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      Forschungsprojekte realisieren
      Avionics Certifiable Ethernet ACE

      Avionics Certifiable Ethernet ACE

      Für die Luftfahrt entwickeln Forschende der FHNW einen Media Access Controller (MAC) für Gigabit-Ethernet. Dabei kommt der funktionalen Sicherheit eine besonders wichtige Rolle zu.

      Technologien

      Embedded Systems, Ethernet, FPGA, Avionics

      Ziele

      Entwicklung des Media Access Controller (MAC) für das Avionics Certifiable Ethernet ACE nach den Sicherheitsstandards RTCA DO-254 und FAA CAST-33 mit der maximal zulässigen Fehlerwahrscheinlichkeit der Stufe DAL A.

      Ausgangslage

      Die Firma Mercury Mission Systems International in Lancy entwickelt elektronische Baugruppen für den Einsatz in der Luftfahrt. In modernen Flugzeugen ist Ethernet für den kompletten Informationsaustausch verantwortlich. Im Gegensatz zum herkömmlichen Ethernet-Standard AFDX, soll das neue «Avionics Certifiable Ethernet» oder ACE schneller, einfacher und kostengünstiger sein.

      Vorgehensweise

      Das Institut für Sensorik und Elektronik FHNW erarbeitet und verfeinert die Prozesse für die Entwicklung eines FPGA-Bibliotheks-Elements (sogenannter «IP-Core»). Nach einer gründlichen Schulung wurde zuerst eine komplette Prozesslandschaft mit allen nötigen Dokumenten, Reviews und Checks definiert. Diese Prozesslandschaft diente nun als Richtschnur für die Bearbeitung der einzelnen Prozessphasen, die einem «doppelten V-Modell» folgten. Das Doppel-V bezieht sich dabei darauf, dass zuerst die verlangte Funktion prototypisch erarbeitet wird und im Labor funktional überprüft wird. Basierend auf diesem Prototyp wird anschliessend die eigentliche Produkt-Spezifikation erstellt, daraus das Produkt entwickelt und getestet.

      Zu den besonderen Herausforderungen bei der Entwicklung gehört die Sicherung der Schaltung gegen Störungen durch ionisierende Strahlung. Consumer-Anwendungen auf Meereshöhe haben kaum Probleme mit Änderungen des Zustands von Speicherzellen und Registern als Folge eines Beschusses durch ionisierende Partikel. Der Effekt einer Zustandsänderung wird als Single Event Upset (SEU) bezeichnet. Da ein SEU nicht an jeder Stelle gleich grossen Schaden anrichtet, muss zuerst die Auswirkung jedes einzelnen SEU in den diversen Funktionsblöcken und den verschiedenen Speicherzellen ermittelt und dessen Risiko bestimmt werden. 

      Projektflyer

      Projekt-Information

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      Auftraggeber

      Mercury Mission Systems International

      Ausführung

      Institut für Sensorik und Elektronik FHNW

      Dauer

      4 Jahre

      Finanzierung

      Innosuisse

      Team

      Prof. Michael Pichler (Projektleiter), Prof. Karl Schenk

      Die FHNW

      Hochschule für Technik und Umwelt FHNW
      Institut für Sensorik und Elektronik
      Michael Pichler

      Prof. Michael Pichler

      Leiter des MAS Mikroelektronik, Teamleiter Mikroelektronik

      Telefonnummer

      +41 56 202 75 26

      E-Mail

      michael.pichler@fhnw.ch

      Adresse

      Fachhochschule Nordwestschweiz FHNW Hochschule für Technik und Umwelt Klosterzelgstrasse 2 5210 Windisch

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