準備起飛:一探嵌入式模組如何提升現代航空系統

現代飛機的電子系統,就像人體的中樞神經。每一次飛行操控輸入、每一筆儀表讀值、每一個客艙感測器訊號,都是在這張網路中流動的關鍵訊號。這些訊號的完整性不容妥協,而這正是宜鼎「嵌入式周邊(Embedded Peripherals)模組」默默發揮作用、卻極其關鍵的地方。
飛機操縱介面的演進
一架商用客機由超過六百萬個零件組成,但早期的飛機電子元件較少。在航空發展初期,飛行員必須透過鋼纜與槓桿等機械結構,親自「拉動」飛機的操控面。透過操縱桿(yoke)或方向舵踏板(rudder pedals)直接帶動沉重的機械結構。因此飛行不只需要技術,也仰賴一定體力。
現代飛機已大量採用 Fly-by-Wire(FBW,線傳飛控)技術。隨著新一代設計的發展,飛行員的操控指令不再直接作用於機械結構,而是轉換為電子訊號,經由飛控電腦(Flight Control Computer, FCC)運算與修正後,驅動致動器精準控制飛機姿態。
這種設計不僅提升了操控精準度,也能透過多重冗餘設計與即時監控,在單一元件發生異常時仍維持系統正常運作,大幅提升飛行安全性;同時,也比早期以鋼索驅動(Fly-by-Cable)的設計,更不容易讓飛行員產生操作疲勞。

但從「機械」轉向「電子」的過程,也帶來新的挑戰。現代航空電子(avionics)必須在長時間振動、電磁干擾(EMI)、壓力變化與溫度劇烈起伏的環境中維持可靠運作。同時,駕駛艙與客艙空間有限,常造成佈線高度密集,讓安裝與維護變得更複雜。
在這樣的環境裡,可靠的資料傳輸與方便維護的系統設計,對於航電、客艙服務與安全系統都至關重要。而這正是宜鼎嵌入式周邊模組能提供明確價值之處──在確保穩定效能的同時,也讓複雜系統的整合與後續維護更容易。
LAN 模組:駕駛艙的通訊中樞
所謂 LAN(Local Area Network),是一種可連接多個節點、用於裝置間資料交換的有線網路。宜鼎 LAN 模組 支援 1GbE、2.5GbE、10GbE,採用適合嵌入式系統的精巧設計,並內建乙太網路隔離變壓器(Ethernet isolation transformer),以提升訊號穩定性並降低干擾。

在駕駛艙內,飛航管理系統(FMS)需要與顯示系統、航電設備以及地面站進行連線,以交換導航與飛行資料。穩定的 LAN 連線能確保飛行員取得正確且即時的資訊。
以宜鼎 EMPL-22S2 LAN 模組 為例,採用 Intel® i210 控制器,提供「雙埠隔離(dual isolated ports)」,以支援多通道網路架構;並藉由精巧的外形設計,降低佈線複雜度、在高干擾環境中維持穩定效能。

Serial 模組:讓每個座位的供電都能順暢運作
Serial 序列通訊模組可讓機器設備與感測器、控制器及其他單元互動,藉以交換資料並控制訊號。依據通訊協定不同,連線型態可能是點對點(point-to-point)、單主多從(single-master multi-drop)或多主多從(multi-master multi-drop)。 宜鼎的 Serial 模組能在同一硬體介面上支援上述所有模式,並能透過軟體進行模式切換,不必再手動重新配置腳位(pin assignment)。

尤其現在的飛機乘客都期待在機上進行充電、享受娛樂甚至連上網路。這些便利背後,是一套複雜的電力管理系統,而它需要可靠的通訊來支撐。例如宜鼎 EMP2-X4S1 Serial 模組,能夠在飛機的主電源控制器與每一個座位的電源盒之間,提供 RS-485 通訊,實現即時電力分配與回饋,確保整體客艙的供電運作穩定且安全。

CAN Bus 模組:讓複雜系統順暢協同運作
CAN Bus (Controller Area Network Bus)是一種穩定的序列通訊協定,採用「多主多從(multi-master multi-drop)設計,並以優先權仲裁(priority-based arbitration)」機制來管理匯流排存取。CAN Bus 能在航空系統間提供即時協同能力,讓多個元件與致動器同步運作。宜鼎的 CAN Bus 模組提供軟硬體整合客製化,並且能夠因應不同的航空應用,提供彈性連接選項。

引擎、襟翼(wing flaps)、擾流板(spoilers)與起落架(landing gear)等關鍵系統,皆透過 CAN Bus 通訊進行即時同步與協調,確保升力控制精準、著陸穩定,並提升整體煞車安全性。
例如宜鼎 EGUC-F2S3 CAN FD 模組,提供高資料吞吐量,並支援「CAN 訊息接收過濾(acceptance filtering)與唯聽模式(listen-only mode)」等功能,讓多套航空系統之間,能夠快速且可靠的協作。

讓人安心的航空應用
宜鼎提供多樣的嵌入式周邊擴充模組,用於連接現代客機內部的不同系統。這些模組的價值不僅在於確保通訊傳輸的穩定與順暢,全系列產品更能展現全方位的高階技術性能:
- 2.5 kV 電氣隔離:保護敏感航電設備免受電湧影響,並確保訊號完整性穩定。
- ESD 抗靜電能力最高 15 kV(空氣放電)/ 8 kV(接觸放電): 防護飛機環境中相當常見的靜電放電風險。
- 寬溫工作範圍 –40°C 至 85°C:確保飛行過程中,即便出現極端溫度變化,仍能可靠運作。
- 工業級設計,抵禦嚴苛環境:以工業規格打造,不僅滿足一般民航的嚴苛需求,更能延伸至高階航太應用,確保長期可靠性。
進階加值效益
- 更快導入: Streamlined integration helps manufacturers and system builders deliver solutions more quickly.
- One-stop solution: Innodisk not only offers LAN, Serial, and CAN Bus modules, but also provides a full portfolio of DRAM, Flash storage, embedded cameras, and integrated systems—delivering a truly comprehensive solution with guaranteed compatibility.
- Reliable quality you can trust: Every product undergoes strict industrial-grade testing to ensure consistent performance in embedded systems, with a dependable warranty that provides long-term peace of mind.
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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.
