WO2013164533A1 - Unite de commande electronique a terminaison de ligne configurable - Google Patents

Unite de commande electronique a terminaison de ligne configurable Download PDF

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WO2013164533A1
WO2013164533A1 PCT/FR2013/050927 FR2013050927W WO2013164533A1 WO 2013164533 A1 WO2013164533 A1 WO 2013164533A1 FR 2013050927 W FR2013050927 W FR 2013050927W WO 2013164533 A1 WO2013164533 A1 WO 2013164533A1
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WO
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line
line termination
termination
electronic control
control unit
Prior art date
Application number
PCT/FR2013/050927
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English (en)
Inventor
Jean Marc DHAINAUT
Nicolas Morand
Original Assignee
Peugeot Citroen Automobiles Sa
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Publication date
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    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F13/00—Interconnection of, or transfer of information or other signals between, memories, input/output devices or central processing units
    • G06F13/38—Information transfer, e.g. on bus
    • G06F13/40—Bus structure
    • G06F13/4063—Device-to-bus coupling
    • G06F13/4068—Electrical coupling
    • G06F13/4086—Bus impedance matching, e.g. termination
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L25/00—Baseband systems
    • H04L25/02—Details ; arrangements for supplying electrical power along data transmission lines
    • H04L25/0264—Arrangements for coupling to transmission lines
    • H04L25/0278—Arrangements for impedance matching
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L25/00—Baseband systems
    • H04L25/02—Details ; arrangements for supplying electrical power along data transmission lines
    • H04L25/0264—Arrangements for coupling to transmission lines
    • H04L25/0298—Arrangement for terminating transmission lines

Definitions

  • the invention relates to an electronic control unit with line termination, as well as to a digital communication network comprising such an electronic control unit, allowing electrical equipment or subassemblies of electrical equipment, to communicate between them, with a reduced number of electrical wires.
  • Such communications networks are used, for example, for applications in the field of automobiles, industrial installations, railways, the military or even consumer electronics.
  • Some digital communication networks have line terminations designed to match the impedance of the network and comply with network topology rules.
  • the CAN HS communication network comprises two line terminations generally located on the furthest nodes of the network.
  • FIG. 1 represents an exemplary topology of such a network.
  • the bus line 10 interconnects several electronic control units ECU_A, ECU_B, ECU_C and ECU_D, two of which, ECU_A and ECU_B, are equipped with T line terminations, it being understood that said bus line can be composed of 1 wire or more.
  • FIG. 2 represents an electronic control unit 20 (ECU) with line termination, in the nonlimiting example of a 2-wire bus line.
  • a unit comprises a computer 22 ( ⁇ ), for example a microcontroller, and a line termination 24 defined by a termination circuit, R T A, RTB and CT, connected between the signal transmission wires CAN_H and CAN_L forming the bus line 10.
  • Each termination can thus, for example, be integrated into a control unit present on the vehicle network.
  • FIG. 3 represents a first example of application on a vehicle 30 comprising a communication network 32 with three electronic control units 34, 36 and 38, for example a Multifunction Motor Calculator (MMC), a Programmed Electro-Stabilizer (ESP) and an Intelligent Service Enclosure (BSI).
  • MMC Multifunction Motor Calculator
  • ESP Programmed Electro-Stabilizer
  • BSI Intelligent Service Enclosure
  • FIG. 4 represents a second example of application on a vehicle 40 comprising a communication network 42 with four electronic control units 44, 46, 48 and 49.
  • ESP and BSI units shown in FIG. network also includes a fourth Electric Parking Brake unit (ESF) generally arranged at the rear end of the vehicle.
  • ESF Electric Parking Brake unit
  • the line termination T integrated in the BSI unit in the example of Figure 3 can be advantageously moved in the FSE unit.
  • the first solution is to manage diversity on the BSI unit, creating two variants with and without line termination.
  • This first solution has the disadvantage of doubling the diversity of the BSI units compared to the existing diversity related to other factors, resulting in an additional cost in the management of diversity, the number of references at the edge of the assembly line and in spare parts.
  • the second solution consists in managing the diversity by the use of a network configurable line termination electronic control unit 50, that is to say by integrating the termination components of the network. line 54 to the BSI unit and planning to connect them to CAN_H and CAN_L transmission wires not internally of the control unit 50 but via two additional pins 56a and 56b and a "bridge" 58 made by two additional wires.
  • This second solution has the disadvantage of requiring the addition of two pins in the connection of the BSI unit, and the addition of a two-wire "bridge” in the wiring on the vehicles without FSE unit, generating extra cost due to the additional pins and wires.
  • an electronic bus system for fixed or mobile applications, such as a CAN bus system for use in the automotive industry.
  • the bus system comprises a bus line with at least two signal transmission wires and two ends, each being defined by a terminating resistor connecting the signal transmission wires to each other, and a plurality of electronic control units, which between the two ends are connected to the signal transmission wires and are adapted to transmit and receive electrical signals via the signal transmission wires.
  • the line is divided into a plurality of sections, which are interconnected by means of connection circuits and form an annular unit.
  • Each connection circuit comprises relay means by means of which each connection circuit is adapted, in coordination with the other connection circuits, for connecting at least one of the electronic control units to the signal transmission wires and / or for connecting to the least one terminating resistor to the signal transmission wires to define the ends of the bus line.
  • Such an annular topology electronic bus system makes it possible to disconnect a defective section of the annular unit and to redefine the new ends excluding the defective section by switching the termination resistors of the remaining sections according to the modified topology of the bus line.
  • Such a system does not, however, adapt to different configuration of the bus line depending on the presence or absence of some electronic control units.
  • such a system requires the use of a plurality of electronic control units provided with connecting circuit means communicating with each other to detect the malfunction or otherwise of a control unit. neighboring electronics. Such a solution is therefore restrictive in its applications and expensive in its implementation.
  • the invention aims to overcome the drawbacks of the state of the art and in particular to provide a configurable line termination electronic control unit capable of adapting to different configurations of a digital communication network.
  • a configurable line termination electronic control unit for digital communication network to at least one transmission line formed of two signal transmission wires, said electronic control comprising a line termination essentially defined by an equivalent terminating resistor capable of connecting the signal transmission wires to each other, and characterized in that the electronic control unit further comprises a line termination switching device for enable line termination.
  • Such an electronic control unit allows the switching of the line termination if necessary. Thus, if the communication network includes the correct line terminations, the electronic control unit will command not to activate its termination, whereas if the communication network still requires line termination then the electronic control unit will control the termination of the line. activation of its termination.
  • the control unit may be connected to a diagnostic tool, such as another digital communication network or a diagnostic line, so as to telecode the control unit by example according to the nomenclature of the vehicle.
  • a diagnostic tool such as another digital communication network or a diagnostic line
  • the electronic control unit further comprises a device for determining the presence of other line terminations on the communication and self-adaptation network to control the activation of the line termination. depending on the presence or absence of other line terminations on the communication network.
  • a device for determining the presence of other line terminations on the communication and self-adaptation network to control the activation of the line termination. depending on the presence or absence of other line terminations on the communication network.
  • the electronic control unit will command not to activate its termination, whereas if the communication network still requires line termination then the electronic control unit will control the termination of the line. activation of its termination.
  • Such an electronic control unit by virtue of its self-adaptation function, makes it possible to dispense with a configuration of telecoding switching requiring another communication network to communicate with the unit.
  • the device for determining the presence of other line terminations is a device for measuring a polarization magnitude of the communication network comprising two sources of a reference polarization magnitude, two bias for respectively connecting a source of a reference bias magnitude to the equipotential of the line termination and the other source of a reference bias magnitude to a signal transmission wire for biasing the communication network with adequate voltages, and means for measuring the polarization magnitude of the communication network to determine the situation in terms of line termination.
  • a configurable line termination electronic control unit can thus measure a magnitude such as the bias voltage of the communication network to determine the network situation in terms of line termination present on the network.
  • the measurement of the bias voltage is performed via an analog input of a calculation unit of the control unit.
  • Such a measure is simple and inexpensive to implement.
  • the configurable line termination electronic control unit further comprises a power source, and a power switch adapted to control the power supply of the other electronic control units of the communication network.
  • a power device makes it possible to measure a magnitude of the communication network without mutual disturbance with the other electronic control units if they were fed during the measurement phase.
  • the switching device comprises a first terminating switch located between a transmission wire and a first line terminating resistor, and a second terminating switch located between the other transmission wire and the resistor. line termination, and a calculation unit programmed to control the termination switches.
  • the switching device further comprises a logic flip-flop between the computation unit and the termination switches. This makes it possible to mitigate a possible failure of the control unit during a critical phase such as the rolling of the vehicle in which it would be integrated and maintain a correct polarization of the network allowing the other control units to continue exchanging data. In the vehicle standby phases, the terminating switches will preferably be uncontrolled to reduce power consumption of the control unit.
  • the present invention relates to a digital communication network comprising at least two signal transmission wires, a plurality of electronic control units. connected to the signal transmission wires and adapted to transmit and receive electrical signals via said signal transmission wires, at least two line termination electronic control units of said plurality of electronic control units, each line termination being essentially defined by an equivalent terminating resistor connecting the signal transmission wires to each other, and of which at least one electronic control unit is a configurable line termination electronic control unit according to the first aspect of the invention.
  • a communication network makes it possible to self-adapt the configurable line termination electronic control unit according to the termination situation of the network, such as the number of non-configurable line terminations present on the network.
  • the configurable line termination control unit should detect the presence or absence in the rest of the network.
  • the digital communication network comprises at least one non-configurable line termination electronic control unit, and a single configurable line termination electronic control unit.
  • the invention relates to a method of configuring the line terminations of a digital communication network equipped with at least one configurable line termination electronic control unit, the method comprising the steps of: ) determine the presence or absence of other line terminations in the communication network; (ii) self-adapting the impedance of the communication network by controlling the activation of the configurable line termination according to the presence or not of other line terminations.
  • the determination step consists of: (it) cutting the power supplies of the other units of electronic control of the network, (i2) closing the termination switches, and the polarization switches, (i3) measuring the magnitude of polarization and deriving the network situation in terms of termination, and the self-adaptation step consists in : (ii1) controlling the activation or not of the termination switches according to said situation.
  • FIG. 1 represents an exemplary topology of a communication network according to the prior art
  • FIG. 2 represents a line-termination electronic control unit according to a first prior art
  • FIG. 3 represents a first application of a communication network in an automobile according to the prior art
  • FIG. 4 represents a second application of a communication network in an automobile according to the prior art
  • - Figure 5 shows a line termination control unit according to a second prior art
  • - Figure 6 shows a communication network according to an embodiment of the present invention.
  • the communication network comprises at least one transmission line formed by two signal transmission wires L H and L L and a plurality of electronic control units ECUAUTO, ECUT-I, ECUT2, ECUs connected to the signal transmission wires.
  • the network comprises an ECUAUTO configurable line termination electronic control unit, two control units electronic ECUn and ECUT2 non-configurable line termination according to two modes of implementation and a plurality of electronic control units ECUs without line termination.
  • a first ECUn implementation consists in connecting in addition to a calculation unit ⁇ - ⁇ , two RT-IA and RT-I B resistors in series and a CTi capacitor between the equipotential between said two resistors in series and a reference potential.
  • a second implementation ECUT2 consists in connecting a simple resistor RT 2 between the two transmission wires L L and L H.
  • the ECUAUTO electronic control unit with configurable line termination comprises a computing unit ⁇ C which can be for example a microprocessor, a microcontroller, or any other equivalent device.
  • This computing unit ⁇ C comprises a protocol manager of the multiplexed network as well as inputs / outputs for controlling the state of the network.
  • the ECUAUTO control unit comprises a switch SWALIM controlled by an output of the calculation unit ⁇ , possibly via a logic latch BL1, thus allowing the ECUAUTO control unit to control the power supply of the other ECUn control units, ECUT2, ECUS of the network, and compensate for a possible failure of the ECUAUTO control unit during a rolling phase.
  • the switch SWALIM is preferably not controlled in order to reduce the consumption of the ECUAUTO control unit.
  • the ECUAUTO control unit further comprises a non-volatile memory MNV and a transmitter / receiver. Multiplexed trunk E / R including in particular a data TX port to be transmitted and an RX port of received data.
  • the switchable line termination of the network consists of the resistors RT A and RT B and the optional capacity CT.
  • a switching device makes it possible to activate or not the line termination of the network.
  • This switching device is formed for example by two switches SW H and SW L respectively connected to the transmission lines L H and L L and controlled by the calculation unit possibly via a flip-flop BL2.
  • the switching device for enabling or not the line termination of the network is then formed for example by a single switch SW H or SW L connected respectively to one of the transmission son L H or L L and controlled by the calculation unit possibly via a flip-flop BL2.
  • the control unit ECUAUTO further comprises a device for determining the presence of other line terminations on the network and self-adaptation to control the activation or not of its line termination according to the presence or not other line terminations.
  • This determination and self-adaptation device comprises two polarization switches SW PO L_H and SW PO L_L controlled by the calculation unit possibly via a flip-flop BL3, to polarize the network, as well as two biasing voltages of reference V ref. i and V ref2 .
  • the flip-flop BL3 makes it possible to alleviate a possible failure of the control unit ECU AUTO during a rolling phase and to maintain a correct polarization of the network allowing the other control units ECU-pi, ECUT2, ECUS to continue exchanging data.
  • the switches SW PO L_H and SW PO L_L are preferably not controlled in order to reduce the consumption of the ECUAUTO control unit.
  • the voltage V ref2 can be directly connected to ground.
  • the analog input V PO L of the calculation unit ⁇ C makes it possible to measure the bias voltage of the network for determining the network situation in terms of line termination of the network.
  • the switching device of the line termination consists of a first switch SW H located between the line L H and the line termination resistor RTA, of a second switch SW L located between the line L L and the line termination resistor RTB and a command of the switches SW H and SW L by the calculation unit ⁇ C programmed for this purpose.
  • the SW H and SW L switches are controlled by the calculation unit ⁇ C as a function of the configuration with or without line termination required by the vehicle configuration, that is to say according to the presence or not of the good number line terminations.
  • This command is carried out on the basis of a measurement of the polarization situation of the network by an integrated measuring device V PO L in the computing unit ⁇ C.
  • V PO L integrated measuring device
  • the switches SW H and SW L will preferably be uncontrolled in order to reduce the consumption of the control unit ECUAUTO-
  • the determination and self-adaptation device comprises a means for measuring a magnitude, for example a voltage V PO L, of polarization of the communication network which makes it possible to detect the situation of the network in terms of termination, as for example, whether or not the network has the right number of line terminations, and thus to perform a self-adaptation function.
  • the device for measuring a bias voltage comprises two sources of reference bias voltage V ref i and V ref2 , the second V ref2 being the ground.
  • the measuring device also comprises a first bias switch SW PO L_H for forcing the reference bias voltage V ref i the equipotential between the resistors RTA and RTB, and a second polarization switch SW PO L_L to force the line L L at the reference bias voltage V ref2 .
  • the polarization switches SW PO L_H and SW PO L_L are preferably controlled by the calculation unit ⁇ .
  • the measurement of the bias voltage V PO L is performed via an analog input of the calculation unit ⁇ connected to the line L H.
  • a switching device of the power supplies (VALIM; SWALIM) of the other electronic control units ECU-pi, ECUT2, ECUS of the network allowing a measurement of the polarization of the network in the absence is also provided.
  • the calculation unit ⁇ C is programmed to determine the polarization situation of the network, so that the device for measuring a bias voltage can advantageously cut off the power supplies of the other electronic control units ECU-pi, ECUT2, ECU of the network, close the switches SW H , SW L , SW PO L_H and SW PO L_L, and measure the voltage V PO L whose value makes it possible to deduce the situation of the network in terms of termination, ie the number of other units electronic controllers with line terminations, as explained below.
  • two examples of line terminations are shown, with or without a "common mode" CT capacitor in the middle point.
  • Vpo L V Ref1 * RT 1 / (RT A + RT 1 )
  • VPOL V REF1 * (RT-i // RT 2 ) / (RT A + (RT-i // RT 2 )) ,.
  • the voltage difference obtained according to the number of line terminations present enables the ECUAUTO configurable line termination electronic control unit to determine the number of these line terminations and to decide whether or not to switch the activation of its termination. line as needed to self-adapt to the communication network.

Abstract

Unité de commande électronique (ECUAUTO) à terminaison de ligne configurable pour réseau de communication numérique à au moins deux fils de transmission (LH, LL) de signaux, ladite unité de commande électronique comprenant une terminaison de ligne (RTA, RTB, CT) essentiellement définie par une résistance équivalente de terminaison apte à connecter les fils de transmission de signaux entre eux, un dispositif de commutation (μC, SWH, SWL, BL2) de terminaison de ligne pour activer la terminaison de ligne, caractérisée en ce que l'unité de commande électronique comprend en outre un dispositif de détermination (μC, Vref1, Vref2, SWPOL_H, SWPOL_L) de la présence d'autres terminaisons de ligne sur le réseau de communication et d'auto-adaptation pour commander l'activation de la terminaison de ligne en fonction de la présence ou non d'autres terminaisons de ligne sur le réseau de communication.

Description

U N ITE D E COM MAN D E E LECTRON I Q U E A TE RM I NA I SON D E
LI G N E CON FI G U RABLE
L'invention se rapporte à une unité de commande électronique avec terminaison de ligne, ainsi qu'à un réseau de communication numérique comprenant une telle unité de commande électronique, permettant à des équipements électriques ou sous-ensembles d'équipements électriques, de communiquer entre eux, avec un nombre réduit de fils électriques. De tels réseaux de communications sont utilisés par exemple pour des applications dans le domaine de l'automobile, des installations industrielles, du ferroviaire, du militaire, ou encore de l'électronique grand public.
Certains réseaux de communication numérique comportent des terminaisons de ligne destinées à assurer l'adaptation de l'impédance du réseau et respecter les règles de topologie du réseau. Ainsi par exemple, le réseau de communication CAN HS comporte deux terminaisons de ligne situées en général sur les nœuds du réseau les plus éloignés. La figure 1 représente un exemple de topologie d'un tel réseau. La ligne de bus 10 relie entre elles plusieurs unités de commande électroniques ECU_A, ECU_B, ECU_C et ECU_D, dont deux, ECU_A et ECU_B, sont équipées avec des terminaisons de ligne T, étant entendu que ladite ligne de bus puisse être composée de 1 fil ou plus.
La figure 2 représente une unité de commande électronique 20 (ECU) avec terminaison de ligne, dans l'exemple non limitatif d'une ligne de bus à 2 fils. Une telle unité comprend un calculateur 22 (μθ), par exemple un microcontrôleur, et une terminaison de ligne 24 définie par un circuit de terminaison, RTA, RTB et CT, connecté entre les fils de transmission de signaux CAN_H et CAN_L formant la ligne de bus 10. Chaque terminaison peut ainsi, par exemple, être intégrée dans une unité de commande présente sur le réseau du véhicule. La figure 3 représente un premier exemple d'application sur un véhicule 30 comprenant un réseau de communication 32 avec trois unités de commande électroniques 34, 36 et 38, par exemple un Calculateur Moteur Multifonction (CMM), un Électro-Stabilisateur Programmé (ESP) et un Boîtier de Servitude Intelligent (BSI). Dans cette première configuration, les deux extrémités formées par les unités CMM et BSI sont équipées d'une terminaison de ligne T.
La figure 4 représente un deuxième exemple d'application sur un véhicule 40 comprenant un réseau de communication 42 avec quatre unités de commande électroniques 44, 46, 48 et 49. Outre les trois unités CMM, ESP et BSI présentées à la figure 3, le réseau comprend également une quatrième unité de Frein de Stationnement Electrique (FSE) généralement agencée à l'extrémité arrière du véhicule. Dans ce cas, la terminaison de ligne T intégrée dans l'unité BSI dans l'exemple de la figure 3 peut être avantageusement déplacée dans l'unité FSE.
Pour gérer cette diversité de positionnement des unités à terminaison de ligne, on utilise traditionnellement deux types de solutions. La première solution consiste à gérer la diversité sur l'unité BSI, en créant deux variantes avec et sans terminaison de ligne. Cette première solution présente l'inconvénient de multiplier par deux la diversité des unités BSI par rapport à la diversité préexistante liée à d'autres facteurs, entraînant un surcoût dans la gestion de diversité, du nombre de références en bord de ligne de montage et en pièces de rechange.
La deuxième solution, représentée à la figure 5, consiste à gérer la diversité par l'utilisation d'une unité de commande électronique 50 à terminaison de ligne configurable par le réseau, c'est-à-dire en intégrant les composants de terminaison de ligne 54 à l'unité BSI et en prévoyant de les relier aux fils de transmission CAN_H et CAN_L non en interne de l'unité de commande 50 mais via deux broches supplémentaires 56a et 56b et un « pont » 58 réalisé par deux fils supplémentaires. Cette deuxième solution présente l'inconvénient de nécessiter l'ajout de deux broches dans la connectique de l'unité BSI, et l'ajout d'un « pont » de deux fils dans le câblage sur les véhicules sans unité FSE, engendrant un surcoût dû aux broches et fils supplémentaires.
Dans le document EP 0 946 917 B1 , un système de bus électronique est divulgué pour des applications fixes ou mobiles, tel qu'un système de bus CAN pour l'utilisation dans l'industrie automobile. Le système de bus comprend une ligne de bus avec au moins deux fils de transmission de signaux et deux extrémités, chacune étant définie par une résistance de terminaison connectant les fils de transmission de signaux entre eux, et une pluralité d'unités de commande électroniques, qui entre les deux extrémités sont connectées aux fils de transmission de signaux et sont adaptées pour transmettre et recevoir des signaux électriques via les fils de transmission de signaux. La ligne est divisée en une pluralité de sections, qui sont interconnectées au moyen de circuits de connexion et forme une unité annulaire. Chaque circuit de connexion comprend des moyens de relais aux moyens desquels chaque circuit de connexion est adapté, en coordination avec les autres circuits de connexion, pour connecter au moins une des unités de commande électroniques aux fils de transmission de signaux et/ou pour connecter au moins une résistance de terminaison aux fils de transmission de signaux pour définir les extrémités de la ligne de bus.
Un tel système de bus électronique pour topologie annulaire permet de déconnecter une section défectueuse de l'unité annulaire et de redéfinir les nouvelles extrémités excluant la section défectueuse en commutant les résistances de terminaison des sections restantes selon la topologie modifiée de la ligne de bus. Un tel système ne permet pas en revanche de s'adapter à différentes configuration de la ligne de bus suivant la présence ou non de certaines unités de commande électroniques. En outre, un tel système nécessite l'utilisation d'une pluralité d'unités de commande électronique munies de moyens de circuits de connexion communiquant entre eux pour détecter la défectuosité ou non d'une unité de commande électronique voisine. Une telle solution s'avère donc restrictive dans ses applications et coûteuse dans sa mise en œuvre.
L'invention vise à remédier aux inconvénients de l'état de la technique et notamment à fournir une unité de commande électronique à terminaison de ligne configurable capable de s'adapter à différentes configuration d'un réseau de communication numérique.
Pour ce faire, il est proposé selon un premier aspect de l'invention, une unité de commande électronique à terminaison de ligne configurable pour réseau de communication numérique à au moins une ligne de transmission formée de deux fils de transmission de signaux, ladite unité de commande électronique comprenant une terminaison de ligne essentiellement définie par une résistance équivalente de terminaison apte à connecter les fils de transmission de signaux entre eux, et caractérisée en ce que l'unité de commande électronique comprend en outre un dispositif de commutation de terminaison de ligne pour activer la terminaison de ligne.
Une telle unité de commande électronique permet la commutation de la terminaison de ligne si nécessaire. Ainsi, si le réseau de communication comporte les bonnes terminaisons de ligne, l'unité de commande électronique commandera de ne pas activer sa terminaison, tandis que si le réseau de communication nécessite encore une terminaison de ligne alors l'unité de commande électronique commandera l'activation de sa terminaison. Pour déterminer la situation en termes de terminaison de ligne, l'unité de commande pourra être connectée à un outil de diagnostic, tel qu'un autre réseau de communication numérique ou une ligne de diagnostic, de sorte à télécoder l'unité de commande par exemple selon la nomenclature du véhicule. En outre, une telle unité de commande électronique permet de s'affranchir de la gestion de diversité des unités de commande électronique telles que l'unité BSI évitant les surcoûts liés ainsi que de l'utilisation d'une unité de commande électronique munies de broches supplémentaires et de « pont » réalisé par deux fils supplémentaires évitant là encore les surcoûts liés. Selon un mode de réalisation avantageux, l'unité de commande électronique comprend en outre un dispositif de détermination de la présence d'autres terminaisons de ligne sur le réseau de communication et d'auto-adaptation pour commander l'activation de la terminaison de ligne en fonction de la présence ou non d'autres terminaisons de ligne sur le réseau de communication. Une telle unité de commande électronique permet d'une part la commutation de la terminaison de ligne si nécessaire et d'autre part la détermination de la présence d'autres terminaisons de ligne sur le réseau de communication afin de réaliser une fonction d'auto-adaptation de la présence ou non de la terminaison de ligne sur ladite unité en fonction de la présence ou non d'autres terminaisons de ligne. Ainsi, si le réseau de communication comporte les bonnes terminaisons de ligne, l'unité de commande électronique commandera de ne pas activer sa terminaison, tandis que si le réseau de communication nécessite encore une terminaison de ligne alors l'unité de commande électronique commandera l'activation de sa terminaison. Une telle unité de commande électronique, de par sa fonction d'auto-adaptation, permet de s'affranchir d'une configuration de commutation par télécodage nécessitant un autre réseau de communication pour communiquer avec l'unité.
Selon un mode de réalisation avantageux, le dispositif de détermination de la présence d'autres terminaisons de ligne est un dispositif de mesure d'une grandeur de polarisation du réseau de communication comprenant deux sources d'une grandeur de polarisation de référence, deux commutateurs de polarisation permettant de connecter respectivement une source d'une grandeur de polarisation de référence à l'équipotentielle de la terminaison de ligne et l'autre source d'une grandeur de polarisation de référence à un fil de transmission de signaux pour polariser le réseau de communication avec des tensions adéquates, et un moyen de mesure de la grandeur de polarisation du réseau de communication pour déterminer la situation en termes de terminaison de ligne. Une telle unité de commande électronique à terminaison de ligne configurable peut ainsi mesurer une grandeur telle que la tension de polarisation du réseau de communication pour déterminer la situation du réseau en termes de terminaison de ligne présentes sur le réseau.
Selon une variante avantageuse, la mesure de la tension de polarisation est réalisée via une entrée analogique d'une unité de calcul de l'unité de commande. Une telle mesure est simple et peu coûteuse à mettre en œuvre.
Selon un autre mode de réalisation, l'unité de commande électronique à terminaison de ligne configurable comprend en outre une source d'alimentation, et un commutateur d'alimentation apte à commander l'alimentation des autres unités de commande électroniques du réseau de communication. L'utilisation d'un tel dispositif d'alimentation permet de mesurer une grandeur du réseau de communication sans perturbation mutuelle avec les autres unités de commande électroniques si elles étaient alimentées pendant la phase de mesure.
Selon un autre mode de réalisation, le dispositif de commutation comprend un premier commutateur de terminaison situé entre un fil de transmission et une première résistance de terminaison de ligne, et un deuxième commutateur de terminaison situé entre l'autre fil de transmission et la résistance de terminaison de ligne, et une unité de calcul programmée pour commander les commutateurs de terminaison. Avantageusement, le dispositif de commutation comprend en outre une bascule logique entre l'unité de calcul et les commutateurs de terminaison. Cela permet de pallier à une éventuelle défaillance de l'unité de commande pendant une phase critique telle que le roulage du véhicule dans lequel il serait intégré et maintenir une polarisation correcte du réseau permettant aux autres unités de commande de continuer à échanger des données. Dans les phases de veille du véhicule, les commutateurs de terminaison seront, de préférence, non commandés afin de réduire la consommation de l'unité de commande.
Selon un deuxième aspect, la présente invention concerne un réseau de communication numérique comprenant au moins deux fils de transmission de signaux, une pluralité d'unités de commande électroniques connectées aux fils de transmission de signaux et adaptées pour transmettre et recevoir des signaux électriques via lesdits fils de transmission de signaux, au moins deux unités de commande électroniques à terminaison de ligne parmi ladite pluralité d'unités de commande électroniques, chaque terminaison de ligne étant essentiellement définie par une résistance équivalente de terminaison connectant les fils de transmission de signaux entre eux, et dont au moins une unité de commande électronique est une unité de commande électronique à terminaison de ligne configurable selon le premier aspect de l'invention. Un tel réseau de communication permet d'auto-adapter l'unité de commande électronique à terminaison de ligne configurable en fonction de la situation du réseau en termes de terminaison comme par exemple le nombre de terminaisons de ligne non configurables présentes sur le réseau. Selon une variante, on pourrait prévoir un réseau de communication comportant une seule résistance de polarisation, dont l'unité de commande à terminaison de ligne configurable devrait détecter la présence ou l'absence dans le reste du réseau.
Selon un mode de réalisation avantageux, le réseau de communication numérique comprend au moins une unité de commande électronique à terminaison de ligne non configurable, et une seule unité de commande électronique à terminaison de ligne configurable.
Selon un troisième aspect, l'invention concerne un procédé de configuration des terminaisons de ligne d'un réseau de communication numérique équipé d'au moins une unité de commande électronique à terminaison de ligne configurable, le procédé comprenant les étapes consistant à : (i) déterminer la présence ou non d'autres terminaisons de ligne du réseau de communication ; (ii) auto-adapter l'impédance du réseau de communication en commandant l'activation de la terminaison de ligne configurable en fonction de la présence ou non d'autres terminaisons de ligne.
Selon un mode avantageux de mise en œuvre, l'étape de détermination consiste à : (il ) couper les alimentations des autres unités de commande électroniques du réseau, (i2) fermer les commutateurs de terminaison, et les commutateurs de polarisation, (i3) mesurer la grandeur de polarisation et déduire la situation du réseau en termes de terminaison, et l'étape d'auto-adaptation consiste à : (ii1 ) commander l'activation ou non des commutateurs de terminaison en fonction de ladite situation.
D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description détaillée qui suit d'un mode de réalisation de l'invention donné à titre d'exemple nullement limitatif et illustré par les dessins annexés, dans lesquels :
- la figure 1 représente un exemple de topologie d'un réseau de communication selon l'art antérieur ;
- la figure 2 représente une unité de commande électronique à terminaison de ligne selon un premier art antérieur ;
- la figure 3 représente une première application d'un réseau de communication dans une automobile selon l'art antérieur ;
- la figure 4 représente une deuxième application d'un réseau de communication dans une automobile selon l'art antérieur ;
- la figure 5 représente une unité de commande à terminaison de ligne selon un deuxième art antérieur ; - la figure 6 représente un réseau de communication selon un mode de réalisation de la présente invention.
Faisant référence à la figure 6, il est représenté un réseau de communication selon un mode de réalisation préféré de la présente invention. Le réseau de communication comprend au moins une ligne de transmission formée de deux fils de transmission de signaux LH et LL et une pluralité d'unités de commande électroniques ECUAUTO, ECUT-I , ECUT2, ECUs connectées aux fils de transmission de signaux. Dans l'exemple représenté, le réseau comprend une unité de commande électronique à terminaison de ligne configurable ECUAUTO, deux unités de commande électroniques ECUn et ECUT2 à terminaison de ligne non configurable selon deux modes d'implémentations et une pluralité d'unités de commande électroniques ECUs sans terminaison de ligne. Pour les unités de commande à terminaison de ligne non configurable, une première implémentation ECUn consiste à connecter en plus d'une unité de calcul μθτ-ι , deux résistances RT-IA et RT-I B en série et une capacité CTi entre l'équipotentielle entre lesdites deux résistances en série et un potentiel de référence. Une deuxième implémentation ECUT2 consiste à connecter une simple résistance RT2 entre les deux fils de transmission LL et LH. Il est en outre prévu une ligne d'alimentation LALIM permettant d'alimenter avec une tension VALIM toutes les unités de commande électroniques ECUn , ECUT2, ECUS contrôlées via l'unité de commande électronique ECUAUTO à terminaison de ligne configurable, la source de tension VALIM étant généralement extérieure à ECUAUTO- L'unité de commande électronique ECUAUTO à terminaison de ligne configurable comprend une unité de calcul μC pouvant être par exemple un microprocesseur, un microcontrôleur, ou tout autre dispositif équivalent. Cette unité de calcul μC comporte un gestionnaire de protocole du réseau multiplexé ainsi que des entrées / sorties permettant de contrôler l'état du réseau. L'unité de commande ECUAUTO comprend un commutateur SWALIM commandé par une sortie de l'unité de calcul μθ, éventuellement via une bascule logique BL1 , permettant ainsi à l'unité de commande ECUAUTO de contrôler l'alimentation des autres unités de commande ECUn , ECUT2, ECUS du réseau, et pallier à une éventuelle défaillance de l'unité de commande ECUAUTO pendant une phase de roulage. Dans les phases de veille du véhicule, le commutateur SWALIM est, de préférence, non commandé afin de réduire la consommation de l'unité de commande ECUAUTO- L'unité de commande ECUAUTO comprend en outre une mémoire non volatile MNV et un émetteur / récepteur E/R de ligne de réseau multiplexé, comportant notamment un port TX de donnée à transmettre et un port RX de données reçues. Dans cet exemple, la terminaison de ligne commutable du réseau est constituée par les résistances RTA et RTB et la capacité optionnelle CT. Un dispositif de commutation permet d'activer ou non la terminaison de ligne du réseau. Ce dispositif de commutation est formé par exemple par deux commutateurs SWH et SWL reliés respectivement aux fils de transmission LH et LL et commandés par l'unité de calcul éventuellement via une bascule BL2.
Dans une autre implémentation, avec une terminaison de ligne commutable constituée d'une seule résistance RT, le dispositif de commutation permettant d'activer ou non la terminaison de ligne du réseau, est alors formé par exemple par un unique commutateur SWH ou SWL relié respectivement à un des fils de transmission LH ou LL et commandé par l'unité de calcul éventuellement via une bascule BL2.
L'unité de commande ECUAUTO comprend en outre un dispositif de détermination de la présence d'autres terminaisons de ligne sur le réseau et d'auto-adaptation pour commander l'activation ou non de sa terminaison de ligne en fonction de la présence ou non d'autres terminaisons de ligne. Ce dispositif de détermination et d'auto-adaptation comprend deux commutateurs de polarisation SWPOL_H et SWPOL_L commandés par l'unité de calcul éventuellement via une bascule BL3, pour polariser le réseau, ainsi que deux tensions de polarisation de référence Vrefi et Vref2. La bascule BL3 permet de pallier à une éventuelle défaillance de l'unité de commande ECU AUTO pendant une phase de roulage et maintenir une polarisation correcte du réseau permettant aux autres unités de commande ECU-pi , ECUT2, ECUS de continuer à échanger des données. Dans les phases de veille du véhicule, les commutateurs SWPOL_H et SWPOL_L seront, de préférence, non commandés afin de réduire la consommation de l'unité de commande ECUAUTO- La tension Vref2 pourra être directement reliée à la masse. L'entrée analogique VPOL de l'unité de calcul μC permet de mesurer la tension de polarisation du réseau pour la détermination de la situation du réseau en termes de terminaison de ligne du réseau. Nous allons maintenant expliquer plus en détail le principe de commutation de la terminaison de ligne de l'unité de commande ECUAUTO à terminaison de ligne configurable. Comme cela a été indiqué ci-dessus, le dispositif de commutation de la terminaison de ligne est constituée d'un premier commutateur SWH situé entre la ligne LH et la résistance de terminaison de ligne RTA, d'un deuxième commutateur SWL situé entre la ligne LL et la résistance de terminaison de ligne RTB et une commande des commutateurs SWH et SWL par l'unité de calcul μC programmée à cet effet.
La commande des commutateurs SWH et SWL est réalisée par l'unité de calcul μC en fonction de la configuration avec ou sans terminaison de ligne nécessitée par la configuration véhicule, c'est-à-dire selon la présence ou non du bon nombre de terminaisons de ligne. Cette commande est réalisée à partir d'une mesure de la situation de polarisation du réseau par un dispositif intégré de mesure VPOL dans l'unité de calcul μC. Pour pallier à une éventuelle défaillance de l'unité de commande ECUAUTO pendant une phase de roulage et maintenir une polarisation correcte du réseau permettant aux autres unités de commande ECU-pi , ECUT2, ECUS de continuer à échanger des données, on ajoute de préférence la bascule BL2 entre la commande issue de l'unité de calcul μC et les commutateurs SWH et SWL. Dans les phases de veille du véhicule, les commutateurs SWH et SWL seront, de préférence, non commandés afin de réduire la consommation de l'unité de commande ECUAUTO-
Nous allons maintenant expliquer plus en détail le principe de détermination de la présence d'autres terminaisons de ligne sur le réseau et d'auto-adaptation pour commander l'activation de la terminaison de ligne de l'unité de commande ECUAUTO en fonction de la présence ou non d'autres terminaisons de ligne sur le réseau. Pour cela, le dispositif de détermination et d'auto-adaptation comprend un moyen de mesure d'une grandeur, par exemple une tension VPOL, de polarisation du réseau de communication qui permet de détecter la situation du réseau en termes de terminaison, comme par exemple si le réseau comporte ou non le bon nombre de terminaisons de ligne, et de réaliser ainsi une fonction d'auto-adaptation.
Le dispositif de mesure d'une tension de polarisation, comme cela a été brièvement mentionné ci-dessus, comprend deux sources de tension de polarisation de référence Vrefi et Vref2, la deuxième Vref2 pouvant être la masse. Le dispositif de mesure comprend également un premier commutateur de polarisation SWPOL_H permettant de forcer à la tension de polarisation de référence Vrefi l'équipotentielle située entre les résistances RTA et RTB, et un deuxième commutateur de polarisation SWPOL_L permettant de forcer la ligne LL à la tension de polarisation de référence Vref2. Les commutateurs de polarisation SWPOL_H et SWPOL_L sont de préférence commandés par l'unité de calcul μθ. La mesure de la tension de polarisation VPOL est réalisée via une entrée analogique de l'unité de calcul μθ reliée à la ligne LH. Ainsi que cela a déjà été mentionné, il est également prévu un dispositif de commutation des alimentations (VALIM ; SWALIM) des autres unités de commande électroniques ECU-pi , ECUT2, ECUS du réseau permettant une mesure de la polarisation du réseau en l'absence de tension perturbatrice pouvant être générée par les autres unités de commande ECU-pi , ECUT2, ECUS si elles étaient alimentées pendant la phase de ladite mesure et évitant également de perturber le fonctionnement desdites autres unités de commande électroniques par la polarisation par Vrefi et Vref2.
L'unité de calcul μC est programmée pour déterminer la situation de polarisation du réseau, de sorte que le dispositif de mesure d'une tension de polarisation puisse couper de façon avantageuse les alimentations ALIM des autres unités de commande électroniques ECU-pi , ECUT2, ECUS du réseau, fermer les commutateurs SWH, SWL, SWPOL_H et SWPOL_L, et mesurer la tension VPOL dont la valeur permet de déduire la situation du réseau en termes de terminaison, i.e. le nombre d'autres unités de commande électroniques comportant des terminaisons de ligne, comme cela est expliqué ci-dessous. Dans l'exemple représenté à la figure 6, deux exemples de terminaisons de ligne sont représentés, avec ou sans condensateur de « mode commun » CT en point milieu. Pour simplifier les formules ci-après, elles s'entendent sans ledit condensateur de mode commun mais l'homme de l'art saura les étendre à des terminaisons de ligne comportant ce condensateur, par exemple en considérant que la résistance à prendre en compte est la somme des deux résistances RTiA et RTiB de part et d'autre dudit condensateur et que ledit condensateur a un effet négligeable sur les tensions continues mises en œuvre.
Pour le cas avec un seul autre dispositif de terminaison, on obtient :
VpoL = VRef1 * RT1 / (RTA + RT1)
Pour le cas avec deux autres dispositifs de terminaison, on obtient :
VPOL = VREF1 * (RT-i // RT2) / (RTA + (RT-i // RT2)),.
La différence de tension obtenue suivant le nombre de terminaisons de ligne présentes permet à l'unité de commande électronique ECUAUTO à terminaison de ligne configurable de déterminer le nombre de ces terminaisons de ligne et de décider de commuter ou non l'activation de sa terminaison de ligne selon le besoin de manière à s'auto-adapter au réseau de communication.
Ainsi par exemple, on pourra décider d'activer la terminaison de ligne configurable lorsque le nombre des terminaisons présentes sur le réseau est égal à une, tandis qu'on pourra désactiver la terminaison de ligne configurable lorsque le nombre de terminaisons de ligne sera supérieur ou égal à deux.
On comprendra que diverses modifications et/ou améliorations évidentes pour l'homme du métier peuvent être apportées aux différents modes de réalisation de l'invention décrits dans la présente description sans sortir du cadre de l'invention défini par les revendications annexées. Ainsi par exemple, on comprendra que la présente invention peut s'appliquer à différents types de réseaux de communication, notamment à tout réseau nécessitant l'adaptation de la ligne de transmission à deux de ses extrémités, comme par exemple aux réseaux CAN High Speed et FlexRay. Pour ce qui est des commutateurs, on pourra utiliser différentes technologies comme par exemple, micro-relais, transistors MOS ou bipolaire.

Claims

R EV E N D I CAT I O N S
1 . Unité de commande électronique (ECUAUTO) à terminaison de ligne configurable pour réseau de communication numérique à au moins deux fils de transmission (LH, LL) de signaux, ladite unité de commande électronique comprenant :
- une terminaison de ligne (RTA, RTB, CT) essentiellement définie par une résistance équivalente de terminaison apte à connecter les fils de transmission de signaux entre eux,
caractérisée en ce que l'unité de commande électronique comprend en outre :
- un dispositif de commutation (μθ , SWH, SWL, BL2) de terminaison de ligne pour activer la terminaison de ligne.
2. Unité de commande électronique (ECUAUTO) à terminaison de ligne configurable selon la revendication 1 , caractérisée en ce qu'elle comprend en outre :
- un dispositif de détermination (μθ, Vrefi , VREF2, SWPOL_H, SWPOL_L) de la présence d'autres terminaisons de ligne sur le réseau de communication et d'auto-adaptation pour commander l'activation de la terminaison de ligne en fonction de la présence ou non d'autres terminaisons de ligne sur le réseau de communication.
3. Unité de commande électronique (ECUAUTO) à terminaison de ligne configurable selon la revendication 2, caractérisée en ce que le dispositif de détermination de la présence d'autres terminaisons de ligne est un dispositif de mesure d'une grandeur de polarisation (VPOL) du réseau de communication comprenant :
- deux sources d'une grandeur de polarisation de référence (Vrefi ,
Vref2), - deux commutateurs de polarisation (SWPOL_H, SWPOL_L) permettant de connecter respectivement une source d'une grandeur de polarisation de référence (Vrefi) à l'équipotentielle de la terminaison de ligne (RTA, RTB, CT) et l'autre source d'une grandeur de polarisation de référence (Vref2) à un fil de transmission (LL) de signaux pour polariser le réseau de communication avec des tensions adéquates, et
- un moyen de mesure de la grandeur de polarisation (VPOL) du réseau de communication pour déterminer la situation en termes de terminaison de ligne.
4. Unité de commande électronique (ECUAUTO) à terminaison de ligne configurable selon la revendication 3, caractérisée en ce que la mesure de la tension de polarisation (VPOL) est réalisée via une entrée analogique d'une unité de calcul (μθ) de l'unité de commande.
5. Unité de commande électronique (ECUAUTO) à terminaison de ligne configurable selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisée en ce qu'elle comprend en outre :
- une source d'alimentation (VALIM),
- un commutateur d'alimentation (SWALIM) apte à commander l'alimentation (ALIM) des autres unités de commande électroniques ( ECU-pi , ECUT2, ECUS) du réseau de communication.
6. Unité de commande électrique (ECUAUTO) à terminaison de ligne configurable selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que le dispositif de commutation comprend :
- un premier commutateur de terminaison (SWH) situé entre un fil de transmission (LH) et une première résistance de terminaison de ligne (RTA), et un deuxième commutateur de terminaison (SWL) situé entre l'autre fil de transmission (LL) et la résistance de terminaison de ligne (RTB), et - une unité de calcul (μθ) programmée pour commander les commutateurs de terminaison (SWH, SWL).
7. Unité de commande électrique (ECUAUTO) à terminaison de ligne configurable selon la revendication 6, caractérisée en ce que le dispositif de commutation comprend en outre une bascule logique (BL2) entre l'unité de calcul (μθ) et les commutateurs de terminaison (SWH, SWL).
8. Réseau de communication numérique comprenant :
- au moins deux fils de transmission de signaux (LH, LL),
- une pluralité d'unités de commande électroniques (ECUAUTO, ECU-pi , ECUT2, ECUS) connectées aux fils de transmission de signaux et adaptées pour transmettre et recevoir des signaux électriques via lesdits fils de transmission de signaux,
- au moins deux unités de commande électroniques à terminaison de ligne (ECUAUTO, ECUTI , ECUT2) parmi ladite pluralité d'unités de commande électroniques, chaque terminaison de ligne étant essentiellement définie par une résistance équivalente de terminaison connectant les fils de transmission de signaux entre eux, dont
- au moins une unité de commande électronique (ECUAUTO) à terminaison de ligne configurable selon l'une des revendications 1 à 7.
9. Procédé de configuration des terminaisons de ligne d'un réseau de communication numérique selon la revendication 8, équipé d'au moins une unité de commande électronique (ECUAUTO) à terminaison de ligne configurable selon l'une des revendications 1 à 7, le procédé comprenant les étapes consistant à :
- déterminer la présence ou non d'autres terminaisons de ligne (ECUTI , ECUT2, ECUS) du réseau de communication ; - auto-adapter l'impédance du réseau de communication en commandant l'activation de la terminaison de ligne (RTA, RTB, CT) configurable en fonction de la présence ou non d'autres terminaisons de ligne.
10. Procédé de configuration des terminaisons de ligne d'un réseau de communication numérique selon la revendication 9, caractérisé en ce que l'étape de détermination consiste à :
- couper les alimentations (ALIM) des autres unités de commande électroniques (ECU-pi , ECUT2, ECUS) du réseau,
- fermer les commutateurs de terminaison (SWH, SWL), et les commutateurs de polarisation (SWPOL_H, SWPOL_L),
- mesurer la grandeur de polarisation (VPOL) et déduire la situation du réseau en termes de terminaison de ligne,
et caractérisé en ce que l'étape d'auto-adaptation consiste à :
- commander l'activation ou non des commutateurs de terminaison (SWH, SWl) en fonction de la situation du réseau en termes de terminaisons de ligne détectées sur le réseau.
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