FR3035290A1

FR3035290A1 - Carte electronique et systeme d'acquisition et de generation de signaux correspondant, comprenant un ou des commutateurs matriciels numeriques programmables

Info

Publication number: FR3035290A1
Application number: FR1553383A
Authority: FR
Inventors: Stephan Roux; Michel Pasquier
Original assignee: Airbus Operations SAS
Current assignee: Airbus Operations SAS
Priority date: 2015-04-16
Filing date: 2015-04-16
Publication date: 2016-10-21
Anticipated expiration: 2035-04-16
Also published as: US10122554B2; US20160308699A1; CN106059966A; CN106059966B; FR3035290B1

Abstract

L'invention concerne une carte (1) électronique et un système d'acquisition et de génération de données correspondant, comprenant des moyens de conditionnement (20) de signaux d'entrée de différents types, des moyens de modulation binaire (30), et des ressource (51, 52) pour le traitement des différents types de signaux d'entrée. Un commutateur matriciel (40) numérique programmable pour signaux d'entrée est utilisé pour router les signaux d'entrée vers les ressources correspondant aux types desdits signaux. De manière alternative ou combinée, la carte (1) comprend des moyens de modulation de signaux de sortie et un commutateur matriciel numérique programmable pour signaux de sortie utilisé pour router, en fonction de leur type, les signaux de sortie modulés vers des moyens d'amplification. Les commutateurs matriciels numériques programmables permettent de répondre aux contraintes de ségrégation de signaux d'entrée/sortie de différents types et dont le nombre peut varier.

Description

1 La présente invention concerne de manière générale les cartes électroniques et les systèmes d'acquisition et de génération de données incluant de telles cartes, en particulier dans le domaine aéronautique.

Les avions sont équipés de divers systèmes électroniques pour assurer les diverses fonctions permettant à l'avion de remplir sa mission. En particulier, ces systèmes électroniques comprennent des systèmes d'acquisition et de génération de signaux afin de s'interfacer à de nombreux capteurs et actuateurs. Ces signaux comprennent des signaux de différents types, notamment des signaux d'entrée discrets DSI et des signaux discrets de sortie DSO, des signaux analogiques, tels que des signaux ANI-DC pour les signaux d'entrée analogiques à courant continu, des signaux ANI-AC pour les signaux d'entrée analogiques à courant alternatif, des signaux de sortie analogiques ANO, ou encore des signaux numériques d'entrée/sortie, tels que des signaux ARINC429. ARINC 429 est une norme pour l'aéronautique pour communiquer des données numériques. Les systèmes d'acquisition et de génération de signaux connus de l'état de la technique utilisent des circuits électroniques dédiés pour chaque type de signal d'entrée/sortie. Les systèmes connus comprennent ainsi autant de cartes électroniques que de types de signaux à acquérir ou à générer, ce qui rend le système lourd, encombrant, et complexe. La maintenance d'un tel système est aussi fastidieuse.

En outre, ces systèmes connus de l'état de la technique sont dédiés aux avions qu'ils équipent. Si l'environnement technique d'un calculateur, par exemple le nombre et/ou le type d'entrée/sortie à traiter, change il faut alors concevoir de nouvelles cartes. De manière similaire, il est très compliqué de réutiliser un système d'acquisition et de génération de données pour équiper un avion qui ne présenterait pas les même nombre et type d'entrée/sortie à traiter. En outre, on constate que bien souvent les cartes d'un système d'acquisition et 3035290 2 de génération de données d'un avion ne peuvent être réutilisées pour réaliser le système d'un autre avion car les contraintes de ségrégation de signaux sont différentes entre les deux avions. Le respect des contraintes de ségrégations implique que les interfaces de connexion ne présentent pas de parties qui 5 pourraient entrainer des défaillances sur d'autres parties. La présente invention a pour but de proposer une nouvelle carte électronique et un nouveau système d'acquisition et de génération de signaux correspondant, permettant de répondre de manière fiable et avec un coût réduit aux contraintes 10 de ségrégation de signaux d'entrée et/ou de sortie de différents types, tout en permettant de gérer des signaux d'entrée et/ou de sortie dont le nombre et les types peuvent varier. A cet effet, l'invention a pour objet une carte électronique pour système 15 d'acquisition et de génération de signaux, caractérisée en ce que ladite carte comprend: - des moyens de conditionnement de signaux d'entrée d'au moins deux types et des moyens de modulation binaire desdits signaux d'entrée; - des organes de traitement des signaux d'entrée, appelés ressources de 20 traitement, comprenant au moins une ressource pour le traitement des signaux d'entrée d'un des deux types et au moins une ressource pour le traitement des signaux d'entrée de l'autre type; - un commutateur matriciel numérique programmable pour signaux d'entrée, interposé entre les moyens de modulation binaire et les ressources de 25 traitement, ledit commutateur matriciel numérique programmable étant configure pour router, en fonction de leur type, les signaux d'entrée modulés vers les ressources de traitement ; et/ou - des moyens de modulation binaire pour signaux de sortie permettant de 30 moduler des signaux d'au moins deux types ; - des moyens d'amplification pour signaux de sortie ; et - un commutateur matriciel numérique programmable pour signaux de sortie, interposé entre lesdits moyens de modulation pour signaux de sortie et les 3035290 3 moyens d'amplification pour signaux de sortie, ledit commutateur matriciel numérique programmable pour signaux de sortie étant configuré pour router, en fonction de leur type, les signaux de sortie modulés vers les moyens d'amplification pour signaux de sortie.

5 Une telle conception de carte électronique pour système d'acquisition et de génération de signaux, qui utilise des commutateurs matriciels numériques programmables, permet de définir des ségrégations de signaux d'entrée/sortie de différents types avec une grande souplesse et une grande fiabilité. En effet, 10 le commutateur matriciel pour signaux d'entrée et le commutateur matriciel pour signaux de sortie forment des organes de routage internes reconfigurables qui permettent de rerouter chaque signal en fonction de son type et ainsi de le diriger vers la chaine de traitement qui lui convient. L'utilisation de commutateurs matriciels numériques programmables permet de reconfigurer 15 aisément la carte selon le nombre et le type de signaux. Selon une autre caractéristique particulière, lesdits signaux d'entrée d'au moins deux types comprenant des signaux d'entrée de type numérique et/ou des signaux d'entrée de type discret et/ou des signaux d'entrée de type analogique, 20 lesdites ressources de traitement comprennent au moins une ressource pour le traitement des signaux d'entrée de type numérique et/ou au moins une ressource pour le traitement des signaux d'entrée de type discret et/ou au moins une ressource pour le traitement des signaux d'entrée de type analogique.

25 Selon un aspect particulier, le système comprend un circuit logique programmable, tel qu'un FPGA, dans lequel le ou lesdits commutateurs matriciels sont implémentés.

30 Selon une autre caractéristique particulière, les ressources de traitement pour signaux d'entrée et/ou les moyens de modulation binaire pour signaux de sortie, sont aussi implémentés dans ledit circuit logique programmable.

3035290 4 Selon un aspect particulier, ledit commutateur matriciel pour signaux de sortie et les moyens de modulation pour signaux de sortie sont aussi implémentés dans le circuit logique programmable.

5 Selon un mode de réalisation particulier, les moyens de modulation binaire pour signaux d'entrée et/ou les moyens de modulation binaire pour signaux de sortie comprennent des modulateurs delta-sigma. Selon un aspect particulier, lesdites ressources de traitement comprennent 10 aussi au moins une ressource à fonction de régulation pour signaux de sortie, qui est configurée pour exécuter une boucle de régulation d'un signal de sortie, la carte étant configurée pour retourner le signal sortant de la ressource à fonction de régulation, à un modulateur, formant par exemple partie desdits moyens de modulation binaire pour signaux de sortie, ledit modulateur étant 15 configure pour moduler la différence entre ledit signal de sortie régulé et une valeur de référence. Selon une autre caractéristique particulière, lesdits moyens de conditionnement des signaux d'entrée comprennent des amplificateurs différentiels.

20 Selon un aspect particulier, lesdits moyens d'amplification pour signaux de sortie comprennent des amplificateurs de classe D. L'invention concerne également un système d'acquisition et de génération de 25 données, caractérisé en ce qu'il comprend une carte telle que décrite ci-dessus, et des moyens d'adaptation, en fonction de leur type, des signaux d'entrée et/ou des moyens d'adaptation, en fonction de leur type, des signaux de sortie modulés.

30 Selon un aspect particulier, le ou lesdits moyens d'adaptation sont déportés de la carte électronique. En variante, on peut prévoir que le ou lesdits moyens d'adaptation soient intégrés à la carte.

3035290 5 Selon un aspect particulier, les moyens d'adaptation sont formés de composants passifs. L'invention concerne également un avion comprenant un système d'acquisition 5 et de génération de données, caractérisé en ce que ledit système d'acquisition et de génération de données est tel que décrit ci-dessus. L'invention sera bien comprise à la lecture de la description suivante d'exemples de réalisation, en référence aux dessins annexés dans lesquels : 10 - la figure 1 est un schéma de principe d'une partie du système d'acquisition et de génération de signaux selon un mode de réalisation de l'invention, pour le traitement de signaux d'entrée ; - la figure 2 est un schéma de principe d'une partie du système d'acquisition et de génération de signaux selon un mode de réalisation de l'invention, pour le 15 traitement de signaux de sortie ; - la figure 3 est un schéma simplifié du système d'acquisition et de génération de signaux selon un mode de réalisation de l'invention, pour le traitement de signaux d'entrée et de signaux de sortie; - les figures 4 à 6 sont des schémas de principe de trois ressources de 20 traitement du système selon un mode de réalisation de l'invention, lesdites ressources permettant de traiter différents types de signaux d'entrée ; - la figure 7 est un schéma de principe simplifié d'un commutateur matriciel du système selon un mode de réalisation de l'invention ; - les figures 8 à 11 sont des schémas de principe de quatre montages 25 d'adaptation pour signaux de sortie du système selon un mode de réalisation de l'invention, lesdits montages permettant d'adapter différents types de signaux de sortie. A la figure 1 est illustrée une partie d'un système d'acquisition et de génération 30 de signaux, selon un mode de réalisation de l'invention, pour le traitement de signaux d'entrée. Respectivement, la figure 2 illustre une autre partie dudit système d'acquisition et de génération de signaux pour le traitement de signaux de sortie. Les données se présentent sous la forme de signaux d'entrée et de 3035290 6 sortie de différents types. Ledit système peut être un concentrateur de données pour lequel il est nécessaire d'acquérir et de générer une grande quantité de signaux d'entrée/sortie en association avec d'autres systèmes.

5 Le système d'acquisition et de génération de données peut être avantageusement utilisé pour équiper un avion pour l'acquisition et la génération de signaux de différents types destinés à être utilisés dans l'environnement de l'avion par exemple pour commander certains organes de l'avion et/ou traiter des signaux issus de capteurs embarqués dans l'avion.

10 A titre d'exemple, un signal d'entrée peut être le signal émis par un capteur raccordé audit système qui traite ledit signal pour le transmettre à un logiciel de commande d'un organe de l'avion. A titre d'exemple aussi, un signal de sortie peut être un signal généré à partir d'une table d'ondes d'un logiciel et traité par 15 le système pour être transmis à un dispositif de restitution audio par exemple pour diffuser un avertissement sonore. Une table d'onde correspond à une banque d'échantillons de signaux. Ledit système comprend des moyens d'adaptation 10 des signaux d'entrée et 20 une carte électronique 1. Ces moyens d'adaptation 10 sont déportés par rapport à la carte électronique 1. En variante, on peut prévoir que les moyens d'adaptation 10 soient intégrés à la carte électronique 1. Les moyens d'adaptation 10 sont formés de composants passifs utilisés pour 25 réaliser différents montages suivant le type de signal à traiter comme illustré aux figures 8 à 11. Lesdits moyens d'adaptation 10 comprennent un montage 11 illustré à la figure 8 pour adapter les signaux discrets DSI d'un dispositif, tel qu'un interrupteur, à 30 niveau bas. Ledit montage 11 comprend un circuit présentant une résistance R111 dont une borne est soumise à un potentiel V+ et une diode D11 dont la cathode est connectée (DSIP-) au dispositif à signal discret à niveau bas (non représenté). Le montage comprend aussi une résistance R112 dont une borne 3035290 7 est connectée entre l'anode de la diode D11 et la borne de la résistance R111 opposée à celle soumise au potentiel V+, l'autre borne de la résistance R112 étant mise à la masse.

5 La tension de sortie, définie aux bornes de la résistance R112, correspond à un niveau bas (0 binaire) lorsque le dispositif est à l'état fermé, et correspond à un niveau haut (1 binaire) lorsque le dispositif est à l'état ouvert. Lesdits moyens d'adaptation 10 comprennent aussi un montage 12 illustré à la 10 figure 9 pour adapter les signaux d'entrée numériques DGI. Lesdits signaux DGI sont par exemple des signaux issus de calculateurs, par exemple sous forme de trames à 100kbits pour une communication inter-calculateurs. Ledit montage 12 comprend en entrée un montage différentiel formé des trois résistances R121, R122, R123 et en sortie un couplage capacitif réalisé à l'aide 15 de deux condensateurs C121, C122. La tension de sortie est définie aux bornes des condensateurs opposées à celles raccordées à la résistance R122. Lesdits moyens d'adaptation comprennent aussi un montage 13 illustré à la figure 10 pour adapter les signaux d'entrée analogiques ANI. Lesdits signaux 20 ANI sont par exemple des signaux analogiques issus de capteurs fonctionnant en courant continu ou alternatif. Ledit montage 13 comprend un montage différentiel formé des trois résistances R131, R132, R133 sans couplage capacitif. La tension de sortie est définie aux bornes de la résistance R132.

25 Lesdits moyens d'adaptation 10 comprennent aussi un montage 14 illustré à la figure 11 pour adapter des signaux discrets DSI d'un dispositif, tel qu'un interrupteur, à niveau haut. Ledit montage comprend un circuit présentant une résistance R141 en série avec une diode D14 dont l'anode est raccordée (DSIP+) à un dispositif à signal discret à niveau bas (non représenté) connecté 30 à une tension positive. Le montage comprend aussi une résistance R142 dont une borne est connectée à l'autre borne de la résistance R141, et dont l'autre borne est 3035290 8 connectée à la masse. La tension de sortie est définie au niveau de la résistance R142. La tension de sortie, définie aux bornes de la résistance R142, correspond à un 5 niveau bas (0 binaire) lorsque le dispositif est à l'état ouvert et correspond à un niveau haut (1 binaire) lorsque le dispositif est à l'état fermé. La carte 1 électronique est munie d'interfaces d'entrée 1E, par exemple 256 interfaces d'entrée, connectées en sortie desdits moyens d'adaptation 10.

10 Chaque interface d'entrée IE comprend des moyens de conditionnement 20 des signaux et des moyens de modulation 30 binaire des signaux. Comme illustré à la figure 3, pour chaque interface d'entrée lesdits moyens de conditionnement 20 comprennent un amplificateur différentiel 21. En outre, les 15 moyens de modulation 30 binaire des signaux comprennent un modulateur 31 delta-sigma. La carte 1 présente un commutateur matriciel 40 programmable interposé entre les moyens de modulation 30 binaire et les organes de traitement 50 des 20 signaux, appelés ressources, décrits ci-après. Le commutateur matriciel 40 programmable permet de commuter les flux d'entrée série monobit en provenance des moyens de modulation 30, en flux de sortie série monobit distribués aux ressources de traitement 50 adaptées au 25 type des signaux correspondants. Dans l'exemple simplifié à huit entrées, illustré à la figure 7, le commutateur matriciel 40 numérique comprend quatre lignes de chacune cinq blocs BLC logiques. Chaque bloc logique comprend deux entrées et deux sorties reliées à 30 deux entrées d'autres blocs et une fonction permettant de croiser les entrées pour les diriger vers les sorties opposées ou de diriger, sans croisement, les entrées vers les sorties correspondantes. Les liaisons des blocs entre eux forment des routes qui sont reconfigurables par logiciel.

303 52 90 9 Les ressources de traitement 50 des signaux sont réalisées de manière numérique, par exemple dans un composant numérique de type FPGA comme indiqué ci-après. Lesdites ressources comprennent au moins une ressource 51 5 pour le traitement des signaux d'entrée discrets DSI et au moins une ressource 52 pour le traitement des signaux d'entrée analogiques ANI. Selon un autre mode de réalisation, lesdites ressources 50 comprennent en outre au moins une ressource 53 pour le traitement des signaux d'entrée numériques DGI.

10 La figure 4 illustre un mode de réalisation d'une ressource 51 pour le traitement des signaux d'entrée discrets DSI modulés 511. Ladite ressource 51 comprend un filtre CIC 512, un comparateur à hystérésis 513 programmable et un filtre anti-rebond 514 programmable. En sortie 515 de cette ressource 51, le signal DSI ainsi traité est transmis à un logiciel qui peut utiliser le signal DSI traité pour 15 une application particulière. Selon un mode de réalisation, ledit logiciel est implémenté sur une autre carte. Cette ressource 51 permet de traiter aussi bien les signaux d'entrée discrets à niveau bas (DSIP-) que ceux à niveau haut (DSIP+).

20 La figure 5 illustre un mode de réalisation d'une ressource 52 pour le traitement des signaux d'entrée analogiques ANI modulés 521. Ladite ressource 52 comprend un filtre CIC 522 et un filtre passe-bas 523 programmable de décimation. En sortie 524 de cette ressource 52, le signal ANI ainsi traité est transmis à un logiciel qui peut l'utiliser pour une application particulière. Selon 25 un mode de réalisation, ledit logiciel est implémenté sur une autre carte. La figure 6 illustre un mode de réalisation d'une ressource 53 pour le traitement des signaux d'entrée digitaux DGI modulés 531. Ladite ressource 53 comprend un filtre CIC 532. En aval de ce filtre CIC 532, la ressource 53 comprend, pour 30 les signaux différentiels, un comparateur à hystérésis 533a à détection de niveau bas et un comparateur à hystérésis 533b à détection de niveau haut, disposés en parallèle l'un de l'autre. Ces comparateurs sont programmables pour permettre d'ajuster le filtrage de perturbations. Lesdits comparateurs 3035290 10 permettent de générer une trame codée en retour-à-zéro (RZ) composée d'une série de 1 binaire et une trame codée en retour-à-zéro (RZ) composée d'une série de 0 binaire. Ladite ressource 53 comprend, en aval de ces comparateurs à hystérésis, des moyens de vérification 534 pour vérifier des caractéristiques 5 des trames de bits, telles que leur fréquence et leur durée, et des moyens 535 de test de parité et de désérialisation. En sortie 536 de cette ressource, le signal DGI ainsi traité est transmis à un logiciel qui peut utiliser le signal DGI traité pour une application particulière. Selon un mode de réalisation, ledit logiciel est implémenté sur une autre carte.

10 En variante, pour un signal d'entrée simple codé en non-retour-zéro (NRZ), on pourrait prévoir de remplacer les deux comparateurs à hystérésis par un seul comparateur à hystérésis.

15 Chaque filtre CIC sert de démodulateur. En outre, le niveau de déclenchement de chaque comparateur à hystérésis (encore appelé trigger de Schmidt) est réglable par logiciel, ce qui permet d'ajuster les seuils selon le traitement du signal souhaité en fonction des contraintes imposées. Dans l'exemple illustré aux figures, chaque filtre CIC présente dans le plan z une fonction de transfert 20 H(z) du type : H(z) = Des signaux de sortie peuvent être générés à partir de données de tables d'onde et/ou de valeurs constantes et/ou de signaux de sortie régulés et traités 25 par le système. Ladite carte électronique 1 dudit système, ou une carte électronique distincte de ladite carte qui gère les signaux d'entrée, comprend des moyens de modulation 60 numériques binaire pour signaux de sortie aptes à moduler en 30 monobit les signaux de sortie. Lesdits signaux de sortie 61, 62, 63, 64 peuvent être de type numérique DGO et/ou de type courant alternatif ACS et/ou de type Audio et/ou des signaux de sortie régulés. Dans la suite de la description, les 3035290 11 différents moyens de gestion des signaux de sortie sont décrits comme étant réalisés sur la carte 1, mais la description s'applique aussi au cas où une carte distincte de la carte 1 est utilisée.

5 Les moyens de modulation 60 pour signaux de sortie comprennent des modulateurs delta-sigma. Selon un mode de réalisation, les modulateurs delta-sigma sont du second ordre. Ladite carte électronique 1 comprend pour chaque sortie du commutateur 10 matriciel 40' décrit ci-après, des moyens d'amplification 70 pour signaux de sortie. Lesdits moyens d'amplification 70 pour signaux de sortie comprennent des amplificateurs 71 de classe D. Comme illustré à la figure 1, lesdits amplificateurs de classe D comprennent chacun deux transistors 73, couplés respectivement à une alimentation V+ et une alimentation V-, commandés par 15 un pilote de grille 72. Pour l'amplification d'un signal de sortie simple, le système est configuré pour router le signal de sortie modulé de polarité notée Q, via le commutateur matriciel 40' pour signaux de sortie, vers l'un desdits amplificateurs 71 de 20 classe D. Ledit amplificateur reçoit le signal de sortie modulé de polarité Q et génère une tension de sortie Vout. Pour l'amplification d'un signal de sortie différentiel, le système utilise deux desdits amplificateurs 71 de classe D, l'un recevant la partie de polarité Q du 25 signal différentiel et l'autre la partie de polarité inverse, notée Q/, dudit signal pour générer une tension de sortie différentielle Vout+ ; Vout-. Un commutateur matriciel 40' numérique programmable pour signaux de sortie est interposé entre lesdits moyens de modulation 60 numériques binaire pour 30 signaux de sortie et les moyens d'amplification 70 pour signaux de sortie. Ledit commutateur matriciel 40', similaire au commutateur matriciel 40, est configuré pour router les signaux de sortie modulés en monobit, vers les moyens d'amplification 70 pour signaux de sortie, suivant que ledit signal est simple ou 3035290 12 différentiel et en fonction du type de signal. Ledit système comprend aussi des moyens d'adaptation 80 des signaux de sortie issus des moyens d'amplification 70. Lesdits moyens d'adaptation 80 des 5 signaux de sortie sont déportés par rapport à la carte électronique 1. En variante, lesdits moyens d'adaptation 80 des signaux de sortie peuvent être intégrés à la carte électronique. Les moyens d'adaptation 80 des signaux de sortie sont formés de composants 10 passifs utilisés pour réaliser plusieurs montages correspondant au différents types de signaux de sortie à adapter. Lesdits moyens d'adaptation 80 comprennent un montage 81 illustré à la figure 12 pour l'adaptation de signaux numériques de sortie, tels que Audio, ACS et 15 ARINC. Ce montage 81 est formé d'un filtre passif de type LC composé de deux bobines B811 et B812 raccordées l'une à l'autre par une de leurs bornes et de trois condensateurs C811, C812, C813. Une borne du condensateur C812 est raccordée au point milieu de raccord entre les bobines B811 et B812. Une borne du condensateur C811, respectivement C813, est raccordée à la borne 20 de la bobine B811, respectivement B812, opposée à celle raccordée au point milieu. L'autre borne de chaque condensateur est ramenée à la masse. La tension de sortie Vout de ce montage est définie aux bornes du condensateur C813.

25 Lesdits moyens d'adaptation 80 comprennent un montage 82 illustré à la figure 13 pour l'adaptation de signaux analogiques de sortie (ANO). Le montage 82 est formé d'une bobine B821 dont une borne est raccordée à une charge référencée Load sur la figure 13. Ladite charge peut être un dispositif alimenté par le montage 82. La borne opposée de la charge Load est ramenée à la 30 masse. La tension de sortie Vout de ce montage est définie aux bornes de la charge Load. Lesdits moyens d'adaptation 80 comprennent un montage 83 illustré à la figure 3035290 13 14 pour l'adaptation de signaux de sortie d'alimentation à courant continu (DCS). Le montage 83 est composé d'un filtre de type LC formé d'une bobine B831 dont une borne est raccordée à un condensateur C831. La borne opposée du condensateur C831 est ramenée à la masse.

5 Les signaux de sortie ainsi adaptés peuvent être utilisés pour une application donnée dans l'environnement de l'avion. Lesdites ressources 50 de traitement comprennent aussi au moins une 10 ressource 54 à fonction de régulation pour signaux de sortie. Ladite ressource est configurée pour exécuter une boucle de régulation d'un signal de sortie, issu d'un dispositif raccordé aux moyens d'adaptation 10 pour signaux d'entrée du système. En particulier, ledit signal de sortie à réguler est traité comme un signal d'entrée en étant adapté, conditionné et modulé pour être routé par le 15 commutateur matriciel vers la ressource de régulation. Le système est configure pour retourner la sortie de la ressource 54 de régulation à un modulateur 640 desdits moyens de modulation 60 pour signaux de sortie qui module la différence entre ledit signal de sortie régulé 64 et une valeur de référence 64ref.

20 Comme illustré à la figure 3, le système comprend un circuit 4 logique programmable dans lequel est implémenté ledit commutateur matriciel 40 numérique pour les signaux d'entrée, lesdites ressources 50 de traitement, le commutateur matriciel 40' numérique pour les signaux de sortie et les moyens 25 de modulation 60 numérique binaire pour les signaux de sortie. Ledit circuit logique programmable comprend un bus 41 de communication. Ce bus permet un accès logiciel audit circuit logique programmable pour reconfigurer les routes de chaque commutateur matriciel. Ledit bus permet aussi de communiquer des données telles que les signaux d'entrée traités, entre la carte du système et un 30 logiciel d'une autre carte. Ledit circuit logique programmable est selon un mode de réalisation un FPGA (FPGA pour Field-Programmable Gate Array en anglais, ou réseau de portes programmables en français). En variante, le FPGA peut être remplacé par un composant ASIC (ASIC pour Application Specific 3035290 14 Integrated Circuit en anglais, ou littéralement en français « circuit intégré propre à une application »). Le fonctionnement du système pour le traitement de signaux d'entrée est décrit 5 ci-après. Les signaux d'entrée sont adaptés par les moyens d'adaptation 10 de manière à les protéger des perturbations physiques, telles que la foudre, et de les convertir à des niveaux de tension adaptés aux composants de la carte. Cette 10 adaptation est réalisée à l'aide de composants passifs et de manière déportée par rapport à la carte, ce qui rend le traitement des signaux plus fiable et simplifie la maintenance du système. Comme rappelé ci-dessus lesdits moyens d'adaptation pour les signaux d'entrée comportent des montages d'adaptation pour différents types de signaux d'entrée et dans la forme illustrée de type 15 numérique DGI, discret DSI et analogique ANI. Les signaux d'entrée adaptés sont envoyés aux interfaces d'entrée IE de la carte 1 où ils sont conditionnés par les amplificateurs différentiels 21 des moyens de conditionnement 20 puis sont modulés en monobit par des 20 modulateurs delta-sigma 31. Chacun des signaux d'entrée modulés est routé par le commutateur matriciel 40 numérique vers l'une des ressources de traitement 50 adaptée au type du signal. Le routage que permet le commutateur matriciel numérique permet de 25 répondre de manière fiable et souple aux contraintes de ségrégations des signaux de différents types. L'utilisation du commutateur matriciel 40 permet de définir les routes entre les entrées et les sorties dudit commutateur et ainsi de définir des ségrégations de 30 signaux indépendamment des ressources de traitement. En effet, le commutateur matriciel 40 forme un organe de routage interne reconfigurable qui permet de rerouter chaque signal vers la ressource de traitement souhaitée. Autrement dit, ledit commutateur permet d'affecter les signaux d'entrée 3035290 15 modulés aux ressources en fonction des types desdits signaux. Le fonctionnement du système pour le traitement de signaux de sortie est décrit ci-après.

5 Des données de tables d'onde et/ou des valeurs constantes et/ou des signaux de sortie formant des signaux de sortie 61, 62, 63, 64 sont modulés en monobit par les moyens de modulation 60 numériques binaire pour signaux de sortie.

10 Les signaux de sortie modulés sont routés par ledit commutateur matriciel 40' vers les moyens d'amplification 70 pour signaux de sortie. Un signal simple est routé vers l'entrée de l'un des amplificateurs 71 tandis que, pour un signal différentiel, la partie de polarité Q dudit signal est routée vers l'un des amplificateurs 71 et la partie de polarité inverse Q/ du signal est routée vers un 15 autre amplificateur 71 simple ou différentiel. Les signaux issus des moyens d'amplification 70 sont alors adaptés, en dehors de la carte, par les moyens d'adaptation 80 du système en fonction de leur type. La carte, et le système d'acquisition et de génération de données 20 correspondant, selon l'invention permettent comparativement aux systèmes classiques d'acquisition et de génération de données, d'obtenir un gain d'intégration important et une réduction des coûts de conception et de maintenance.

25 Selon un mode de réalisation de l'invention, le nombre d'interfaces d'entrée de la carte pour les signaux d'entrée est de 256 par carte et le nombre d'interfaces de sorties de la carte pour les signaux de sortie est de 32. Il est ainsi possible d'intégrer 1024 entrées et 128 sorties avec seulement quatre cartes tout en respectant les contraintes de ségrégations de signaux, avec une consommation 30 d'énergie limitée et en offrant la possibilité de personnaliser le système d'acquisition et de génération à chaque type d'avion avec un cout réduit. L'utilisation de commutateurs matriciels réalisés au sein d'un composant 3035290 16 numérique programmable, tel qu'un FPGA, permet de répondre de manière fiable et avec un coût réduit aux contraintes de ségrégation des signaux tout en permettant de gérer des signaux d'entrée/sortie variables en nombre et en types.

5 En outre, la réalisation du système sous forme d'une carte électronique et de moyens d'adaptation des signaux qui sont déportés par rapport à la carte électronique, permet d'isoler les moyens d'adaptation de la carte et ainsi de les remplacer ou de les sélectionner aisément pour personnaliser le système en 10 fonction du type d'avion à équiper en conservant une base commune formée par la carte électronique. La présente invention n'est nullement limitée aux modes de réalisation décrits et représentés, mais l'homme du métier saura y apporter toute variante 15 conforme à son esprit.

Claims

REVENDICATIONS1. Carte (1) électronique pour système d'acquisition et de génération de signaux, caractérisée en ce ladite carte comprend : - des moyens de conditionnement (20) de signaux d'entrée d'au moins deux types et des moyens de modulation binaire (30) desdits signaux d'entrée; - des organes de traitement (50) des signaux d'entrée, appelés ressources de traitement, comprenant au moins une ressource (51) pour le traitement des signaux d'entrée d'un des deux types et au moins une ressource (52) pour le traitement des signaux d'entrée de l'autre type; - un commutateur matriciel (40) numérique programmable pour signaux d'entrée, interposé entre les moyens de modulation (30) binaire et les ressources de traitement (50), ledit commutateur matriciel (40) numérique programmable étant configuré pour router, en fonction de leur type, les signaux d'entrée modulés vers les ressources de traitement (50); et/ou - des moyens de modulation (60) binaire pour signaux de sortie permettant de moduler des signaux d'au moins deux types ; - des moyens d'amplification (70) pour signaux de sortie ; et - un commutateur matriciel (40') numérique programmable pour signaux de sortie, interposé entre lesdits moyens de modulation (60) pour signaux de sortie et les moyens d'amplification (70) pour signaux de sortie, ledit commutateur matriciel (40') numérique programmable pour signaux de sortie étant configuré pour router, en fonction de leur type, les signaux de sortie modulés vers les moyens d'amplification (70) pour signaux de sortie.
2. Carte (1) selon la revendication 1, caractérisée en ce que, lesdits signaux d'entrée d'au moins deux types comprenant des signaux d'entrée de type numérique et/ou des signaux d'entrée de type discret et/ou des signaux d'entrée de type analogique, lesdites ressources de traitement comprennent au moins une ressource (51) pour le traitement des signaux d'entrée de type numérique et/ou au moins une ressource (52) pour le traitement des signaux 3035290 18 d'entrée de type discret et/ou au moins une ressource (53) pour le traitement des signaux d'entrée de type analogique.
3. Carte (1) selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisée en ce que le 5 système comprend un circuit (4) logique programmable, tel qu'un FPGA, dans lequel le ou lesdits commutateurs matriciels (40, 40') sont implémentés.
4. Carte (1) selon la revendication 3, caractérisée en ce que les ressources (50) de traitement pour signaux d'entrée et/ou les moyens de modulation (60) 10 binaire pour signaux de sortie, sont aussi implémentés dans ledit circuit (4) logique programmable.
5. Carte (1) selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que les moyens de modulation (30) binaire pour signaux d'entrée et/ou les moyens 15 de modulation (60) binaire pour signaux de sortie comprennent des modulateurs delta-sigma
6. Carte (1) selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que lesdites ressources (50) de traitement comprennent aussi au moins une 20 ressource (54) à fonction de régulation pour signaux de sortie, qui est configurée pour exécuter une boucle de régulation d'un signal de sortie, la carte étant configurée pour retourner le signal sortant de la ressource (54) à fonction de régulation, à un modulateur (640), formant par exemple partie desdits moyens de modulation (60) binaire pour signaux de sortie, ledit modulateur 25 (640) étant configuré pour moduler la différence entre ledit signal (64) de sortie régulé et une valeur de référence (64ref).
7. Carte (1) selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que lesdits moyens de conditionnement (20) des signaux d'entrée comprennent des 30 amplificateurs différentiels (21).
8. Carte (1) selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que lesdits moyens d'amplification (70) pour signaux de sortie comprennent des 303 52 90 19 amplificateurs (71) de classe D.
9. Système d'acquisition et de génération de données, caractérisé en ce qu'il comprend une carte (1) conforme à l'une des revendications 1 à 8, et des 5 moyens d'adaptation (10), en fonction de leur type, des signaux d'entrée et/ou des moyens d'adaptation (80), en fonction de leur type, des signaux de sortie modulés.
10. Système selon la revendication 9, caractérisé en ce que lesdits moyens 10 d'adaptation (10, 80) sont déportés de la carte (1) électronique.
11. Système selon la revendication 10, caractérisé en ce que lesdits moyens d'adaptation (10, 80) sont formés de composants passifs. 15
12. Avion comprenant un système d'acquisition et de génération de signaux, caractérisé en ce que ledit système d'acquisition et de génération de signaux est conforme à l'une des revendications 9 à 11.