FR2837296A1 - Dispositif et procede d'acquisition de mesures a l'aide d'un bus de communication numerique, utilises notamment lors des essais d'un aeronef - Google Patents
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Abstract
L'invention concerne un dispositif d'acquisition de mesures à l'aide d'un bus de communication numérique (10) et d'un système informatique, qui comprend : - un arbitre de bus (11), connecté sur ce bus (10), qui a une fonction de maître de bus et qui permet de synchroniser les mesures réalisées au moyen de capteurs (14),- plusieurs équipements esclaves (13), connectés sur ce bus (10), auxquels sont reliés ces capteurs (14),- deux dispositifs de terminaison de ligne : le premier étant intégré dans l'arbitre de bus (11) et le second étant intégré dans un équipement esclave (13) situé à l'autre extrémité du bus (10), par rapport à l'arbitre de bus (11).L'invention concerne également un procédé d'acquisition de mesures.
Description
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DISPOSITIF ET PROCEDE D'ACQUISITION DE MESURES A L'AIDE D'UN BUS DE COMMUNICATION NUMERIQUE, UTILISES NOTAMMENT
LORS DES ESSAIS D'UN AERONEF
DESCRIPTION DOMAINE TECHNIQUE
La présente invention concerne un dispositif et un procédé d'acquisition de mesures à l'aide d'un bus de communication numérique, utilisés notamment lors des essais d'un aéronef.
LORS DES ESSAIS D'UN AERONEF
DESCRIPTION DOMAINE TECHNIQUE
La présente invention concerne un dispositif et un procédé d'acquisition de mesures à l'aide d'un bus de communication numérique, utilisés notamment lors des essais d'un aéronef.
ETAT DE LA TECHNIQUE ANTERIEURE
Un procédé connu d'acquisition de mesures consiste à utiliser des multiplexeurs recevant en entrée des signaux de mesures provenant de capteurs analogiques et/ou numériques. Ces multiplexeurs numérisent les signaux provenant des capteurs analogiques et formatent les signaux provenant des capteurs numériques. Les signaux de sortie de ces multiplexeurs peuvent alors être envoyés vers un calculateur d'acquisition.
Un procédé connu d'acquisition de mesures consiste à utiliser des multiplexeurs recevant en entrée des signaux de mesures provenant de capteurs analogiques et/ou numériques. Ces multiplexeurs numérisent les signaux provenant des capteurs analogiques et formatent les signaux provenant des capteurs numériques. Les signaux de sortie de ces multiplexeurs peuvent alors être envoyés vers un calculateur d'acquisition.
Dans le domaine aéronautique, de tels signaux de sortie sont souvent réalisés selon la norme ARINC 429. Toutefois les liaisons réalisées selon cette norme ne permettent qu'un débit limité. Plusieurs liaisons doivent alors être réalisées entre chaque multiplexeur et le calculateur d'acquisition. Lorsque le nombre de mesures effectuées par unité de temps est élevé, il est fréquent d'utiliser autant de liaisons de ce type qu'il y a de multiplexeurs. Il en résulte un volume de câblage très élevé, ce qui est pénalisant en
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termes de coût de câblage, d'encombrement, de poids, etc.
Un homme de métier, confronté au problème de réduction du volume de câblage, peut être amené à utiliser un bus de communication numérique entre les multiplexeurs et le calculateur pour effectuer l'acquisition des mesures.
Ce bus pourrait être un bus CAN (norme ISO 11898:1993(E)), qui est utilisé dans le domaine automobile. Mais, un tel bus présente plusieurs inconvénients qui le rendent inadapté à l'application envisagée d'une acquisition de mesures lors des essais d'un aéronef : - il n'est pas synchrone et ne permet donc pas de réaliser des mesures, à l'aide de différents capteurs, aux mêmes instants.
- son débit maximum (1 Mbit/s) n'est pas suffisamment élevé pour l'application envisagée et la longueur maximale des liaisons est insuffisante : le cheminement des liaisons dans un avion peut atteindre ou dépasser des longueurs d'une centaine de mètres.
Ce bus pourrait être un bus FIP (normes NFC46-602, NFC46-603, NFC46-604), ou son dérivé le bus WorldFIP (norme EN50170 - volume 3), utilisés dans le domaine des automatismes industriels. Un tel bus présente un caractère déterministe (possibilité de synchroniser les mesures des différents capteurs), mais il nécessite l'emploi de composants spécifiques encombrants, qui présentent les inconvénients suivants :
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- de tels composants peuvent poser des problèmes d'intégration dans des équipements avion, - de tels composants ne sont disponibles qu'en gamme de température "commerciale" alors que la localisation de certains multiplexeurs (proches de zones moteurs par exemple) nécessite l'emploi de composants pouvant fonctionner à des températures plus élevées (jusqu'à 105 C).
- Leur débit maximal de 2,5 Mbit/s n'est pas toujours suffisant pour transmettre l'ensemble des mesures effectuées.
En outre, un tel bus FIP se veut suffisamment universel pour fédérer différents types de matériels (automates, variateurs de vitesse, etc. ).
Aussi le protocole utilisé est relativement complexe et implique donc l'échange d'un volume élevé d'informations sur le bus, ce qui est pénalisant lorsque le volume de données "utiles" est lui-même élevé, comme c'est le cas lors d'acquisitions cycliques de mesures.
L'objectif de l'invention est de proposer un dispositif et un procédé d'acquisition de mesures à l'aide d'un bus de communication numérique permettant de pallier les inconvénients énumérés ci-dessus.
EXPOSÉ DE L'INVENTION l'invention a pour objet un dispositif d'acquisition de mesures à l'aide d'un bus de communication numérique et d'un système informatique, caractérisé en ce qu'il comprend :
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- un arbitre de bus, connecté sur ce bus, qui a une fonction de maître de bus et qui permet de synchroniser les mesures réalisées au moyen de capteurs, - plusieurs équipements esclaves, connectés sur ce bus, auxquels sont reliés ces capteurs, - deux dispositifs de terminaison de ligne : le premier étant intégré dans l' arbitre de bus et le second étant intégré dans un équipement esclave situé à l'autre extrémité du bus, par rapport à l'arbitre de bus.
Ledit dispositif peut également comprendre au moins un capteur intelligent, comportant au moins une voie de mesure, raccordé directement au bus.
Avantageusement le bus est constitué d'un câble de deux paires torsadées blindées : - une première paire étant utilisée pour l'échange de données entre l'arbitre de bus et les équipements esclaves, - une deuxième paire étant utilisée pour le transport d'une horloge de validation de données.
Le bus est scindé en plusieurs segments dont les extrémités sont reliées aux connecteurs des équipements esclaves, une extrémité d'un des segments étant reliée à l'arbitre de bus, les interconnexions entre ces différents segments ainsi que les lignes de raccordement entre les équipements esclaves et le bus étant réalisées à l'intérieur des équipements esclaves.
Un élément de jonction peut remplacer un équipement esclave, la connectique de cet élément de jonction étant compatible avec celle de cet équipement
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esclave, pour assurer la continuité du bus ainsi que les blindages de celui-ci.
Les équipements esclaves peuvent être constitués de multiplexeurs de deux types : - des multiplexeurs d'un premier type qui reçoivent chacun 16 voies d'entrées analogiques ; - des multiplexeurs d'un second type qui reçoivent chacun 32 entrées analogiques.
L'invention a également pour objet un procédé d'acquisition de mesures l'aide d'un bus de communication numérique, d'un système informatique, d'un arbitre de bus, connecté sur ce bus, qui a une fonction de maître de bus et qui permet de synchroniser les mesures réalisées au moyen de capteurs, et de plusieurs équipements esclaves, connectés sur ce bus, auxquels sont reliés ces capteurs, caractérisé en ce que l'arbitre de bus, par un échange cyclique de variables, acquière des mesures provenant des capteurs via les équipements esclaves.
Avantageusement l'arbitre de bus comporte une table de scrutation constituée d'une suite ordonnée d'identificateurs de variables à interroger au cours d'un cycle élémentaire de scrutation de données. Cette table est fixe et immuable. Cette table comporte deux parties : une première partie relative à l'acquisition des mesures, une seconde partie relative à l'acquisition des variables d'états des différents équipements esclaves.
Dans un autre mode de fonctionnement, l'arbitre de bus, par un échange apériodique de variables, effectue des transferts de données soit
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dudit arbitre de bus vers les équipements esclaves, soit des équipements esclaves vers ledit arbitre de bus. L'arbitre de bus provoque la mise en circulation d'une trame identificateur de début de transfert de données de téléchargement/télélecture afin de déclencher le transfert de données.
Dans le cas d'un transfert de données de téléchargement seulement l'équipement esclave qui se reconnaît destinataire des données commence par acquitter la trame identificateur reçue. Il s'ensuit un échange de données émises par l'arbitre de bus (téléchargement) ou par l'équipement esclave émetteur (télélecture), avec acquittement de chaque échange par le récepteur de données.
Dans le cas d'un transfert de données de téléchargement, l'arbitre de bus clôt l'échange par l'envoi d'une trame d'indication de fin de transaction, qui est acquittée par l'équipement esclave concerné.
Dans le cas d'un transfert de données de télélecture, l'équipement esclave émetteur indique la fin de l'échange en renvoyant une trame d'indication de fin de transaction à l'arbitre de bus.
Avantageusement ledit dispositif d'acquisition de mesures peut être utilisé lors des essais d'un aéronef.
La mise en #uvre d'un bus de communication numérique comme défini ci-dessus présente l'avantage de ne pas nécessiter de composants spécifiques : la couche physique est réalisée au moyen de circuits "drivers" pour liaisons de type RS485 ; la couche liaison, de
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même que la couche application, fait appel à des composants programmables (DSP ou microcontrôleur, FPGA). Ces différents composants sont disponibles dans des gammes de températures compatibles avec l'application envisagée.
BRÈVE DESCRIPTION DES DESSINS
La figure 1 illustre un dispositif d'acquisition de mesures, architecturé autour d'un bus de communication numérique, permettant de mettre en #uvre le procédé de l'invention.
La figure 1 illustre un dispositif d'acquisition de mesures, architecturé autour d'un bus de communication numérique, permettant de mettre en #uvre le procédé de l'invention.
La figure 2 illustre les signaux horloges et données utilisés dans le dispositif de la figure 1.
La figure 3 illustre un mode de réalisation du dispositif de l'invention.
La figure 4 illustre le protocole de communication utilisé dans le dispositif de l'invention.
La figure 5 illustre le champ de contrôle CTRL + ID d'une trame du protocole de communication utilisé dans le dispositif de l'invention.
La figure 6 illustre un exemple de mise en #uvre de l'invention.
EXPOSÉ DÉTAILLÉ DE MODES DE RÉALISATION
La description qui suit définit, selon le modèle ISO, les éléments de la couche physique et de la couche liaison de données d'un bus de communication numérique, dédié à l'échange d'informations entre des capteurs et/ou des multiplexeurs de capteurs et un système informatique d'acquisition.
La description qui suit définit, selon le modèle ISO, les éléments de la couche physique et de la couche liaison de données d'un bus de communication numérique, dédié à l'échange d'informations entre des capteurs et/ou des multiplexeurs de capteurs et un système informatique d'acquisition.
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Le modèle de référence ISO de base pour l'interconnexion de systèmes ouverts ("Open Systems Interconnection Basic Reference Model") appelé simplement "modèle ISO" (norme ISO 7498-lère partie) est un modèle abstrait de référence pour élaborer des normes d'interconnexion et de coopération entre systèmes répartis.
Ce modèle définit une architecture en plusieurs couches applicable pour toutes les catégories de réseaux, dans laquelle : - la couche physique assure la transmission des bits d'un bloc de données. Elle spécifie les règles mécaniques, électriques, fonctionnelles et de procédures liées aux circuits de données (un circuit de données est formé par une ligne de communication et par les moyens nécessaires pour transmettre les informations sur la ligne). Elle offre les moyens d'établir une connexion physique entre deux équipements, de maintenir cette connexion durant les échanges et de la libérer en fin d'échanges.
- la couche liaison de données a été initialement introduite pour palier les problèmes engendrés par les circuits de données . Ces circuits de données utilisés pour transmettre les bits sont, en effet sensibles aux bruits (affaiblissement, distorsion de phase, parasites,...) et présentent un taux d'erreurs inacceptable par les usagers qui exploitent les éléments interconnectés. Le rôle de la couche liaison de données est d'établir des connexions logiques entre les entités qui désirent échanger des données. Les connexions logiques offertes par le niveau
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liaison de données sont exemptes d'erreur. A ce niveau, les données sont organisées sous forme de trames. Les erreurs de transmission et les problèmes de perte et de duplication de trames sont à la charge de la couche liaison de données.
Comme illustré sur la figure 1, le dispositif d'acquisition de mesures selon l'invention est architecturé autour d'un bus de communication numérique 10 sur lequel sont connectés un arbitre de bus 11, ayant une fonction de maître du bus, et un certain nombre d'équipements esclaves 13 auxquels sont reliés des capteurs 14 ; le système informatique utilisé, bien connu de l'homme de métier, n'étant pas représenté.
Comme illustré sur cette figure 1, des capteurs intelligents 16 peuvent être raccordés directement sur le bus de communication numérique 10.
De tels capteurs intelligents 16 peuvent comporter une @ voie de mesure (par exemple température, pression, etc. ) ou plusieurs voies de mesure intégrées dans un même capteur ; par exemple une première mesure de pression ou d'hygrométrie, plus une mesure de température permettant de corriger ladite première mesure.
Dans la suite de la description, on emploiera le terme "équipements esclaves 13" pour désigner à la fois les équipements esclaves 13 proprement dits et les capteurs intelligents 16.
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Couche physique
Physiquement, ce bus de communication numérique 10 est réalisé, de façon connue, conformément à la norme RS485. Il comporte, ainsi, des dispositifs de terminaison de ligne 15 constitués d'impédances de valeur 120 ohms.
Physiquement, ce bus de communication numérique 10 est réalisé, de façon connue, conformément à la norme RS485. Il comporte, ainsi, des dispositifs de terminaison de ligne 15 constitués d'impédances de valeur 120 ohms.
Ce bus 10 est constitué d'un câble de deux paires torsadées blindées (2p) : - une première paire utilisée pour l' échange des données entre l' arbitre de bus 11 et les équipements esclaves 13, - une deuxième paire utilisée pour le transport d'une horloge de validation des données.
La continuité des blindages de ce câble est assurée sur toute sa longueur. Au niveau de chaque équipement esclave 13, chaque blindage est relié à la masse mécanique à travers une capacité. Au niveau de l'arbitre de bus 11 les blindages sont reliés directement à la masse mécanique.
Au niveau de l'arbitre de bus 11, des résistances de tirage haut et bas ("pull-up" et "pull- down") permettent de fixer les niveaux de tension sur les deux lignes, ou paires, de données et d'horloge pour l'état haute impédance. Ces résistances ont une valeur de 390 ohms.
La configuration du bus 10 est telle qu'il existe un chemin unique entre tous les équipements 11, et 13 dialoguant sur ce bus. Il ne doit pas y avoir de boucle fermée.
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Les données transmises sur ce bus 10 sont codées au format NRZ ("non retour à zéro") comme représenté sur la figure 2A : - un "1" logique correspond à un niveau physique H (haut), - un "0" logique correspond à un niveau physique B (bas).
Comme illustré sur la figure 2B, les données (DATA), émises sur la première paire du câble, sont accompagnées d'une horloge (CLK) émise sur la deuxième paire. Cette horloge, émise sur la deuxième paire, valide par son front montant la donnée transmise simultanément sur la première paire.
Lorsqu'il n'y a pas d'émission de données sur le bus, les deux lignes d'horloges et de données sont à l'état "haute impédance", lequel correspond à un "1" logique, grâce à la présence des résistances de tirage précitées.
Dans le mode de réalisation du dispositif de l'invention illustré sur la figure 3, qui permet de faciliter la mise en #uvre (câblages, raccordements) du bus, on intègre l'un des deux dispositifs de terminaison de ligne 15 dans L'arbitre de bus 11, et l'autre dispositif de terminaison de ligne dans l'équipement esclave 13 situé à l'autre extrémité du bus 10.
Pour cela, chaque équipement esclave 13 comporte une résistance de valeur appropriée (120ohms) qui peut être raccordée au bus 10 au moyen d'au moins un shunt 17 réalisé au niveau du connecteur 18 de l'équipement esclave considéré.
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Comme illustré sur la figure 3, le bus 10 est avantageusement scindé en plusieurs segments dont les extrémités sont reliées aux connecteurs 18 des équipements esclaves 13 ou des capteurs 16, une extrémité d'un des segments, par exemple le premier, étant reliée à l'arbitre de bus 11. Les interconnexions entre ces différents segments ainsi que les lignes de raccordement ou "stubs" entre les équipements esclaves 13 et le bus 10, sont réalisées à l'intérieur des équipements esclaves 13, ce qui permet de minimiser et de fixer la longueur des "stubs". On évite ainsi que ces "stubs" ne soient sources de réflexions des signaux de bus et donc sources de perturbations des échanges de données.
Dans le cas où un équipement esclave 13 doit être retiré au bus 10, il peut être remplacé par un élément de jonction 19, dont la connectique est compatible avec la sienne, pour assurer la continuité des deux paires du câble ainsi 'que les blindages de celui-ci Couche liaison de données
Le dispositif de l'invention décrit cidessus possède deux modes de fonctionnement : - un premier mode de fonctionnement dans lequel l'arbitre de bus 11 effectue l'acquisition des mesures provenant des capteurs 14 via les équipements esclaves 13, par un échange cyclique de variables, - un second mode de fonctionnement dans lequel l'arbitre de bus 11 effectue des transferts de données soit dudit arbitre de bus 11 vers les
Le dispositif de l'invention décrit cidessus possède deux modes de fonctionnement : - un premier mode de fonctionnement dans lequel l'arbitre de bus 11 effectue l'acquisition des mesures provenant des capteurs 14 via les équipements esclaves 13, par un échange cyclique de variables, - un second mode de fonctionnement dans lequel l'arbitre de bus 11 effectue des transferts de données soit dudit arbitre de bus 11 vers les
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équipements esclaves 13 (téléchargement), soit des équipements esclaves 13 vers l'arbitre de bus 11 (télélecture), les transferts réalisés selon ce second mode étant apériodiques. Les données transmises lors de ces transferts peuvent, par exemple, concerner le paramétrage ou la programmation des équipements esclaves 13.
Dans le premier mode de fonctionnement, l'arbitre de bus 11 comporte une table de scrutation, constituée d'une suite ordonnée d'identificateurs de variables à interroger au cours d'un cycle élémentaire de scrutation de données, comme représentée dans le tableau 1 en fin de description. Cette table est fixe et immuable, quel que soit l'état de présence ou d'absence des équipements esclaves 13 sur le bus 10.
Cette table comporte deux parties : - une première partie relative à l'acquisition des mesures, par exemple dans l'ordre croissant des numéros des équipements esclaves 13 et des adresses de variables produits pour un équipement esclave donné (par exemple : mesures 1, mesures 2), - une deuxième \partie relative à l'acquisition des variables d'état (status) des différents équipements esclaves 13, par exemple dans l'ordre croissant des numéros de ces équipements.
L'ordre de cette table peut également être fixé de façon arbitraire.
Dans le second mode de fonctionnement, l'arbitre de bus 11 provoque la mise en circulation
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d'une trame identificateur de début de transfert de données de téléchargement/télémesure afin de déclencher le transfert de données.
Dans le cas d'un transfert de données de téléchargement seulement l'équipement esclave 13 qui se reconnaît destinataire des données commence par acquitter la trame identificateur reçue. Il s'ensuit un échange de données émises par l'arbitre de bus 11 (téléchargement) ou par l'équipement esclave émetteur 13 (télélecture), avec acquittement de chaque échange par le récepteur des données.
Dans le cas d'un transfert de données de téléchargement, l'arbitre de bus 11 clos l'échange par l'envoi d'une trame d'indication de fin de transaction, qui est acquittée par l'équipement esclave concerné.
Dans le cas d'un transfert de données de télélecture, l'équipement esclave émetteur 13 indique la fin de l'échange en renvoyant une trame d'indication de fin de transaction à l'arbitre de bus 11.
Le protocole de communication utilisé entre l' arbitre de bus 11 et les équipements esclaves 13 est basé sur un échange de trames d'informations telles que représentées sur la figure 4.
La signification des sigles utilisés sur cette figure est la suivante : FSS séquence de début de trame ("Frame Start
Séquence") PRE préambule FSD délimiteur de début de trame ("Frame Start Delimiter")
Séquence") PRE préambule FSD délimiteur de début de trame ("Frame Start Delimiter")
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CAD contrôle et données ("Control And Data") CTRL+ID : champ de contrôle (ConTRol)+identificateur (ID) DATA données FCS séquence de contrôle sur trame ("Frame Check
Séquence") FES séquence de fin de trame ("Frame End
Séquence") FED délimiteur de fin de trame ("Frame End Delimiter") PST postambule
Chaque trame comprend donc une séquence (FSS) d'identification de début de trame, un champ de contrôle (CTRL + ID) indiquant la nature de la trame (lecture cyclique de variable, téléchargement, télélecture, etc. ) et la variable concernée, une zone de données (DATA), un code de contrôle d'erreur de transmission (FCS) et une séquence d'identification de fin de trame (FES).
Séquence") FES séquence de fin de trame ("Frame End
Séquence") FED délimiteur de fin de trame ("Frame End Delimiter") PST postambule
Chaque trame comprend donc une séquence (FSS) d'identification de début de trame, un champ de contrôle (CTRL + ID) indiquant la nature de la trame (lecture cyclique de variable, téléchargement, télélecture, etc. ) et la variable concernée, une zone de données (DATA), un code de contrôle d'erreur de transmission (FCS) et une séquence d'identification de fin de trame (FES).
Le code de contrôle d'erreur (FCS) est calculé en appliquant un polynôme, tel que par exemple : X16+X12+X11+X10+X8+X7+X6+X3+X2+X+1, sur les champs (CTRL + ID) et (DATA), puis en complémentant le mot de 16 bits ainsi obtenu.
En cas de différence entre le code de contrôle d'erreur FCS reçu et le code de contrôle d'erreur FCS recalculé par le destinataire de la trame, on considère qu'il y a perte de cette trame. La perte d'une trame concernant des variables échangées de façon cyclique n'est, généralement, pas très pénalisante
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puisque la valeur de la variable est de nouveau diffusée au cours du cycle de scrutation suivant.
Comme illustré sur la figure 5A, le champ CTRL + ID est constitué de deux parties : - une partie "contrôle" qui indique la nature de la trame : Pour une trame émise par l'arbitre de bus, les bits considérés spécifient le type de l'échange en cours ; des valeurs possibles étant illustrées dans le tableau 2. Pour une trame réponse, ces bits indiquent le type d'échange en cours ; des valeurs possibles étant illustrées dans le tableau 3.
- une partie "identificateur" subdivisée elle- même en deux zones : # adresse abonné (ou équipement esclave), # adresse variable.
Les identificateurs de variables sont illustrés sur la figure 5B. Les identificateurs de données de téléchargement/télélecture sont illustrés sur la figure 5C.
Le nombre de bits indiqué sur les figures 5A, 5B et 5C concerne un exemple possible de réalisation.
La partie "identificateur" permet de spécifier quelle variable de quel équipement esclave 13 doit être lue ou écrite. Une adresse d'abonné égale à zéro permet d'adresser simultanément tous les équipements esclaves 13. Cette fonctionnalité est notamment utilisée pour envoyer des impulsions de synchronisation à l'ensemble des équipements esclaves 13 afin de réaliser l'acquisition des mesures provenant
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des capteurs au même instant sur chacun des équipements esclaves 13 avec une faible marge d'erreur temporelle.
La longueur de la zone de données (DATA) est fixée lors de la conception du dispositif. Elle peut prendre trois valeurs selon le type de trame : - une première valeur, qui est relative au premier mode de fonctionnement, correspondant à une trame d'interrogation d'un équipement esclave 13 par l'arbitre de bus 11 selon la table de scrutation des variables, - une deuxième valeur, qui est relative au premier mode de fonctionnement, correspondant à une trame de renvoi de variables (mesures et/ou état) par un équipement esclave 13 suite à son interrogation par l'arbitre de bus 11 et - une troisième valeur, qui est relative au deuxième mode de fonctionnement, correspondant à une trame de téléchargement/télélecture.
Exemple de mise en #uvre de l'invention
Dans un exemple de réalisation illustré sur la figure 6, le dispositif de l'invention comprend au plus 16 équipements esclaves 13 par exemple 5. La longueur de bus 10 est égale ou inférieure à 100 mètres. Les équipements 11 et 13 connectés sur le bus 10 communiquent au débit de 4,167 Mbits/s. La fréquence de scrutation des variables est égale à 128 échantillons par seconde.
Dans un exemple de réalisation illustré sur la figure 6, le dispositif de l'invention comprend au plus 16 équipements esclaves 13 par exemple 5. La longueur de bus 10 est égale ou inférieure à 100 mètres. Les équipements 11 et 13 connectés sur le bus 10 communiquent au débit de 4,167 Mbits/s. La fréquence de scrutation des variables est égale à 128 échantillons par seconde.
Les équipements esclaves sont constitués de multiplexeurs de deux types :
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- des multiplexeurs 13 d'un premier type qui reçoivent chacun 16 voies d'entrées analogiques A1...A16, par exemple des jauges de contraintes, des sondes de température ou de tension.
- des multiplexeurs 13' d'un second type qui reçoivent chacun 32 entrées analogiques B1...B32, par exemple des sondes de température.
Avant le début d'un cycle de scrutation, l'arbitre de bus 11 envoie une trame de synchronisation à l'ensemble des multiplexeurs esclaves 13 et 13' afin que ceux-ci réalisent l'acquisition des données sensiblement au même moment.
De plus, deux fois par seconde, l'arbitre de bus 11 envoie une trame, correspondant à un autre type de synchronisation, qui a pour effet, immédiatement après la mise en marche de l'un desdits multiplexeurs, d'initialiser le démarrage des logiciels embarqués dans ce multiplexeur de façon à ce que le déroulement de ces logiciels soit sensiblement synchrone du déroulement des logiciels embarqués tant dans le système informatique effectuant l'acquisition des mesures par l'intermédiaire de l'arbitre de bus que dans les autres multiplexeurs reliés au même bus de communication.
L'utilisation desdites trames de synchronisation permet d'obtenir une valeur maximale du déphasage (écart temporel entre les mesures provenant de deux capteurs quelconques) inférieure à 0,1 .
La longueur des trames est fixée lors de la conception du dispositif. La zone DATA contient 0 octet dans le cas des trames d'interrogation des équipements
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esclaves 13 par l' arbitre de bus 11, 36 octets dans le cas des trames de renvoi de variables par les équipements esclaves 13 et 128 octets dans le cas des trames de téléchargement/télélecture. Si le nombre d'octets est supérieur au volume de données à transmettre, les octets non utilisés sont fixés à une valeur arbitraire (par exemple égale à zéro).
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TABLEAUX Tableau 1
<tb>
<tb> Adresse <SEP> physique <SEP> Variable <SEP> produite <SEP> Codage
<tb> abonné <SEP> identificateur
<tb> 1 <SEP> mesures <SEP> 1 <SEP> code <SEP> 1
<tb> 1 <SEP> mesures <SEP> 2 <SEP> code <SEP> 2 <SEP>
<tb> 2 <SEP> mesures <SEP> 1 <SEP> code <SEP> 3 <SEP>
<tb> 2 <SEP> mesures <SEP> 2 <SEP> code <SEP> 4 <SEP>
<tb> 3 <SEP> mesures <SEP> 1 <SEP> code <SEP> 5
<tb> 16 <SEP> mesures <SEP> 1 <SEP> code <SEP> 31
<tb> 16 <SEP> mesures <SEP> 2 <SEP> code <SEP> 32
<tb> 1 <SEP> status <SEP> code <SEP> 33
<tb> 2 <SEP> status <SEP> code <SEP> 34
<tb> 16 <SEP> status <SEP> code <SEP> 48 <SEP>
<tb>
<tb> Adresse <SEP> physique <SEP> Variable <SEP> produite <SEP> Codage
<tb> abonné <SEP> identificateur
<tb> 1 <SEP> mesures <SEP> 1 <SEP> code <SEP> 1
<tb> 1 <SEP> mesures <SEP> 2 <SEP> code <SEP> 2 <SEP>
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Tableau 2
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Tableau 3
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Tableau 3
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<tb> 5 <SEP> 4 <SEP> 3 <SEP> 2 <SEP> 1 <SEP> 0 <SEP> Trame <SEP> réponse
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Claims (16)
1. Dispositif d'acquisition de mesures à l'aide d'un bus de communication (10) numérique et d'un système informatique, caractérisé en ce qu'il comprend : - un arbitre de bus (11), connecté sur ce bus (10), qui a une fonction de maître de bus et qui permet de synchroniser les mesures réalisées au moyen de capteurs (14), - plusieurs équipements esclaves (13), connectés sur ce bus (10), auxquels sont reliés ces capteurs (14), - deux dispositifs de terminaison de ligne : le premier étant intégré dans l'arbitre de bus (11) et le second étant intégré dans un équipement esclave (13) situé à l'autre extrémité du bus (10), par rapport à l'arbitre de bus (11).
2. Dispositif selon la revendication 1 comprenant au moins un capteur intelligent (16), comportant au moins une voie de mesure, raccordé directement au bus (10).
3. Dispositif selon la revendication 1, dans lequel le bus (10) est constitué d'un câble de deux paires (2p) torsadées blindées : - une première paire étant utilisée pour l'échange de données entre l'arbitre de bus (11) et les équipements esclaves (13),
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- une deuxième paire étant utilisée pour le transport d'une horloge de validation de données.
4. Dispositif selon la revendication 1, dans lequel le bus est scindé en plusieurs segments dont les extrémités sont reliées aux connecteurs (18) des équipements esclaves (13), une extrémité d'un des segments étant reliée à l'arbitre de bus (11), les interconnexions entre ces différents segments ainsi que les lignes de raccordement entre les équipements esclaves (13) et le bus (10) étant réalisées à l'intérieur des équipements esclaves (13).
5. Dispositif selon la revendication 1 comprenant au moins un élément de jonction (19) qui remplace un équipement esclave (13), la connectique de cet élément de jonction étant compatible avec celle de cet équipement esclave, pour assurer la continuité du bus ainsi que les blindages de celui-ci.
6. Dispositif selon la revendication 1, dans lequel les équipements esclaves sont constitués de multiplexeurs de deux types : - des multiplexeurs d'un premier type (13) qui reçoivent chacun 16 voies d'entrées analogiques ; - des multiplexeurs d'un second type (13') qui reçoivent chacun 32 entrées analogiques.
7. Procédé d'acquisition de mesures à l'aide d'un bus de communication numérique (10), d'un système informatique, d'un arbitre de bus (11),
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connecté sur ce bus (10), qui a une fonction de maître de bus et qui permet de synchroniser les mesures réalisées au moyen de capteurs (14), et de plusieurs équipements esclaves (13), connectés sur ce bus (10), auxquels sont reliés ces capteurs, caractérisé en ce que l'arbitre de bus (11), par un échange cyclique de variables, acquière des mesures provenant des capteurs (14) via les équipements esclaves (13).
8. Procédé selon la revendication 7, dans lequel, l'arbitre de bus (11) comporte une table de scrutation constituée d'une suite ordonnée d'identificateurs de variables à interroger au cours d'un cycle élémentaire de scrutation de données.
9. Procédé selon la revendication 8, dans lequel cette table est fixe et immuable.
10. Procédé selon la revendication 9, dans lequel cette table comporte deux parties ; une première partie relative à l'acquisition des mesures, une seconde partie relative à l'acquisition des variables d'états des différents équipements esclaves.
11. Procédé selon la revendication 7, dans lequel l'arbitre de bus (11), par un échange apériodique de variables, effectue des transferts de données soit dudit arbitre de bus (11) vers les équipements esclaves (13), soit des équipements esclaves (13) vers ledit arbitre de bus (11).
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12. Procédé selon la revendication 11, dans lequel l'arbitre de bus (11) provoque la mise en circulation d'une trame identificateur début de transfert de données de téléchargement/télémesure afin de déclencher le transfert de données.
13. Procédé selon la revendication 12, dans lequel, dans le cas d'un transfert de données de téléchargement seulement l'équipement esclave (13) qui se reconnaît destinataire des données commence par acquitter la trame identificateur reçue, et dans lequel il s'ensuit un échange de données émises par l'arbitre de bus (11) (téléchargement) ou par l'équipement esclave émetteur (13) (télélecture), avec acquittement de chaque échange par le récepteur de données.
14. Procédé selon la revendication 13, dans lequel, dans le cas d'un transfert de données de téléchargement, l'arbitre de bus (11) clos l'échange par l'envoi d'une trame d'indication de fin de transaction, qui est acquittée par l'équipement esclave concerné.
15. Procédé selon la revendication 12 dans lequel, dans le cas d'un transfert de données de télélecture, l'équipement esclave émetteur indique la fin de l'échange en renvoyant une trame d'indication de fin de transaction à l'arbitre de bus
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16. Utilisation du dispositif d'acquisition de mesures selon l'une quelconque des revendications 1 à 6 lors des essais d'un aéronef.
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