwicklungsumgebung Tornado, unterstützen die komfortable Cross-Entwicklung größerer Echtzeitsoftwaresysteme. Darauf setzt eine Applikationsschicht auf, die als ereignisgesteuertes, nachrichtenbasiertes Multi-Tasking-System realisiert ist.

Das Tasksystem wird durch das strikt prioritätenbasierte, präemptive Scheduling von VxWorks getrieben. Jeder Task implementiert eine Zustandsmaschine, d. h., der Kontrollfluss wird durch Events bestimmt. Solche Events sowie alle anderen Daten werden zwischen den Tasks mittels Nachrichten (Messages) ausgetauscht, die in je einer Message Queue pro Task gepuffert werden. Eine solche Architektur hat sich gut bewährt und wird von 4D Engineering daher häufig eingesetzt, um die Komplexität größerer Echtzeitanwendungen zu beherrschen.

Die FAP- und die DIB-Software wurden in ANSI C und JAVA implementiert. Während der Softwareentwicklung kam die IDE Tornado II von Wind River Systems zum Einsatz. Der Kernel des Echtzeitbetriebssystems VxWorks, das häufig in der Luftfahrt für On-Board-Software eingesetzt wird, wurde bereits vom Hersteller einer Luftfahrtzertifizierung unterzogen.

Die CIDS-Applikationssoftware erfordert eine Luftfahrtzulassung in Form einer Zertifizierung nach Kritikalitätslevel C bzw. D. Die Entwicklung der CIDS-Software erfolgte daher gemäß den Maßgaben der Norm DO-178B, einem der weltweit strengsten Standards zur Software Entwicklung überhaupt. Für Teile der Software wurde von 4D Engineering die umfangreiche Zertifizierungsdokumentation nach DO-178B, Level D in Eigenverantwortung erstellt. Um komfortable Softwaretests zu ermöglichen, wurden spezielle Logging Tools und -Mechanismen entwickelt und eingesetzt.