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可配置的用户 接口架构

阅读：636发布：2020-05-11

专利汇可以提供可配置的用户接口架构专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且一种可配置的用户接口架构，用于高度完整性安全性关键航空电子系统，并且适用于多个驾驶舱显示，其具有协议不可知层和协议特定层，协议不可知层处理进入和显示更新行为，协议特定层使用配置表将进入和显示行为连接至协议特定输入/输出消息。使用特别设计的配置工具构建配置表，并且该工具构建的配置表可以嵌入目标用户接口软件中，或可以从外部加载到预编译的应用程序中。，下面是可配置的用户接口架构专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种用于接口显示的架构，其特征在于，包括：
协议不可知接口层，所述协议不可知接口层配置为定义未格式化的系统数据；
协议特定接口层，所述协议特定接口层与所述协议不可知接口层通信耦合，并且定义所述接口显示的显示行为；以及
映射表，所述映射表定义格式化定义，所述格式化定义用于将所述未格式化的系统数据与所述接口显示进行双向映射；
其中，通过定义在所述协议不可知接口层和所述协议特定接口层之间转换所述未格式化的系统数据的所述映射表，所述未格式化的系统数据与所述接口显示的所述双向映射使得能够基于映射所述未格式化的系统数据来显示格式化的系统数据，以便根据所述接口显示的所述显示行为来显示所述格式化的系统数据；并且
其中，所述未格式化的系统数据与所述接口显示的所述双向映射使得能够在所述接口显示处接收格式化的协议特定接口层输入数据，并且通过定义在所述协议特定接口层和所述协议不可知接口层之间转换所述格式化的输入数据的所述映射表，将所述格式化的输入数据映射到未格式化的系统输入数据，以便所述架构能够基于所述未格式化的系统数据输入执行系统动作。
2.根据权利要求1所述的架构，其特征在于，其中所述接口显示是航空电子接口显示。
3.根据权利要求2所述的架构，其特征在于，其中所述接口显示是驾驶舱接口显示。
4.根据权利要求1或2所述的架构，其特征在于，其中所述显示行为定义如何格式化所述接口显示的显示数据。
5.根据权利要求1或2所述的架构，其特征在于，进一步包括一组接口显示，并且其中，所述双向映射使得能够通过对于所述一组接口显示中的每一个定义格式化定义的所述映射表，在所述协议不可知接口层和所述协议特定接口层之间进行映射。
6.根据权利要求5所述的架构，其特征在于，其中所述一组接口显示包括至少两个不同的接口显示。
7.根据权利要求1或2所述的架构，其特征在于，其中独立于所述协议不可知接口层对于航空电子使用，验证所述协议特定层。
8.根据权利要求1或2所述的架构，其特征在于，其中所述显示行为定义所述接口显示的约束。
9.一种操作飞行器的接口显示的方法，其特征在于，所述方法包括：
通过操作协议特定接口层的系统来检索所述接口显示上的用户输入；
通过定义所述接口显示的格式化定义的映射表来将所述用户输入映射到相应的未格式化的系统输入数据；
通过协议不可知接口层将所述未格式化的系统输入数据传送到航空电子系统；以及响应于所述传送，通过包括所述未格式化的系统输入数据的所述航空电子系统执行系统动作。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，进一步包括：
通过所述协议不可知接口层，检索未格式化的存储数据；
通过所述映射表将所述未格式化的存储数据映射到格式化的存储数据；
从所述协议不可知接口层传送所述格式化的存储数据到所述协议特定接口层；和根据所述接口显示的所述格式化定义在所述接口显示处显示所述格式化的存储数据。

说明书全文

可配置的用户接口架构

[0001] 相关申请的交叉引用

[0002] 本申请要求于2018年10月4日提交的美国临时专利申请号62/741,304的优先权和权益，其全部内容合并于此。

技术领域

[0003] 本公开涉及一种用于独立于各自的格式化和未格式化约束来双向映射格式化和未格式化数据的方法和架构。

背景技术

[0004] 传统的用户接口设计遭受高昂的变更成本，并且通常对于每个新产品，设计过程都重新开始。这是由于用户接口预期的变化，因为每个客户都希望具有进行更改的能力。同样，许多已知的应用程序开发工具包包括运行时动态分配的存储器范例，以在运行时“配置”用户接口，但是这种方法不适用于安全性关键的实时嵌入式应用程序。应用程序开发工具包通常具有无法预测的策略，并且这些工具包的完整文档未达到安全性关键型应用程序所需的水平。

[0005] 安全性关键机载软件的认证工作是一项昂贵的工作，因此需要在用户接口空间内管理可变性的经济有效方式。从OEM的角度来看，减少这种工作(成本和进度)将允许更多的时间花在改善系统的可用性上，最终导致更安全的用户接口设计。发明内容

[0006] 在一个方面，本公开涉及一种用于接口显示的架构，包括：协议不可知(agnostic)接口层，协议不可知接口层配置为定义未格式化的系统数据；协议特定接口层，协议特定接口层与协议不可知接口层通信耦合，并且定义接口显示的显示行为；以及映射表，映射表定义格式化定义，格式化定义用于将未格式化的系统数据与接口显示进行双向映射；其中，通过定义在协议不可知接口层和协议特定接口层之间转换未格式化的系统数据的映射表，未格式化的系统数据与接口显示的双向映射使得能够基于映射未格式化的系统数据来显示格式化的系统数据，以便根据接口显示的显示行为来显示格式化的系统数据；并且其中，未格式化的系统数据与接口显示的双向映射使得能够在接口显示处接收格式化的协议特定接口层输入数据，并且通过定义在协议特定接口层和协议不可知接口层之间转换格式化的输入数据的映射表，将格式化的输入数据映射到未格式化的系统输入数据，以便架构能够基于未格式化的系统数据输入执行系统动作。

[0007] 在另一方面，本公开涉及一种操作飞行器的接口显示的方法，方法包括：通过操作协议特定接口层的系统来检索接口显示上的用户输入；通过定义接口显示的格式化定义的映射表来将用户输入映射到相应的未格式化的系统输入数据；通过协议不可知接口层将未格式化的系统输入数据传送到航空电子系统；以及响应于传送，通过包括未格式化的系统输入数据的航空电子系统执行系统动作。附图说明

[0008] 在附图中：

[0009] 图1示意性地示出了根据本文所述的各个方面的协议不可知层与协议特定层之间的交互。

[0010] 图2示出了根据本文所述的各个方面的图1的协议不可知层中的来自协议特定层的进入(entry)处理。

[0011] 图3示出了图2的用户动作映射表。

[0012] 图4示出了根据本文所述的各个方面的来自图1的协议不可知层的协议特定层中的显示输出。

[0013] 图5示出了图4的显示元素映射表。

具体实施方式

[0014] 本公开的所描述的方面针对例如飞行器中的用户接口架构。尽管具体提到了飞行器，但用户接口架构可用于任何用户接口，在这些用户接口中，不同安装之间的适应性是有利的，尤其是当安全性关键认证是重要的时。

[0015] 本公开的各方面可以在对存储器或数据存储部件具有受监管，受限制，授权或以其他方式受限的“写入-访问”权限的任何环境，设备，系统或方法中实现。如本文所使用的，“写入-访问”是指将更改提交到存储器的可用性或授权，该更改是将数据，值，命令，指令或任何其他数据，元素或标识符存储或重写到存储位置，而无论由数据，元素或标识符执行的功能，或者无论环境，设备，系统或方法的功能或实现方式。总体而言，对数据的“访问”或“访问”数据可以指的是从数据存储中读取，查看或以其他方式接收数据，如上所述的“写入”数据，或其组合。如本文所使用的，“受监管”系统是对访问(例如对系统的数据或值的写入-访问)具有限制的系统，由此仅经批准或授权的实体，参与方，功能等被使得能够或以其他方式被允许访问受监管或受限制的元素。在一个非限制性示例中，仅单个授权功能可以具有对特定数据元素的写入访问。

[0016] 虽然将描述“一组”各种元件，但是应理解，“一组”可包括任何数量的相应元件，包括仅一个元件。同样如本文所使用的，尽管元件或部件可以被描述为“感测”或“测量”相应的值，数据，功能等，但是感测或测量可以包括确定指示相应的值，数据，功能等或与之相关的值，而不是直接感测或测量值，数据，功能等本身。感测或测量的值，数据，功能等可以进一步提供给附加部件。例如，可以将该值提供给控制器模块或处理器，并且控制器模块或处理器可以对该值执行处理以确定代表值或代表所述值，数据，功能等的电特性。

[0017] 如本文所使用的，“数据存储”可以包括存储在存储器中的数据值，其中该数据值仅可由单个功能，程序，实体等(“写入器”)进行写入-访问。可以通过本领域技术人员理解的数字安全性机制来管制或以其他方式监管数据存储的可写入访问性。虽然只有单个写入器具有对数据存储的写入-访问，但是数据存储可以具有或包括具有读取访问权限的多个功能，程序或实体，以单向关系读取，查看或接收数据。与数据存储相对，“数据存储队列”可以包括存储在存储器中的数据值或一组数据值，其中该数据值可由一组一个或多个功能，程序，实体等进行写入-访问。数据存储队列的可写入访问性可以由本领域技术人员理解的数字安全性机制来管制或以其他方式监管。另外，数据存储队列可以包括仅具有读取访问权限的单个功能，程序或实体，以单向关系读取，查看或以其他方式接收数据。

[0018] 如本文中所使用，“系统”或“控制器模块”可包括至少一个处理器和存储器。存储器的非限制性示例可以包括随机存取存储器(RAM)，只读存储器(ROM)，闪存或一种或多种不同类型的便携式电子存储器，例如光盘，DVD，CD-ROM等，或这些类型的存储器的任何适当组合。处理器可以被配置为运行被设计为执行各种方法，功能，处理任务，计算等的任何合适的程序或可执行指令，以启用或实现本文所述的技术操作或操作。

[0019] 示例性附图仅出于说明的目的，所附附图中反映的尺寸，位置，顺序和相对大小可以变化。

[0020] 本公开针对一种用户接口架构，该用户接口架构以在诸如飞行器的航空电子系统之类的安全性关键系统的要求之内的方式提供用户接口变更的可重用性和快速部署。该架构的部件是独立的，可以在单元级别或集成级别以等效的结果进行独立验证。这也意味着架构中的每个部件都具有相互独立的完整认证工件(artifact)。

[0021] 图1示出了架构10，其具有有效的“协议不可知”语言，以将用户接口行为24连接至由驾驶舱显示系统生成或发送至驾驶舱显示系统的协议特定消息。使用表配置参数14和显示行为16进行连接12，表配置参数14描述了处理来自显示系统的用户输入所必需的所有内容，显示行为16将系统的内部状态传送回用户。这允许协议特定的驾驶舱显示系统18接口被变更，而无需修改或适应对新协议的任何进入或显示行为20、16。所有协议特定的转换在协议特定层18中处理。

[0022] 使用此模式允许目标用户接口软件具有从同一核心软件驱动多个驾驶舱架构的潜力。另外，独立于协议不可知层22(核心用户接口行为)验证协议特定层18，减少了将新用户接口部署到新驾驶舱显示架构中的时间和精力。

[0023] 在图2中，协议特定层18使用配置表14来标识要发送到协议不可知层22的协议不可知消息。示例性配置表14是图2中的用户动作映射表30。

[0024] 在从协议特定层18接收到协议不可知转换32之后，协议不可知层22使用在配置表14中为特定用户输入字段(field)配置的单元来执行用户输入36到该单元的进入转换34(例如速度，高度，距离，方向，频率)。这也意味着进入错误全部由协议不可知层22生成。进入处理42可以处理进入36的多种格式，以支持驾驶舱显示系统38的任何约束。它可以处理一个进入36可以具有多个单元的情况(例如，“250/FL180”的“速度/高度”进入)。该配置还允许指定组合进入字段40的部分或全部(如上述示例中，“/FL180”将仅接受高度部分)。

[0025] 在图3中，示例性用户动作映射表30实现了外部输入42与协议不可知动作44的绑定。该表的左两列46被视为“输入源标识”列。该示例是针对ARINC 661驾驶舱显示系统显示的，但是它可以适用于任何其他用户接口。右侧的三列(单元，动作，扩展)48用于构建输入的协议不可知描述，以便协议不可知层44可以处理其。

[0026] “单元”列描述了进入的预期源单元。表格30的第二行50输入了两个单元，因为期望输入字段允许使用已知的分隔符输入速度和高度，以指示用户已输入了哪些值。例如，仅通过斜杠的位置，“240”或“240/”将被理解为速度进入，而“/FL340”将被理解为高度进入。

[0027] “动作”描述了当从源接收到输入时期望执行的动作。与“单元”列一样，可以有多个动作来匹配指定的单元数。该动作最不可能更改，并且与进入转换一起代表进入处理所需的部件的重要部分。

[0028] “扩展”提供了附加配置，这将有助于将输入转换为正确的系统更新动作。

[0029] 在图4中，协议特定层18使用配置表14来了解如何将协议不可知22消息转换为协议特定显示系统18。示例性配置表是图4中的显示映射元素表52。

[0030] 显示行为16绑定来自目标用户接口应用程序的内部状态54的内容，并将修饰(样式，格式，可见性和交互性)56应用于输出。类似于进入处理42，内容以可显示的单元(速度，高度，频率等)表示。再次，为了支持驾驶舱显示38的任何约束，显示项58可以被配置为仅通过该配置显示为单个或组合的单元内容字段(例如“速度/高度”)。

[0031] 应用于显示项58的修饰(样式，格式，可见性和交互性)也由配置表14指定。配置工具被用于创建配置表14，并确保将正确的修饰应用于内容(例如，未将速度格式器应用于高度内容)。

[0032] 进入和显示行为20、16被设计为使得行为的验证可以在单元级别或在集成级别进行，并具有等效的结果。因此，仅需要通过配置工具来验证配置表14的正确性，但是由于配置的更改，目标用户接口软件将不需要任何进一步的验证。

[0033] 为了减轻嵌入式系统的某些认证问题，仅在从参数数据项(PDI)初始化表时使用动态存储器(memory)分配。加载机制始终确保文件的大小不会超过已为目标系统的用户接口保留的最大允许存储器分配。另外，配置工具在配置表中构建哈希(hash)，目标软件将使用该哈希来确保配置中的选项与目标软件兼容。

[0034] 图5示出了可以如何实现显示元素映射52。表52的左侧60是到用户接口元素(在这种情况下为小部件(widget))的协议特定映射。同样，这里示出的示例是用于ARINC 661驾驶舱显示系统38的，但是可以适用于任何驾驶舱显示架构。可以针对不同的应用程序改变“格式器”和“样式”，以满足用户接口要求的需求。未显示协议特定层可能需要以进一步序列化来自协议不可知层62的显示更新命令的任何其他列。“内容源”读取源信息，并提供格式器和样式例程可以用来进一步修饰显示项58的属性。内容源更改的可能性最小，但代表了用户接口逻辑的重要部分。

[0035] 除了上述附图中所示的之外，本公开还设想了许多其他可能的方面和配置。

[0036] 本公开的可配置用户接口架构的技术效果包括快速使用户接口核心适应于不同的驾驶舱架构，而不必重写整个用户接口代码库。同样，由于配置表中提供的灵活性，它为用户接口的更新提供了较低的更改成本。根据本文描述的各个方面的用户接口系统可以以安全的方式和DO-178C可认证的方式支持产品线方法。由于实现该软件具有可重复的模式，因此该软件更易于理解和维护。这些元素以可预测的方式开发，并且基础结构非常轻巧，这使用户接口软件的完整性更加可信。此外，由于未修改用户接口软件的行为，因此用户接口是可现场重新配置的。仅适应行为的应用。配置工具可确保要加载的配置正确且与软件兼容。这将允许OEM以更低的成本对显示进行较小的更改。

[0037] 在尚未描述的程度上，各个方面的不同特征和结构可以根据需要彼此组合使用。并未在所有方面中都示出一个特征并不意味着应将其不包括在内，而是为了描述简洁。因此，不管是否明确地描述了新方面，可以根据需要混合和匹配不同方面的各种特征以形成本公开的新方面。本文所描述的特征的所有组合或置换都被本公开覆盖。

[0038] 本书面描述使用示例来公开本公开的各个方面，包括最佳模式，并且还使本领域的任何技术人员能够实践本公开的各个方面，包括制造和使用任何装置或系统以及执行任何结合的方法。本公开的可专利范围由权利要求书限定，并且可以包括本领域技术人员想到的其他示例。如果这样的其他示例具有与权利要求的字面语言没有不同的结构元件，或者如果它们包括与权利要求的字面语言没有实质性差异的等效结构元件，则这些其他示例意图落入权利要求的范围内。

[0039] 本发明的进一步方面由以下条项的主题提供：

[0040] 1.一种用于接口显示的架构，包括：协议不可知接口层，协议不可知接口层配置为定义未格式化的系统数据；协议特定接口层，协议特定接口层与协议不可知接口层通信耦合，并且定义接口显示的显示行为；以及映射表，映射表定义格式化定义，格式化定义用于将未格式化的系统数据与接口显示进行双向映射；其中，通过定义在协议不可知接口层和协议特定接口层之间转换未格式化的系统数据的映射表，未格式化的系统数据与接口显示的双向映射使得能够基于映射未格式化的系统数据来显示格式化的系统数据，以便根据接口显示的显示行为来显示格式化的系统数据；并且其中，未格式化的系统数据与接口显示的双向映射使得能够在接口显示处接收格式化的协议特定接口层输入数据，并且通过定义在协议特定接口层和协议不可知接口层之间转换格式化的输入数据的映射表，将格式化的输入数据映射到未格式化的系统输入数据，以便架构能够基于未格式化的系统数据输入执行系统动作。

[0041] 2.根据任一前述条项所述的架构，其中接口显示是航空电子接口显示。

[0042] 3.根据任一前述条项所述的架构，其中接口显示是驾驶舱接口显示。

[0043] 4.根据任一前述条项所述的架构，其中显示行为定义如何格式化接口显示的显示数据。

[0044] 5.根据任一前述条项所述的架构，进一步包括一组接口显示，并且其中，双向映射使得能够通过对于一组接口显示中的每一个定义格式化定义的映射表，在协议不可知接口层和协议特定接口层之间进行映射。

[0045] 6.根据任一前述条项所述的架构，其中一组接口显示包括至少两个不同的接口显示。

[0046] 7.根据任一前述条项所述的架构，其中独立于协议不可知接口层，对于航空电子使用，验证协议特定层。

[0047] 8.根据任一前述条项所述的架构，其中显示行为定义接口显示的约束。

[0048] 9.根据任一前述条项所述的架构，其中接口显示是ARINC 661驾驶舱显示系统。

[0049] 10.根据任一前述条项所述的架构，其中格式化的协议特定接口层输入数据是用户输入，并且系统动作包括航空电子系统动作，航空电子系统动作响应于在接口显示处接收到的用户输入而被执行。

[0050] 11.根据任一前述条项所述的架构，其中，映射表定义在接口显示上的格式化数据的修饰。

[0051] 12.一种操作飞行器的接口显示的方法，方法包括：通过操作协议特定接口层的系统来检索接口显示上的用户输入；通过定义接口显示的格式化定义的映射表来将用户输入映射到相应的未格式化的系统输入数据；通过协议不可知接口层将未格式化的系统输入数据传送到航空电子系统；以及响应于传送，通过包括未格式化的系统输入数据的航空电子系统执行系统动作。

[0052] 13.根据任一前述条项所述的方法，进一步包括：通过协议不可知接口层来检索未格式化的存储数据；通过映射表将未格式化的存储数据映射到格式化的存储数据；从协议不可知接口层传送格式化的存储数据到协议特定接口层；和根据接口显示的格式化定义在接口显示处显示格式化的存储数据。

[0053] 14.根据任一前述条项所述的方法，其中格式化定义包括显示行为，显示行为定义修饰，修饰与如何对于接口显示格式化未格式化的存储数据有关。

[0054] 15.根据任一前述条项所述的方法，其中格式化定义定义接口显示的约束。

[0055] 16.根据任一前述条项所述的方法，进一步包括：对于相应的一组不同的接口显示，将未格式化的存储数据映射到一组格式化的存储数据。

[0056] 17.根据任一前述条项所述的方法，进一步包括在相应的一组不同的接口显示处，将一组格式化的存储数据从协议不可知接口层传送到协议特定接口层，并且根据相应的接口显示的格式化定义，在相应的接口显示处显示一组格式化的存储数据，其中，对于一组接口显示中的至少两个中的每一个的格式化定义是不同的。

[0057] 18.根据任一前述条项所述的方法，其中映射是协议特定接口层与协议不可知接口层之间的双向映射。

[0058] 19.根据任一前述条项所述的方法，其中接口显示是驾驶舱接口显示。

[0059] 20.根据任一前述条项所述的方法，进一步包括独立于协议不可知接口层，对于航空电子使用，验证协议特定层。

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