WO2009030706A1 - Dispositif de commutation de trames - Google Patents

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WO2009030706A1
WO2009030706A1 PCT/EP2008/061622 EP2008061622W WO2009030706A1 WO 2009030706 A1 WO2009030706 A1 WO 2009030706A1 EP 2008061622 W EP2008061622 W EP 2008061622W WO 2009030706 A1 WO2009030706 A1 WO 2009030706A1
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frame
port
switching device
input
ports
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PCT/EP2008/061622
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Stéphane Monnier
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Airbus France
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    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L49/00—Packet switching elements
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    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L49/00—Packet switching elements
    • H04L49/35—Switches specially adapted for specific applications
    • H04L49/351—Switches specially adapted for specific applications for local area network [LAN], e.g. Ethernet switches
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L49/00—Packet switching elements
    • H04L49/55—Prevention, detection or correction of errors
    • H04L49/552—Prevention, detection or correction of errors by ensuring the integrity of packets received through redundant connections

Definitions

  • the present invention relates to the field of embedded networks and more particularly to a frame switching device for connecting a plurality of onboard equipment to each other and / or to an AFDX (Avionics FuIl Duplex Swltched Ethernet) network.
  • AFDX Alteronics FuIl Duplex Swltched Ethernet
  • Safety is a major concern in the design of an aircraft. In particular, it is essential to ensure the integrity of certain types of measurement data, considered critical for the piloting of the aircraft. Among these data we can mention those relating to the positioning of the aircraft or those giving the remaining amount of fuel. These data are generally transmitted by sensors to one or more computer (s), by means of an on-board network. Conversely, a calculator can transmit a flight control to actuators via such a network.
  • Fig. 1 represents a known architecture enabling a plurality of devices 110 to transmit and / or receive data via an AFDX network
  • This equipment may be sensors transmitting measurement data to on-board computers 150 or actuators receiving set data from such computers.
  • the devices 110 are connected to concentrator devices 120 by means of a connection network 140 that can be a so-called "field bus", for example a CAN bus, well known in the automotive field or even a network
  • the concentrator devices are themselves connected to the AFDX network for transmitting and / or receiving data from or to the different equipment. They play the role of conversion gateways between the connection network, 140, and the AFDX network, 130.
  • the AFDX network developed for the needs of aeronautics is based on a switched Ethernet network.
  • a switched Ethernet network each terminal, source or destination, is individually connected to a frame switch and the switches are interconnected by physical links.
  • the AFDX network uses the notion of virtual link defined as a level 2 oriented path through the network, coming from a source terminal and serving one or a plurality of recipients. A destination terminal of a virtual link is said to subscribe to this link.
  • the AFDX network has been standardized in the Arinc 664, Part 7 standard.
  • a description of the AFDX network can be found in the document entitled "AFDX protocol tutorial" available under the URL http://sierrasales.com /pdfs/AFDXTutorial.pdf and a presentation of the virtual links in FR-A-2832011 filed on behalf of the present Applicant. It will be recalled here simply that the AFDX network is full-duplex, deterministic and redundant.
  • Full-duplex means that each terminal can simultaneously transmit and receive frames on virtual links.
  • the AFDX network is deterministic, in the sense that the virtual links have guaranteed characteristics in terms of latency terminal, physical segregation of flows, bandwidth and bit rate.
  • Each virtual link has a dedicated path from end to end through the network.
  • the AFDX network is redundant because the underlying Ethernet network is duplicated for reasons of availability.
  • the data is transmitted as IP packets encapsulated in Ethernet frames. Unlike conventional Ethernet switching (using the recipient's Ethernet address), frame switching on an AFDX network uses a virtual link identifier included in the frame header.
  • a switch When a switch receives on one of its input ports a frame, it reads the virtual link identifier and determines from its switch table the output port (s) to which it is to be transmitted. The switches check the integrity of the transmitted frames on the fly without, however, requesting retransmission if a frame is erroneous: the frames detected as erroneous are eliminated. Frames transiting a virtual link are numbered in sequence. On reception, the destination terminal checks the integrity of the sequence of frames.
  • the connection architecture illustrated in FIG. 1 has the disadvantage of being heterogeneous. She therefore requires conversion gateways between the AFDX network and the networks / fieldbus used to connect the different devices.
  • a first solution would be to directly connect the different equipment to a frame switch AFDX network.
  • this would require the use of a large number of such switches.
  • the switches are traditionally located in the avionics bays, ie generally away from the sensors / actuators, this solution would involve using many long wired connections, which would be detrimental to the mass balance of the device.
  • An object of the present invention is therefore to provide an architecture for connecting a large number of onboard equipment AFDX network without the aforementioned drawbacks.
  • Another object of the present invention is to provide a frame switching device for interconnecting several embedded devices and to enable them, if necessary, to have access to the AFDX network.
  • the present invention is defined by an AFDX network frame switching device, comprising a first port, intended to be connected to a switch of said network or a terminal, and a plurality of second ports to be respectively connected to embedded equipment. Said device operates in the following manner: each frame incident on the first port is replicated on each of said second ports;
  • said second ports are polled periodically in turn, each frame present on a second scanned port being transferred to said first port.
  • each frame incident on the first port is replicated on each of the second ports as it is received on the first port.
  • Each second port is advantageously associated with an input buffer in which the incident frames are stored on this port, each port being scanned by checking whether the buffer associated with it contains a frame, said frame being, if so, emptied said buffer to be transmitted on said first port.
  • Each second port is typically scanned with a polling period ⁇ ⁇ 500 ⁇ s.
  • the total time for emptying an input buffer and transmitting it on the first port is advantageously chosen to be less than X IN where X and N are respectively the polling period and the number of second ports.
  • said input buffers have a size of (x IN) D bits where D is the bit rate on the first port.
  • the invention is also defined by an embedded system comprising a plurality of equipment respectively connected to the second ports of a frame switching device as defined above, each device being configured to transmit at most one frame every 500 ⁇ s. In in addition, each device is typically configured to transmit said frame in a time less than 500 ⁇ s.
  • the invention also relates to a frame switching device for connecting a plurality of onboard equipment to each other and / or to a computer, comprising a plurality (N) of input / output ports intended to be connected to said equipment or said calculator via Ethernet links, said device comprising means for replicating frames in turn scrutinizing said input ports, each input port being scanned with a determined polling period, and copying any incident frame into a port of input on all output ports.
  • the invention finally relates to a frame switching device for connecting a plurality of onboard equipment to each other and / or to a computer, said device comprising a plurality of basic frame switching devices (P), each elementary device comprising a plurality (N) input / output ports intended to be connected to said equipment, to said computer or to another elementary switching device via Ethernet links, each basic switching device comprising frame replication means scanning said ports; input, each input port directly connected to a device or computer, said first input port being scanned with a first determined period, each input port connected to another elementary switching device, said second port of entrance being scrutinized with a second period less than the first, the replication means copying any incident frame to a first input port on all the output ports and copying any incident frame to a second input port on all the output ports to except for the one associated with the latter.
  • P basic frame switching devices
  • N input / output ports intended to be connected to said equipment
  • each basic switching device comprising frame replication means scanning said ports; input, each input port directly connected to a device or computer, said
  • Fig. 1 represents a connection architecture of a plurality of devices to the AFDX network, known from the state of the art
  • Fig. 2A represents a connection architecture of a plurality of equipment to the AFDX network, according to a first embodiment of the invention
  • Fig. 2B represents a connection architecture of a plurality of devices to the AFDX network, according to a second embodiment of the invention
  • Fig. 3 schematically shows the operation of a frame switching device, according to a first embodiment of the invention, in the case of an uplink
  • Fig. 4 schematically shows the operation of a frame switching device according to a first embodiment of the invention, in the case of a downlink;
  • Fig. 5 illustrates the temporal constraints relating to a virtual link from an on-board equipment and passing through a frame switching device according to the invention
  • Fig. 6A schematically represents a connection architecture of a plurality of on-board equipment according to a third variant of the invention
  • Fig. 6B schematically represents a connection architecture of a plurality of on-board equipment according to a fourth variant of the invention.
  • Fig. 7A schematically represents a frame switching device according to a second embodiment of the invention
  • Fig. 7B schematically represents a frame switching device according to a second embodiment of the invention.
  • a first idea underlying the invention is to connect the various embedded devices to the AFDX network without a conversion gateway, thanks to a frame switching device simpler than a conventional frame switch.
  • This switching device can be located near the sensors / actuators to which it is connected.
  • Fig. 2A represents a connection architecture according to one embodiment of the invention.
  • the on-board equipment 210 for example sensors or actuators, is directly connected to a frame switching device 220.
  • This device can be connected either to a conventional switch, SW, of the network or directly to the computer (host machine). 250.
  • the device 220 comprises, on the one hand, N input / output ports, A 1 , .., A N , respectively connected to the N on-board equipment 210, and, on the other hand, an input / output port, B, connected to a port of the switch SW or directly to the computer 250.
  • the switching device 220 is part of the AFDX network in the same way as the conventional frame switch SW.
  • the onboard equipment 210 and the computer 250 are terminals (End Systems) within the meaning of the Arinc 664 standard. In all cases, the data is transmitted between the equipment 210 and the computer 250 via one or more link (s). virtual (s), as will be discussed in detail below.
  • the AFDX network is redundant, that is to say that it consists of a first network, comprising a first switching device 221, and a second network, comprising a second switching device 222.
  • first and second switching devices are identical to that shown at 220 in FIG. 2A.
  • the switching device 221, 222 is connected either to a frame switch of this network, or directly to the computer 250.
  • a data frame is to be transmitted by the computer 250, two identical copies of this frame are then sent in parallel on both networks, and reach the destination equipment via the first and second connection devices.
  • the recipient equipment keeps only the first frame received.
  • a data frame must be transmitted by an on-board equipment 210 to the computer 250, two copies of this frame are transmitted via the first and second switching devices, respectively on the two networks. As before, only the first received frame is retained.
  • the on-board equipment 210 is configured so as not to transmit more than one frame per time period ⁇ TM * r where ⁇ TM * r is the maximum allowed jitter for a terminal (End System) in the AFDX network.
  • ⁇ TM * r 500 ⁇ s.
  • Fig. 3 represents the operation of a frame switching device according to the invention in the case of an uplink, that is to say when the equipment 210 transmit frames to the onboard computer 250.
  • Each of the input / output ports A 1 ,..., A N is associated with an input buffer and, optionally, with an output buffer (not shown).
  • the input / output port B is optionally associated with an input buffer and / or an output buffer (not shown).
  • the input buffers, and if necessary, the output buffers are memory buffers, which can be made for example in the form of registers or memory areas of a RAM.
  • Each input / output port A n is connected to a device 210, for example using a double twisted pair, a pair for the uplink and a pair for the downlink.
  • the input / output port B is connected to a switch of the network, or directly to the onboard computer, for example by means of a double twisted pair.
  • Optical links can be used instead of twisted pairs.
  • the frames received on the N ports A 1 ,..., A N are respectively stored in the N input buffers T X ,..., T N , of predetermined size L 1, specified below.
  • the frames at the output of the switching device will have a maximum jitter ⁇ TM * r with respect to the transmission times. possible on the virtual link Î Q + BAG, t o + 2BAG, t o + 3BAG, ... where ⁇ 0 is an arbitrary time reference. Indeed, a frame stored in an input buffer of the switching device will wait at most ⁇ TM * r before being transmitted on the network.
  • the size L is advantageously chosen equal to ( ⁇ / N) D, where D is the bit rate at the output of the port B.
  • the switching device does not read any frame header, let alone CRC control.
  • the frame is simply copied to port B.
  • an incident erroneous frame will be transmitted as is, without processing or rejection by the switching device.
  • a truncated frame consequently having an erroneous CRC, will be transmitted as it is.
  • the final recipient will reject the erroneous / truncated frame when checking the CRC.
  • a device does not respect transmission constraints, for example if it transmits frames with a periodicity lower than ⁇ TM * r , a frame from the equipment may overwrite a previous frame in the buffer before it is emptied. However, this does not affect the fate of data frames transmitted by other devices.
  • Fig. 4 represents the operation of the switching device in the case of a downlink, that is to say in when the equipment 210 receive frames to the onboard computer 250.
  • the switching device plays a simple role of hub.
  • any frame incident on the port B is automatically replicated on the ports A 1 ,..., A N of the switching device.
  • This replication is advantageously performed as and when receiving the incident frame without storage in a buffer or control of its CRC.
  • the incident frame therefore does not undergo contention time at the switching device, only a delay inherent in the replication operation.
  • the architecture of the switching device as described above is particularly simple and robust.
  • the uplink and downlink error control function as well as the downlink switching function are deported to the terminals.
  • the switching device according to the invention allows different devices to be source or recipient of a virtual link and to have services attached to the AFDX network, in particular to benefit from the tools of test, diagnosis of failures, download software used on this network.
  • 125 available bytes must be assigned as follows: 12 bytes are dedicated to the IFG field for Interframe Gap, 7 bytes in the preamble, 1 byte of framing start or SFD (Start Frame Delimit), 14 bytes to Ethernet header, 20 bytes of IP header, 8 bytes to UDP header, 1 byte to sequence number, 4 bytes to error checking (FCS).
  • the frame can therefore ultimately contain only 58 bytes of payload.
  • a device is the source of a virtual link associated with a lms BAG time spacing (the lowest time spacing currently envisaged by the AFDX standard)
  • the device can transmit 58 bytes every ms, ie a guaranteed bandwidth. 464 kbps on this link. Since the minimum interframe spacing is 500 ⁇ s, the equipment can support two virtual links of 464kbps, giving a total guaranteed bandwidth of 928kbps. The latter is reserved for the equipment in question and is not shared with the other equipment connected to the switching device. Simultaneously, the equipment can receive frames on the downlink.
  • the maximum latency between the equipment and the onboard computer is of the order of 1.5ms on the downlink and 2ms on the uplink.
  • Fig. 6A represents a connection architecture of a plurality of on-board equipment according to a third embodiment of the invention. This variant makes it possible to connect several on-board equipment 610 between them and, if necessary, to connect them to a host machine (computer), either directly or through an AFDX network.
  • a host machine computer
  • each equipment 610 is capable of transmitting frames with minimum time spacing (BAG) constraint.
  • One of the input / output ports of the switching device can be connected the computer or a frame switch of an AFDX network. In the latter case, the different devices have access to the network through the switching device 620.
  • the Ethernet links 615 are not part of the AFDX network here and therefore the Ethernet frames transmitted on these links do not belong to the network. They do not necessarily follow the format of the Arinc 664 standard. In particular, the frames transmitted on these links do not necessarily have to respect the maximum jitter constraint ⁇ TM * r .
  • Fig. 7A schematically illustrates the structure of the switching device 620.
  • This device comprises N input ports 761 and N output ports 762.
  • the input ports 761 each comprise an input buffer of sufficient size to store an incident frame.
  • Output ports 762 may include an output buffer or not. In the latter case, the frame is directly transmitted on the link connected to the output port.
  • the switching device further comprises replication means 670, represented symbolically in the form of an N-position rotary switch.
  • the means 670 scan in turn the different input ports and transmit any frame present on an input port on each of the output ports, including the one associated with the input port that received the incident frame.
  • An input port is scanned, that is to say its input buffer is read, with a periodicity X, in other words the device 620 performs a switching cycle of duration ⁇ .
  • the operation of the frame switching device is that of a hub with remarkable differences that it operates synchronously, by periodic polling of its input ports. that there is no collision of frames.
  • the period of scanning! must also respect the following constraints:
  • BAG is, as has been said, the temporal minimum time difference between two frames transmitted by a device
  • T 1 the time required to transmit the longest frame transmitted by a device connected to the port B 1 of the switching device.
  • N S
  • D 100 Mbps
  • the payload length of L 100 bytes
  • the length of the MAC / IP / UDP + CRC header of 1 46 bytes
  • the minimum spacing between two Ethernet frames (IFG + preamble) of E 20
  • T N (L + I + E).
  • Fig. 6B represents a connection architecture of a plurality of on-board equipment according to a fourth embodiment of the invention.
  • This variant differs from the previous one in that it comprises a plurality P of elementary switching devices, here 631, 632, which are connected in cascade, each elementary device comprising N input / output ports and the overall device to connect at most P (NV) equipment embedded between them.
  • the device also makes it possible to connect on-board equipment to a computer 650 either by direct connection to an input / output port
  • the onboard equipment and / or the elementary switches are powered by the Ethernet network, the twisted pair then serving both to the power supply and the transmission of data.
  • This technique is known as PoE (Power over Ethernet) and described in the IEEE 802 standard. It is thus possible not to provide separate power buses and improve the mass balance of the device. It should be noted that this technique applies a fortiori to the architecture of FIG. 6A.
  • Fig. 7B schematically represents the structure of an elementary switching device used in the architecture of FIG. 6B. Such device is similar to that shown in FIG. 7A, the identical elements bearing the same reference signs. However, it is distinguished by the function of the replication means, 771. In fact, if we consider an architecture with two elementary devices, 631 and 632, as illustrated in FIG.
  • n k is less than or equal to ⁇ / Nl, the flow of incident frames on the port B ⁇ n k being NI times higher than on the other ports. More generally, if P is the number of elementary devices connected in series, the period of scanning of the input port (s) ensuring the interconnection with another elementary device will be less than or equal to
  • the replication means 771 are also different from the preceding means 770 in that they do not perform a copy of the input port B ⁇ n k on the output port .
  • the switching device 632 there is no copy of B ⁇ 'on B TM ( and more generally, the local copy is prohibited for any port providing interconnection between two basic switching devices.
  • the prohibition of local copying for the ports in question makes it possible to avoid infinite loopback between elementary switching devices.
  • N 8
  • D 100 Mbps
  • L 100 bytes

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  • Small-Scale Networks (AREA)

Abstract

L' invention concerne un dispositif de commutation de trames pour réseau AFDX, ledit dispositif comprenant un premier port, destiné à être connecté à un commutateur de trames dudit réseau ou bien à un terminal, par exemple un calculateur, et une pluralité de seconds ports destinés à être respectivement connectés à des équipements embarqués : - chaque trame incidente sur le premier port est répliquée sur chacun desdits seconds ports; - lesdits seconds ports sont scrutés périodiquement tour à tour, chaque trame présente sur un second port scruté étant transférée sur ledit premier port.

Description

DISPOSITIF DE COMMUTATION DE TRAMES
DESCRIPTION
DOMAINE TECHNIQUE La présente invention concerne le domaine des réseaux embarqués et plus particulièrement un dispositif de commutation de trames pour connecter une pluralité d'équipements embarqués entre eux et/ou à un réseau AFDX (Avionics FuIl Duplex Swltched Ethernet) .
ÉTAT DE LA TECHNIQUE ANTÉRIEURE
La sécurité est une préoccupation majeure dans la conception d'un aéronef. En particulier, il est indispensable d'assurer l'intégrité de certains types de données de mesure, considérées comme critiques pour le pilotage de l'avion. Parmi ces données on peut citer celles relatives au positionnement de l'avion ou encore celles donnant la quantité restante de carburant. Ces données sont généralement transmises par des capteurs à un ou des calculateur (s) , au moyen d'un réseau embarqué. Réciproquement, un calculateur peut transmettre une commande de vol à des actuateurs, via un tel réseau.
La Fig. 1 représente une architecture connue permettant à une pluralité d'équipements 110 d'émettre et/ou de recevoir des données via un réseau AFDX
(Avionics FuIl Duplex Swltched Ethernet) . Ces équipements peuvent être des capteurs transmettant des données de mesure à des calculateurs embarqués 150 ou bien des actionneurs recevant des données de consigne de tels calculateurs. Les équipements 110 sont connectés à des dispositifs concentrateurs 120 au moyen d'un réseau de connexion 140 pouvant être un bus dit « de terrain » (field bus), par exemple un bus CAN, bien connu dans le domaine automobile ou bien encore un réseau de type Arinc 429. Les dispositifs concentrateurs sont eux- mêmes reliés au réseau AFDX pour transmettre et/ou recevoir les données en provenance ou à destination des différents équipements. Ils jouent le rôle de passerelles de conversion entre le réseau de connexion, 140, et le réseau AFDX, 130.
On rappelle que le réseau AFDX, développé pour les besoins de l'aéronautique est basé sur un réseau Ethernet commuté. Dans un réseau Ethernet commuté, chaque terminal, source ou destinataire, est relié individuellement à un commutateur de trames et les commutateurs sont reliés entre eux par des liaisons physiques. Le réseau AFDX fait appel à la notion de lien virtuel défini comme un chemin orienté de niveau 2 à travers le réseau, issu d'un terminal source et desservant un ou une pluralité de destinataires. Un terminal destinataire d'un lien virtuel est dit abonné à ce lien.
Le réseau AFDX a fait l'objet d'une standardisation dans la norme Arinc 664, partie 7. On trouvera notamment une description du réseau AFDX dans le document intitulé « AFDX protocol tutorial » disponible sous l'URL http://sierrasales.com/pdfs/AFDXTutorial.pdf ainsi qu'une présentation des liens virtuels dans FR-A-2832011 déposée au nom de la présente demanderesse. On rappellera simplement ici que le réseau AFDX est full-duplex, déterministe et redondant.
Par full-duplex, on entend que chaque terminal peut simultanément émettre et recevoir des trames sur des liens virtuels. Le réseau AFDX est déterministe, au sens où les liens virtuels ont des caractéristiques garanties en termes de borne de latence, de ségrégation physique de flux, de bande passante et de débit. Chaque lien virtuel dispose pour ce faire d'un chemin réservé de bout en bout à travers le réseau. Enfin le réseau AFDX est redondant car le réseau Ethernet sous-jacent est dupliqué pour des raisons de disponibilité. Les données sont transmises sous forme de paquets IP encapsulés dans des trames Ethernet. A la différence de la commutation Ethernet classique (utilisant l'adresse Ethernet du destinataire) , la commutation de trames sur un réseau AFDX utilise un identificateur de lien virtuel inclus dans l'entête de trame. Lorsqu'un commutateur reçoit sur l'un de ses ports d'entrée une trame, il lit l'identificateur de lien virtuel et détermine à partir de sa table de commutation le ou les ports de sortie sur lesquels elle doit être transmise. Les commutateurs vérifient au vol l'intégrité des trames transmises sans toutefois demander une retransmission si une trame est erronée : les trames détectées comme erronées sont éliminées. Les trames transitant sur un lien virtuel sont numérotées en séquence. A la réception, le terminal destinataire vérifie l'intégrité de la séquence des trames. L'architecture de connexion illustrée en Fig. 1 présente l'inconvénient d'être hétérogène. Elle nécessite par conséquent des passerelles de conversion entre le réseau AFDX et les réseaux/ bus de terrain utilisés pour connecter les différents équipements.
Une première solution consisterait à connecter directement les différents équipements à un commutateur de trames du réseau AFDX. Toutefois, étant donné le grand nombre d'équipements embarqués dans un aéronef, cela nécessiterait d'utiliser un grand nombre de tels commutateurs. En outre, les commutateurs étant traditionnellement situés dans les baies avioniques, autrement dit généralement loin des capteurs/ actionneurs, cette solution impliquerait d'utiliser de nombreuses et longues connexions filaires, ce qui serait préjudiciable au bilan de masse de l'appareil. Un objet de la présente invention est par conséquent de proposer une architecture permettant de connecter un grand nombre d'équipements embarqués au réseau AFDX sans présenter les inconvénients précités.
Un autre objet de la présente invention est de proposer un dispositif de commutation de trames permettant de relier entre eux plusieurs équipements embarqués et de leur permettre, le cas échéant, d'avoir accès au réseau AFDX.
EXPOSÉ DE L'INVENTION La présente invention est définie par un dispositif de commutation de trames pour réseau AFDX, comprenant un premier port, destiné à être connecté à un commutateur dudit réseau ou à un terminal, et une pluralité de seconds ports destinés à être respectivement connectés à des équipements embarqués. Ledit dispositif opère de la manière suivante : - chaque trame incidente sur le premier port est répliquée sur chacun desdits seconds ports ;
- lesdits seconds ports sont scrutés périodiquement tour à tour, chaque trame présente sur un second port scruté étant transférée sur ledit premier port.
De préférence, chaque trame incidente sur le premier port est répliquée sur chacun des seconds ports au fur et à mesure de sa réception sur le premier port. Chaque second port est avantageusement associé à un buffer d'entrée dans lequel sont stockées les trames incidentes sur ce port, chaque port étant scruté en vérifiant si le buffer qui lui est associé contient une trame, ladite trame étant, dans l'affirmative, vidée dudit buffer pour être transmise sur ledit premier port. Chaque second port est typiquement scruté avec une période de scrutation τ < 500μs .
Le temps total pour vider un buffer d' entrée et le transmettre sur le premier port est avantageusement choisi inférieur à X IN où X et N sont respectivement la période de scrutation et le nombre de seconds ports.
De préférence, lesdits buffers d'entrée ont une taille de (x IN)D bits où D est le débit binaire sur le premier port. L'invention est également définie par un système embarqué comprenant une pluralité d'équipements connectés respectivement aux seconds ports d'un dispositif de commutation de trames tel que défini ci- dessus, chaque équipement étant configuré pour n'émettre qu'au plus une trame toutes les 500μs . En outre, chaque équipement est typiquement configuré pour émettre ladite trame en un temps inférieur à 500 μs .
L' invention concerne également un dispositif de commutation de trames pour connecter une pluralité d'équipements embarqués entre eux et/ou à un calculateur, comprenant une pluralité (N) de ports d'entrée/sortie destinés à être connectés aux dits équipements ou au dit calculateur via des liaisons Ethernet, ledit dispositif comprenant des moyens de réplication de trames scrutant tour à tour lesdits ports d'entrée, chaque port d'entrée étant scruté avec une période de scrutation déterminée, et recopiant toute trame incidente en un port d'entrée sur tous les ports de sortie. L'invention concerne enfin un dispositif de commutation de trames pour connecter une pluralité d'équipements embarqués entre eux et/ou à un calculateur, ledit dispositif comprenant une pluralité de dispositifs élémentaires de commutation de trames (P) , chaque dispositif élémentaire comportant une pluralité (N) de ports d'entrée/sortie destinés à être connectés aux dits équipements, au dit calculateur ou à un autre dispositif de commutation élémentaire via des liaisons Ethernet, chaque dispositif de commutation élémentaire comprenant des moyens de réplication de trames scrutant lesdits ports d'entrée, chaque port d'entrée directement connecté à un équipement ou au calculateur, dit premier port d'entrée, étant scruté avec une première période déterminée, chaque port d'entrée relié à un autre dispositif de commutation élémentaire, dit second port d'entrée étant scruté avec une seconde période inférieure à la première, les moyens de réplication recopiant toute trame incidente en un premier port d'entrée sur tous les ports de sortie et recopiant toute trame incidente en un second port d'entrée sur tous les ports de sortie à l'exception de celui associé à ce dernier.
BRÈVE DESCRIPTION DES DESSINS
La Fig. 1 représente une architecture de connexion d'une pluralité d'équipements au réseau AFDX, connue de l'état de la technique ;
La Fig. 2A représente une architecture de connexion d'une pluralité d'équipements au réseau AFDX, selon une première variante de réalisation de l'invention ;
La Fig. 2B représente une architecture de connexion d'une pluralité d'équipements au réseau AFDX, selon une seconde variante de réalisation de 1' invention ; La Fig. 3 représente schématiquement le fonctionnement d'un dispositif de commutation de trames, selon un premier mode de réalisation de l'invention, dans le cas d'une liaison montante ;
La Fig. 4 représente schématiquement le fonctionnement d'un dispositif de commutation de trames selon un premier mode de réalisation de l'invention, dans le cas d'une liaison descendante ;
La Fig. 5 illustre les contraintes temporelles relatives à un lien virtuel issu d'un équipement embarqué et transitant par un dispositif de commutation de trames selon l'invention ; La Fig. 6A représente schématiquement une architecture de connexion d'une pluralité d'équipements embarqués selon une troisième variante de l'invention ;
La Fig. 6B représente schématiquement une architecture de connexion d'une pluralité d'équipements embarqués selon une quatrième variante de l'invention ;
La Fig. 7A représente schématiquement un dispositif de commutation de trames selon un second mode de réalisation de l'invention ; La Fig. 7B représente schématiquement un dispositif de commutation de trames selon un second mode de réalisation de l'invention.
EXPOSE DETAILLE DE MODES DE REALISATION PARTICULIERS
Une première idée à la base de l'invention consiste à relier les différents équipements embarqués au réseau AFDX, sans passerelle de conversion, grâce à un dispositif de commutation de trames plus simple qu'un commutateur de trames classique. Ce dispositif de commutation peut être situé à proximité des capteurs/actuateurs auxquels il est relié.
La Fig. 2A représente une architecture de connexion selon un mode de réalisation de l'invention. Les équipements embarqués 210, par exemple des capteurs ou des actionneurs, sont directement connectés à un dispositif de commutation de trames 220. Ce dispositif peut être relié soit à un commutateur classique, SW, du réseau soit, directement, au calculateur (machine hôte) 250. Plus précisément, le dispositif 220 comprend, d'une part, N ports d'entrée/sortie, A1,..,AN , respectivement connectés aux N équipements embarqués 210, et d'autre part, un port d'entrée/sortie, B , connecté à un port du commutateur SW ou, directement au calculateur 250. Il est important de noter que le dispositif de commutation 220 fait partie du réseau AFDX au même titre que le commutateur de trames classique SW. Les équipements embarqués 210 et le calculateur 250 sont des terminaux (End Systems) au sens de la norme Arinc 664. Dans tous les cas, les données sont transmises entre les équipements 210 et le calculateur 250 grâce à un ou de plusieurs lien (s) virtuel (s) , comme on le verra en détail plus loin.
Selon une variante de réalisation, représentée en Fig. 2B, le réseau AFDX est redondé, c'est-à-dire qu'il est constitué d'un premier réseau, comprenant un premier dispositif de commutation 221, et d'un second réseau, comprenant un second dispositif de commutation 222. Les premier et second dispositifs de commutation sont identiques à celui représenté en 220 en Fig. 2A. Au sein de chaque réseau le dispositif de commutation 221, 222 est relié soit à un commutateur de trames de ce réseau, soit directement au calculateur 250. Lorsqu'une trame de données doit être transmise par le calculateur 250, deux copies identiques de cette trame sont alors envoyées en parallèle sur les deux réseaux, et atteignent l'équipement destinataire via les premier et second dispositifs de connexion. L'équipement destinataire ne garde que la première trame reçue. Réciproquement, lorsqu'une trame de données doit être transmise par un équipement embarqué 210 au calculateur 250, deux copies de cette trame sont transmises via les premier et second dispositifs de commutation, respectivement sur les deux réseaux. De même que précédemment, seule la première trame reçue est conservée.
Les équipements embarqués 210 sont configurés de sorte à ne pas transmettre plus d'une trame par période de temps Δτ™* r où Δτ™* r est la gigue maximale autorisée pour un terminal (End System) dans le réseau AFDX. Dans l'état actuel de la norme, Aτ™* r=500μs .
La Fig. 3 représente le fonctionnement d'un dispositif de commutation de trames selon l'invention dans le cas d'une liaison montante, c'est-à-dire lorsque les équipements 210 transmettent des trames au calculateur embarqué 250.
Chacun des ports d'entrée/sortie A1,..,AN est associé à un buffer d'entrée et, facultativement, à un buffer de sortie (non représenté) . Le port d'entrée/sortie B est associé facultativement à un buffer d'entrée et/ou un buffer de sortie (non représentés) . Les buffers d'entrée, et le cas échéant, les buffers de sorties sont des tampons mémoire, pouvant être réalisés par exemple sous forme de registres ou de zones mémoire d'une RAM.
Chaque port d'entrée/sortie An est relié à un équipement 210, par exemple à l'aide d'une double paire torsadée, une paire pour la liaison montante et une paire pour la liaison descendante. De même le port d'entrée/sortie B est relié à un commutateur du réseau, ou bien directement au calculateur embarqué, par exemple au moyen d'une double paire torsadée. Des liaisons optiques peuvent être utilisées en lieu et place de paires torsadées. Les trames reçues sur les N ports A1,..,AN sont respectivement stockées dans les N buffers d'entrée TX,...,TN , de taille prédéterminée L1 précisée plus loin.
Si une trame est reçue sur le port An alors que le buffer Tn associé contient déjà une trame, cette dernière est simplement écrasée (l'écriture commençant à la même adresse) . De même si une trame incidente est de longueur supérieure à L , cette trame se trouve de fait tronquée à la longueur L1 lors de l'écriture dans le buffer. Les buffers T1,...,TN sont vidés chacun à tour de rôle sur le port B1 avec une périodicité X < Δτ ™* r .
Ainsi, pour un équipement donné transmettant des trames sur un lien virtuel avec une contrainte d'espacement temporel minimum BAG (Bandwidth Allocation Gap) , les trames en sortie du dispositif de commutation présenteront une gigue maximale Δτ™* r par rapport aux instants de transmission possibles sur le lien virtuel ÎQ+BAG, to+2BAG , to + 3BAG,... où ^0 est une référence de temps arbitraire. En effet, une trame stockée dans un buffer d'entrée du dispositif de commutation attendra au plus Δτ™* r avant d'être transmise sur le réseau.
Cette situation est illustrée en Fig. 5, ou l'on a représenté sur un premier axe temporel les instants possibles d'émission t^t^+i.BAG pour le lien virtuel en question, et sur un second axe temporel les instants de vidage du buffer d'entrée sur le port de sortie, χk =χo + kAx™* r . Si une trame F est présente dans le buffer Tn juste avant un instant xk, cette trame est transférée à l'instant Xk sur le port de sortie B. En revanche, si une trame F est présente dans le buffer Tn juste après cet instant, elle ne sera transférée qu'à l'instant T^+1. Le retard Q1 introduit par le dispositif de commutation est donc toujours inférieur à la gigue maximale tolérée Δτ™* r .
Pour chaque buffer d'entrée, le temps total de vidage d'une trame et de transmission de cette trame sur le port B doit être choisi inférieur xlN . Ainsi, le vidage d'un buffer sera terminé avant de passer au buffer suivant. La taille L est avantageusement choisie égale à (τ / N)D , où D est le débit binaire en sortie du port B .
Le dispositif de commutation n'effectue aucune lecture d'entêté de trame et a fortiori pas de contrôle de CRC. La trame est simplement transférée par recopie sur le port B . Autrement dit, une trame erronée incidente sera transmise en l'état, sans traitement ni rejet par le dispositif de commutation. En particulier, une trame tronquée, possédant par conséquent un CRC erroné, sera transmise telle quelle. Le destinataire final rejettera la trame erronée/ tronquée lors de la vérification du CRC.
Si un équipement ne respecte pas les contraintes d'émission, par exemple s'il émet des trames avec une périodicité plus faible que Δτ™* r , une trame issue de l'équipement peut écraser une trame précédente dans le buffer avant qu'il ne soit vidé. Ceci est toutefois sans incidence sur le sort des trames de données transmises par les autres équipements.
La Fig. 4 représente le fonctionnement du dispositif de commutation dans le cas d'une liaison descendante, c'est-à-dire dans lorsque les équipements 210 reçoivent des trames au calculateur embarqué 250.
A la différence avec la liaison montante, le dispositif de commutation joue ici un simple rôle de hub . Autrement dit, toute trame incidente sur le port B est automatiquement répliquée sur les ports A1,...,AN du dispositif de commutation. Cette réplication est avantageusement effectuée au fur et à mesure de la réception de la trame incidente, sans stockage dans un buffer ni contrôle de son CRC. La trame incidente ne subit donc pas de temps de contention au niveau du dispositif de commutation, seulement un retard inhérent à l'opération de réplication.
Lorsqu'un lien virtuel a pour destinataire l'un des équipements 210, le routage du lien virtuel à travers le réseau ne requiert pas de connaître le port de sortie du dispositif 220 auquel cet équipement est relié. En effet, une trame de données cheminant sur ce lien virtuel sera diffusée par le dispositif de commutation à tous les équipements qui lui sont connectés. Toutefois, chaque équipement qui n'est pas abonné à ce lien virtuel rejettera la trame en constatant que l'identificateur du lien virtuel spécifié dans cette trame lui est inconnu. En définitive, seul (s) le ou les destinataire (s) du lien virtuel en question conservera (ront) la trame en question .
L'architecture du dispositif de commutation telle que décrite ci-dessus est particulièrement simple et robuste. En particulier, la fonction de contrôle d'erreur sur les liaisons montante et descendante, ainsi que la fonction de commutation sur la liaison descendante sont déportées sur les terminaux. En dépit de cette simplicité, le dispositif de commutation selon l'invention permet aux différents équipements d'être source ou destinataire d'un lien virtuel et de disposer des services attachés au réseau AFDX, notamment de bénéficier des outils de test, de diagnostic de pannes, de téléchargement de logiciels utilisés sur ce réseau.
Nous indiquerons ci-après un exemple numérique de réalisation du dispositif de commutation 220.
Nous supposerons que le dispositif de commutation est relié à 5 équipements embarqués au moyen de liaisons à 10 Mbits/s. Autrement dit, chaque équipement ne peut transmettre qu'une trame de 125 octets toutes les Δτ™* r=500μs. Ces 125 octets disponibles doivent être affectés comme suit : 12 octets sont à dédier au champ IFG pour la séparation inter-trame (Interframe Gap) , 7 octets au préambule, 1 octet de délimitation de début de trame ou SFD (Start Frame Délimiter) , 14 octets à l'entête Ethernet, 20 octets d'entêté IP, 8 octets à l'entête UDP, 1 octet au numéro de séquence, 4 octets au contrôle d'erreur (FCS) . La trame ne peut donc contenir en définitive que 58 octets de charge utile .
Ainsi, si un équipement est source d'un lien virtuel associé à un espacement temporel BAG de lms (le plus faible espacement temporel actuellement envisagé par la norme AFDX), l'équipement peut transmettre 58 octets toutes les ms, soit une bande passante garantie de 464 kbits/s sur ce lien. L'espacement minimum inter- trame étant de 500μs , l'équipement peut supporter deux liens virtuels de 464 kbits/s, soit une bande passante totale garantie de 928 kbits/s. Cette dernière est réservée à l'équipement en question et n'est pas partagée avec les autres équipements reliés au dispositif de commutation. Simultanément, l'équipement peut recevoir des trames sur la liaison descendante.
On peut également montrer dans ce cas que le temps de latence maximal entre l'équipement et le calculateur embarqué est de l'ordre de 1,5ms sur la liaison descendante et de 2ms sur la liaison montante.
La Fig. 6A représente une architecture de connexion d'une pluralité d'équipements embarqués selon une troisième variante de réalisation de l'invention. Cette variante permet de relier plusieurs équipements embarqués, 610, entre eux et, le cas échéant, de les relier à une machine hôte (calculateur) , soit directement soit à travers un réseau AFDX.
A la différence des variantes précédentes, les équipements en question sont reliés entre eux à travers un dispositif de commutation de trames 620. On suppose à nouveau que chaque équipement 610 est capable d'émettre des trames avec une contrainte d'espacement temporel minimum (BAG) . Chaque équipement 610 est relié à un port d'entrée/sortie Bn, n = \,..,N du dispositif 620 grâce à une liaison Ethernet, 615. Un des ports d'entrée/sortie du dispositif de commutation peut être relié au calculateur ou à un commutateur de trames d'un réseau AFDX. Dans ce dernier cas, les différents équipements ont accès au réseau à travers le dispositif de commutation 620. Il convient de noter que les liaisons Ethernet 615 ne font pas ici partie du réseau AFDX et que par conséquent les trames Ethernet émises sur ces liaisons n'obéissent pas nécessairement au format de la norme Arinc 664. En particulier les trames émises sur ces liaisons n'ont pas nécessairement à respecter la contrainte de gigue maximale Δτ™* r .
La Fig. 7A illustre schématiquement la structure du dispositif de commutation 620. Ce dispositif comprend N ports d'entrée 761 et N ports de sortie 762. Les ports d'entrée 761 comprennent chacun un buffer d'entrée de taille suffisante pour stocker une trame incidente. Les ports de sortie 762 peuvent comprendre un buffer de sortie ou non. Dans ce dernier cas, la trame est directement émise sur la liaison connectée au port de sortie.
Le dispositif de commutation comprend en outre des moyens de réplication 670, représentés symboliquement sous la forme de commutateur rotatif à N positions. Ces moyens de réplication 670 recopient toute trame incidente en l'un des ports d'entrée B™ dans tous les ports de sortie B°ut , l = \,..,N . Plus précisément, les moyens 670 scrutent tour à tour les différents ports d'entrée et transmettent toute trame présente sur un port d' entrée sur chacun des ports de sortie, y compris sur celui associé au port d'entrée ayant reçu la trame incidente. Un port d'entrée est scruté, c'est-à-dire son buffer d'entrée est lu, avec une périodicité X , autrement dit le dispositif 620 effectue un cycle de commutation de durée τ . Il est important de noter que le fonctionnement du dispositif de commutation de trames est celui d'un hub aux différences remarquables qu'il opère de manière synchrone, par scrutation périodique de ses ports d'entrée. qu'il n'y a aucune collision de trames. La période de scrutation,! , doit en outre respecter les contraintes suivantes :
N
T = ∑Tt<τ <BAG ι=l
où BAG est, comme on l'a dit, l'écart temporel minimum temporel entre deux trames émises par un équipement, et T1 le temps nécessaire à l'émission de la trame la plus longue émise par un équipement connecté au port B1 du dispositif de commutation.
Par exemple, si le nombre de ports du dispositif de commutation est de N = S, le débit binaire de D = 100 Mbits/s , la longueur de la charge utile de L=IOO octets, la longueur de l'entête MAC/IP/UDP+CRC de 1=46 octets, l'espacement minimum entre deux trames Ethernet (IFG+preambule) de E=20 , T=N (L+I+E) .8/D= 106,24μs et si BAG = 500μs, on pourra choisir une période de scrutation de τ = 490 μs .
La Fig. 6B représente une architecture de connexion d'une pluralité d'équipements embarqués selon une quatrième variante de réalisation de l'invention.
Cette variante se distingue de la précédente en ce qu'il comprend une pluralité P de dispositifs de commutation élémentaires, ici 631, 632, qui sont reliés en cascade, chaque dispositif élémentaire comportant N ports d'entrée/sortie et le dispositif d'ensemble permettant de relier au plus P(N-V) équipements embarqués entre eux. Le dispositif permet également de relier des équipements embarqués à un calculateur 650 soit par connexion directe à un port d'entrée/sortie
(B21), comme représenté, soit à travers un réseau AFDX.
Avantageusement, les équipements embarqués et/ou les commutateurs élémentaires sont alimentés par le réseau Ethernet, la paire torsadée servant alors à la fois à l'alimentation et à la transmission des données. Cette technique est connue sous le nom de PoE (Power over Ethernet) et décrite dans la norme IEEE 802. af. On peut ainsi ne pas prévoir des bus d'alimentation séparés et améliorer le bilan de masse de l'appareil. On notera que cette technique s'applique a fortiori à l'architecture de la Fig. 6A.
La Fig. 7B représente schématiquement la structure d'un dispositif de commutation élémentaire utilisé dans l'architecture de la Fig. 6B . Un tel dispositif est similaire à celui illustré en Fig. 7A, les éléments identiques portant les mêmes signes de référence. Il s'en distingue toutefois par la fonction des moyens de réplication, 771. En effet, si l'on considère une architecture à deux dispositifs élémentaires, 631 et 632, telle qu'illustrée en Fig.
6B, et si l'on note respectivement B'"k et
Figure imgf000021_0001
les ports d'entrée et de sortie du premier dispositif le reliant au second, le port d'entrée B{n k sera scruté N-I fois plus fréquemment que les autres. Plus précisément, si la période de scrutation de B{" , £≠k est de τ où τ est la période de scrutation, déterminée pour le dispositif élémentaire non cascade, la période de scrutation de
B[n k est inférieur ou égale à τ/N-l, le flux de trames incidentes sur le port B{n k étant N-I fois plus élevé que sur les autres ports. De manière plus générale, si P est le nombre de dispositifs élémentaires mis en série, la période de scrutation du ou des port (s) d'entrée assurant l'interconnexion avec un autre dispositif élémentaire sera inférieure ou égale à
Figure imgf000021_0002
Les moyens de réplication 771 se distinguent également des moyens 770 précédents en ce qu'ils n'effectuent pas une recopie du port d'entrée B{n k sur le port de sortie
Figure imgf000021_0003
. De même, pour le dispositif de commutation 632, il n'y a pas recopie de B^' sur B™( et de manière plus générale, la recopie locale est interdite pour tout port assurant une interconnexion entre deux dispositifs de commutation élémentaires. L' interdiction de recopie locale pour les ports en question permet d'éviter le rebouclage infini entre dispositifs élémentaires de commutation. Nous donnerons ci-après un exemple numérique dans le cas illustré en Fig. 6B de deux dispositifs élémentaires cascades, c'est-à-dire P=2. On suppose comme précédemment que N = 8, D = 100 Mbits/s , L = 100 octets, et 1=46 octets l'espacement minimum entre deux trames Ethernet (IFG+preambule) de E=20. Le temps minimum T pour émettre toutes les trames incidentes est de 14 (100+46+20) .8/100 = 185,92) . Si BAG = 500 μs on peut prendre un temps de scrutation τ de 490 μs pour les ports d'entrée reliés directement aux équipements et un temps de scrutation τ' de 70 μs pour le port d'interconnexion avec l'autre dispositif élémentaire de commutation .

Claims

REVENDICATIONS
1. Dispositif de commutation de trames pour réseau AFDX, comprenant un premier port (B), destiné à être connecté à un commutateur (SW) dudit réseau ou à un terminal (250), et une pluralité de seconds ports
(A1,...,AN) destinés à être respectivement connectés à des équipements embarqués (210), caractérisé en ce que :
- chaque trame incidente sur le premier port est répliquée sur chacun desdits seconds ports ;
- lesdits seconds ports sont scrutés périodiquement tour à tour, chaque trame présente sur un second port scruté étant transférée sur ledit premier port.
2. Dispositif de commutation de trames selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque trame incidente sur le premier port est répliquée sur chacun des seconds ports au fur et à mesure de sa réception sur le premier port.
3. Dispositif de commutation de trames selon la revendication 2, caractérisé en ce que chaque second port est associé à un buffer d'entrée (T1,..,TN) dans lequel sont stockées les trames incidentes sur ce port, chaque port étant scruté en vérifiant si le buffer qui lui est associé contient une trame, ladite trame étant, dans l'affirmative, vidée dudit buffer pour être transmise sur ledit premier port.
4. Dispositif de commutation de trames selon la revendication 3, caractérisé en ce que chaque second port est scruté avec une période de scrutation τ < 500μs .
5. Dispositif de commutation de trames selon la revendication 3, caractérisé en ce que le temps total pour vider un buffer d'entrée et le transmettre sur le premier port est inférieur à X IN où X et N sont respectivement la période de scrutation et le nombre de seconds ports.
6. Dispositif de commutation de trames selon la revendication 5, caractérisé en ce que lesdits buffers d'entrée ont une taille de (τ / N)D bits où D est le débit binaire sur le premier port.
7. Système embarqué comprenant une pluralité d'équipements connectés (210) respectivement aux seconds ports d'un dispositif de commutation de trames selon la revendication 4, chaque équipement étant configuré pour n'émettre qu'au plus une trame toutes les 500μs .
8. Système embarqué selon la revendication 7, caractérisé en ce que chaque équipement est configuré pour émettre ladite trame en un temps inférieur à 500 μs .
9. Dispositif de commutation de trames pour connecter une pluralité d'équipements embarqués (110) entre eux et/ou à un calculateur (650), comprenant une pluralité (N) de ports d'entrée/sortie destinés à être connectés aux dits équipements ou au dit calculateur via des liaisons Ethernet, caractérisé en ce qu' il comprend des moyens de réplication de trames (770) scrutant tour à tour lesdits ports d'entrée, chaque port d'entrée étant scruté avec une période de scrutation déterminée, et recopiant toute trame incidente en un port d'entrée sur tous les ports de sortie .
10. Dispositif de commutation de trames selon la revendication 9, caractérisé en ce que la période de scrutation est déterminée pour être supérieure au temps total nécessaire à la transmission des plus longues trames par lesdits équipements sur chacune des liaisons, et inférieur au temps minimum séparant deux trames consécutives émise par un équipement sur une liaison .
11. Dispositif de commutation de trames pour connecter une pluralité d'équipements embarqués (110) entre eux et/ou à un calculateur (650), ledit dispositif comprenant une pluralité de dispositifs élémentaires (631, 632) de commutation de trames (P), chaque dispositif élémentaire comportant une pluralité (N) de ports d'entrée/sortie destinés à être connectés aux dits équipements (610), au dit calculateur (650) ou à un autre dispositif de commutation élémentaire (632, 631) via des liaisons Ethernet, caractérisé en ce que chaque dispositif de commutation élémentaire comprend des moyens de réplication de trames (771) scrutant lesdits ports d'entrée, chaque port d'entrée directement connecté à un équipement ou au calculateur, dit premier port d'entrée, étant scruté avec une première période déterminée, chaque port d'entrée relié à un autre dispositif de commutation élémentaire, dit second port d'entrée étant scruté avec une seconde période inférieure à la première, les moyens de réplication recopiant toute trame incidente en un premier port d'entrée sur tous les ports de sortie et recopiant toute trame incidente en un second port d'entrée sur tous les ports de sortie à l'exception de celui associé à ce dernier.
12. Dispositif de commutation de trames selon la revendication 11, caractérisé en ce qu'il est constitué de deux dispositifs de commutation élémentaires en cascade, la seconde période de scrutation (τ1) étant inférieure ou égale à τ /(N-V) où τ est la première période de scrutation et N le nombre de ports d'entrée/sortie d'un dispositif de commutation élémentaire .
13. Dispositif de commutation de trames selon l'une des revendications 9 à 12, caractérisé en ce qu'au moins certaines des liaisons Ethernet sont conformes à la norme IEEE 802. af.
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