FR2977970A1

FR2977970A1 - Cartouche de communication amovible d'un equipement, equipement, ensemble et systeme correspondants

Info

Publication number: FR2977970A1
Application number: FR1156453A
Authority: FR
Inventors: Jean-Marie Courteille; Pierre Guivarch; Francois Guillot; Bruno Larois
Original assignee: Sagem Defense Securite SA
Current assignee: Safran Electronics and Defense SAS
Priority date: 2011-07-15
Filing date: 2011-07-15
Publication date: 2013-01-18
Anticipated expiration: 2031-07-15
Also published as: FR2977970B1; EP2732681A1; WO2013010899A1; CN103733744A; US20140292074A1; US9326410B2; CN103733744B

Abstract

L'invention concerne une cartouche (1) de communication caractérisée en ce que - elle est adaptée pour être intégrée de manière amovible dans un évidement (25) d'un équipement (2) hôte, en fonctionnement normal, une partie (13) avant externe de la cartouche étant destinée à être externe à l'évidement (25) de l'équipement (2) hôte, et en ce que - elle comporte au moins un port avant, placé dans un espace interne de la cartouche (1) et destiné à coopérer avec un module de communication sans fil également placé dans l'espace interne de la cartouche (1), en fonctionnement normal, le port avant étant en outre adapté pour avoir une position réglable dans l'espace interne, de sorte que le module soit au moins partiellement positionné dans la partie (13) avant externe de la cartouche (1), en fonctionnement normal. L'invention concerne également un équipement, un ensemble et un système correspondants.

Description

DOMAINE TECHNIQUE GENERAL La présente invention concerne une cartouche de communication amovible 5 d'un équipement, un équipement, un ensemble et un système correspondants. ETAT DE L'ART On connaît des modules de communication sans fil (« wireless » en anglais, par exemple selon la norme 3G) spécifiquement fabriqués par des 10 équipementiers (« Original Equipment Manufacturer » (OEM) en anglais) pour être intégrés dans un équipement hôte embarqué spécifique, comme par exemple une unité d'acquisition, de traitement et de communication de données avioniques d'un aéronef. Les ensembles formés par au moins un module et un équipement 15 précités présentent cependant des inconvénients. L'équipement hôte spécifique est homologué et qualifié pour les modules intégrés spécifiques, et ces derniers ne peuvent pas évoluer en même temps que la technologie. L'ensemble est donc sujet à des obsolescences répétées. 20 En cas de changement de technologie des modules, l'équipement doit faire l'objet de nouveau d'une homologation et d'une qualification, car les spécifications, les interfaces et les encombrements mécaniques des modules sont propriétaires (les modules de communication sont en effet spécifiquement fabriqués par des équipementiers et sont donc non 25 standardisés). De plus, le nombre maximal de modules pour chaque équipement embarqué est fixe, et il n'est donc pas possible d'ajouter un module sur un équipement si le nombre maximal de modules intégrés dans l'équipement est déjà atteint. 30 Il n'est cependant pas possible d'utiliser des modules connus de communication sans fil standards et disponibles dans le commerce, surtout dans le cas d'un équipement d'un aéronef, car les problèmes - d'intégration mécanique, - de gestion de sécurité informatique, comme par exemple l'installation de logiciels pilotes ou la sécurité des communications, - de qualification environnementale, - de sécurité, comme par exemple pour éviter les rayonnements électromagnétiques en vol, ou - de gestion d'obsolescence sont trop contraignants. PRESENTATION DE L'INVENTION L'invention propose de pallier au moins un de ces inconvénients.

A cet effet, on propose selon l'invention une cartouche de communication, caractérisée en ce qu'elle est adaptée pour être intégrée de manière amovible dans un évidement d'un équipement hôte, en fonctionnement normal, une partie avant externe de la cartouche étant destinée à être externe à l'évidement de l'équipement hôte, et en ce qu'elle comporte au moins un port avant, placé dans un espace interne de la cartouche et destiné à coopérer avec un module de communication sans fil également placé dans l'espace interne de la cartouche, en fonctionnement normal, le port avant étant en outre adapté pour avoir une position réglable dans l'espace interne, de sorte que le module soit au moins partiellement positionné dans la partie avant externe de la cartouche, en fonctionnement normal. L'invention est avantageusement complétée par les caractéristiques suivantes, prises seules ou en une quelconque de leur combinaison techniquement possible : - la cartouche comporte une base et un couvercle coopérant mécaniquement avec la base pour ouvrir et/ou fermer la cartouche ; - elle comporte un connecteur arrière placé dans l'espace interne et adapté à travers la cartouche pour coopérer avec un connecteur de l'évidement, et le port avant comporte un connecteur monté en translation dans l'espace interne et relié au connecteur arrière via un câble flexible ; - elle comporte un bloqueur de module dans l'alignement longitudinal du port avant ; - elle comporte un afficheur sur la partie avant externe ; - le port avant est un port USB ou un port PCIe ; - la cartouche comporte une logique d'identification de la cartouche ; - la partie avant externe comporte un logement externe à la cartouche, pour une insertion d'une antenne externe à un module, et/ou un connecteur pour une antenne externe.

L'invention concerne également un équipement hôte de la cartouche, un ensemble comportant un équipement et une cartouche, et un système comportant une cartouche et un module de communication sans fil.

L'invention présente de nombreux avantages. Elle permet à un utilisateur de disposer d'un ensemble de communication sans fil, notamment embarqué sur un aéronef (par exemple du type avion ou hélicoptère) pour un échange de données, notamment avioniques, bord-sol (entre l'aéronef et un centre situé au sol, par exemple après un atterrissage) et/ou bord-bord (au sein d'un même aéronef). Cette communication peut être orientée machine à machine (sans intervention humaine) ou machine à utilisateur (par exemple via l'utilisation d'un outillage d'interface humaine (type terminal portable de maintenance (PMAT, Tablette, PDA, etc.). Elle permet des évolutions technologiques des modules de communication de l'ensemble (notamment en ce qui concerne les protocoles de communication sans fil associés, comme par exemple WIFI, Telecom 3/4G, ZigBee...), et l'ensemble est par conséquent robuste à l'obsolescence. La technologie des modules peut donc être changée, sans impact sur l'équipement hôte de l'ensemble. Il est notamment possible d'utiliser des modules connus de communication sans fil standards et disponibles dans le commerce. Cependant, seul le concepteur de l'équipement hôte homologue et qualifie les modules connus standards pouvant être intégrés dans l'équipement selon l'invention, notamment pendant une phase de validation fonctionnelle et environnementale. Seul le concepteur de l'équipement hôte conçoit ou adapte les logiciels pilotes (« drivers » en anglais) des modules pouvant être intégrés dans l'équipement. L'intégration de modules non préalablement homologués et qualifiés est ainsi prohibée, grâce à une signature cryptographique, ce qui assure la sécurité de l'ensemble. Un type de module donné peut être intégré dans plusieurs types de cartouches différentes, chacune des cartouches étant spécifique à un profil de mission à accomplir. L'équipement permet donc une optimisation de l'itinérance (« roaming » en anglais) et des coûts de communication en fonction des pays traversés lors de la mission et en fonction des opérateurs des réseaux de télécommunication. En outre, une grande variété de cartouches différentes peut être embarquée sur l'aéronef. Chaque cartouche de l'invention est facile et souple d'utilisation. Elle est facilement échangeable à bord de l'aéronef par un utilisateur 15 inexpérimenté. De plus, chaque cartouche est évolutive et facilement reconfigurable ou modifiable par l'utilisateur inexpérimenté, en fonction des modules y intégrés. PRESENTATION DES FIGURES 20 D'autres caractéristiques, buts et avantages de l'invention ressortiront de la description qui suit, qui est purement illustrative et non limitative, et qui doit être lue en regard des dessins annexés sur lesquels : - la figure 1 représente schématiquement une vue avant et en perspective d'un ensemble selon l'invention, 25 - la figure 2 représente schématiquement une vue arrière et en perspective d'un ensemble selon l'invention, - la figure 3 représente schématiquement une vue en coupe longitudinale d'un ensemble selon l'invention, - la figure 4 représente schématiquement des composants d'un ensemble 30 selon l'invention, - la figure 5 représente schématiquement un espace intérieur d'une cartouche selon l'invention, et - la figure 6 représente schématiquement une vue avant et en perspective d'une variante d'un ensemble selon l'invention. Sur l'ensemble des figures, les éléments similaires portent des références numériques identiques.

DESCRIPTION DETAILLEE Les figures 1, 2 et 3 représentent schématiquement un ensemble comportant - d'une part un mode de réalisation possible d'une cartouche 1 de communication, et - d'autre part un mode de réalisation possible d'un équipement 2 hôte. L'équipement 2 comporte un boîtier avec notamment une face avant et une face arrière. De manière préférentielle mais non limitative, l'équipement 2 forme une unité d'acquisition, de traitement et de communication de données avioniques d'un aéronef, de sécurisation de ces données, de communication bord/sol, etc. Dans le cas d'une unité d'acquisition, de traitement et de communication de données avioniques d'un aéronef, et comme le montre la figure 4, l'équipement 2 comporte un processeur 27 et une mémoire de masse 28 reliée au processeur 27, connus en eux-mêmes par l'homme du métier pour l'acquisition, le traitement et la communication des données avioniques, telles que : - les manuels d'exploitation A/C (« A/C exploitation manuals ») ; - le référentiel des fichiers de chargement des données (« data 25 loading files repository ») ; - les enregistreurs QAR/DAR virtuels (« virtual Quick Access Recorder QAR/DAR ») ; - les rapports de vol A/C (« A/C flight reports ») ; - les données de maintenance (« maintenance data »)... 30 La face arrière de l'équipement 2 comporte avantageusement des connecteurs 24 arrière reliés au processeur 27, notamment pour une alimentation électrique de l'équipement et un échange par exemple avec un autre matériel de l'aéronef. A cet effet, les connecteurs 24 comportent avantageusement - des liens Ethernet, par exemple du type Quadrax, - des conducteurs de signaux 265 électriques discrets, les signaux 265 électriques discrets indiquant par exemple l'atterrissage de l'aéronef grâce à un signal 265 correspondant à - l'atterrissage (signal Air/Sol (« Air/Gnd (Ground) » en anglais) ou - un poids sur les roues (« weight-on-wheel » en anglais) ou - l'ouverture de la porte (« Door Open » en anglais), et - une alimentation électrique, par exemple 28V en courant continu. De même, la face avant de l'équipement 2 comporte avantageusement au moins un connecteur 21 avant relié au processeur 27, par exemple du type connu USB (par exemple 2.0) et/ou Ethernet (par exemple RJ45). Elle peut comporter en outre une mémoire 23 amovible et/ou des voyants 22 de fonctionnement (par exemple des diodes électroluminescentes). L'équipement comporte, préférentiellement sur sa face avant un évidement 25. L'évidement 25 est adapté pour, en fonctionnement normal, intégrer 20 de manière amovible la cartouche 1 de communication. Bien entendu, réciproquement, la cartouche 1 est adaptée pour être intégrée de manière amovible dans l'évidement 25 de l'équipement 2 hôte, en fonctionnement normal. La cartouche 1 comporte également un espace 15 interne défini entre 25 des parois de la cartouche 1. Elle comporte en outre au moins un port 17 avant, placé dans l'espace interne 15 de la cartouche 1. Le port 17 est destiné à coopérer avec au moins un module 151 de communication sans fil, également placé dans l'espace interne 15 de la 30 cartouche 1, en fonctionnement normal. Dans la suite de la présente description, un système comporte d'une part la cartouche 1, et d'autre part au moins un module 151.

Le module 151 comporte de manière classique une mémoire permettant de stocker des données, et des moyens classiques de traitement des données. Le module 151 comporte une antenne 1511 pour la transmission sans 5 fil des données stockées sur la mémoire du module 151. Le module 151 est avantageusement mais non limitativement du type clé USB, à savoir un support amovible du port 17, contenant une mémoire flash et permettant de stocker des données. Dans ce cas bien entendu, le port 17 est du type USB également. 10 Avantageusement, la cartouche 1 comporte au moins un port 17 USB, mais chacun des ports 17 peut être conforme à une technologie différente de la technologie USB. La cartouche 1 peut ainsi comporter au moins un port 17 selon les technologies connues PCI express (PCIe), RS-232, 12C (Inter Integrated Circuit), SPI (Serial Peripheral Interface)... 15 La cartouche 1 comporte une partie 13 avant externe destinée à être externe à l'évidement 25, en fonctionnement normal, c'est-à-dire lorsque la cartouche 1 est intégrée dans l'évidement. La cartouche 1 peut ainsi être insérée à environ 2/3 dans l'évidement 25, et la partie 13 peut représenter 1 /3 de la cartouche. 20 On comprend que pour permettre la transmission sans fil des données, l'antenne 1511 doit être positionnée dans la partie 13 avant externe de la cartouche 1, en fonctionnement normal. La cartouche 1 permet ainsi le rayonnement électromagnétique des antennes 1511 des modules 151. 25 Chacun des modules 151 comportant une antenne 1511 peut être conforme de manière non limitative à une technologie WIFI, Telecom cellulaire 3G ou 4G, ou ZigBee par exemple. Le port 17 avant est adapté pour avoir une position réglable dans l'espace 15 interne, de sorte que tout module soit au moins partiellement 30 positionné dans la partie 13 avant externe de la cartouche 1, en fonctionnement normal, notamment une antenne 1511 d'un module 151 de communication. La position réglable de chacun des ports 17 permet ainsi à l'espace interne 15 d'accueillir plusieurs formats de modules, tout en permettant le rayonnement électromagnétique des antennes 1511 des modules 151 de communication. A cet effet, le port 17 avant comporte avantageusement un connecteur 174 (par exemple du type USB) monté en translation dans l'espace 15 interne, et relié au connecteur 14 arrière via un câble 172 flexible. Le connecteur 174 est par exemple monté en translation sur des rails 175 situés de part et d'autre du connecteur 174. Des vis 1741 situées sur le connecteur 174 permettent d'immobiliser le connecteur 174 sur les rails 175.

Le câble 172 est par exemple du type câble en accordéon, et est situé entre deux liaisons, à savoir une liaison 173 au connecteur 174 et une liaison 171 au connecteur 14. Avantageusement, la cartouche 1 comporte un bloqueur 131 de module dans l'alignement longitudinal du port 17 avant, notamment pour éviter les vibrations d'un module lors d'un vol de l'aéronef par exemple. Le bloqueur 131 peut être en matière élastomère, et conformée à l'extrémité d'un module. Selon une variante possible non représentée sur les figures, la partie 13 comporte un logement externe à la cartouche 1, pour une insertion d'une 20 antenne externe au module et/ou un connecteur pour une antenne externe. Avantageusement, la cartouche 1 comporte une pluralité de ports 17. Comme le montrent les figures 4 et 5, la cartouche 1 comporte préférentiellement mais non limitativement quatre ports 17 adaptés pour - un premier module 151 d'un premier format, à savoir de quelques 25 millimètres de longueur uniquement, et comportant une antenne 1511 de communication, - un deuxième module 151 d'un deuxième format, par exemple 65mm de longueur, et comportant une antenne 1511 de communication, 30 - un troisième module 152 d'un troisième format, de l'ordre de 40mm de longueur par exemple, et comportant uniquement une mémoire de stockage de données, sans antenne, et - un quatrième module 151 d'un quatrième format, de l'ordre de 50mm de longueur par exemple, et comportant une antenne 1511 de communication. La configuration de la figure 5 peut correspondre à un profil donné de mission à accomplir. L'ensemble permet donc une optimisation de l'itinérance (« roaming » en anglais) et des coûts de communication en fonction des pays traversés lors de la mission et en fonction des opérateurs des réseaux de télécommunication, car il permet de passer d'un opérateur à un autre, ou d'une technologie de communication à une autre.

Un utilisateur de l'invention peut facilement modifier la configuration de la figure 5 en remplaçant les modules dans la cartouche 1. Chaque cartouche est évolutive et facilement reconfigurable ou modifiable par un utilisateur peu expérimenté, en fonction des modules y intégrés. A cet effet, la cartouche 1 comporte principalement une base 11 et un couvercle 12 coopérant mécaniquement avec la base 11 pour former les parois de la cartouche 1, et pour ouvrir et/ou fermer la cartouche 1, et permettre ainsi l'accès facile à l'espace intérieur 15. Un utilisateur de l'invention peut également prévoir un kit comportant une pluralité de systèmes différents (par exemple un système avec quatre modules, un système avec cinq modules, et un système avec trois modules), pour pouvoir correspondre à une pluralité de profils de mission. Chaque cartouche 1 est facilement échangeable à bord de l'aéronef par un utilisateur peu expérimenté. La cartouche 1 peut ainsi être d'une forme extérieure telle qu'un seul sens d'intégration dans l'évidement 25 soit possible. Le processeur 27 de l'équipement 2 est adapté pour pouvoir identifier les différents modules d'un système et/ou les différents systèmes d'un kit, via un connecteur 251 de l'évidement 25 relié à - un connecteur 14 arrière de la cartouche comportant une carte 30 141, et à - une logique 147 d'identification de la cartouche 1.

Le processeur 27 comporte à cet effet par exemple un circuit E2PROM I2C et/ou un rebouclage de signaux logiques et/ou un set d'interrupteurs du type connu Dip-Switches par exemple. Les modules sont préférentiellement des modules connus de communication sans fil standards et disponibles dans le commerce, et peuvent être de différentes origines et/ou différents fabricants et/ou différentes technologies. Comme on l'a vu ci-dessus, non limitativement, le système peut comporter au moins un module 152 de stockage (le troisième module 152 dans l'exemple de la figure 4) comporte un espace de stockage qui stocke les logiciels pilotes (« drivers ») préalablement homologués et qualifiés par le concepteur initial de l'équipement, pour chacun des modules 151 de communication. Seul le concepteur de l'équipement hôte conçoit les logiciels pilotes des modules pouvant être intégrés dans l'équipement grâce à une signature cryptographique. L'intégration de modules non préalablement homologués et qualifiés est ainsi prohibée, ce qui assure la sécurité de l'ensemble. Cependant, les modules 151 comportent en général également un espace de stockage, ce qui rend le module 152 optionnel, les logiciels pilotes (« drivers ») préalablement homologués et qualifiés par le concepteur initial de l'équipement, pour chacun des modules 151 de communication, pouvant alors être directement stockés sur les modules 151. L'équipement comporte un circuit 26 logique d'alimentation électrique 25 de la cartouche 1. Ainsi, lorsque l'équipement 2 forme une unité d'acquisition, de traitement et de communication de données avioniques d'un aéronef, le circuit 26 logique est adapté pour couper l'alimentation de la cartouche 1 lorsque l'aéronef est en vol.

30 A cet effet, le circuit 26 comporte principalement - une source 263 de tension, reliée à l'alimentation de l'équipement 2, par exemple délivrant 5V en courant continu, - le connecteur 251 de l'évidement 25, destiné à coopérer avec le connecteur 14 arrière de la cartouche 1, et - au moins un premier interrupteur 261 et un deuxième interrupteur 262 placés en série l'un par rapport à l'autre entre la source 263 et le 5 10 commandant le deuxième interrupteur 262. Les portes 264 et 266 sont adaptées pour recevoir en entrée au moins deux signaux électriques discrets 265 indiquant l'atterrissage de l'aéronef. Chaque porte 264 ou 266 est passante lorsqu'elle reçoit en entrée au moins deux signaux discrets différents indiquant que l'avion n'est plus en 15 vol (par exemple AIR/GND#1 et AIR/GND#2 pour la porte 266, et AIR/GND#2 et AIR/GND#3 ou Door Open pour la porte 264). Il y a donc redondance au niveau des signaux discrets 265. La porte 264 ou 266 passante ferme respectivement le premier interrupteur 261 ou le deuxième interrupteur 262.

20 Les interrupteurs 261 et 262 étant en série, les deux interrupteurs 261 et 262 doivent être fermés pour permettre l'alimentation de la cartouche 1. Il y a donc redondance également au niveau des interrupteurs 261 et 262, et l'alimentation de la cartouche 1 n'est donc pas possible en vol. Le processeur 27 est informé de l'ouverture ou la fermeture des 25 interrupteurs 261 ou 262. Préférentiellement, la partie 13 externe de la cartouche 1 comporte un voyant 133 s'illuminant lorsque l'activité des modules 151 est permise. De même, la cartouche 1 peut comporter en option, comme le montre la figure 6, un afficheur 132 sur la partie 13 avant externe.

30 L'afficheur 132 peut être du type écran, préférentiellement tactile. connecteur 251. Le circuit logique 26 comporte également (« AND » en anglais) - une première porte 264 logique ET commandant le premier interrupteur 261, et (« AND » en anglais) - une deuxième porte 266 logique ET

Claims

REVENDICATIONS1. Cartouche (1) de communication caractérisée en ce que - elle est adaptée pour être intégrée de manière amovible dans un évidement (25) d'un équipement (2) hôte, en fonctionnement normal, une partie (13) avant externe de la cartouche étant destinée à être externe à l'évidement (25) de l'équipement (2) hôte, et en ce que - elle comporte au moins un port (17) avant, placé dans un espace interne (15) de la cartouche (1) et destiné à coopérer avec un module (151) de communication sans fil également placé dans l'espace interne (15) de la cartouche (1), en fonctionnement normal, le port (17) avant étant en outre adapté pour avoir une position réglable dans l'espace (15) interne, de sorte que le module (151) soit au moins partiellement positionné dans la partie (13) avant externe de la cartouche (1), en fonctionnement normal.
2. Cartouche (1) selon la revendication 1, comportant une base (11) et un couvercle (12) coopérant mécaniquement avec la base (11) pour ouvrir 20 et/ou fermer la cartouche (1).
3. Cartouche (1) selon l'une des revendications 1 ou 2, comportant - un connecteur (14) arrière placé dans l'espace (15) interne et adapté à travers la cartouche (1) pour coopérer avec un connecteur (251) de 25 l'évidement (25), et dans laquelle - le port (17) avant comporte un connecteur (174) monté en translation dans l'espace (15) interne et relié au connecteur (14) arrière via un câble (172) flexible. 30
4. Cartouche selon l'une des revendications 1 à 3, comportant un bloqueur (131) de module (151, 152) dans l'alignement longitudinal du port (17) avant. . Cartouche selon l'une des revendications 1 à 4, comportant un afficheur (132) sur la partie (13) avant externe. 6. Cartouche selon l'une des revendications 1 à 5, dans laquelle le port (17) 5 avant est un port USB ou un port PCIe. 7. Cartouche selon l'une des revendications 1 à 6, comportant une logique (147) d'identification de la cartouche (1). 8. Cartouche selon l'une des revendications 1 à 7, dans laquelle la partie (13) avant externe comporte - un logement externe à la cartouche (1), pour une insertion d'une antenne externe à un module (151), et/ou - un connecteur pour une antenne externe. 9. Equipement hôte (2), caractérisé en ce qu'il comporte - un évidement (25) adapté pour, en fonctionnement normal, intégrer de manière amovible une cartouche (1) de communication, la cartouche comportant une partie (13) avant externe destinée à être externe à l'évidement (25), et - un circuit (26) logique d'alimentation électrique de la cartouche (1). 10. Equipement (2) selon la revendication 9, formant une unité d'acquisition, de traitement et de communication de données avioniques d'un aéronef, et dans lequel le circuit (26) logique d'alimentation électrique de la cartouche (1) est adapté pour couper l'alimentation de la cartouche (1) lorsque l'aéronef est en vol. 11. Equipement selon la revendication 10, dans lequel le circuit (26) logique 30 comporte - une source (263) de tension, - un connecteur (251) de l'évidement (25), destiné à coopérer avec un connecteur (14) arrière de la cartouche (1), et - au moins un premier interrupteur (261) et un deuxième interrupteur (262) placés en série l'un par rapport à l'autre entre la source (263) et le connecteur (251), le premier interrupteur (261) et le deuxième interrupteur (262) étant chacun commandé par une porte logique (264, 266) adaptée pour recevoir en entrée au moins deux signaux électriques discrets (265). 12. Equipement selon l'une des revendications 9 à 11, comportant un processeur (27) comportant un circuit E2PROM I2C et/ou un rebouclage de signaux logiques et/ou un set d'interrupteurs. 13. Ensemble, caractérisé en ce qu'il comporte au moins une cartouche (1) selon l'une des revendications 1 à 8 et un équipement selon l'une des revendications 9 à 12. 15 14. Système, caractérisé en ce qu'il comporte au moins une cartouche (1) selon l'une des revendications 1 à 8 et au moins un module (151) de communication sans fil. 15. Système selon la revendication 14, comportant un espace (151, 152) de 20 stockage qui stocke des logiciels pilotes préalablement homologués et qualifiés pour le module (151) de communication et présentant une signature cryptographique.10