FR2995161A1

FR2995161A1 - Module de passerelle de systeme de communication ainsi qu'un tel systeme et procede de transmission de donnees

Info

Publication number: FR2995161A1
Application number: FR1358450A
Authority: FR
Inventors: Burkhard Triess; Michael Schaffert; Thomas Hogenmueller; Herbert Leuwer
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2012-09-05
Filing date: 2013-09-04
Publication date: 2014-03-07
Also published as: DE102012215765A1; ITMI20131430A1; US9191467B2; DE102012215765A8; CN103685000B; KR20140031812A; CN103685000A; US20140133350A1

Abstract

Module de passerelle pour relier aux moins deux sous-réseaux (107, 108) : - un premier sous-réseau (107) soutenant une transmission de données selon un premier protocole de communication notamment CAN, FlexRay, LIN, MOST ou Ethernet et un second sous-réseau (108) soutenant une transmission de données selon un second protocole de communication, notamment CAN, FlexRay, LIN, MOST ou Ethernet, Le module comporte un circuit spécifique (101) pour traiter et transmettre les données du premier sous réseau (107) et les transférer au second sous-réseau (108) en tenant compte du premier protocole de communication et du second protocole de communication.

Description

Domaine de l'invention La présente invention se rapporte à un module de passerelle pour relier aux moins deux sous-réseaux : un premier sous-réseau parmi les deux sous-réseaux soutenant une transmission de données selon un premier protocole de communica- tion notamment CAN, FlexRay, LIN, MOST ou Ethernet et un second sous-réseau parmi les deux sous-réseaux soutenant une transmission de données selon un second protocole de communication, notamment CAN, FlexRay, LIN, MOST ou Ethernet.

L'invention se rapporte également à une unité de passe- relle équipée d'un tel module et à un procédé de transmission de données entre des participants d'un tel système de communication. Etat de la technique On connaît divers systèmes de bus pour transmettre des informations entre des postes participant ou des noeuds de communica- tion d'un système de communication par exemple entre des appareils de commande d'un réseau de communication équipant un véhicule. Dans le système de bus CAN, les informations sont transmises selon le protocole CAN défini dans la spécification du protocole CAN dans IS011898.

D'autres exemples de tels systèmes de bus sont des systèmes FlexRay, LIN, MOST et Ethernet. Dans de nombreux cas, la standardisation est gérée par une communauté de compatibilité. Une description des systèmes de bus les plus courants se trouve par exemple dans l'ouvrage Werner Zimmermann et Ralf Schmidgall « Bussysteme in der Fahrzeug- technik - Protokolle, Standards und Softwarearchitektur », Vie- weg+Teubner, 4ème édition 2010. On connaît en outre un système de communication dans lequel les informations sont transmises selon le standard Ethernet défi- ni par la famille IEEE 802. La dénomination AUTOSAR (système d'architecture ouvert pour l'automobile) désigne une coopération de dé- veloppement entre différentes entreprises du domaine automobile dans le but de simplifier la communication des données et l'échange de programme entre les appareils de commande d'un véhicule et de les uniformiser. Les descriptions correspondantes et la terminologie utilisées selon AUTOSAR sont par exemple décrites dans les spécifications 3.2 et 4.0 AUTOSAR disponibles de manière publique. Le développement croissant des données produites dans les véhicules automobiles actuels ainsi que les dommages croissants des véhicules tant de manière interne que de manière externe nécessi- tent de nouvelles techniques de communication et d'architecture dans les véhicules pour répondre aux exigences de sécurité et de confort et de débit de données tout en limitant la complexité du réseau équipant un véhicule. Le couplage de plusieurs réseaux de communication d'un sys- tème de communication encore appelé sous-réseaux du système de communication par une passerelle est une solution usuelle pour limiter la production de données. Pour cela, on a usuellement des noeuds de communication qui communiquent de manière extensive entre eux dans un réseau commun et les passerelles rendent disponibles certaines in- formations sélectionnées dans les différents réseaux. Une grande partie des données traverse la passerelle habituellement de manière transparente sans traitement. Le document WO 2009/156820 Al décrit un procédé d'établissement d'une communication entre des noeuds de communica- tion. Selon ce procédé, on raccorde plusieurs réseaux de communica- tion sans fil, par des passerelles appropriées, à un réseau de liaison appelé Backbone et entre les réseaux, la communication se fait par une liaison par fil par l'intermédiaire de la dorsale internet (Backbone). Cela permet aux noeuds de communication des différents réseaux de com- munication de communiquer entre eux. Les passerelles ont pour fonc- tion de transférer les informations ou leurs donnés utiles et différentes possibilités sont présentées à cet effet. Le document DE 10 2006 055 513 Al décrit une passe- relle à mufti processeur permettant de relier plusieurs réseaux de com- munication et une unité de passerelle ou unité de calcul prévue à cet effet, avec un bus de système réservé en propre sur la communication entre les contrôleurs de communication raccordés. Toutefois, la difficulté est que les techniques de passe- relles décrites peuvent avoir des temps de latence insuffisant à cause de l'utilisation d'architecture de calcul connue. Une architecture avec des sous-réseaux (il s'agit ici de réseau de communication dont les participants communiquent par un milieu usuel et en utilisant un protocole de communication commun) et un réseau de liaison (Backbone) ne permettent pas d'utiliser tous les avantages si la dorsale internet, res- pecte la qualité du service (QoS) sans trop solliciter les processeurs, étend de manière souple et transparente la communication des sous-réseaux. Exposé et avantages de l'invention La présente invention a pour objet un module de passe- io relle du type défini ci-dessus caractérisé en ce qu'il comporte un circuit spécifique pour traiter et transmettre les données du premier sous réseau et les transférer au second sous-réseau en tenant compte du premier protocole de communication et du second protocole de communication. 15 Le module de passerelle convient pour relier deux sous- réseaux d'un système de communication qui appliquent chacun un protocole de communication CAN, FlexRay, LIN, MOST et Ethernet, notamment des protocoles de communication différents. La passerelle assure les fonctions de transmission de données entre les sous-réseaux 20 et présente à cet effet un circuit configurable assurant la transmission des données, le cas échéant, une transformation de protocole dans le circuit sans charger une unité de processeur du module de passerelle ou une unité de passerelle principale. Une telle architecture de passerelle offre la plus grande 25 liberté possible pour la conception d'un réseau de communication no- tamment pour relier des appareils de commande d'un véhicule. Une transmission de donnés correspondante par une telle passerelle dispose de très bonnes propriétés de gigue (avant tout les faibles gigues propres au système) pour une circulation de passage ou de destination avec un 30 débit élevé pour la circulation de passage, une faible consommation de puissance (car les calculs pour le traitement selon le protocole sont réduits au minimum indispensable) et un comportement déterministique du système. Le module de passerelle peut comporter selon un déve- 35 loppement souple, d'autres unités telles qu'une unité de sécurité, une unité centrale de traitement et une unité de réaction sur un même composant semi-conducteur commun. Le circuit permet non seulement de traiter les données mais également de les transmettre à d'autres unités pour le traitement. Les avantages des fonctionnalités de passe- relle réalisées par le circuit sont complétés pour un traitement souple des données dans d'autres unités. De manière particulièrement économique et peu encombrante, une ou plusieurs de ces unités peuvent être intégrées en commun avec le circuit et le cas échéant des contrôleurs de communication peuvent être intégrés à un composant.

Le module de passerelle peut ouvrir des données utiles contenues dans les informations dans le circuit sans participation du processeur (cela correspond à la levée des informations de protocole de l'information) et d'encapsuler les données utiles et correspondantes dans les informations (cela correspond à l'enlèvement des informations de protocole de l'information) et cela pour différents protocoles de com- munication. On dispose ainsi d'un système efficace qui traite les fonctionnalités de base de passerelle sans participation de processeur et réalisant une économie de temps de calcule et de capacité. Selon un développement particulier, le circuit permet de transmettre en tunnel des informations d'un protocole (par exemple CAN, LIN, FlexRay) par le réseau de communication avec un autre protocole (par exemple, le réseau IP avec le protocole Ethernet). Ainsi, les informations de système de communication moins puissantes sont transmises en tunnel par un réseau plus puissant (Ethernet). Cela permet d'établir des systèmes de communication dont les unités de passerelle sont combinées par le réseau plus puissant par d'autres trajets (par exemple, entre différents domaines du véhicule) et les informations de sous-réseaux sont échangées entre-elles (et ainsi par exemple, entre les domaines d'un véhicule).

Le circuit est d'une utilisation particulièrement souple. Aussi, il est configuré par une unité centrale de traitement (CPU) notamment par la description des unités de mémoire du circuit par l'unité CPU avec des données de configuration. Le circuit fournit de préférence également des fonctions de classification de données. A l'aide des caractéristiques des messages, on détermine comment les travailler. Il s'agit de la nature du traitement et de la transmission par le circuit mais également de la nature du traitement et de la transmission par les autres unités de traitement de passerelle comme cela est fixé par le circuit.

Dessins La présente invention sera décrite, ci-après, de manière plus détaillée à l'aide d'un exemple de module de passerelle et d'unité de passerelle représentés dans les dessins annexés dans lesquels : - La figure 1 montre schématiquement l'architecture d'une variante de réalisation préférentielle de l'unité de passerelle selon l'invention. - La figure 2 montre schématiquement le flux de données possible dans une réalisation préférentielle d'une unité de passerelle selon l'invention. - La figure 3 montre schématiquement le flux de données dans une réalisation préférentielle d'une unité de passerelle, selon l'invention pour la transmission par la fonctionnalité de passerelle SDU. - La figure 4 montre schématiquement le flux de données dans une réalisation préférentielle d'une unité de passerelle selon l'invention pour une transmission par la fonctionnalité de signal de passerelle. - La figure 5 montre schématiquement le flux de données dans un dé- veloppement préférentiel d'une unité de passerelle selon l'invention pour une transmission par une fonctionnalité de tunnel de passerelle : - La figure 5(a) montre le cas d'une conversion supplémentaire de protocole. - La figure 5(b) montre la simple fonctionnalité de tunnel de passerelle. - La figure 6 montre schématiquement le flux de données d'une réalisation préférentielle d'une unité de passerelle selon l'invention dans le cas d'un traitement des données spécifiques à une application par une unité de traitement et ensuite transmission par une fonctionnalité de passerelle. - La figure 7 montre, à titre d'exemple, une architecture de véhicule avec quatre unités de passerelle reliées par des liaisons point par point pour former une chaîne en marguerite. - La figure 8 montre à titre d'exemple une architecture de réseau com- plètement maillé. - La figure 9 montre une architecture de véhicule dans laquelle deux unités de passerelle sont raccordées à une unité centrale de passe- relle. - La figure 10 montre une architecture plus complexe de véhicule avec plusieurs unités de passerelle qui sont organisées en partie suivant une chaîne en marguerite et en partie suivant une architecture en anneau et en partie suivant une structure arborescente et hiérarchi- sée. Description de modes de réalisation Il convient tout d'abord d'expliciter les expressions « unité de service de données» (SDU) et « unité de protocole de données PDU ». Les unités SDU sont les données utiles d'une unité PDU qui à côté des unités SDU dispose également d'informations de protocole. Dans un cas particulier, on peut avoir des informations à plusieurs couches dans lesquelles une unité SDU d'une unité PDU constitue à son tour une unité PDU. Exemples : Une information CAN incluant des informations de protocole CAN est encapsulée dans une information Ethernet incluant des informations de protocole Ethernet. L'information CAN est ainsi l'unité SDU de l'information Ethernet et constitue elle-même une unité PDU qui contient une information SDU, c'est-à-dire les données utiles sans les informations de protocole CAN. Les fonctionnalités de base dont dispose une unité de passerelle ou une unité de commande de passerelle (unité ECU de passerelle) comprennent la fonctionnalité spécifique à l'application, la fonctionnalité de signal de passerelle, la fonctionnalité d'unité SDU de passerelle et la fonctionnalité de tunnel. De plus, on peut prédéfinir d'autres fonctions telles que des fonctions de sécurité. La fonctionnalité spécifique à l'application désigne la fonctionnalité d'application traditionnelle d'une unité de commande électronique ECU. L'unité de commande électronique dans un véhicule assure la régulation, le contrôle, la surveillance ou la commande de dif- férentes fonctions et l'exécution des différents calculs. Ces calculs ou procédés de traitement spécifiques à l'application ne sont plus combinés à la fonctionnalité de passerelle, possible d'une unité ECU et peuvent être considérés dans une certaine mesure comme étant indépendants de celle-ci. Une simple unité ECU de passerelle ou une simple unité de passerelle ne peut absolument pas avoir de telles fonctionnalités spécifiques à l'application. La fonctionnalité de passerelle de signal désigne une fonctionnalité de passerelle consistant à traiter les signaux reçus comme unité de données de service SDU encapsulée dans une unité de protocole de données PDU reçue par les interfaces de communication de l'unité de passerelle. Une passerelle de signal peut combiner, intégrer, dupliquer, transformer le format, générer ou supprimer des signaux. Dans le système AUTOSAR, la fonctionnalité de passerelle de signal est située au dessus de la fonction RTE (environnement en temps réel). Le portail de signal selon l'état de la technique est réalisé sous la forme d'un programme, par exemple en utilisant une unité de commande de passerelle (unité de commande de passerelle GCU). La fonctionnalité de passerelle d'unité SDU ou I-PDU traite des groupes de signaux. Un groupe de signal arrive encapsulé dans une unité de service de données SDU dans l'unité de données de protocole (PDU). La dénomination I-PDU désigne une unité de données de protocole d'interaction de couche. Une unité I-PDU peut arriver en-capsulée de façon comparable à une unité SDU dans une unité PDU. La passerelle SDU reçoit les groupes de signaux/I-PDU des couches supé- rieures ou des unités SDU de couches inférieures telles que les interfaces des appareils de commande électroniques (ECU-unité de commande électronique) intégrées dans des unités PDU. La passerelle SDU peut supprimer sans modifier leur contenu, des groupes de si- gnaux, les enregistrer de façon intermédiaire, les mettre en file, émettre (comme message multicast ou multigroupe) et les répliquer. Dans le système AUTOSAR, la fonctionnalité de passerelle SDU se trouve dans la couche de communication dans le routeur PDU (routeur d'unités de protocole) est et réalisable comme programme.

La fonctionnalité de tunnel de la passerelle assure le passage en tunnel de trames d'informations de contrôle par le tunnel de communication à base de paquets selon différents modes de transport tels que les protocoles UDP (protocole d'utilisateur de message de don- nées) TCP (protocole de commande de transmission), IP (protocole In- ternet), AVB (pontage audio-vidéo) etc. La passerelle tunnel collecte et encapsule les trames d'informations reçues par les interfaces ECU dans des formats de réception tels que CAN, FlexRay, LIN, MOST pour les mettre en paquet de préférence selon Ethernet ou TCP/UDP/IP ou les extraire de tel paquet (Ethernet, TCP/UDP/IP) reçu par les unités ECU des interfaces selon des trames d'informations correspondantes (CAN, FlexRay, LIN, MOST). Dans les unités connues de passerelle automobile, toutes les fonctionnalités de passerelle sont réalisées sous forme de pro- grammes. On utilise des unités centrales CPU, c'est-à-dire les coeurs de micro processeur et de micro contrôleur ainsi que des processeurs supplémentaires tels que des unités de commande de passerelle, GCU ou des unités de traitement de signal SPU. Ces dernières sont habituellement des unités programmables optimisées pour le traitement de si- gnal. On utilise, pour cela, des processeurs standardisés ou spécialisés avec des fonctions spécifiques de traitement de signal. Ils peuvent être implémentés dans un micro processeur à plusieurs coeurs de façon fixe ou attribués par configuration. Les fonctions de sécurité coopèrent avec les données utiles d'une information en établissant par exemple des sommes de con- trôle et autres données de contrôle pour vérifier l'intégrité des données utiles. Ces fonctions peuvent être de préférence réalisées sous la forme de circuits de cryptage spécialisés. On peut également prévoir plusieurs unités de sécurité.

Contrairement aux solutions de passerelle fondées sur des programmes, selon l'état de la technique, la présente invention propose l'utilisation d'un circuit spécifique. Le circuit spécifique (moteur de données EDE) est un multiplexeur-démultiplexeur de données à plusieurs couches qui applique différents protocoles de données. Le circuit EDE implémente la transmission des données sous la forme d'un cir- cuit. Il peut être implémenté dans un composant de passerelle, intégré ou une puce de passerelle selon l'architecture décrite ensuite. Le circuit spécifique (EDE) dispose de moyens de traitement de données dans le circuit, en particulier, la mise en série d'informations, la conversion d'informations d'un protocole réseau à un autre protocole réseau et la transmission des données en pipeline. L'architecture de passerelle proposée implémente selon un développement préférentiel, la fonctionnalité de passerelle tunnel sous la forme de circuit spécifique (EDE). La fonctionnalité de passerelle de signal selon un développement préférentiel est assistée par une unité de traitement de signal (SPU). Les fonctions de sécurité sont également réalisées de préférence par une unité de circuit spécial. Entre les unités de traitement CPU, SPU, unité de circuit de sécurité (circuits spécifiques EDE) et des contrôleurs de communication de l'unité de passe- relle, on installe une infrastructure commune de communication. Cette infrastructure a une liaison complètement maillée entre les contrôleurs de communication, les procédés de traitement et les procédés de passerelle ainsi qu'une liaison directe entre les contrôleurs de communication par le circuit spécifique (EDE) en contournant les instances de pro- gramme. Pour contrôler complètement la qualité de service requise pour tous les flux de données, on implémente de manière centrale des mécanismes de mise en file et d'échéance. Les fonctions fondamentales de la passerelle tunnel telles que la segmentation des données et l'encapsulage des données sont réalisées dans le circuit spécifique (EDE). On augmente la mise en parallèle des circuits en utilisant une solution pipeline de coopération dans le circuit spécifique (EDE). Alors que dans les passerelles connues des applications à l'automobile, chaque unité traite à la fois les données utiles et les donnés de commande, dans la présente architecture de passerelle, on sé- pare le niveau des données et le niveau de commande. Le niveau plan de donnés est représenté par un circuit spécifique (EDE) et le cas échéant par d'autres unités (telles qu'une unité de circuit de sécurité et une unité SPU) réalisées sous la forme d'esclaves. Le circuit spécifique (EDE) et le cas échéant les autres unités esclaves traitent la circulation des données utiles et sont contrôlées par programme par une unité maître (CPU) qui constitue ainsi le niveau ou plan de commande. Le circuit spécifique (EDE) est le composant de base du plan de données de l'unité de passerelle proposée. Ce circuit reçoit les données et les transmet aux autres unités de l'unité de passerelle. Les interfaces avec les autres unités sont identiques pour tous les protocoles de communication utilisés ou tous les contrôleurs de communication et sont indépendantes de l'application. Le circuit spécifique (EDE) fonctionne dans le cas de cette mise en série ou mise en priorité des données à l'entrée du circuit spécifique comme fonction maître par rap- port aux interfaces et aux autres unités du plan de données ; celles-ci se comportent comme esclaves vis-à-vis du circuit spécifique (EDE). Cela signifie par exemple que pour des données arrivant simultanément, le circuit spécifique (EDE) pourra choisir les données qu'il reçoit en priori- té. Dans une réalisation préférentielle, les premières étapes du traite- ment de données sont toutefois mises en parallèle par le circuit spécifique (EDE) pour que la capacité de traitement ou de réception (largeur de bande) corresponde au taux de réception maximum de données en direction des interfaces, c'est-à-dire du contrôleur de communi- cation. Dans ce cas, la mise en série d'entrée n'a qu'une importance secondaire. La mise en série ou la mise en priorité des données sortantes est en revanche la fonctionnalité centrale du circuit spécifique (EDE) qui garantit la qualité de service QOS. Alors que dans toute l'architecture, on a une relation maître/esclave (CPU par rapport aux autres unités) dans le plan des données, l'architecture est commandée par le flux des données. La figure 1 montre schématiquement l'architecture d'une variante préférentielle de l'unité de passerelle selon l'invention. Un cir- cuit spécifique (EDE) 101 est relié à d'autres unités : une unité centrale de traitement 102, une unité de traitement de signal 103, une unité de sécurité 104 ainsi que des contrôleurs de communication 105 (pour chaque contrôleur de communication, on a représenté schématiquement seulement une liaison ; l'ensemble des contrôleurs de communication porte la référence 105). L'unité centrale de traitement (CPU) 102 contrôle par un bus (CPU) 106 comme maître, les esclaves, à savoir : le circuit spécifique (EDEQ) 101, l'unité de traitement de signal 103, l'unité de sécurité 104, les contrôleurs de communication 105. Les contrôleurs de communication 105 sont reliés à plusieurs sous-réseaux (ici par exemple les sous-réseaux 107 et 108). De préférence chaque fois un contrôleur de communication est relié à un sous-réseau. Selon des variantes de réalisation de l'unité de passerelle, on peut par exemple supprimer l'unité de traitement de signal 103 et/ou unité de sécurité 104 et alors les fonctionnalités correspondantes sont supprimées ou sont réalisées par une autre unité, par exemple, par l'unité centrale de traitement 102 en se fondant sur un programme ou par le circuit spécifique (EDE) en se fondant sur un circuit. On peut également compléter d'autres unités pour réaliser des fonctionnalités supplémentaires par exemple, l'unité de réaction décrite ultérieurement.

L'unité centrale de traitement 102 contrôle non seule- ment le circuit spécifique (EDE) 101 mais le configure également. L'unité centrale de traitement 102 comporte pour la configuration, des unités de mémoire tels que registre, carte mémoire ou table de mise à jour contenant les informations de configuration. A partir de ces infor- mations, les messages d'informations sont classifiés en fonction de leurs caractéristiques de messages par le circuit spécifique (EDE) 101. Classification signifie dans ce contexte que, par exemple, pour les messages (informations) à l'aide de leurs caractéristiques et des informations de configuration, on décide des étapes de traitement à parcourir, la priorité de leur traitement et de l'émission ainsi que la destination des données. Les informations de configuration dans les mémoires du circuit spécifique (EDE) 101 peuvent être modifiées par l'unité centrale de traitement 102 qui assure la configuration. Cette opération se fait de préférence en dehors du fonctionnement du circuit spécifique (EDE) 101. Selon une variante, l'unité de passerelle est réalisée sans unité centrale de traitement 102. Dans ce cas, elle serait également supprimée comme instance de contrôle et il faudrait une configuration statique par exemple la description des unités de mémoire correspondant du circuit spécifique (EDE) 101 avec l'information de configuration à partir d'une mémoire flash avant la mise en oeuvre de l'unité de passerelle. Le circuit spécifique (EDE) fournit une liaison complète- ment maillée entre l'unité centrale de traitement avec le programme d'application (CPU), la passerelle-signal (SPU), la passerelle SDU (circuit spécifique (EDE)) et l'unité de sécurité (circuit de sécurité). La fonctionnalité de liaison du circuit spécifique (EDE) contient tous les mécanismes nécessaires pour garantir la qualité de service (QoS). Les fonctionnalités de passerelle-signal et de sécurité sont soutenues par des unités spécifiques (CPU ou unité de circuit de sécurité). Les fonc- tionnalités de passerelle SDU et de passerelle-tunnel sont réalisées en propre par le circuit spécifique (EDE). Les contrôleurs de communication (CC) 105 sont des uni- tés reliées au circuit spécifique (EDE) 101. Ces contrôleurs envoient et reçoivent des trames de message dans un format spécifique à l'interface. Les trames sont spécialement adaptées pour coopérer avec le circuit spécifique (EDE) 101. Cela permet de simplifier l'enregistrement intermédiaire de message dans les contrôleurs CC 105 et de déléguer l'attribution de la priorité de l'échange des données au circuit spécifique (EDE) 101. L'unité de traitement de signal (SPU) 103 et l'unité de sécurité 104 sont également reliées comme unités au circuit spécifique (EDE) 101. Ces unités émettent et reçoivent des signaux du circuit spécifique (EDE) 101 en utilisant une interface commune de données.

Pour cela, il ne faut pas de commande d'accès à un bus CPU ou SPU 106. Le circuit spécifique (EDE) 101 comporte une mémoire locale de données dans laquelle on peut enregistrer les données et les travailler très largement en se fondant sur les combinaisons de don- nées. Par exemple, suivant l'application, on peut enregistrer une unité PDU dans la mémoire centrale si celle-ci doit être transmise par le tunnel par exemple dans un réseau de communication ou encore enregistrer une unité SDU si celle-ci doit être intégrée dans une nouvelle unité PDU. Cela permet au flux de données de parcourir plusieurs fois le cir- cuit spécifique (EDE) pour des couches de communication spécifiques (par exemple, par l'unité de réaction décrite de manière plus détaillée ultérieurement) sans nécessiter pour chaque étape une mémoire de données particulière, ce qui réduit la place de mémoire globale nécessaire. Dans le cas d'un parcours multiple, par exemple, une unité SDU au cours du premier parcours et déposé par le circuit spécifique (EDE) 101 dans la mémoire globale, la combinaison est transmise (par exemple à l'unité de réaction) ; au second parcours, la combinaison traverse le circuit spécifique (EDE) 101 et avant d'être transmise par exemple au contrôleur de communication 105, on extrait l'unité SDU de nouveau de la mémoire locale. L'unité centrale de traitement (CPU) 102 réalise trois fonctions de base. Tout d'abord, le traitement d'application : Pour cela, l'unité centrale CPU 102 traite selon la fonction d'application de l'unité centrale ECU de passerelle. Une unité de passerelle simple ou une unité ECU de passerelle ne disposent pas de fonction d'application corres- pondante; une application ECU, c'est-à-dire, par exemple, une unité de guidage d'un véhicule, contrôle et commande des fonctions déterminées et des procédés du véhicule tout en fonctionnant également plus comme unité de passerelle avec des fonctions d'application correspondantes.

Vis-à-vis de cette fonction comme unité d'application, l'unité CPU 102 se comporte comme une unité normale du plan des données (comme l'unité SPU 103, l'unité de circuit de sécurité 104 ou le contrôleur de communication 105). En outre, l'unité CPU 102 assure la fonction d'une unité de système de commande et de gestion. Il s'agit d'une fonction dans le plan de commande et dans cette fonction, l'unité CPU 102 se comporte comme maître des bus CPU. Dans cette fonction, l'unité contrôle toutes les autres instances ou unités constituant des esclaves. La troisième fonction de la configuration a déjà été décrite ci-dessus. Dans ce cas, l'unité CPU 102 fonctionne également comme maître.

La fonction de sécurité de préférence réalisée comme uni- té de circuit de sécurité ou de cryptage 104, spécialisée, fait apparaître le circuit spécifique (EDE) 101 comme autre unité. L'implémentation des fonctions de sécurité au-delà du circuit spécifique (EDE) 101 évite des effets de blocage, négatifs qui pourraient être provoqués par des calculs de cryptage et de décryptage complexes. Toutefois, il est ainsi nécessaire d'utiliser pour les fonctions de sécurité ou de cryptage, des données qui parcourent deux fois le circuit spécifique (EDE) 101. Le parcours se fait une fois à l'état non crypté et une fois à l'état crypté. Selon un développement préférentiel de l'unité de passe- relle, une autre unité est l'unité de réaction. Elle réalise le chemin des données entre la sortie du circuit spécifique (EDE) 101 et l'entrée du circuit spécifique (EDE) 101. On crée un chemin de données qui passe deux fois dans le circuit spécifique (EDE) 101. Cela est, par exemple, nécessaire si les étapes de travail de deux couches de protocole ne peu- vent être exécutées par un passage à travers le circuit spécifique (EDE) 101. A titre d'exemple, on décrira la fonctionnalité de tunnel de la figure 5(a). L'unité de réaction peut être réalisée comme autre circuit de préférence intégré au circuit spécifique (EDE). La figure 2 montre schématiquement le flux possible de données selon un développement préférentiel d'une unité de passerelle selon l'invention. Les données des sous-réseaux sont reçues par les contrôleurs de communication 205 de l'unité de passerelle. Les données sont transmises par les contrôleurs de communication 205 au circuit spécifique (EDE) 201. Dans celui-ci, les données sont traitées par le cir- cuit, c'est-à-dire en se fondant sur le circuit en étant, par exemple, transformées en un nouveau format de données et en sortie du circuit spécifique (EDE) 201, les données peuvent être transmises directement de nouveau par les contrôleurs de communication 205 aux sous-réseaux souhaités. Après le traitement par le circuit spécifique (EDE) 201, celui-ci assure à l'entrée des données également les fonctions déjà décrites ci-dessus de mise en série et attribution de priorité et ainsi que de classification des données. A partir de la sortie du circuit spécifique (EDE) 201, les données peuvent être transmises en variante à l'unité de sécurité 204 si les données doivent subir des fonctions de sécurité (cryptage ou décryp- tage, vérification de la somme de contrôle etc.). Après le passage en option de l'unité de sécurité 204, les données reviennent à l'entrée du circuit spécifique (EDE) 201. Egalement, en option, les données peuvent être trans- mises à la sortie du circuit spécifique (EDE) 201 également à l'unité de traitement de signal (SPU) 203. Cela se fait avec les données qui doivent être traitées par l'unité de processeur de l'unité de traitement de signal 203 avec les fonctions de programme et de circuit. Après un tel passage dans l'unité de traitement de signal 203, les données sont, de nouveau, transmises à l'entrée du circuit spécifique (EDE) 201. Egalement, en option, les données de la sortie du circuit spécifique (EDE) 201 peuvent être transmises à l'unité centrale de traitement (CPU) 202. Cela se fait avec les données qui ont été travaillées par le processeur de l'unité centrale de traitement avec des fonctions de programmes et de circuit, par exemple pour un traitement spécifique à une application. Après un tel passage dans l'unité centrale de traitement 202, les données sont de nouveau, transmises à l'entrée du circuit spécifique (EDE) 201. Egalement, en option, les données peuvent être trans- mises à la sortie du circuit spécifique (EDE) 201 à l'unité de réaction 206. Cela concerne les données qui doivent être transmises de la sortie du circuit spécifique (EDE) 201, sans traitement, de nouveau à l'entrée de ce circuit spécifique (EDE) car elles doivent traverser deux fois ce circuit. Après ce passage de l'unité de réaction, les données sont trans- mises de façon correspondante à l'entrée du circuit spécifique (EDE) 20 1. Lorsque les données ont traversé une ou plusieurs fois le circuit spécifique (EDE) 201 et le cas échéant, une ou plusieurs des autres unités (202-204, 206) elles peuvent être transmises de la sortie du circuit spécifique (EDE) 201 au contrôleur de communication 205 pour être envoyées au sous-réseau du système de communication. La suite de la description concerne en outre les flux de données fournies par les fonctionnalités centrales de passerelle par l'architecture de passerelle telle que proposée.

Fonctionnalité de passerelle SDU : Le contrôleur de communication reçoit une unité de données de protocole. On enlève l'entête ou les informations de protocole de l'unité de données et dans le cas d'une transmission Unicast, cette unité de données résultante est enregistrée dans une file standard et dans le cas d'une transmission multicast, elle est attribuée à un groupe mul- ticast combiné à une liste de files standards à traiter. L'unité d'échéance de files vide les files de manière asynchrone en fonction des requêtes des interfaces de sortie. Une entête spécifique d'interface est ajoutée à l'unité SDU avant que celle-ci ne quitte le système (ainsi en tant que PDU). Cette opération est couverte complètement dans le cir- cuit spécifique (EDE). L'unité CPU est alors non seulement sollicitée comme unité de traitement mais elle accompagne cette fonctionnalité de passerelle seulement comme instance de contrôle ou de configuration. L'architecture de passerelle proposée dispose ainsi de préférence d'un circuit spécifique (EDE) qui comme maître défait une unité de données de service basée sur le circuit dans le plan de données de l'unité de données de protocole en fonction d'un premier protocole de données et encapsule ces unités de données de service dans des unités de données de protocole correspondant à un second protocole de don- nées. Ainsi, les unités de données de protocole sont reçues en fonction d'un premier protocole de données d'un premier sous-réseau par le contrôleur de communication de l'unité de passerelle pour être converties par le circuit spécifique (EDE) en unité de données de protocole correspondant à un second protocole et ensuite être envoyées par le contrô- leur de communication de l'unité de passerelle vers un second sous réseau. Cela s'applique au cas où les unités de données de service de l'unité de données de protocole doivent être transférées à l'état inchangé et non traitées par l'unité de passerelle, c'est-à-dire, que l'on ne doit modifier que les données de contrôle ou les données de protocole ou le format des informations ou des messages et non le contenu en données utiles. Les sous-réseaux sont par exemple des systèmes de communication CAN, FlexRay, MOST, LIN et Ethernet. La figure 3 montre le flux de données dans le cas de la fonctionnalité de passerelle SDU appliquée à l'exemple d'une architec- ture de passerelle préférentielle, représentée schématiquement. Les données d'un premier sous-réseau par exemple celle d'un bus CAN doivent être transmises par l'unité de passerelle a un second sous-réseau par exemple un bus FlexRay, sans avoir à traiter le contenu d'informations dans le message à transmettre. Pour cela, l'information ou le message à transmettre (ou encore les messages à transmettre) sont reçus par le contrôleur de communication correspondant 205 (dans cet exemple, il s'agit du format CAN). L'information est transmise au circuit spécifique (EDE) 201. Le contenu d'information ou contenu du message est déballé, c'est-à-dire que l'on enlève l'information spéci- figue au protocole ou encore on prélève l'unité de données de services dans cette unité de données de protocole. Cela se fait dans le circuit spécifique (EDE) 201 sans participation d'une unité de traitement (c'est-à-dire sans participation de l'unité centrale de traitement 202 ou de l'unité de traitement de signal 203). Le cas échéant (contrairement à la représentation de la figure 3) on peut également appliquer des fonctions de sécurité par l'unité de sécurité 204. L'unité de réaction 206 n'est pas utilisée dans ce cas de passerelle ainsi décrit. La nouvelle information (unité de données de protocole) de l'exemple avec des informations de protocole FlexRay, est transmise par la sortie du circuit spécifique (EDE) 201 au contrôleur de communication correspondant 205 et de là, le message est envoyé au sous-réseau souhaité (par exemple, le sous-réseau FlexRay). Si le message d'un sous-réseau doit être transmis à un sous-réseau ayant le même protocole de communication (par exemple, du réseau CAN au réseau CAN), le message peut être passé soit direc- tement comme unité PDU dans le circuit spécifique (EDE) 201 soit en fonction de la description ci-dessus avec échange des informations de protocole. Cette dernière solution est utilisée s'il faut modifier la commande de priorité ou d'arbitrage dans les informations de protocole utilisées dans le sous-réseau.

Fonctionnalité de passerelle-signal : Une unité de données de protocole est reçue par un contrôleur de communication. Comme dans le cas des passerelles SDU, l'unité de données de service est extraite de l'unité de données de protocole par le circuit spécifique. La passerelle-signal décrit toutefois le cas dans lequel il faut modifier ou traiter le contenu de données utiles des informations ou messages, c'est-à-dire de l'unité de données de service. Pour cela, il faut le programme ou le circuit de l'unité CPU d'un microprocesseur ou par exemple, une unité CPU spécialisée (dans une passerelle, il s'agit de l'unité de commande de passerelle GCU). L'unité de données de service déballée par le circuit spécifique (EDE) est envoyée selon un mode de réalisation préférentiel à l'unité de traitement de signal SPU qui exécute les procédés souhaités de traitement de signal. En variante, on pourrait transmettre à l'unité CPU, et effectuer un traitement approprié. Cela économiserait une unité SPU spéciale mais char- s gerait en plus l'unité CPU. Comme dans le développement préférentiel, l'unité SPU est extérieure au circuit spécifique (EDE), le traitement n'influence pas le fonctionnement du service spécifique (EDE). Les données de sortie, c'est-à-dire l'unité de données de service résultante après le traitement par l'unité SPU ne sont pas envoyées directement aux in- 10 terfaces de sortie mais passent une nouvelle fois dans le circuit spéci- fique (EDE). Lors de ce passage, par exemple, les unités de données de service, traitées, sont emballées ou converties par le circuit spécifique (EDE) en unité de données de protocole, c'est-à-dire que l'on ajoute les informations de protocole correctes aux unités SDU. La fonction 15 d'échéance de message transmet la trame de message aux interfaces de sorties souhaitées. La fonction de traitement de signal reçoit ainsi des groupes de signaux du circuit spécifique (EDE). L'unité de traitement de signal apparaît vis-à-vis du circuit spécifique (EDE) comme autres uni- 20 tés. On peut également avoir plusieurs unités de traitement de signal dans l'architecture proposée. L'implémentation de la fonction de traitement de signal en dehors du circuit spécifique (EDE) évite des effets de blocage qui seraient liés à des calculs compliqués de traitement de signaux. Toutefois, il est ainsi nécessaire que les paquets de données tra- 25 versent deux fois le circuit spécifique (EDE), une fois à l'état non traité ou comme données non traitées et une fois après traitement du signal. L'architecture de passerelle proposée dispose ainsi de préférence d'un circuit spécifique (EDE) comme maître d'une unité de données de service dans un plan de données basé sur le circuit et com- 30 prenant des unités de données de protocole correspondant à un premier protocole de données dont on extrait les unités de données de protocole correspondant à un premier protocole de données, qui envoie des unités de données de service à une unité de traitement (un processeur telles qu'une unité CPU ou une unité SPU) pour la poursuite de traitement à 35 effectuer par programme, par circuit-programme ou par circuit et qui encapsule les unités de données de service de sortie après leur traitement par l'unité de traitement qui les a reçues dans des unités de données de service traitées dans le circuit pour passer dans des unités de données de protocole correspondant à un second protocole de données.

Ainsi, on pourra recevoir les unités de données de protocole correspon- dant à un premier protocole de données d'un premier sous-réseau par les contrôleurs de communication de l'unité de passerelle et les convertir par le circuit spécifique (EDE) en unité de données de protocole correspondant au second protocole pour les envoyer par le contrôleur de communication de l'unité de passerelle à un second sous-réseau ; les unités de données de service sont manipulées dans une étape de traitement intermédiaire par un processeur sous forme de programme. Cela s'applique également au cas où les unités de données de service de l'unité de données de protocole doit être transférée à la fois par l'unité de passerelle et être modifiée, c'est-à-dire que non seulement les don- nées de contrôle ou les données de protocole ou le format des informations ou les informations seront modifiées mais également le contenu des données utiles. Les sous-réseaux sont par exemple des systèmes de communication CAN, FlexRay, MOST, LIN et Ethernet.

La figure 4 montre le flux de données dans le cas de la fonctionnalité de passerelle-signal à l'exemple d'une architecture préférentielle de passerelle représentée schématiquement. Les données d'un sous-réseau sont reçues par le contrôleur de communication correspondant 205. Il s'agit, par exemple, de la réception des données d'un sous-réseau LIN. L'information ou le message LIN sont transmis au cir- cuit spécifique (EDE) 201. Les données non traitées traversent le circuit spécifique (EDE) 201 comme par exemple décrit, les unités de données de service seront séparées des unités de données de protocole. La sortie du circuit spécifique (EDE) transmet les unités de données de service à l'unité de traitement de signal 203, ce qui se réalise, de préférence, par une unité SPU, spécialisée, un processeur avec un micro logiciel spécialisé. L'unité de traitement de signal 203 traite les données pour les transmettre, de nouveau, à l'entrée du circuit spécifique (EDE) 201. Les données traitées traversent alors le circuit spécifique (EDE) 201. Les unités de données de service traitées sont, par exemple, encapsulées dans les unités de données de protocole souhaitées (par exemple, des unités de données de protocole CAN). A partir de la sortie du circuit spécifique (EDE) 201, les unités de données de protocole sont alors transmises par les contrôleurs de communication correspondants 205 au sous-réseau souhaité (dans l'exemple, il s'agit d'un sous-réseau CAN). Fonctionnalité de passerelle-tunnel : La passerelle-tunnel est en mesure d'intégrer des don- nées de plusieurs contrôleurs de communication dans un unique dia- logue. Selon un développement préférentiel, les messages d'un ou plusieurs sous-réseaux sont intégrés avec un format de données commun ou différent dans des messages Ethernet, par exemple, AVB correspondant à P1722(a) ou par exemple, ils sont transmis par le réseau UDP, TCP ou IP. Dans le cas de la passerelle-tunnel, il n'est pas néces- saire de dégager les unités de données de service des unités de données de protocole reçues par les contrôleurs de communication car les unités complètes de données de protocole (également plusieurs unités de données de protocole correspondant à plusieurs protocoles de communication) dans les messages tunnel émis. Toutefois, on peut prévoir que les informations correspondant à un premier protocole soient converties avant le passage en tunnel, tout d'abord selon un second protocole, par exemple, si ces données sont envoyées avec d'autres données du second protocole en commun par la fonctionnalité de passerelle-tunnel. C'est ainsi que par exemple, les données d'un sous-réseau CAN peuvent être intégrées à des données d'un sous-réseau FlexRay en un message de tunnel. Cela permet alors par exemple, de dégager les unités de données de service des unités de données de protocole CAN dans le circuit spécifique (EDE) et de les emballer dans des unités de données de protocole FlexRay et de les intégrer lors du passage suivant dans le circuit spécifique (EDE), les unités de données de protocole FlexRay en com- mun avec d'autres unités de données de protocole FlexRay dans un message Internet ou Ethernet. Les informations de protocole appropriées, par exemple, les informations P1722(a) sont ajoutées par le circuit de charge spécifique (EDE). Les contrôleurs de communication ajoutent alors par exemple une adresse de groupe Ethernet multicast AVB comme adresse de destination et l'adresse MAC de l'unité de passerelle est ajoutée comme adresse source au paquet. L'architecture de passerelle ainsi proposée dispose de préférence d'un circuit spécifique (EDE) fonctionnant comme maître d'une unité de données de protocole d'un plan de données (réception d'un ou plusieurs contrôleurs de communication à partir d'un ou plusieurs sous-réseaux) correspondant au moins à un premier protocole de données fondé sur un circuit dans le message de tunnel d'un second protocole de données dans lequel il est intégré. Les messages de tunnel sont formés de préférence selon le protocole Ethernet en particulier le protocole AVB et sont émis par des interfaces correspondantes de préférence par des interfaces AVB, UDP, TCP ou IP. Le cas échéant, les unités de données de protocole précédentes peuvent être reçues en fonction d'un premier protocole de données par un premier sous-réseau par des contrôleurs de communication de l'unité de porte pour être converties par le circuit spécifique (EDE) en unité de données de protocole correspondant à un second protocole de données et cette unité de protocole de données (à l'opposé d'autres unités de données de protocole) dans les messages de tunnel d'un troisième protocole de données qui les enve- loppe. Les sous-réseaux sont, par exemple, des systèmes de communi- cation CAN, FlexRay, MOST, LIN et Ethernet. La figure 5 montre le flux de données dans le cas de la fonctionnalité de passerelle-tunnel par exemple d'une architecture de passerelle préférentielle sous une forme schématique. Dans le cas de la figure 5(a), les messages d'un premier sous-réseau et d'un second sous- réseau par exemple d'un sous-réseau CAN et d'un sous-réseau FlexRay sont reçus par des contrôleurs de communication correspondant 205 pour être transmis au circuit spécifique (EDE) 201. Si l'on veut alors transmettre en tunnel les données de deux sous-réseaux en commun, dans un message par un troisième réseau, il faut qu'au moins une par- tie des données parcourent le circuit spécifique (EDE). Si dans cet exemple, les messages de deux sous-réseaux sont intégrés dans le message de tunnel au format CAN, il faut tout d'abord que les messages FlexRay traversent le circuit spécifique (EDE) 201 pour subir une con- version de protocole pour passer du protocole FlexRay au protocole CAN. A partir de la sortie du circuit spécifique (EDE) 201, les données sont ensuite transmises par l'unité de réaction 206 en retour à l'entrée du circuit spécifique (EDE) 201. Dans celui-ci, les données seront en-capsulées en commun avec les données de l'autre sous-réseau (selon l'exemple, il s'agit du sous-réseau CAN) en un message de tunnel. De façon préférentielle, l'encapsulage se fait dans le message Ethernet. Le message est ensuite transmis par le circuit spécifique (EDE) 201 au contrôleur correspondant 205 pour être transmis au sous-réseau souhaité. Dans l'exemple de réalisation préférentiel, le sous-réseau est un réseau TCP, IP- AVB, UDP correspondant à un protocole de communi- cation Ethernet et les messages CAN sont transférés en tunnel dans ce réseau. En revanche, la figure 5(b) montre le cas du circuit spéci- fique (EDE) 201 qui n'est parcouru qu'une seule fois pour la fonctionna- lité de tunnel. Il peut s'agir, par exemple, du cas de messages de mêmes types de protocole qui sont transmis en tunnel par un sous-réseau d'un autre type de protocole ou encore si les messages sont transmis en tunnel par différents types de protocole sans adaptation du type de protocole par un sous-réseau d'un autre type de protocole.

Les trames de message correspondantes peuvent être in- tégrées dans le message de tunnel par le passage du circuit spécifique (EDE) 201. La suite de la transmission se fait comme cela a été décrit à propos de la figure 5(a). La figure 6 montre le flux de données dans le cas d'un traitement combiné spécifique à une application des unités de données de service par l'unité CPU et un transfert par passerelle des unités de données de service traitées vers un autre sous-système par l'unité de circuit spécifique dans le cas de l'exemple d'une architecture préférentielle de passerelle représentée schématiquement. Le message d'un sous-réseau est reçu par un contrôleur de communication 205 qui le transmet au circuit spécifique (EDE) 201. Celui-ci dégage l'unité de données de service de l'unité de données de protocole. L'unité de données de service ainsi dégagée est transmise par le circuit spécifique (EDE) 201 à l'unité centrale de traitement 202 qui la traite alors de ma- nière spécifique à l'application selon les fonctions de commande de ré- gulation et de contrôle spécifique de l'unité ECU de passerelle. L'unité de données de service, traitée traverse de nouveau le circuit spécifique (EDE) qui la transforme en une unité de données de protocole souhaitée pour la transmettre par le contrôleur de communication correspondant 205 au sous-réseau demandé. En principe, les fonctions de sécurité (notamment les fonctions cryptographiques) de l'architecture préférentielle de passerelle peuvent être réalisées en plus des fonctions décrites en ce que les données passent en plus dans une unité de sécurité 204. Aux figures 3 à 6, on aurait alors une boucle de passage de données supplémentaire entre le circuit spécifique (EDE) 201 et l'unité de sécurité 204 comme cela est présenté à la figure b. De même, en principe, l'architecture de passerelle proposée peut traiter en commun plusieurs messages de différents sous-réseaux ou aussi plusieurs messages du même sous-réseau pour les emballer et continuer le traitement. L'unité de passerelle décrite correspondant à l'architecture proposée comprenant notamment le circuit spécifique décrit (EDE) peut être intégrée dans l'unité ECU d'application standard ou être réalisée par l'unité ECU de passerelle, spécialisée.

Dans un système de communication à plusieurs sous- réseaux, répartis par exemple dans différents domaines du véhicule, les sous-réseaux ou les domaines peuvent avoir une unité de passerelle correspondant à l'architecture décrite. Les informations ou messages d'un sous-réseau sont reçus par des contrôleurs de communication qui les transmettent au circuit spécifique (EDE). Par la classification des circuits spécifiés (EDE) on détecte alors à l'aide de la caractéristique de message respectif comment il faut procéder avec le message ou avec quelle unité de traitements, ainsi, par exemple, l'unité de traitement de signal, l'unité de traitement centrale ou l'unité de sécurité, qui doit transmettre le message après passage dans le circuit spécifique (EDE) (voir des remarques concernant la classification des messages vers le haut). S'il faut traiter le message, on utilise la fonctionnalité spécifique à l'application ou la fonctionnalité de passerelle-signal de l'unité de passerelle et pour cela, on utilise les processeurs tels que l'unité CPU ou l'unité SPU. Pour une simple fonctionnalité de passerelle (passerelle SDU) ou une fonctionnalité de passerelle-tunnel, on ne sollicite pas les processeurs notamment pas l'unité CPU principale et le circuit spécifique (EDE) assure la transmission des messages y compris la conversion du protocole. Ces fonctions (partielles) rendent disponibles le circuit spécifique (EDE) pour la fonctionnalité de passerelle de signal et la fonctionnalité de passerelle-tunnel. L'architecture présentée du circuit spécifique (EDE) per- met une transmission très largement non retardée, sans gigue et sans temps de latence au moins de données de priorité supérieure. Il en ré- suite de nouvelles possibilités de conception et d'optimisation de réseau de véhicule en fonction des exigences concernant la redondance, les moyens de câblage autorisés, le coût et d'autres conditions aux limites. La figure 7 donne un exemple d'une architecture de véhicule avec quatre unités de passerelle 700, 710, 720, 730 reliées par des liaisons point à point 750 selon une chaîne en marguerite. Les liaisons sont de préférence faites par une communication selon la norme Ethernet, par exemple, avec un débit de 100Mbit/ s, 1Gbit/s, 10 Gbit/s, selon la couche de transmission physique disponible. Chaque unité de passerelle comporte à cet effet, selon l'exemple représenté, un commutateur Ethernet SWT ayant au moins trois ports pour représenter la disposi- tion enchaînée. Deux ports servent à relier avec les participants les plus proches de la chaîne ; le troisième port relie chacun des communications respectives. On peut également avoir plus de trois ports sur une unité de passerelle pour réaliser d'autres liaisons Ethernet. La commu- nication par les liaisons point à point 750 peut en outre utiliser par exemple le pontage audio-vidéo selon la norme IEEE 802.1Q ou le standard IEEE 1722, TCP ou UDP. Une autre liaison point à point 760, en option, est repré- sentée par un tracé en pointillé entre les unités de passerelle 710 et 720 qui relient en option les passerelles suivant une boucle fermée. Cela permet une répartition très souple de la charge (les données peuvent être envoyées en tournant soit par la gauche, soit par la droite) et ainsi on a une redondance avantageuse (par exemple, la pondération en cas de défaillance de liaisons partielles). Les unités de passerelle sont rac- cordées à des sous-réseaux par des unités de raccordement correspon- dantes (par exemple, FLX pour FlexRay, CAN pour CAN) et qui relient par exemple des réseaux CAN à des postes participants 5C, des réseaux FlexRay avec des postes participants 5F, des réseaux LIN, des réseaux sans fils ou autre réseau. Les participants Ethernet raccordés 5E peu- vent constituer un sous-réseau, comme cela est par exemple représenté à la figure 7 pour l'unité de passerelle 730. Lorsqu'on utilise des passerelles usuelles, il peut arriver que du fait des temps de latence nécessaires pour la transmission des données d'un sous-réseau à l'autre (notamment par plusieurs unités de passerelles usuelles) les noeuds de communication qui sont physique- ment éloignés les uns des autres doivent se trouver dans le même sous-réseau. A titre d'exemple, il peut être nécessaire que les capteurs de vitesse de rotation des roues qui doivent communiquer entre eux et/ou avec un appareil de commande de freinage et/ou avec un appareil de commande de régulation longitudinale doivent être associés tous au même sous-réseau. L'association des différents sous-réseaux qui étaient reliés jusqu'alors par des unités de passerelle pourrait être difficile à cause du temps de latence et/ou de la gigue dans les messages. Du fait de la disposition nécessaire des roues dans les coins du véhicule, il fau- drait également un sous-réseau de communication, étendu, qui suit la fixation de l'association dans les sous-réseaux au cas où l'on a des circulations de données ou des groupages logiques de l'appareil de commande qui ne suit pas leur disposition physique. Cela se traduit par un câblage important, un poids élevé et un câblage éventuellement défec- tueux. Grâce à la disponibilité de l'unité de passerelle décrite ci- dessus qui permet de réduire significativement les temps de latence, on peut orienter les sous-réseaux selon la disposition physique, ce qui tra- duit par une économie correspondante de câblage. Dans l'exemple de réalisation présenté, on peut avoir un sous-réseau CAN dans chacun des quatre coins du véhicule. Chacun de ces sous-réseaux a été associé à l'un des capteurs de vitesse de rotation de roue et les quatre sous-réseaux peuvent être raccordés par une unité de porte commune à un réseau Ethernet à bandes larges (un réseau Ethernet sur une dorsale internet) sans risquer des temps de latence importants ou des gigues gênantes dans les communications. La fermeture de la chaîne en marguerite pour former un anneau fermé, réalise dans l'exemple présenté en outre la redondance de la communication de sorte qu'une interruption suivant l'une des liai- sons à bande large entre les unités de passerelle permettent néanmoins de dérouler la circulation des données entre les sous-réseaux au moins pour les données fortement prioritaires de façon non retardée, c'est-à-dire sans effet négatif sur les temps de retard ou temps de latence ou encore la gigue dans les lignes de communication résiduelles. La même remarque s'applique à une architecture de réseau complètement maillée comme celle présentée à la figure 8. Dans cet exemple, chaque porte d'entrée comporte des unités 800, 810, 820, 830 d'un commutateur Ethernet SWT avec au moins quatre ports et chaque unité de passerelle est reliée à une autre unité de passerelle par les liaisons 850. Pour une architecture de réseau complètement maillée avec cinq unités de passerelle, par exemple cinq ports par commutateur SWT dans chaque unité de passerelle seraient nécessaires et ainsi de suite. On peut également envisager des architectures partiellement maillées dans lesquelles certaines liaisons ont été supprimées par rap- port au maillage complet. Dans chaque cas, on peut prévoir en option d'autres ports pour réaliser des liaisons Ethernet supplémentaires avec des participants Ethernet 5E. Avec les liaisons 850, on réalise comme déjà présenté à la figure 7 pour une communication selon une norme Ethernet, par exemple, un débit de 100 MBit/s, 1 GBit/ s, 10 GBit/s en fonction de la disponibilité de la couche de transmission physique. On peut, là encore, utiliser par exemple AVB (IEEE 802.1Q ou IEEE 1722). Le maillage partiel ou total décrit permettant d'avoir une redondance croissante de la communication de façon à pouvoir exécuter même en cas d'interruption de plusieurs liaisons à bandes larges entre les unités de passerelle, l'échange de données entre les sous-réseaux d'une manière pratiquement non retardée, c'est-à-dire sans effet négatif sur les temps de retard ou les temps de latence ou la gigue par les liaisons de communication qui subsistent. En utilisant l'unité de passerelle selon l'invention, en fonction des exigences concernant les systèmes de communication, on peut avoir de manière souple, un optimum entre les redondances et le câblage. La figure 9 montre une autre architecture de véhicule qui est rendue possible par l'unité de passerelle selon l'invention : à une unité de passerelle centrale 900 on raccorde par des liaisons Ethernet 950 deux unités de passerelle 920, 930 qui représentent par exemple la liaison des sous-réseaux raccordés par exemple CAN ou FlexRay. A la figure 9, on a représenté à titre d'exemple, chaque fois un réseau CAN avec des participants 5C sur chacune des unités 920, 930. Dans l'exemple présenté, les unités de passerelle 920, 930 n'ont pas de com- mutateur Ethernet mais uniquement une unité de branchement Ethernet MAC qui permet la réception et l'émission de messages fondés sur Ethernet par les liaisons 950. En outre, deux autres sous-réseaux sont reliés directement à l'unité centrale de passerelle directement par les unités de raccordement FlexRay, à savoir FLX ou des unités raccorde- ment CAN; par exemple, un sous-réseau FlexRay avec des participants 5F ainsi qu'un sous-réseau CAN avec des participants 5C. Enfin, l'unité de passerelle centrale 900 est reliée à une autre liaison Ethernet 950 sur un commutateur Ethernet 910 usuel auquel sont raccordés six par- ticipants Ethernet 5E par exemple des systèmes de caméras. Les liai- sons 950 réalisent comme déjà indiqué à propos de la figure 7, une communication selon le standard Ethernet par exemple à un débit de 11 Mbit/s, 1 GBit/s, 10 GBit/s suivant la couche de transmission physique disponible. On peut là encore, utiliser par exemple, VB (IEEE 802.1 ou IEEE 1722). L'architecture représentée à la figure 9 est relativement économique et épuise pratiquement les avantages principaux des unités de passerelle selon l'invention en ce que la communication entre les sous-réseaux se fait pratiquement non retardée et sans gigue pour les données fortement prioritaires. Elle n'a pas la redondance à l'échelle de l'architecture maillée de la figure 8. La figure 10 montre une architecture plus complexe du véhicule avec en tout, au moins six unités de passerelle selon l'invention 1100, 1110,1120, 1130, 1140, 1150 organisées en partie comme une chaîne de marguerite ou une architecture en anneau et en partie comme architecture arborescente. L'unité de passerelle 1100 est reliée par des liaisons point à point 1050 aux unités de passerelle 1110, 1120, 1130, 1140. De plus, deux autres sous-réseaux sont reliés directement par des unités de raccordement FLX, FlexRay ou CAN pour le bus CAN à l'unité de passerelle 1100. Il s'agit ici du sous-réseau Fle- xRay comportant des participants 5F ainsi que du sous-réseau CAN avec des participants 5C. A côté du sous-réseau CAN et de deux participants Ethernet 6E, une autre unité de passerelle 1050 est reliée par la liaison 1060 à l'unité de passerelle 1130. L'unité de passerelle 1150 réa- l() lise de son côté, la liaison avec un sous-réseau CAN et avec d'autres participants Ethernet 7E. Un réseau Ethernet pondéré avec les participants 5E est, en outre, relié à l'unité de passerelle 1110. Un réseau Ethernet pondéré avec des participants 5E et un sous-réseau CAN sont reliés à l'unité de passerelle 1140. Enfin, deux sous-réseaux CAN avec 15 des participants CAN 5C sont reliés à l'unité de passerelle 1120. L'unité de raccordement MAC pour la liaison Ethernet à l'unité de passerelle 1100 est constituée par un noeud de terminaison Ethernet. Dans ce cas, il n'est pas nécessaire de prévoir un commutateur. L'exemple présenté à la figure 10 est destiné à expliciter 20 les possibilités d'une architecture de passerelle correspondante. Les données des appareils de commande d'un sous-réseau CAN et d'un sous-réseau FlexRay d'un certain domaine du véhicule doivent être transmises vers des appareils de commande d'un sous-réseau CAN d'un autre domaine du véhicule. Les deux domaines du véhicule disposent 25 d'une unité de commande de domaine (unité DCU) dans l'exemple de réalisation présenté qui est sensiblement l'unité 1100 pour le premier-domaine du véhicule et l'unité 1120 pour le second domaine du véhicule ayant respectivement une unité de passerelle avec un circuit spécifique (EDE) correspondant aux descriptions données ci-dessus. 30 Comme décrit à propos de la figure 5(a) les messages FlexRay passent dans le circuit spécifique (EDE) et sont convertis en trames de messages CAN dans le circuit. Les messages CAN d'origine du premier bus CAN et les messages du bus FlexRay convertis en format CAN pour le second bus sont intégrés par le circuit spécifique (EDE) en trames de données 35 Ethernet ou IP. Les deux unités de commande de domaine 1100 et 1120 sont reliées l'une à l'autre (le cas échéant avec d'autres unités de commande de domaine) par une structure de communication Ethernet ou IP. Les trames de messages CAN sont ainsi encapsulées dans le message Ethernet ou IP pour être transmis en tunnel par cette liaison entre les unités de commande de domaines Dans l'unité de commande de domaine réceptrice, les messages CAN sont dégagés du message Ethernet pas le circuit spécifique (EDE) et sont transmis par les interfaces de communication correspondant au sous-réseau CAN du second domaine. Ainsi les messages CAN et les contenus des messages FlexRay au format CAN sont transmis en tunnel par la liaison Ethernet entre les domaines. L'architecture de passerelle ainsi décrite (elle correspond à un réseau Ethernet sur la dorsale internet) permet de le faire sans solliciter des processeurs en particulier sans charger le processeur CPU principal des unités de commande de domaine.

Dans l'exemple présenté à la figure 10, de la même ma- nière, on a également un appareil de commande raccordé au sous-réseau CAN de l'unité 1150 qui communique avec un appareil de commande de l'un des réseaux CAN raccordé à l'unité 1120. Les unités de passerelle 1150, 1130, 1100 et 1120 transmettent par tunnel les mes- sages CAN sans générer de problèmes significatifs de latence ou de gigue. L'invention concerne ainsi un module de passerelle pour relier au moins deux sous réseaux ainsi qu'une unité de passerelle comportant un tel module de passerelle.

Une telle unité de passerelle peut comporter des moyens fixant une classification des données reçues à l'aide des références des données, le traitement des données se faisant dans le circuit (201), ainsi que des moyens pour fixer un ordre à l'aide des données reçues de la classification faite avec une référence, ordre selon lequel se fait le trai- tement dans le circuit (201) et dans au moins une autre unité (202-204, 206). L'invention concerne également un réseau de communication pour relier des postes participants. Un tel réseau de communication peut comprendre : - au moins une unité de passerelle avec un module de passerelle, du type susmentionné, - un premier sous-réseau qui soutient une transmission de données selon un premier protocole de communication et auquel sont rac- cordés l'unité de passerelle et au moins un premier poste participant, - le premier poste participant ayant une unité de raccordement pour être raccordé au premier sous-réseau et des moyens pour transmettre des données en utilisant le premier protocole de communication, - un second sous-réseau qui soutient une transmission de données selon un second protocole de communication et auquel sont raccordés l'unité de passerelle et au moins un second poste participant, le second poste participant ayant une unité de raccordement pour être raccordé au second sous-réseau et des moyens pour transmettre les données en utilisant le second protocole de communication.

Un tel réseau de communication peut également com- prendre : - au moins une première et une seconde unité de passerelle avec chaque fois un module de passerelle du type susmentionné, - un premier sous-réseau qui soutient une transmission de don- nées selon le premier protocole de communication et auquel sont reliés la première unité de passerelle et au moins un premier poste participant, - le premier poste participant ayant une unité de raccordement pour être raccordé au premier sous-réseau et les moyens pour trans- mettre des données en utilisant le premier protocole de communication, - un second sous-réseau soutenant la transmission des données selon un second protocole de communication auquel son raccordés la seconde unité de passerelle et au moins un second poste participant, le second poste participant ayant une unité de raccordement pour être raccordé au second sous système et des moyens pour transmettre les données en utilisant le second protocole de communication, - un troisième sous-réseau qui soutient la transmission des données selon un troisième protocole de communication et auquel sont raccordées la première passerelle et la seconde passerelle.35 NOMENCLATURE EDE SWT 101 102 103 104 105 106 107 108 201 202 203 204 205 206 700,710 720,730 750 800,810 820,830 850 900 910 920,930 950 1100,1100 1120,1130 1140,1150 circuit spécifique commutateur Ethernet circuit spécifique (EDE) unité centrale de traitement unité de traitement de signal unité de sécurité contrôleur de communication bus CPU sous-réseau sous-réseau circuit spécifique unité centrale de traitement unité de traitement de signal unité de sécurité contrôleur de communication unité de réaction unité de passerelle liaison point vers point unité de passerelle liaison unité centrale de passerelle commutateur Ethernet unité de passerelle liaison Ethernet unité de passerelle

Claims

REVENDICATIONS1°) Module de passerelle pour relier aux moins deux sous-réseaux (107, 108) : - un premier sous-réseau (107) parmi les deux sous-réseaux (107, 108) soutenant une transmission de données selon un premier protocole de communication notamment CAN, FlexRay, LIN, MOST ou Ethernet et un second sous-réseau (108) parmi les deux sous-réseaux (107, 108) soutenant une transmission de données selon un second protocole de communication, notamment CAN, FlexRay, LIN, MOST ou Ethernet, module caractérisé en ce qu'il comporte un circuit spécifique (101) pour traiter et transmettre les données du premier sous réseau (107) et les transférer au second sous-réseau (108) en tenant compte du premier protocole de communication et du second protocole de communication.
2°) Module de passerelle selon la revendication 1, caractérisé en ce qu' à coté du circuit (101) il comporte au moins une autre unité (102,103, 104) à savoir une unité de sécurité (104), une unité centrale (102), une unité de traitement de signal (103) et une unité de réaction.
3°) Module de passerelle selon la revendication 1, caractérisé en ce que le circuit spécifique (101) intègre au moins une autre unité (102,103,104) parmi l'unité de sécurité (104), l'unité centrale de traite- ment (102), l'unité de traitement de signal (103) et l'unité de réaction sur un même composant semi-conducteur commun.
4°) Module de passerelle selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que le circuit spécifique (101) est intégré avec des unités de raccordement (105) pour être raccordé au module de passerelle au sous-réseau (107, 108) sur un composant semi-conducteur commun.
5°) Module de passerelle selon la revendication 1, caractérisé en ce quele circuit spécifique (101) dégage les unités de données de service basées sur circuit par rapport aux unités de données de protocole selon le premier protocole de communication et encapsule ces unités de données de service dans des unités de données de protocole selon le second protocole de communication.
6°) Module de passerelle selon la revendication 1, caractérisé en ce que le circuit spécifique (101) encapsule ou intègre les unités de données de protocole basées sur circuit et reçues dans un ou plusieurs contrôleurs de communication (105) en provenance du premier/ou du second sous-réseau (107,108) correspondant au premier protocole de communication et/ou au second protocole de communication en au moins un message de tunnel correspondant à un troisième protocole de communication.
7°) Module de passerelle selon la revendication 6, caractérisé en ce que le message de tunnel est conçu en fonction du protocole Ethernet, no- tamment du protocole AVB.
8°) Unité de passerelle comportant un module de passerelle selon l'une des revendications 1 à 4.
9°) Unité de passerelle selon la revendication 8, caractérisée en ce que l'unité de passerelle comporte une unité centrale de traitement (202) pour configurer le circuit spécifique (201).
10°) Unité de passerelle selon la revendication 9, caractérisée en ce que l'unité centrale de traitement (202) exécute des programmes d'application spécifiques.35110) Unité de passerelle selon la revendication 9, caractérisée en ce que le circuit spécifique (201) dégage des unités de données de service à base de programmes des unités de données de protocole selon le pre- mier protocole de communication, envoie les unités de données de ser- vice à l'unité centrale de traitement (202) pour les envoyer à une poursuite de traitement implémentée par un programme, pour les recevoir dans l'unité de données de service de sortie après traitement par l'unité centrale de traitement (202) de celle-ci et encapsuler avec le cir- cuit, les unités de données de service de sortie dans des unités de don- nées de protocole correspondant à un second protocole de communication. 12°) Unité de passerelle selon la revendication 8, caractérisée en ce qu' elle comporte une unité de traitement de signal (203) et le circuit spécifique (201) décapsule en fonction du circuit les unités de données de service à partir des unités de données de protocole selon le premier protocole de communication, pour envoyer les unités de données de ser- vice à l'unité de traitement de signal (203) pour une poursuite de traitement implémentée sous forme de programme, micro logiciel ou circuit pour recevoir l'unité de traitement de signal (203), les unités de données de service de sortie après leur traitement et encapsuler les unités de données de service de sortie en unité de données de protocole correspondant au second protocole de communication avec le circuit. 13°) Unité de passerelle selon la revendication 8, caractérisée en ce qu' elle comporte une unité de sécurité (204), le circuit (201) étant conçu pour dégager par le circuit, des unités de données de service par rap- port aux unités de données de protocole selon le premier protocole de communication, à envoyer les unités de données de service à l'unité de sécurité (204) pour effectuer la suite du traitement par programme micro logiciel ou circuit, recevoir de cette unité les unités de données de service de sortie après traitement, l'unité de sécurité (204) et encapsulerles unités de données de service, traitées, basées sur le circuit dans des unités de données de protocole selon le second protocole de communication. 14°) Unité de passerelle selon la revendication 8, caractérisée en ce qu' elle comporte en outre une unité de réaction (206) et le circuit (201) dégage, en fonction du circuit, les unités de données de service à partir des premières unités de données de protocole, selon le premier proto- cole de données, pour encapsuler les unités de données de service dans des secondes unités de données de protocole selon le second protocole de données, envoyer les secondes unités de données de protocole à l'unité de réaction (206) et recevoir les secondes unités de données de protocole inchangées de l'unité de réaction (206). 15°) Unité de passerelle selon la revendication 8, caractérisée en ce qu' elle comporte des moyens fixant une classification des données reçues à l'aide des références des données, le traitement des données se faisant dans le circuit (201). 16°) Unité de passerelle selon la revendication 8, caractérisée en ce qu' à coté du circuit (201) au moins une autre unité (202-204,206) parmi l'unité de sécurité (204), l'unité centrale de traitement (202), l'unité de traitement de signal (203) et l'unité de réaction (206), caractérisée en ce qu' elle comporte des moyens pour fixer un ordre à l'aide des données re- çues de la classification faite avec une référence, ordre selon lequel se fait le traitement dans le circuit (201) et dans au moins une autre unité (202-204,206). 17°) Unité de passerelle selon l'une des revendications 15 ou 16, caractérisée en ce queles moyens de classification des données sont intégrés dans le circuit (201). 18°) Réseau de communication pour relier des postes participants co- prenant : - au moins une unité de passerelle avec un module de passerelle, selon l'une des revendications 1 à 4, - un premier sous-réseau qui soutient une transmission de données selon un premier protocole de communication et auquel sont rac- cordés l'unité de passerelle et au moins un premier poste participant, - le premier poste participant ayant une unité de raccordement pour être raccordé au premier sous-réseau et des moyens pour transmettre des données en utilisant le premier protocole de communication, - un second sous-réseau qui soutient une transmission de données selon un second protocole de communication et auquel sont raccordés l'unité de passerelle et au moins un second poste participant, le second poste participant ayant une unité de raccordement pour être raccordé au second sous-réseau et des moyens pour transmettre les données en utilisant le second protocole de communication. 19°) Réseau de communication pour relier des postes participants comprenant: - au moins une première et une seconde unité de passerelle avec chaque fois un module de passerelle selon l'une des revendications là 4 - un premier sous-réseau qui soutient une transmission de don- nées selon le premier protocole de communication et auquel sont reliés la première unité de passerelle et au moins un premier poste participant, - le premier poste participant ayant une unité de raccordement pour être raccordé au premier sous-réseau et les moyens pour trans- mettre des données en utilisant le premier protocole de communication, - un second sous-réseau soutenant la transmission des données selon un second protocole de communication auquel son raccordés la seconde unité de passerelle et au moins un second poste participant, le second poste participant ayant une unité de raccordement pour êtreraccordé au second sous système et des moyens pour transmettre les données en utilisant le second protocole de communication, un troisième sous-réseau qui soutient la transmission des don- nées selon un troisième protocole de communication et auquel sont rac- cordées la première passerelle et la seconde passerelle. 200) Réseau de communication selon la revendication 19, caractérisé en ce que le premier protocole de communication est le protocole CAN, FlexRay, LIN, MOST ou Ethernet et le second protocole de communication est le protocole CAN, FlexRay, LIN, MOST ou le protocole Ethernet et le troisième protocole de communication est réalisé comme protocole Ethernet et notamment comme protocole AVB. 21°) Réseau de communication selon la revendication 19, caractérisé en ce que la première et la seconde passerelle font partie du troisième sous-réseau notamment avec d'autres unités de passerelle dans une liaison en marguerite, en anneau, partiellement maillées ou totalement maillées. 22°) Procédé de transmission de données à partir d'un premier sous-réseau d'un système de communication vers un second sous-réseau d'un système de communication, le premier sous-réseau étant associé à un premier protocole de communication et le second sous-réseau à un second protocole de communication, procédé de transmission compre- nant les étapes suivantes : a) les données sont reçues par une unité de passerelle à partir du premier sous-réseau, les données étant contenues dans un premier message en fonction du premier protocole de communica- tion, b) le premier message avec les données est transmis à un circuit configuré de l'unité de passerelle, c) le circuit configuré dégage les données du premier message en fonction de la base et emballe les données en fonction de la basedans au moins une seconde étape correspondant au premier profil de communication, d) les données sont transmises par le circuit configurable, e) les données sont envoyées par l'unité de passerelle au second sous-réseau.