● 摘要
随着航空电子技术的快速发展，对机载设备显示信息的准确性、可靠性和实时性的要求也越来越高。因此，进一步提高主飞行仪显示系统(Primary Flight Display , PFD)的图形质量和图形显示速度显得尤为重要。论文主要针对PFD中的电子航道罗盘画面的显示技术进行研究。 首先，依据计算机图形学的经典理论，对基于Bresenham 算法的直线反走样算法做了进一步的改进，并提出了改进的重叠加权区域的点阵字符反走样方案。在VC平台上的编程实践结果表明，这套改进的算法很好的解决了传统直线反走样算法在消除锯齿、处理端点的不精确和动画显示过程中的过渡不平滑等弊端，使字符即使在大角度偏转时也能产生比较好的视觉效果。同时，算法中采用了对称法、减少浮点运算等措施提高了算法的实时性。 其次，设计了ARM+FPGA的主飞行仪显示系统的硬件平台。将ARM作为PFD的主处理器是对未来电子飞行仪表显示系统（EFIS，Electronic Flight Instrument System）的多任务实时控制发展趋势的一种探索。FPGA为协处理器，将大部分的繁冗和重复性较高的工作，及可并行执行的工作由协处理器完成，提高了系统的实时性和可靠性。论文详细介绍了主协处理器的DMA通信和协处理器中异步FIFO缓冲、帧存切换、显示控制等功能模块的设计过程。此外，介绍了一些高速PCB的设计过程中的注意事项和在调试中获得的实际经验。 再次，通过完成软件-硬件的联合调试，将全罗盘画面的反走样算法针对硬件系统做了进一步优化，并在硬件系统上得以实现和验证，达到了预期的目标。 最后，对人机工效学中的视觉界面设计做了初步探讨，为进一步优化显示界面，保证飞行员安全飞行具有重大意义。