FR2795195A1 - Dispositif informatique de telechargement, en particulier pour gestionnaires de vol - Google Patents

Abstract

Le téléchargement s'effectue par transfert contrôlé d'un jeu d'informations à télécharger, mémorisé (52), via une interface d'entrée/ sortie (51) vers un gestionnaire de vol embarqué (10), après activation d'un mode téléchargement dans celui-ci. Selon l'invention, l'interface d'entrée/ sortie (51) est agencée pour se brancher sur une liaison rapide (30), prévue pour des échanges entre le gestionnaire de vol (10) et un autre gestionnaire de vol semblable. Les moyens de téléconfiguration (53) comprennent un module d'amorce, apte à simuler la présence d'un autre gestionnaire de vol sur la liaison rapide, afin d'ouvrir une liaison opératoire avec le gestionnaire de vol à télécharger, puis, après activation du mode téléchargement dans ce dernier, à lancer le fonctionnement du module de téléchargement.

Description

<U>Dispositif informatique de téléchargement, en particulier</U> <U>pour gestionnaires de vol.</U>

L'invention concerne très généralement les échanges d'infor mations numériques, plus particulièrement le téléchargement d'informations dites de configuration dans un équipement informatique.

on utilise aujourd'hui des équipements informatiques dédiés pour de nombreuses fonctions essentielles. C'est le cas en particulier pour les équipements de gestion de vol, embarqués sur aéronef. Ces derniers travaillent essentiellement sur la base de logiciels et de bases de données, qu'ils contiennent. on appelle ici "jeu d'informations" un ensemble cohérent de logiciels et/ou de bases de données (ensemble de données structurées), capables de faire fonctionner l'équipement embarqué de manière satisfaisante, à un moment donné, en utilisant au besoin des fonctions matérielles et logicielles résidentes dans l'équipement.

I1 est naturellement nécessaire que l'équipement puisse évoluer. Pour cela, on doit y télécharger un nouveau jeu d'informations ; ce téléchargement doit être sécurisé, en ce sens qu'on doit être suffisamment sûr de la bonne implan tation du nouveau jeu d'informations dans l'équipement, à la place de l'ancien jeu d'informations; le téléchargement doit également être aussi rapide que possible, pour minimiser l'indisponibilité de l'aéronef.

Les équipements de gestion de vol possèdent actuellement des lignes ARINC (norme ARINC 615-3), qui permettent le téléchar- gement à bord, ou le téléchargement en atelier. Le téléchar- gement est lent dans ces cas, à cause du faible débit des lignes ARINC.

Les équipements de gestion de vol peuvent aussi être munis de lignes spécialisées, réservées en pratique au téléchargement en atelier. Ici, le téléchargement est nettement plus rapide. Par contre, il faut développer des logiciels spécifiques pour gérer ces lignes dans le gestionnaire de vol. Et le coût de ces développements logiciels est grevé considérablement par la nécessité d'obtenir leur certification par les institu tions aéronautiques compétentes.

I1 n'existe donc pas, actuellement, de solution véritablement satisfaisante, et la présente invention vient améliorer la situation, dans certains cas au moins.

Elle part de l'observation que, sur avion, les gestionnaires de vol vont par paire (au moins). Et il existe une ligne de communication rapide entre les deux gestionnaires de vol, afin de les synchroniser par échanges d'informations, de sorte qu'il puissent se compléter, par exemple par redondan ce, ou par mise en oeuvre immédiate du second gestionnaire de vol si le premier présente une anomalie.

L'idée de base de l'invention est d'utiliser une telle ligne pour le téléchargement initial d'un nouveau jeu d'informa tions dans un équipement.

on peut considérer que les dispositifs de téléchargement connus antérieurement comprennent: - une interface d'entrée/sortie propre à l'établissement d'une liaison vers un équipement embarqué, - une mémoire propre à contenir au moins un jeu d'informa tions à télécharger, et - des moyens de téléconfiguration, comprenant un module de téléchargement, capable de transmettre de façon contrôlée les informations dudit jeu à l'équipement, via l'interface d'entrée/sortie, après activation d'un mode téléchargement dans cet équipement.

Par "téléconfiguration", on entend ici le téléchargement proprement dit des données constitutives du nouveau jeu d'informations, et les opérations accompagnantes, notamment pour assurer qu'à l'arrivée, lesdites informations sont correctement interprétées, et stockées d'une manière adéquate pour être effectives à la place de l'ancien jeu d'informa tions (éventuellement sur ordre).

Selon un aspect de l'invention, l'interface d'entrée/sortie est agencée pour se brancher sur la liaison rapide précitée, prévue pour des échanges entre l'équipement à télécharger et un autre équipement semblable ; de leur côté, les moyens de téléconfiguration comprennent un module d'amorce, apte à simuler la présence d'un autre équipement sur la liaison rapide, afin d'ouvrir une liaison opératoire avec l'équipe ment à télécharger, puis, après activation du mode téléchar- gement dans ledit équipement à télécharger, à lancer le fonctionnement du module de téléchargement.

Ainsi, on bénéficie de la rapidité de la liaison, sans avoir à développer de nouveaux logiciels, car on dispose des outils prévus pour le téléchargement de l'un vers l'autre des deux équipement embarqués.

L'invention est susceptible de différents développements, présentés plus loin.

Elle présente aussi l'avantage de pouvoir être aisément implantée sur un ordinateur du genre ordinateur personnel. L'invention peut également être exprimée sous forme de procédé.

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à l'examen de la description détaillée ci-après, ainsi que des dessins annexés, sur lesquels - la figure 1 est un schéma de principe de l'implantation de deux calculateurs de gestion de vol jumelés, à bord d'un aéronef, avec la technique connue de téléchargement; - la figure 2 est un schéma illustrant, avec détail partiel, la technique nouvelle de téléchargement, en atelier; - la figure 3 est le schéma-bloc détaillé des principales opérations mise en oeuvre dans cette technique nouvelle; - la figure 4 est une vue de type copie d'écran d'un jeu d'informations à télécharger; et - la figure 5 est un schéma illustrant la technique nouvelle de téléchargement, pratiquée à bord d'un aéronef.

Les dessins annexés comportent des éléments qui, pour l'essentiel, sont de caractère certain. En conséquence, ils pourront non seulement servir à mieux faire comprendre l'invention, mais aussi contribuer à la définition de celle-ci, le cas échéant.

Sur la figure 1, l'aéronef comporte deux calculateurs de gestion de vol (FMC pour "Flight Management calculator" référencés 10 et 20, comprenant respectivement des gestion naires de vol proprement dits, essentiellement logiciels, notés 11 et 21.

Pour pouvoir fonctionner en mode jumelé, que ce soit par redondance ou par substitution d'un calculateur à l'autre en tant que de besoin, les deux calculateurs échangent des informations par une ligne rapide 30, qui est en fonction en vol ou au sol.

Afin de permettre d'y télécharger le jeu d'informations formant la "configuration" du gestionnaire de vol, les deux calculateurs 10 et 20 sont munis respectivement de lignes 13 et 23, qui sont actuellement conformes à la Norme ARINC 615 3, déjà mentionnée. A leur autre extrémité, les lignes 13 et 23 comportent des interfaces ARINC 14 et 24.

Ainsi, pour télécharger des informations, par exemple, dans le calculateur 10, on prévoit une station 15, munie d'une mémoire de données 150, et d'une mémoire de programme 151 (ces deux mémoires pouvant être deux zones d'une même mémoire). De façon connue, la station 15 effectue la télé- chargement à travers l'interface 14, et via la ligne ARINC 13.

Le problème déjà mentionné est que ce téléchargement est lent.

I1 est bien entendu possible de prévoir, c'est-à-dire de créer des lignes spécialisées avec le calculateur 10, afin d'effectuer le téléchargement plus rapidement. Mais il faut alors écrire complètement un protocole sécurisé d'échanges d'informations entre la station de téléchargement et le calculateur, et faire homologuer celui-ci par les instances compétentes de certification, en l'espèce, en aéronautique. Le côté extrêmement coûteux de cette solution fait qu'elle est rarement appliquée. De plus, elle ne peut l'être que par certains intervenants, du fait qu'elle nécessite une connais sance en profondeur du fonctionnement des équipements dont il s'agit.

Cette situation n'est pas satisfaisante, notamment lorsqu'il est nécessaire d'effectuer un nouveau téléchargement de façon relativement urgente et/ou sur un grand nombre d'aéronefs. En effet, on est alors contraint de revenir au téléchargement par ligne ARINC, qui prend couramment un temps de l'ordre de 1 heure par téléchargement en atelier, pour un volume de données de l'ordre de la dizaine de Méga-octets.

On décrira maintenant la technique de téléchargement selon l'invention, pratiquée en atelier, en référence à la figure 2.

Le calculateur de la gestion de vol 10 et son module 11 sont placés sur un banc de test 100, par exemple un banc type ATEC (utilisé par les avionneurs et les compagnies aériennes). La ligne spécialisée 30 est remplacée par un câble de connexion 30A, monté normalement du côté du calculateur 10, et branché sur un connecteur d'une carte d'interface 51 sur l'unité centrale 50, d'un ordinateur personnel (de type PC). La carte d'interface 51 est visible sur la vue éclatée agrandie de l'unité centrale 50. L'ordinateur personnel comprend également un écran 59, un clavier (non représenté) et, éventuellement, d'autres périphériques. Intérieurement, l'unité centrale 50 comprend une mémoire 52 pour les données, et une mémoire 53 pour des programmes, ces deux mémoires pouvant être là aussi deux zones d'une même mémoire, parta gées entre la mémoire vive et une mémoire de masse du type disque dur ou autre.

La suite des opérations à pratiquer en atelier sera mainte nant décrite en référence à la figure 3.

L'étape 502 consiste d'abord à brancher le gestionnaire de vol à télécharger (10, 11, fermé sur le banc de télécharge- ment 100). Cette opération est classique, puisque les bancs aptes à recevoir le gestionnaire de vol sont connus.

L'étape suivante 504 consiste à connecter l'ordinateur de simulation au gestionnaire de vol. C'est-à-dire que l'on branche le câble 30A entre la prise de la ligne 30 du calculateur 10, et la prise correspondante de la carte d'interface 51.

L'étape 506 consiste à déterminer la configuration, c'est-à- dire le jeu d'informations, que l'on veut télécharger à partir de l'ordinateur de simulation.

La figure 4 illustre une vue de type copie d'écran, que l'on peut avoir sur le moniteur 59. L'écran comprend plusieurs cadres, dont le cadre 60, qui définit une suite de parties logicielles, désignées ici par des numéros, et qui sont l'un des composants du jeu d'informations à télécharger.

Les deux cadres 61 et 62 définissent deux jeux de bases de données, correspondant ici respectivement à des données de navigation et à des données "performance" relatives aux aptitudes propres de l'aéronef considéré. En 65 et 66 apparaissent des cases qui permettent de définir et valider l'état de la configuration, et un identifiant de celles-ci, respectivement. Ces cases ne sont ici pas rensei gnées, l'hypothèse étant faite que le jeu de l'information à télécharger n'est pas encore défini.

Enfin, une case 68 permet le contrôle de la configuration, comme on le verra plus loin.

En fait, ainsi que l'indiquent les commentaires portés sur la figure 4, l'interaction entre les différentes cases est dynamique, puisqu'on peut sélectionner l'un des logiciels disponibles, dans la case 60, et voir apparaître en corres pondance les bases de données compatibles avec le logiciel sélectionné, dans les cases 61 et 62.

C'est après avoir ainsi validé une pluralité de modules logiciels et des bases de données correspondantes que l'on va définir l'état de la configuration, et un identifiant de celle-ci. La sélection/validation peut être assistée par des informations de compatibilité définies à l'avance.

Après que le jeu d'informations à télécharger ait été ainsi défini et validé à l'étape 506, l'étape 508 consiste en le démarrage du gestionnaire de vol.

Cette étape peut être conduite de différentes manières. I1 faut tout d'abord que le gestionnaire de vol 10 à télécharger reconnaisse la présence (simulée) d'un autre gestionnaire de vol, sur la ligne 30A. A cet effet, il faut tout d'abord simuler le comportement électrique du pseudo-gestionnaire de vol, à l'aide de la carte d'interface 51. I1 s'agit, en règle générale, d'une forme particulière de la montée en tension sur la ligne de connexion 30.

Le pseudo-gestionnaire de vol doit également adresser au gestionnaire de vol 10 à télécharger les informations que celui-ci attend au départ d'un second gestionnaire de vol réel. C'est ce que l'on peut définir comme la simulation d'un début d'échanges entre le gestionnaire de vol réel et le pseudo-gestionnaire de vol 50.

A partir du moment où le gestionnaire de vol 10 a reconnu le pseudo-gestionnaire de vol 50 comme un second gestionnaire de vol qui lui est associé, la ligne 30A est devenue pleinement opératoire pour des échanges entre le calculateur 10 et la station de téléchargement 50.

I1 faut ensuite, à l'étape 510, activer le mode de téléchar- gement dans le gestionnaire de vol 10. Cette opération peut aussi se faire de plusieurs manières. Dans le cas de la figure 2, le gestionnaire de vol 10 est sur un banc de test. I1 faut donc que ce banc de test simule les conditions dans lesquelles le gestionnaire de vol peut passer en mode télé- chargement, qui comprennent en principe le fait que l'avion est au sol, moteur arrêté et train d'atterrissage "pressé", c'est-à-dire supportant l'avion. Dans ces conditions, le passage au mode de téléchargement peut se faire classiquement par une interface homme/machine spécifique, que l'on nomme MCDU (Multi Control Display Unit) en aéronautique. Toutefois, cette action n'étant pas vue du gestionnaire de vol récep teur, mais seulement de l'émetteur, la simulation de l'action de cette interface homme/machine n'est pas nécessaire pour la mise en oeuvre de l'invention; elle peut cependant être conservée, de façon à maintenir, pour l'opérateur qui réalise le téléchargement, une ergonomie semblable à celle dont il a l'habitude.

Dans une variante, le passage du gestionnaire de vol 10 en mode téléchargement est simplement commandé depuis l'ordina teur de téléchargement 50.

C'est alors qu'on peut, à l'étape 512, lancer le télécharge- ment des éléments de l'ordinateur de simulation 50 vers gestionnaire de vol 10. Cette opération peut alors être conduite exactement comme on le fait à bord d'un aéronef, pour un téléchargement de l'un des gestionnaires de vol vers l'autre.

De préférence, on termine par une étape 514, qui consiste en une vérification de la configuration installée dans le gestionnaire- de vol 10, vérification qui est faite par l'ordinateur 50. Cette vérification consiste à relire l'ensemble des informations relatives à la nouvelle configu ration, telles qu'elles sont maintenant dans le gestionnaire de vol 10, pour vérifier que ces informations sont identiques à ce qui a été transmis. Suivant le niveau de sécurité désiré, cette vérification peut s'effectuer, soit simplement en vérifiant que les fichiers voulus sont bien présents, soit en vérifiant les fichiers voulus, plus une signature d'au thenticité de ceux-ci, soit en faisant intégralement une lecture comparative de tous les fichiers transmis, de part et d'autre. Cette liste de possibilités n'est pas limitative. I1 est maintenant fait référence à la figure 5, qui illustre le téléchargement, effectué cette fois à bord d'un aéronef. Les opérations sont sensiblement les mêmes que précédemment. Les différences sont les suivantes - on branche l'ordinateur 50 à l'un des gestionnaires de vol, ici le gestionnaire de vol 10, par la ligne 30A. I1 n'est pas nécessaire d'avoir un banc de test, puisque, à bord de l'aéronef, le calculateur de gestion de vol 10 est en situation. Les opérations se poursuivent comme précédemment. Lorsque le téléchargement est terminé et vérifié, le câble 30A est débranché, on rebranche la liaison 30 (ici noté 30B) entre les deux gestionnaires de vol 10 et 20, et l'on peut classiquement télécharger la configuration de l'un des gestionnaires de vol vers l'autre.

Une variante de l'invention consisterait à prévoir un ordinateur muni de deux cartes d'interfaces, capables de télécharger simultanément des informations vers les deux gestionnaires de vol 10 et 20, pour gagner du temps. Bien qu'il soit vraisemblablement envisageable de faire autrement, la Demanderesse considère actuellement que ce téléchargement simultané doit être effectué en temps partagé, de façon multiplexée.

Bien entendu, l'invention n'est pas non plus limitée au cas de deux gestionnaires de vol jumelés, et peut s'étendre à un nombre d'équipements jumelés supérieur.

L'homme du métier comprendra que, au moins dans la mesure où la station de téléchargement selon l'invention est montée sur un ordinateur personnel, les éléments spécifiques de l'inven tion peuvent se réduire à - la carte d'interface, avec sa partie de circuit matériel apte à simuler le comportement électrique de " l'autre équipement", et - un ensemble logiciel de données et de codes, susceptible d'être placé sur tous supports de transferts appropriés, voire même, télétransmis eux-mêmes.

I1 s'y ajoute naturellement le câble avec les connecteurs appropriés, destinés à se monter entre l'ordinateur 50 et l'un des gestionnaires de vol. De ce fait, la présente Demande couvre également un kit de téléchargement constitué des éléments qui viennent d'être énoncés.

L'invention peut être encore définie comme un procédé de téléchargement dans lequel a) on prévoit une station de téléconfiguration 15;50, compre nant une interface d'entrée/sortie 14;51 propre à l'éta blissement d'une liaison vers l'équipement, une mémoire 150;52 propre à contenir au moins un jeu d'informations à télécharger, et des moyens de téléconfiguration 151;53, comprenant un module de téléchargement, b) on connecte 504 l'interface d'entrée/sortie de la station à une interface d'entrée/sortie homologue de l'équipement à télécharger, c) on active 510 un mode téléchargement dans cet équipement, et d) on transmet 512 de façon contrôlée les informations dudit jeu à l'équipement, via l'interface d'entrée/sortie de la station, caractérisé par le fait que: - à l'étape-a), on prévoit une interface d'entrée/sortie 51 de la station 50 qui est propre à se brancher sur une liaison rapide 30, prévue pour des échanges entre l'équipement à télécharger et un autre équipement semblable, - à l'étape b), on simule au moins partiellement 508, du côté de la station, la présence d'un autre équipement, et - à l'étape c), on active le mode téléchargement 510 comme dans le cas d'un téléchargement d'équipement à équipement. De préférence, il s'y ajoute l'étape supplémentaire suivante: e) relire l'ensemble des informations relatives à la nouvelle configuration, telles qu'elles sont maintenant dans le gestionnaire de vol 10, pour vérifier que ces informations sont identiques à ce qui a été transmis. Cette "relecture" peut se faire en comparant la configuration définie dans la station 50 et les informations de configuration contenues dans le calculateur 10.

La description détaillée qui précède est axée sur un calcula teur embarqué de gestion de vol. Mais l'invention peut trouver une application plus générale, par exemple à des calculateurs combinés de gestion et de guidage en vol (FMGC pour "Flight Management and Guidance Calculator"), et même à d'autres équipements dédiés, affectés le plus souvent à des tâches relativement critiques, embarqués ou non.

L'expression "bases de données" est à prendre ici en son sens élémentaire, qui vise tout rangement de données, structuré ou non. De façon plus générale, le téléchargement peut porter sur tout ensemble de données et de code, quelle qu'en soit la forme.

Claims (10)

<U>Revendications</U>

1. Dispositif informatique formant outil de téléchargement, comprenant: - une interface d'entrée/sortie (14) propre à l'établissement d'une liaison vers un équipement embarqué (10), - une mémoire (150;52) propre à contenir au moins un jeu d'informations à télécharger, et - des moyens de téléconfiguration (151;53), comprenant un module de téléchargement, capable de transmettre de façon contrôlée les informations dudit jeu à l'équipement (10), via l'interface d'entrée/sortie (14), après activation d'un mode téléchargement dans cet équipement, caractérisé en ce que l'interface d'entrée/sortie (51) est agencée pour se brancher sur une liaison rapide (30), prévue pour des échanges entre l'équipement à télécharger (10) et un autre équipement semblable (20), et en ce que les moyens de téléconfiguration (53) comprennent un module d'amorce (508), apte à simuler la présence d'un autre équipement sur la liaison rapide, afin d'ouvrir une liaison opératoire avec l'équipement à télécharger, puis, après activation (510) du mode téléchargement dans ledit équipement à télécharger, à lancer le fonctionnement du module de téléchargement (512).

2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le jeu d'informations à télécharger comprend des fichiers de code (60), des fichiers de bases de données (61,62), une représentation (65) de la liste de ces fichiers, et un identifiant (66) du jeu d'informations.

3. Dispositif selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le module d'amorce (508) comprend un circuit apte à simuler le comportement électrique d'un autre équipement, lorsque le dispositif est connecté à la liaison rapide d'échange.

4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que le module d'amorce (508) comprend un élément logiciel, apte à simuler au moins un début d'échange avec l'équipement à télécharger, sur la base du jeu d'informations en cours de validité dans celui-ci.

5. Dispositif selon l'une des revendications 3 et 4, caractérisé en ce que le module d'amorce (508) comprend en outre un élément logiciel, apte à commander l'activation du mode téléchargement dans l'équipement à télécharger.

6. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'équipement (10,20) est un équipement embarqué, en particulier un calculateur gestionnaire de vol pour aéronef.

7. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il est installé sur un ordinateur (50,59), en particulier du type ordinateur personnel, muni d'une carte d'interface (51) adaptée à la liaison rapide d'échange (30), avec en mémoire (52,53) une partie au moins des modules formant les moyens de téléconfiguration.

8. Dispositif selon la revendication 7, prise en combinai son avec la revendication 3, caractérisé en ce que la carte d'interface (51) comprend ledit circuit apte à simuler le comportement électrique d'un autre équipement.

9. Kit de téléchargement, caractérisé en ce qu'il comprend une carte d'interface (51) selon l'une des revendications 7 et 8, et, sur un support de stockage, une partie au moins des modules logiciels (52,53) formant les moyens de téléconfi- guration, ainsi qu'un câble (30A) avec connecteurs adapté à la liaison rapide d'échange.

10. Procédé de téléchargement sur un équipement informati que, dans lequel: a) on prévoit une station de téléconfiguration (15;50), comprenant une interface d'entrée/sortie (14;51) propre à l'établissement d'une liaison vers l'équipement, une mémoire (150;52) propre à contenir au moins un jeu d'informations à télécharger, et des moyens de téléconfiguration (151;53), comprenant un module de téléchargement, b) on connecte (504) l'interface d'entrée/sortie de la station à une interface d'entrée/sortie homologue de l'équi pement à télécharger, c) on active (510) un mode téléchargement dans cet équipe ment, et d) on transmet (512) de façon contrôlée les informations dudit jeu à l'équipement, via l'interface d'entrée/sortie de la station, caractérisé par le fait que: - à l'étape a), on prévoit une interface d'entrée/sortie (51) de la station (50) qui est propre à se brancher sur une liaison rapide (30), prévue pour des échanges entre l'équipe ment à télécharger et un autre équipement semblable, - à l'étape b), on simule au moins partiellement (508), du côté de la station, la présence d'un autre équipement, et - à l'étape c), on active le mode téléchargement (510) comme dans le cas d'un téléchargement d'équipement à équipement.