FR3045256A1

FR3045256A1 - Reseau de communication embarque d'un vehicule et abonne d'un tel reseau de communication

Info

Publication number: FR3045256A1
Application number: FR1562295A
Authority: FR
Inventors: Juan Lopez; Jean-Francois Saint-Etienne
Original assignee: Airbus Operations SAS; Airbus SAS
Current assignee: Airbus Operations SAS; Airbus SAS
Priority date: 2015-12-14
Filing date: 2015-12-14
Publication date: 2017-06-16
Anticipated expiration: 2035-12-14
Also published as: CN106878374B; CN106878374A; US10193830B2; US20170171112A1; FR3045256B1

Abstract

L'abonné (10) d'un réseau de communication Ethernet déterministe utilisant des liens virtuels comporte un premier récepteur (20a), un premier transmetteur (22a), une première mémoire (19) prévue pour enregistrer une table de configuration relative à un ensemble de liens virtuels que l'abonné peut recevoir et / ou retransmettre, ainsi qu'une unité de traitement configurée pour mettre en œuvre : . au moins une application (18) ; . une fonction de réception (12) configurée pour recevoir des trames de données reçues par le premier récepteur (20a), pour n'accepter la réception que des trames correspondant à des liens virtuels appartenant à l'ensemble de liens virtuels et pour transmettre ces trames à une fonction de triage (16) ; . ladite fonction de triage (16) configurée pour transmettre les trames de données reçues vers l'application (18) et / ou vers une fonction de transmission (14) ; et ladite fonction de transmission (14) configurée pour envoyer les trames de données reçues vers le premier transmetteur (22a) en respectant des contraintes de BAG associées aux liens virtuels correspondants.

Description

Réseau de communication embarqué d’un véhicule et abonné d’un tel réseau de communication. L’invention est relative au domaine des réseaux de communication et plus particulièrement aux réseaux de communication embarqués dans les aéronefs.

Les aéronefs comportent généralement un ou plusieurs réseaux de communication embarqués prévus pour permettre des communications entre des équipements embarqués, en particulier des calculateurs embarqués. Afin de satisfaire aux exigences de la règlementation en matière de certification des aéronefs, un réseau de communication embarqué doit être déterministe, c'est-à-dire qu’il doit permettre une transmission d’informations d’un équipement émetteur abonné à ce réseau de communication vers un ou plusieurs équipements récepteurs abonnés à ce réseau de communication, avec une durée de transmission inférieure à une durée prédéterminée ainsi qu’une garantie de non perte d’information à travers le réseau. Le standard ARINC 664 part 7 définit un réseau de communication avionique embarqué déterministe, basé sur une technologie Ethernet commuté full-duplex. Un tel réseau peut par exemple correspondre à un réseau de communication AFDX®. Dans un réseau conforme au standard ARINC 664 part 7, chaque équipement est relié à un commutateur du réseau et les communications entre les différents équipements empruntent des liens virtuels prédéfinis lors de la définition et de la configuration du réseau. Un lien virtuel est défini entre un équipement émetteur et un ou plusieurs équipements récepteurs, via un ou plusieurs commutateurs du réseau. Chaque lien virtuel emprunte un chemin déterminé dans le réseau. Une bande passante est allouée à chaque lien virtuel et le routage des différents liens virtuels du réseau est réalisé de façon à ce que la somme des bandes passantes allouées aux liens virtuels empruntant une même liaison physique ne dépasse pas la bande passante supportée par ladite liaison physique. Cela est nécessaire pour garantir le déterminisme du réseau. Lorsqu’un équipement émetteur abonné au réseau de communication souhaite émettre des informations vers un ou plusieurs équipements récepteurs, il transmet ces informations dans des trames de données sur un lien virtuel dont ce ou ces équipement(s) récepteur(s) est(sont) destinataire(s). L’envoi des trames de données par l’équipement émetteur est réalisé en respectant des contraintes de mise en forme temporelle (appelées « traffic shaping » en anglais) de chaque lien virtuel. Pour un lien virtuel donné, ces contraintes correspondent notamment à un intervalle de temps entre deux envois successifs de paquets de données sur le lien virtuel, ces paquets de données correspondant à des ensembles de trames de données. Cet intervalle de temps est usuellement appelé BAG (« Bandwith Allocation Gap » en anglais). Un BAG est défini pour chaque lien virtuel lors de la conception du réseau de communication. Lorsqu’un lien virtuel traverse un commutateur, ce commutateur reçoit, sur une première liaison physique, des trames de données correspondant à ce lien virtuel et il retransmet ces trames de données sur une deuxième liaison physique. La retransmission, sur la deuxième liaison physique, des trames de données correspondant aux différents liens virtuels partageant cette deuxième liaison physique, est réalisée de façon asynchrone, en fonction de la réception des différentes trames de données par le commutateur. Pour un lien virtuel donné, il en résulte un phénomène de « Jitter » correspondant à un décalage temporel, par rapport au BAG défini pour ce lien virtuel, entre des envois successifs de paquets de données sur ce lien virtuel par le commutateur. Chaque commutateur traversé par le lien virtuel a pour effet d’augmenter le phénomène de Jitter, les décalages temporels dus aux différents commutateurs traversés pouvant se cumuler. Lors de la réception du lien virtuel par un abonné récepteur, cet abonné récepteur met en œuvre une fonction (appelée « traffic policing » en anglais) qui réalise notamment une vérification temporelle des paquets de données reçus sur le lien virtuel. Cette fonction vérifie en particulier que le Jitter est inférieur à une valeur maximale de Jitter autorisée pour le lien virtuel. En effet, le réseau étant un réseau déterministe, la valeur du Jitter doit toujours être inférieure à cette valeur maximale de Jitter autorisée. Lors d’une étape de démonstration du déterminisme du réseau de communication, il est nécessaire d’évaluer une valeur maximale de Jitter lors de la réception de chaque lien virtuel par un abonné récepteur, de façon à vérifier si cette valeur maximale de Jitter est bien inférieure à la valeur maximale de Jitter autorisée pour ce lien virtuel. Cette démonstration est d’autant plus complexe que le nombre de liens virtuels est élevé et que le nombre de commutateurs traversés par des liens virtuels est élevé. Cette démonstration prévoit en outre le calcul, pour chaque lien virtuel, d’un temps de transmission sur le lien virtuel entre l’abonné émetteur et chaque abonné récepteur. Ce calcul est complexe compte tenu du Jitter provoqué par la traversée des différents commutateurs.

Toutes les communications entre équipements sont définies à l’avance, par la définition des liens virtuels, afin de permettre une configuration des commutateurs : chaque commutateur comporte une table de configuration fonction des liens virtuels transitant par ce commutateur. La configuration de chaque commutateur est téléchargée dans celui-ci avant son utilisation. Un commutateur comporte généralement un nombre important de ports de communication, par exemple 24 ports pour certains commutateurs. Il est également prévu une redondance des commutateurs afin d’éviter qu’une panne d’un commutateur entraîne une indisponibilité des communications entre certains équipements : le réseau de communication est dupliqué sur deux ensembles de commutateurs dont les commutateurs sont reliés entre eux de façon similaire. Chaque abonné du réseau de communication est raccordé d’une part à un commutateur d’un premier des deux ensembles de commutateurs et d’autre part au commutateur correspondant de l’autre ensemble de commutateurs. Un aéronef moderne peut ainsi comporter un nombre élevé de commutateurs, par exemple 14 commutateurs sur certains aéronefs. Il en résulte une masse, un encombrement et une consommation électrique qu’il serait intéressant de réduire afin d’améliorer les performances de l’aéronef. EXPOSE DE L’INVENTION :

La présente invention a notamment pour but d’apporter une solution à ces problèmes. Elle concerne un abonné d’un réseau de communication embarqué d’un véhicule, le réseau de communication étant un réseau Ethernet déterministe utilisant des liens virtuels à chacun desquels est associée une contrainte de BAG.

Cet abonné est remarquable en ce qu’il comporte : - au moins un premier récepteur d’un port de communication compatible avec le réseau de communication ; - au moins un premier transmetteur d’un port de communication compatible avec le réseau de communication ; - au moins une première mémoire prévue pour enregistrer une table de configuration relative à un ensemble de liens virtuels que l’abonné peut recevoir et / ou retransmettre ; et - une unité de traitement configurée pour mettre en œuvre : . au moins une application susceptible de recevoir des informations provenant du réseau de communication et/ou de transmettre des informations vers le réseau de communication ; une fonction de triage ; . une fonction de réception configurée pour recevoir des trames de données reçues par le premier récepteur, pour extraire un identifiant de lien virtuel correspondant à chaque trame de données reçue, pour comparer cet identifiant avec des identifiants de liens virtuels appartenant à la table de configuration, pour n’accepter la réception que des trames de données correspondant à des liens virtuels appartenant à l’ensemble de liens virtuels et pour transmettre ces trames de données à la fonction de triage ; et une fonction de transmission comprenant un ensemble de files d’attente de transmission, de telle sorte qu’à chacun des liens virtuels de l’ensemble de liens virtuels est associé une file d’attente spécifique appartenant à l’ensemble de files d’attente de transmission, la fonction de transmission étant configurée pour recevoir des trames de données provenant de la fonction de triage, pour insérer chacune desdites trames de données dans la file d’attente de transmission associée au lien virtuel correspondant à cette trame de données et pour envoyer vers le premier transmetteur les trames de données issues des différentes files d’attente de transmission en respectant les contraintes de BAG associées aux liens virtuels correspondants, la fonction de triage étant configurée pour recevoir les trames de données transmises par la fonction de réception et pour transmettre chacune desdites trames de données vers l’application et / ou vers la fonction de transmission en fonction d’informations contenues dans la table de configuration pour le lien virtuel correspondant à cette trame de données.

Ainsi, étant donné que le premier transmetteur peut retransmettre des trames de données reçues par le premier récepteur, l’abonné peut faire partie d’un réseau de communication ne nécessitant pas de commutateur : les liens virtuels acheminant des trames de données entre un abonné émetteur et un abonné récepteur peuvent transiter par un ou plusieurs abonnés intermédiaires. Cela permet d’éviter les inconvénients liés à l’utilisation de commutateurs dans un réseau de communication. De plus, étant donné que la fonction de transmission transmet les trames de données sur les différents liens virtuels en respectant les contraintes de BAG correspondant à ces liens virtuels (fonction de « traffic shaping »), il n’y a pas d’effet cumulatif sur le Jitter lorsqu’une trame de données circule sur le réseau de communication, sur un lien virtuel entre un abonné émetteur et un abonné récepteur. Cela permet de faciliter la démonstration de déterminisme du réseau de communication. Le calcul d’un temps de transmission sur le lien virtuel entre l’abonné émetteur et l’abonné récepteur est simplifié : il correspond à la somme des temps de latence (temps de traversée) des abonnés par lesquels transite le lien virtuel entre l’abonné émetteur et l’abonné récepteur.

Selon des modes particuliers de réalisation pouvant être pris en compte isolément ou en combinaison : - l’abonné est configuré pour communiquer sur le réseau de communication selon un protocole de communication compatible avec le standard ARINC 664 part 7 ; - la fonction de triage est configurée pour recevoir des trames de données transmises par l’application et pour transmettre chacune desdites trames de données vers la fonction de transmission ; - l’abonné comporte en outre un deuxième récepteur d’un port de communication compatible avec le réseau de communication et un deuxième transmetteur d’un port de communication compatible avec le réseau de communication et : . la fonction de réception est configurée pour recevoir en outre des trames de données reçues par le deuxième récepteur, pour extraire un identifiant de lien virtuel correspondant à chaque trame reçue, pour comparer cet identifiant avec des identifiants de liens virtuels appartenant à la table de configuration, pour n’accepter la réception que des trames correspondant à des liens virtuels appartenant à l’ensemble de liens virtuels et pour transmettre ces trames à la fonction de triage ; et la fonction de transmission est configurée pour envoyer les trames de données issues des différentes files d’attente de transmission, à la fois vers le premier transmetteur et vers le deuxième transmetteur, en respectant les contraintes de BAG associées aux liens virtuels correspondants.

De façon avantageuse, lorsque l’abonné comporte le deuxième récepteur et le deuxième transmetteur, la fonction de réception est configurée pour extraire un identifiant correspondant à chaque trame reçue, pour vérifier si cet identifiant est déjà enregistré dans une deuxième mémoire de l’abonné, pour n’accepter la trame reçue que si l’identifiant n’est pas enregistré dans la deuxième mémoire et pour enregistrer l’identifiant dans la deuxième mémoire. Cela permet d’utiliser le deuxième transmetteur et le deuxième récepteur pour réaliser une redondance des communications. L’invention est également relative à un réseau de communication embarqué d’un véhicule, le réseau de communication étant un réseau Ethernet déterministe utilisant des liens virtuels. Ce réseau de communication est remarquable en ce qu’il comporte un ensemble d’abonnés tels que précité.

Selon une première variante, les abonnés de l’ensemble d’abonnés sont reliés entre eux selon une topologie linéaire.

Selon une deuxième variante, les abonnés de l’ensemble d’abonnés sont reliés entre eux selon une topologie circulaire.

Selon un premier mode de réalisation de la deuxième variante, lorsque les abonnés de l’ensemble d’abonnés comportent un deuxième récepteur et un deuxième transmetteur, ledit ensemble d’abonnés comprenant au moins un premier, un deuxième, un troisième, un quatrième et un cinquième abonnés, le premier abonné est relié aux autres abonnés de l’ensemble d’abonnés de telle façon que le premier récepteur du premier abonné est relié au premier émetteur du deuxième abonné, le premier émetteur du premier abonné est relié au premier récepteur du troisième abonné, le deuxième récepteur du premier abonné est relié au deuxième émetteur du quatrième abonné et le deuxième émetteur du premier abonné est relié au deuxième récepteur du cinquième abonné. De façon avantageuse, en outre, le premier récepteur du deuxième abonné est relié au premier émetteur du quatrième abonné et le premier émetteur du troisième abonné est relié au premier récepteur du cinquième abonné.

Selon un deuxième mode de réalisation de la deuxième variante, lorsque les abonnés de l’ensemble d’abonnés comportent un deuxième récepteur et un deuxième transmetteur, ledit ensemble d’abonnés comprenant au moins un premier, un deuxième et un troisième abonnés, le premier abonné est relié aux autres abonnés de l’ensemble d’abonnés de telle façon que le premier récepteur du premier abonné est relié au premier émetteur du deuxième abonné, le premier émetteur du premier abonné est relié au premier récepteur du troisième abonné, le deuxième récepteur du premier abonné est relié au deuxième émetteur du troisième abonné et le deuxième émetteur du premier abonné est relié au deuxième récepteur du deuxième abonné.

Selon un mode particulier de réalisation, le réseau de communication comporte en outre au moins un commutateur, au moins un abonné dudit ensemble d’abonnés étant relié à cet au moins un commutateur. L’invention est également relative à un aéronef comportant un réseau de communication tel que précité. DESCRIPTION DETAILEE : L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit et à l'examen des figures annexées.

La figure 1 illustre de façon simplifiée un aéronef comportant un réseau de communication.

La figure 2 représente de façon schématique l’architecture fonctionnelle d’un abonné d’un réseau de communication, conforme à un mode de réalisation de l’invention.

Les figures 3, 4, 5, 6 et 7 représentent différents exemples de réseaux de communication conformes à modes de réalisation de l’invention. L’abonné 10 représenté sur la figure 2 est un abonné d’un réseau de communication embarqué d’un véhicule, le réseau de communication étant un réseau Ethernet déterministe utilisant des liens virtuels à chacun desquels est associée une contrainte de BAG. Cet abonné comporte un premier récepteur 20a (libellé R1 sur la figure) d’un port de communication compatible avec le réseau de communication, ainsi qu’un premier transmetteur 22a (libellé T1 sur la figure) d’un port de communication compatible avec le réseau de communication. Il comporte aussi une première mémoire 19 (libellée MEM1 sur la figure). Cette première mémoire est prévue pour enregistrer une table de configuration relative à un ensemble de liens virtuels que l’abonné peut recevoir et / ou retransmettre. La table de configuration comprend une liste desdits liens virtuels que l’abonné peut recevoir et/ ou retransmettre, cette liste comprenant un ensemble d’informations pour chaque lien virtuel qu’elle comprend : par exemple un identifiant du lien virtuel, tel que son numéro, et des informations indiquant si l’abonné 10 est récepteur du lien virtuel et / ou si le lien virtuel doit être retransmis par l’abonné 10. L’abonné 10 comporte également une fonction de réception 12 (libellée RECEPT sur la figure), une fonction de transmission 14 (libellée TRANSMIT sur la figure), une fonction de triage 16 et au moins une application 18. La fonction de réception, la fonction de transmission, la fonction de triage et l’application peuvent par exemple être mises en œuvre de façon logicielle au moyen d’une unité de traitement, telle qu’un microprocesseur ou un microcontrôleur, de l’abonné 10. L’abonné 10 peut notamment correspondre à un calculateur du véhicule dans lequel est embarqué le réseau de communication. Dans le cas particulier dans lequel le véhicule est un aéronef, ce calculateur peut être un calculateur dédié à une fonction particulière de l’aéronef: il peut par exemple correspondre à un calculateur de gestion de vol de type FMS (« Flight Management System » en anglais), à un calculateur de contrôle du vol de l’aéronef de type FCS (« Flight Control System » en anglais), à un calculateur de gestion d’alertes de l’aéronef de type FWC (« Flight Warning System » en anglais), à un calculateur centralisé de maintenance de l’aéronef de type CMS (« Centralised Maintenance System » en anglais), etc. Ladite au moins une application 18 est alors en charge de la mise en œuvre de ladite fonction particulière de l’aéronef. Le calculateur peut aussi être un calculateur avionique modulaire de type IMA (« Integrated Modular Avionics » en anglais) susceptible d’héberger plusieurs fonctions de l’aéronef. Ladite au moins une application 18 correspond alors à l’une desdites fonctions de l’aéronef, le calculateur correspondant à l’abonné 10 pouvant comporter autant d’applications 18 que de fonctions hébergées par ce calculateur. Un tel calculateur, qu’il soit de type dédié ou de type IMA, peut notamment être localisé dans une baie avionique 2 d’un aéronef 1 tel que représenté sur la figure 1. Cette baie avionique 2 est généralement localisée à proximité d’un cockpit 3 de l’aéronef.

La fonction de triage 16 est reliée en entrée à la fonction de réception 12, par une liaison 24. L’application 18 est reliée en entrée à la fonction de triage 16 par une liaison 28. La fonction de triage 16 est reliée en entrée à l’application 18 par une liaison 29. La fonction de transmission 14 est reliée en entrée à la fonction de triage 16, par une liaison 25. Les liaisons 24, 28, 29 et 25 ne sont pas forcément des liaisons physiques. Elles peuvent en particulier correspondre à toute méthode de transmission d’informations entre des fonctions à l’intérieur d’un calculateur (partage de mémoire commune, files d’attentes, etc.). La fonction de transmission 14 comprend un ensemble de files d’attente de transmission F1, F2, ... Fk (respectivement libellées QUEUE1, QUEUE 2, QUEUEk sur la figure), susceptibles d’être associées chacune à un lien virtuel distinct.

En fonctionnement, lorsqu’une trame de données est reçue par le premier récepteur 20a de l’abonné 10, la fonction de réception 12 reçoit ladite trame de données et elle extrait un identifiant de lien virtuel correspondant à cette trame. Cet identifiant peut par exemple correspondre à un numéro du lien virtuel. La fonction de réception compare cet identifiant avec des identifiants de liens virtuels appartenant à la table de configuration enregistrée dans la première mémoire 19. Si l’identifiant correspond à un lien virtuel appartenant à la table de configuration, alors la fonction de réception accepte la réception de la trame de données car il s’agit d’un lien virtuel dont l’abonné 10 est récepteur et / ou que l’abonné 10 doit retransmettre. La fonction de réception transmet alors cette trame de données à la fonction de triage 16 par la liaison 24. Dans le cas contraire, l’abonné 10 n’est pas récepteur du lien virtuel et il ne doit pas le retransmettre : par conséquent, la fonction de réception rejette la trame de données.

Lorsque la fonction de triage reçoit une trame de données provenant de la fonction de réception, elle vérifie les informations contenues dans la table de configuration pour le lien virtuel correspondant à la trame de données. S’il s’agit d’un lien virtuel dont l’abonné 10 est récepteur, la fonction de triage transmet la trame de données à l’application 18 par la liaison 28. S’il s’agit d’un lien virtuel que l’abonné 10 doit retransmettre, la fonction de triage transmet la trame de données à la fonction de transmission par la liaison 25. Par ailleurs, l’application 18 peut souhaiter émettre des trames de données sur le réseau de communication, sur des liens virtuels dont l’abonné 10 est émetteur. Pour cela, l’application 18 transmet les trames de données correspondantes vers la fonction de triage par la liaison 29 et la fonction de triage transmet ces trames de données vers la fonction de transmission par la liaison 25.

Lorsque la fonction de transmission 14 reçoit une trame de données provenant de la fonction de triage par la liaison 25, elle insère cette trame de données dans l’une des files d’attente de transmission F1, F2, ... Fk associée au lien virtuel correspondant à cette trame de données. La fonction de transmission envoie vers le premier transmetteur 22a les trames de données issues des différentes files d’attente de transmission F1, F2, ... Fk en respectant les contraintes de BAG associées aux liens virtuels correspondant à ces files d’attente de transmission. Le premier transmetteur transmet ces trames de données sur le réseau de communication. La fonction de transmission réalise ainsi une mise en forme temporelle du trafic de données émis par le transmetteur 22a (fonction de « traffic shaping »). Cette mise en forme temporelle est réalisée de façon similaire à celle réalisée de façon usuelle dans les abonnés d’un réseau de communication Ethernet commuté déterministe utilisant des liens virtuels, lorsque ces abonnés émettent des trames de données sur ces liens virtuels. Ainsi, grâce à la fonction de transmission 14, la mise en forme temporelle, et donc le respect des contraintes de BAG, concerne non seulement les trames de données émises initialement par l’abonné 10 (trames de données provenant de l’application 18), mais aussi les trames de données reçues par le premier récepteur 20a et retransmises par l’abonné 10 (en fonction de la table de configuration enregistrée dans la première mémoire 19). Cela permet de réduire le Jitter sur chaque lien virtuel lorsque ce lien virtuel est retransmis par un abonné tel que l’abonné 10 (au lieu d’être retransmis par un commutateur). D’autre part, cela permet également de faciliter la démonstration du déterminisme du réseau de communication puisque le lien virtuel est remis en forme de façon temporelle à chaque fois qu’il est reçu et retransmis par un abonné, tel que l’abonné 10, du réseau de communication.

Dans un mode particulier de réalisation, l’abonné 10 comporte en outre un deuxième récepteur 20b (libellé R2 sur la figure) d’un port de communication compatible avec le réseau de communication et un deuxième transmetteur 22b (libellé T2 sur la figure) d’un port de communication compatible avec le réseau de communication. Lorsqu’une trame de données est reçue par le deuxième récepteur 20b de l’abonné 10, la fonction de réception 12 reçoit ladite trame de données et soit elle transmet cette trame de données à la fonction de triage, soit elle rejette cette trame de données, de la même façon que pour une trame de données reçue par le premier récepteur 20a. La fonction de transmission 14 envoie les trames de données issues des différentes files d’attente de transmission F1, F2, ... Fk à la fois vers le premier transmetteur 22a et vers le deuxième transmetteur 22b, en respectant les contraintes de BAG associées aux liens virtuels correspondant à ces files d’attente de transmission. Le premier transmetteur et le deuxième transmetteur transmettent ces trames de données sur le réseau de communication. De façon avantageuse, l’abonné 10 comporte une deuxième mémoire 21 (libellée MEM2 sur la figure) et la fonction de réception 12 est en outre configurée pour extraire un identifiant correspondant à chaque trame reçue, pour vérifier si cet identifiant est déjà enregistré dans la deuxième mémoire 21, pour ne transmettre la trame de données reçue vers la fonction de triage que si l’identifiant n’est pas enregistré dans la deuxième mémoire et pour enregistrer l’identifiant dans la deuxième mémoire. L’identifiant correspondant à chaque trame de données peut notamment correspondre à un numéro de séquence de la trame de données sur le lien virtuel considéré. Un tel fonctionnement permet de gérer une transmission redondante des trames de données sur le réseau de communication : une même trame de données d’un lien virtuel étant émise à la fois par le premier transmetteur et par le deuxième transmetteur d’un abonné émetteur, cette trame de données est acheminée par plusieurs chemins sur le réseau de communication (correspondant à différentes liaisons entre les abonnés du réseau de communication). Lorsqu’un abonné reçoit cette trame de données (que cet abonné soit récepteur du lien virtuel ou seulement en charge de retransmettre le lien virtuel), la fonction de réception de l’abonné n’accepte que la première occurrence de la trame de données, reçue par l’un des premier ou deuxième récepteurs de l’abonné. Si la trame de données est reçue une deuxième fois par l’abonné, en particulier par l’autre desdits premier ou deuxième récepteurs, alors cette trame de données est rejetée par la fonction de réception car elle porte le même identifiant que la trame de données reçue précédemment et acceptée.

Le réseau de communication 4 représenté sur la figure 3 comporte un ensemble d’abonnés 10a, 10b, ... 10h semblables chacun à l’abonné 10 décrit en référence à la figure 2. Les différents abonnés de l’ensemble d’abonnés sont reliés entre eux selon une topologie de réseau circulaire, c'est-à-dire une topologie selon laquelle le premier transmetteur (libellé T1) de chaque abonné est relié au premier récepteur (libellé R1) d’un autre abonné, dit abonné suivant, par une liaison de communication. Cette liaison de communication peut être de type filaire, de type fibre optique, ... selon la technologie de communication du réseau de communication. Un abonné de l’ensemble d’abonnés peut ainsi émettre des trames de données vers n’importe lequel des autres abonnés de l’ensemble d’abonnés sur un lien virtuel défini pour cela. Par exemple, l’abonné 10a peut émettre des trames de données vers l’abonné 10e. Pour cela, un lien virtuel est défini entre l’abonné 10a (émetteur) et l’abonné 10e (récepteur). Ce lien virtuel passe par les abonnés 10b, 10c et 10d. La table de configuration de chacun des abonnés 10b, 10c et 10d est configurée de façon que l’abonné considéré retransmette ce lien virtuel. La table de configuration de l’abonné 10e est configurée de telle façon que cet abonné soit récepteur du lien virtuel. Bien que cet exemple soit décrit dans le cas d’un seul abonné récepteur, il est possible de prévoir plusieurs abonnés récepteurs du lien virtuel.

Dans le réseau de communication représenté sur la figure 4, chacun des abonnés 10a, 10b, ... 10h comporte en outre un deuxième transmetteur (libellé T2) et un deuxième récepteur (libellé R2). Les liaisons entre les premiers transmetteurs et les premiers récepteurs des différents abonnés sont similaires à celles déjà décrites en référence à la figure 3. Par ailleurs, le deuxième transmetteur de chaque abonné est relié au deuxième récepteur de l’abonné suivant l’abonné suivant. Par exemple, en considérant l’abonné 10c, l’abonné suivant est l’abonné 10d et l’abonné suivant l’abonné 10d est l’abonné 10e. Ainsi, le premier transmetteur de l’abonné 10c est relié au premier récepteur de l’abonné 10d et le deuxième transmetteur de l’abonné 10c est relié au deuxième récepteur de l’abonné 10e. De façon similaire, en considérant le premier et le deuxième récepteurs de l’abonné 10c, le premier transmetteur de l’abonné 10b est relié au premier récepteur de l’abonné 10c et le deuxième transmetteur de l’abonné 10a est relié au deuxième récepteur de l’abonné 10c. Une telle configuration du réseau de communication permet d’assurer une redondance des communications. Ainsi, par exemple, dans le cas du lien virtuel précité entre l’abonné 10a (émetteur) et l’abonné 10e (récepteur), même si la liaison entre le premier transmetteur de l’abonné 10b et le premier récepteur de l’abonné 10c n’est plus opérationnelle, les communications entre l’abonné 10a et l’abonné 10e restent possibles : les trames de données correspondant à ce lien virtuel étant également transmises par le deuxième transmetteur de l’abonné 10a, celles-ci sont reçues par le deuxième récepteur de l’abonné 10c, ce qui permet de palier à un dysfonctionnement de la liaison de communication entre le premier transmetteur de l’abonné 10b et le premier récepteur de l’abonné 10c. De plus, les trames de données correspondant à ce lien virtuel reçues par l’abonné 10b sont également transmises par le deuxième transmetteur de l’abonné 10b vers le deuxième récepteur de l’abonné 10d. Cela permet encore de palier, pour ce lien virtuel, à un dysfonctionnement de la liaison de communication entre le premier transmetteur de l’abonné 10b et le premier récepteur de l’abonné 10c. Cette configuration du réseau de communication est également robuste à une panne d’un abonné du réseau de communication. Ainsi, dans le cas du lien virtuel précité, en supposant par exemple que l’abonné 10c est en panne, les trames de données correspondant à ce lien virtuel reçues par l’abonné 10b étant également transmises par le deuxième transmetteur de l’abonné 10b vers le deuxième récepteur de l’abonné 10d, les communications sur ce lien virtuel ne sont pas interrompues. La liaison entre le deuxième transmetteur de l’abonné 10b et le deuxième récepteur de l’abonné 10d permet de contourner l’abonné 10c en panne.

Dans le réseau de communication représenté sur la figure 5, chacun des abonnés 10a, 10b, ... 10h comporte encore un deuxième transmetteur (libellé 12) et un deuxième récepteur (libellé R2). Les liaisons entre les premiers transmetteurs et les premiers récepteurs des différents abonnés sont similaires à celles déjà décrites en référence à la figure 3. Par ailleurs, le deuxième transmetteur de chaque abonné est relié au deuxième récepteur de l’abonné précédent sur la topologie circulaire. L’abonné précédent d’un abonné considéré est défini comme étant l’abonné dont le premier transmetteur est relié au premier récepteur de l’abonné considéré. Ainsi, par exemple, le deuxième transmetteur de l’abonné 10b est relié au deuxième récepteur de l’abonné 10a. Comme dans l’exemple de la figure 4, une telle configuration du réseau de communication permet d’assurer une redondance des communications. Il convient pour cela de définir un lien virtuel redondant du lien virtuel considéré, ce lien virtuel redondant étant déni sur la topologie circulaire à contre sens du lien virtuel considéré et passant par les deuxièmes transmetteurs et les deuxièmes récepteurs des abonnés. Ainsi, par exemple, dans le cas du lien virtuel précité entre l’abonné 10a (émetteur) et l’abonné 10e (récepteur), il est possible de définir un lien virtuel redondant entre l’abonné 10a et l’abonné 10e, ce lien virtuel redondant passant par les abonnés 10h, 10g et 10f. Par ailleurs, une telle topologie peut permettre des liaisons plus courtes entre un abonné émetteur et un abonné récepteur. Par exemple, lorsque l’abonné 10a doit envoyer des trames de données vers l’abonné 10g, cette topologie permet une liaison passant par l’abonné 10h. Cette liaison est plus courte qu’une liaison qui passerait par les abonnés 10b, 10c, 10d, 10e et 10f.

Le réseau de communication représenté sur la figure 6 est similaire au réseau de communication représenté sur la figure 4, à ceci près que l’abonné 10d est remplacé par deux commutateurs redondants 30a et 30b (libellés respectivement SWa et SWb) d’un réseau Ethernet commuté déterministe conventionnel. Des abonnés conventionnels 32a, 32b et 32c sont reliés à chacun des deux commutateurs redondants. Le réseau de communication comporte ainsi deux parties : une première partie correspondant à un réseau conventionnel comportant les deux commutateurs redondants et les abonnés conventionnels 32a, 32b et 32c, et une deuxième partie comportant l’ensemble d’abonnés 10a, 10b, 10c, 10e, 10f, 10g et 10h tels que précités, ces abonnés de l’ensemble d’abonnés communiquant entre eux sans commutateur. Il y a interopérabilité des abonnés de l’ensemble d’abonnés avec les abonnés conventionnels. Un même lien virtuel peut pour une partie transiter par des abonnés de l’ensemble d’abonnés et, pour une autre partie transiter par des commutateurs redondants conventionnels jusqu’à (ou depuis) un ou plusieurs abonnés conventionnels.

Le réseau de communication représenté sur la figure 7 comporte un ensemble d’abonnés 10a, 10b, ... 10g semblables chacun à l’abonné 10 décrit en référence à la figure 2. Les différents abonnés de l’ensemble d’abonnés sont reliés entre eux selon une topologie de réseau linéaire (appelée « daisy chain » en anglais). Les liaisons de communication entre les différents abonnés sont telles que le premier transmetteur d’un abonné est relié au premier récepteur de l’abonné suivant et le deuxième transmetteur d’un abonné est relié au deuxième récepteur de l’abonné précédent. Cela permet des communications bidirectionnelles entre tous les abonnés du réseau de communication. De façon avantageuse, bien que facultative, un abonné situé à une extrémité de la topologie linéaire est relié à un commutateur d’un réseau Ethernet commuté déterministe conventionnel. Ainsi, comme représenté sur la figure 7, l’abonné 10a est relié à un commutateur 30 (libellé SW sur la figure). Des abonnés conventionnels 32a, 32b et 32c sont reliés au commutateur 30. Dans un tel cas, la topologie linéaire peut par exemple être utilisée pour raccorder à moindre coût un ensemble de capteurs (correspondant aux abonnés 10a, 10b, ... 10g) au réseau Ethernet commuté déterministe conventionnel.

Dans un mode particulier de réalisation, les abonnés sont configurés pour communiquer sur le réseau de communication selon un protocole de communication compatible avec le standard ARINC 664 part 7.

Claims

REVENDICATIONS

1- Abonné (10) d’un réseau de communication embarqué (4) d’un véhicule (1), le réseau de communication étant un réseau Ethernet déterministe utilisant des liens virtuels à chacun desquels est associée une contrainte de BAG, l'abonné (10) étant caractérisé en ce qu’il comporte : - au moins un premier récepteur (20a) d’un port de communication compatible avec le réseau de communication ; - au moins un premier transmetteur (22a) d’un port de communication compatible avec le réseau de communication ; - au moins une première mémoire (19) prévue pour enregistrer une table de configuration relative à un ensemble de liens virtuels que l’abonné peut recevoir et / ou retransmettre ; et - une unité de traitement configurée pour mettre en œuvre : . au moins une application (18) susceptible de recevoir des informations provenant du réseau de communication et/ou de transmettre des informations vers le réseau de communication ; . une fonction de triage (16) ; une fonction de réception (12) configurée pour recevoir des trames de données reçues par le premier récepteur (20a), pour extraire un identifiant de lien virtuel correspondant à chaque trame de données reçue, pour comparer cet identifiant avec des identifiants de liens virtuels appartenant à la table de configuration, pour n’accepter la réception que des trames de données correspondant à des liens virtuels appartenant à l’ensemble de liens virtuels et pour transmettre ces trames de données à la fonction de triage (16) ; et . une fonction de transmission (14) comprenant un ensemble de files d’attente de transmission (F1, F2, ... Fk), de telle sorte qu’à chacun des liens virtuels de l’ensemble de liens virtuels est associé une file d’attente spécifique appartenant à l’ensemble de files d’attente de transmission, la fonction de transmission étant configurée pour recevoir des trames de données provenant de la fonction de triage (16), pour insérer chacune desdites trames de données dans la file d’attente de transmission associée au lien virtuel correspondant à cette trame de données et pour envoyer vers le premier transmetteur (22a) les trames de données issues des différentes files d’attente de transmission en respectant les contraintes de BAG associées aux liens virtuels correspondants, la fonction de triage (16) étant configurée pour recevoir les trames de données transmises par la fonction de réception (12) et pour transmettre chacune desdites trames de données vers l’application (18) et / ou vers la fonction de transmission (14) en fonction d’informations contenues dans la table de configuration pour le lien virtuel correspondant à cette trame de données.
2- Abonné selon la revendication 1, caractérisé en ce qu’il est configuré pour communiquer sur le réseau de communication selon un protocole de communication compatible avec le standard ARINC 664 part 7.
3- Abonné selon l’une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que la fonction de triage (16) est configurée pour recevoir des trames de données transmises par l’application (18) et pour transmettre chacune desdites trames de données vers la fonction de transmission (14).
4- Abonné selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu’il comporte en outre un deuxième récepteur (20b) d’un port de communication compatible avec le réseau de communication et un deuxième transmetteur (22b) d’un port de communication compatible avec le réseau de communication et en ce que : . la fonction de réception (12) est configurée pour recevoir en outre des trames de données reçues par le deuxième récepteur (20b), pour extraire un identifiant de lien virtuel correspondant à chaque trame de données reçue, pour comparer cet identifiant avec des identifiants de liens virtuels appartenant à la table de configuration, pour n’accepter la réception que des trames de données correspondant à des liens virtuels appartenant à l’ensemble de liens virtuels et pour transmettre ces trames de données à la fonction de triage (16) ; et la fonction de transmission (14) est configurée pour envoyer les trames de données issues des différentes files d’attente de transmission, à la fois vers le premier transmetteur (22a) et vers le deuxième transmetteur (22b), en respectant les contraintes de BAG associées aux liens virtuels correspondants.
5- Abonné selon la revendication 4, caractérisé en ce que la fonction de réception est configurée pour extraire un identifiant correspondant à chaque trame de données reçue, pour vérifier si cet identifiant est déjà enregistré dans une deuxième mémoire (21) de l’abonné, pour n’accepter la trame de données reçue que si l’identifiant n’est pas enregistré dans la deuxième mémoire et pour enregistrer l’identifiant dans la deuxième mémoire.
6- Réseau de communication embarqué (4) d’un véhicule (1), le réseau de communication étant un réseau Ethernet déterministe utilisant des liens virtuels, caractérisé en ce qu’il comporte un ensemble d’abonnés (10a, 10b, ... 10h) conformes à l’une quelconque des revendications 1 à 5.
7- Réseau de communication selon la revendication 6 combinée avec l’une des revendications 4 ou 5, caractérisé en ce que les abonnés dudit ensemble d’abonnés sont reliés entre eux selon une topologie linéaire.
8- Réseau de communication selon la revendication 6, caractérisé en ce que les abonnés dudit ensemble d’abonnés sont reliés entre eux selon une topologie circulaire.
9- Réseau de communication selon la revendication 8 combinée avec l’une des revendications 4 ou 5, caractérisé en ce que ledit ensemble d’abonnés comprend au moins un premier, un deuxième, un troisième, un quatrième et un cinquième abonnés, le premier abonné étant relié aux autre abonnés de l’ensemble d’abonnés de telle façon que le premier récepteur du premier abonné est relié au premier émetteur du deuxième abonné, le premier émetteur du premier abonné est relié au premier récepteur du troisième abonné, le deuxième récepteur du premier abonné est relié au deuxième émetteur du quatrième abonné et le deuxième émetteur du premier abonné est relié au deuxième récepteur du cinquième abonné.
10- Réseau de communication selon la revendication 9, caractérisé en ce que le premier récepteur du deuxième abonné est relié au premier émetteur du quatrième abonné et le premier émetteur du troisième abonné est relié au premier récepteur du cinquième abonné.
11- Réseau de communication selon la revendication 8 combinée avec l’une des revendications 4 ou 5, caractérisé en ce que ledit ensemble d’abonnés comprend au moins un premier, un deuxième et un troisième abonnés, le premier abonné étant relié aux autres abonnés de l’ensemble d’abonnés de telle façon que le premier récepteur du premier abonné est relié au premier émetteur du deuxième abonné, le premier émetteur du premier abonné est relié au premier récepteur du troisième abonné, le deuxième récepteur du premier abonné est relié au deuxième émetteur du troisième abonné et le deuxième émetteur du premier abonné est relié au deuxième récepteur du deuxième abonné.
12- Réseau de communication selon l’une quelconque des revendications 6 à 11, caractérisé en ce qu’il comporte en outre au moins un commutateur (30, 30a, 30b), au moins un abonné dudit ensemble d’abonnés (10a, 10b, ... 10h) étant relié à cet au moins un commutateur.
13- Aéronef (1) caractérisé en ce qu’il comporte un réseau de communication (4) selon l’une des revendications 6 à 12.