OpenIMA

Date de dernière mise à jour : 22/08/2019

Introduction :

OpenIMA est un projet, ambitieux de développement d’une suite avionique pour l’aviation non certifiée.

“Open” signifie “ouvert”, ce qui signifie que cette suite avionique n’est pas fermée aux développements tiers, chacun pourra y apporter sa “brique” à condition de respecter les contraintes basiques de l’architectures.

“IMA” signifie “Integrated Modular Avionic”, ce qui peut être traduit par “Avionique Modulaire Intégrée”. La suite avionique sera donc modulaire, chacun pourra choisir les fonctionnalités qu’il souhaitera avoir, et intégrée, du plug’n play en quelques sortes, les fonctionnalités s’intégrant les unes aux autres.

Ce projet m’est venu alors que je travaillait dans l’avionique pour Airbus, le concept d’IMA me plaisait mais été clairement limité aux avions modernes tels que l’A380, l’A350 ou encore l’A400M… Pour l’aviation de loisir, les suites avioniques existes mais ne sont pas modulaires. On peut citer les marques telles que Garmin, Avidyne ou encore Dynon, qui sont de très bonnes marques. Cependant, si c’est bien “intégré”, ce n’est clairement pas “modulaire”. Quant aux coûts…

Ainsi les pilotes , et moi le premier, nous utilisons des tablettes Android, IPad, en vol dans nos avions de loisirs. Personnellement j’utilise SD VFR sur Android que je trouve super ! Mais je me suis dit qu’il serait vraiment cool d’interfacer cette tablette et cette appli avec l’avion. Imaginer pouvoir configurer la radio avec une fréquence en la sélectionnant directement sur la carte ? De pouvoir voir le trafic aérien sur cette même tablette en la couplant au transpondeur ou encore de surveiller les paramètres moteurs ? Mais pour cela, il faut des interfaces standard d’où mon idée OpenIMA.

Il y a dans ce projet une grosse part de défis personnel, la satisfaction du DIY (Do It Yourself)… C’est hyper ambitieux, j’en suis conscient mais c’est surtout hyper motivant et passionnant !


Un peu de vocabulaire :

Dans le monde de l’avionique et de l’aéronautique plus largement, beaucoup d’anglicisme ! Voici une liste non exhaustive de termes utilisés :

  • ADSB : Automatic Dependant Surveillance – Broadcast
  • AHRS : Attitude and Heading reference System
  • BP : Élément de la suite OpenIMA, “BackPlane” (Carte fond de panier),
  • BRK : Élément de la suite OpenIMA, “Breaker Panel”
  • COM : Élément de la suite OpenIMA, “COMmunication”
  • DCP : Élément de la suite OpenIMA, “Dispaly and Control Panel”
  • ECAM : Élément de la suite OpenIMA, “Electronic Centralized Aircraft Monitoring”
  • EKF : Extended Kalman Filter
  • EM : Élément de la suite OpenIMA, “External Module”
  • FC : Élément de la suite OpenIMA, “Flight Controller”
  • GADIR : Élément de la suite OpenIMA, “GNSS, Air Data and Inertial Reference”
  • GNSS :Global Navigation Satellite System
  • IMU : Inertial Measurement Unit
  • NAV : Élément de la suite OpenIMA, “NAVigation”
  • SAW : Élément de la suite OpenIMA, “Situation Awerness”
  • SUP : Élément de la suite OpenIMA, “SUPervisor”
  • UAT : Universal Access Transmiter

Architecture :

OpenIMA est composé de 8 “racks” pour 8 calculateurs, réalisant tous une fonction, ou un groupe de fonctions.

L’ensemble “Rack” est constitué de 8 “tiroirs” et d’une carte “fond de panier” (BackPlane, en anglais, BP en abrégé) qui permet le routage des signaux entre les différents calculateurs ainsi que le routage de la puissance électrique. Cette dernière passe d’abord par un panneau muni de breaker pour assurer une sécurité électrique envers les surconsommation, le BRK.

Pour en savoir plus sur les Racks, la carte Fond de Panier (BP) : ICI


Superviseur (SUP)

Le premier “tiroir” ou rack est réservé pour un calculateur spécifique le superviseur “SUP”. Il tiens en rôle central dans la suite avionique et est donc un calculateur obligatoire. Les fonctions principales de ce calculateur sont :

  • Découverte (Discovery) : Au démarrage, il interroge chacun des calculateurs pour connaître la configuration ainsi que les fonctions implémentées.
  • Surveillance (Monitoring) : Il est capable de surveiller les échanges entre les calculateurs et peut éventuellement en couper l’alimentation si un mauvais fonctionnement est détecté.
  • Ordonnancement (Scheduling) : Il génère un signal d’horloge de 1s permettant de synchroniser tous les échanges de tous les autres calculateurs.
  • Boite Noire (Logger) : Il permet d’enregistrer les données du vol sur clé USB
  • Simulation (Simulation) : Il est la porte d’entrée pour une connexion avec un simulateur de vol externe.

Les autres racks sont libres mais il ne peut y avoir deux calculateurs assurant la même fonction. Un calculateur peut être placé dans n’importe quel rack (excepté le numéro 1) sans conséquence sur sa fonctionnalité.

Pour en savoir plus sur le calculateur SUP : ICI


Les autres calculateurs

Les autres calculateurs sont au nombre de 7, assurant chacun un groupe de fonctionnalités, certaines basiques (obligatoires pour le bon fonctionnement de la suite) d’autres optionnelles.

Le calculateur “DCP” :

DCP signifie “Display and Control Panel”. Ce calculateur permet de réaliser l’interface homme machine (IHM), si on faisait la comparaison avec un ordinateur, c’est lui qui permettrait de relier le clavier, la souris et l’écran à l’unité centrale. Il permet donc d’interfacer des périphériques aux bus de données internes afin que le pilote puisse interagir avec les calculateurs, comme changé la fréquences de la radio par exemple. Ce calculateur est basique car sans lui, pas d’interaction homme – machine !

Pour en savoir plus sur le calculateur DCP : ICI


Le calculateur “GADIR” :

GADIR signifie “GNSS, Air Data and Inertial Reference”.

Pour en savoir plus sur le calculateur GADIR : ICI


Le calculateur “NAV” :

NAV est le diminutif de NAVigation.

Pour en savoir plus sur le calculateur NAV : ICI


Le calculateur “ECAM”

ECAM signifie “Electronic Centralized Aircraf-t Monitoring”.

Pour en savoir plus sur le calculateur ECAM : ICI


Le calculateur “COM”

COM est le diminutif de COMmunication.

Pour en savoir plus sur le calculateur COM : ICI


Le calculateur “SAW”

SAW signifie “Situation AWarness”.

Pour en savoir plus sur le calculateur SAW : ICI


Le calculateur “FC”

FC signifie “Flight Controler”.

Pour en savoir plus sur le calculateur FC : ICI


Les modules externes

Pour des raisons diverses (volume disponible, contrainte de position, contraintes de CEM, …) certaines sous partie d’un calculateur peuvent être externalisées. Nous allons appeler ces sous-modules des EM (External Module).

Un EM est transparent pour les autres calculateurs, il doit donc s’interfacer avec le calculateur en question sans contraintes envers les autres calculateurs, sans passer par la carte “fond de panier”.

Pour aller plus loin :