WO2014124882A1 - Architecture de transmission d'informations à pont notamment pour application à l'avionique embarquée - Google Patents

Architecture de transmission d'informations à pont notamment pour application à l'avionique embarquée Download PDF

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Augustin Mignot
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Definitions

  • Bridge information transmission architecture in particular for application to embedded avionics
  • the present invention relates to an information transmission architecture. More particularly, the invention relates to such an information transmission architecture intended in particular for applications onboard avionics.
  • the avionics equipment is generally divided into groups to form systems or subsystems.
  • these architectures provide an answer certifying their data exchanges and interconnections, while maintaining the levels of integrity and availability required for each of these systems.
  • the object of the invention is to further improve this type of transmission architectures.
  • the subject of the invention is an information transmission architecture, in particular for application to on-board avionics, characterized in that it comprises at least one main information transmission network in which functional nodes of connection of at least two peripheral information transmission networks to this main network, in order to ensure transmission of information between these networks and means for direct connection of the peripheral networks with one another so as to allow transmission of information directly between these peripheral networks without going through the main network.
  • the main network and / or the peripheral information transmission networks comprise redundant information transmission media
  • the main network and / or the peripheral information transmission networks comprise switches; the main network and / or the peripheral information transmission networks are loop networks;
  • the main network and / or the peripheral information transmission networks are star networks
  • At least one peripheral information transmission network is in the form of a loop network for the unconditional transmission of messages from node to node, independent of these messages;
  • At least one peripheral information transmission network is in the form of a conditional transmission loop network of messages from node to node, dependent on these messages;
  • At least some of the information transmission networks are unidirectional;
  • At least some of the information transmission networks are bidirectional
  • the functional connection nodes of the networks comprise means for extracting / injecting / monitoring frames of and in the networks;
  • the main network has several associated subnetworks; at least some of the functional nodes are programmable;
  • the programmable node node extraction / injection / frame monitoring means uses a programming information base stored in corresponding storage means;
  • the main network and the peripheral information transmission networks comprise totally or partially redundant information transmission media associated by redundancy plan.
  • FIG. 1 represents an exemplary embodiment of an information transmission architecture, in particular for an application to on-board avionics, according to the invention.
  • FIGS. 2 and 3 show exemplary embodiments of functional nodes connected in such networks.
  • FIG. 1 an information transmission architecture has been illustrated in particular for applications on board avionics.
  • This architecture is designated by the reference 1 in this figure and then for example comprises at least one main network for transmitting information, designated for example by the general reference 2, which are integrated functional nodes connecting peripheral information transmission networks, to this main network, to ensure information transmission between these networks.
  • the main network and / or the peripheral information transmission networks may be loop networks or even star networks.
  • the main information transmission network comprises looped networks or subnetworks, for example the one designated by the reference 3.
  • This main network 3 then comprises functional nodes designated for example by references 4, 5, 6 and 7, for connecting peripheral networks, for example in an information transmission loop, to this main network 2.
  • peripheral information transmission networks are designated respectively by the references 8, 9, 10 and 1 1 in this FIG.
  • the main network and / or the peripheral information transmission networks may comprise redundant information transmission media associated with a redundancy plan.
  • the main information transmission network 2 may include switches to ensure the transmission of information therein.
  • At least one peripheral network may also include such switches.
  • At least one of the peripheral information transmission networks can also be in the form of an unconditional transmission loop network of the messages from node to node in this network, this transmission then being independent of these messages.
  • peripheral information transmission networks may also be in the form of conditional transmission loop networks of the messages from node to node in this network, this transmission is then dependent on these messages.
  • At least some of the information transmission networks may be unidirectional or bidirectional, the information traveling in one direction or both in the network.
  • the peripheral communication networks are autonomous between themselves, the main network ensuring the federation of these different networks and therefore of the different corresponding domains, vis-à-vis the information exchanged between them.
  • the main or central communication network may be based on a frame switching communication technology, using a dedicated avionics equipment or type of switches for example, also known as “switches”, or avionic subsystems of the type switches (“switches”) distributed.
  • This network or central communication area may be based for example on ARINC 664 or ETHERNET IEEE 802.3 type standards.
  • the functional nodes of the peripheral networks connected to the main network may comprise means for extracting / injecting / monitoring frames from and in these to or from the network. main transmission of information.
  • nodes 20 and 30, whose node 20 is a node for a simple transmission loop, while node 30 is a node for a double information transmission loop, have been illustrated in FIGS. 2 and 3.
  • main network and the peripheral information transmission networks may each comprise totally or partially redundant information transmission media which are then associated by redundancy plan.
  • each node has a switching portion 21 and 31, respectively, for connection to the main network and a portion comprising means for extracting / injecting / monitoring frames respectively 22 and 32.
  • monitoring means respectively 26, 36.
  • connection nodes may be programmable and these means for extracting / injecting / monitoring frames of the programmable node, then use a programming information base stored in corresponding storage means, such as for example a integrated configuration base and designated by references 27 and 37 respectively, in these Figures 2 and 3.
  • a programming information base stored in corresponding storage means, such as for example a integrated configuration base and designated by references 27 and 37 respectively, in these Figures 2 and 3.
  • each configuration table can be modified according to the logical connectivity of the data flows to be exchanged between a domain or peripheral network and the domain or main network.
  • each loop that is, each plane is connected to one of the redundant switches, i.e. the loop a is associated with one switch and the loop ⁇ is associated with another switch.
  • This set then composes a redundant global system with a direct end-to-end connection.
  • At least two peripheral networks connected to the main network can be connected directly to each other in order to allow information transmission directly between these peripheral networks without go through the main network.

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Abstract

Cette architecture de transmission d'informations notamment pour application à l'avionique embarquée, est caractérisée en ce qu'elle comporte au moins un réseau principal de transmission d'informations (2) dans lequel sont intégrés des nœuds fonctionnels (4, 5, 6, 7) de raccordement d'au moins deux réseaux périphériques de transmission d'informations (8, 9, 10, 11), à ce réseau principal, afin d'assurer une transmission d'informations entre ces réseaux et des moyens (40) de raccordement direct des réseaux périphériques (10, 11) entre eux afin de permettre une transmission d'informations directement entre ces réseaux périphériques sans passer par le réseau principal.

Description

Architecture de transmission d'informations à pont notamment pour application à l'avionique embarquée
La présente invention concerne une architecture de transmission d'informations. Plus particulièrement, l'invention se rapporte à une telle architecture de transmission d'informations destinée notamment à des applications à l'avionique embarquée.
Dans de telles applications notamment à l'avionique embarquée, les équipements avioniques sont généralement répartis en groupes pour former des systèmes ou des sous-systèmes.
On sait que les architectures de communication et de transmission d'informations, qui ont été développées dans l'état de la technique, permettent, grâce à l'association de topologies différentes de réseaux, qui possèdent chacune son propre mode de communications, de répondre de façon optimale aux besoins en terme de communication de ces systèmes.
En particulier ces architectures permettent d'apporter une réponse certifiant leurs échanges de données et les interconnexions, tout en maintenant les niveaux d'intégrité et de disponibilité requis pour chacun de ces systèmes.
Ainsi par exemple on sait qu'il existe dans l'état de la technique, des réseaux de transmission d'informations différents, mettant en œuvre des protocoles différents et qui sont reliés entre eux par des passerelles d'échange.
Le but de l'invention est d'améliorer encore ce type d'architectures de transmission.
A cet effet l'invention a pour objet une architecture de transmission d'informations notamment pour application à l'avionique embarquée, caractérisée en ce qu'elle comporte au moins un réseau principal de transmission d'informations dans lequel sont intégrés des nœuds fonctionnels de raccordement d'au moins deux réseaux périphériques de transmission d'informations, à ce réseau principal, afin d'assurer une transmission d'informations entre ces réseaux et des moyens de raccordement direct des réseaux périphériques entre eux afin de permettre une transmission d'informations directement entre ces réseaux périphériques sans passer par le réseau principal.
Selon d'autres caractéristiques de l'architecture suivant l'invention, prises seules ou en combinaison :
le réseau principal et/ou les réseaux périphériques de transmission d'informations comportent des supports de transmission d'informations redondants ;
- le réseau principal et/ou les réseaux périphériques de transmission d'informations comportent des commutateurs ; le réseau principal et/ou les réseaux périphériques de transmission d'informations sont des réseaux en boucle ;
le réseau principal et/ou les réseaux périphériques de transmission d'informations sont des réseaux en étoile ;
- au moins un réseau périphérique de transmission d'informations se présente sous la forme d'un réseau en boucle de transmission inconditionnelle des messages de nœud en nœud, indépendante de ces messages ;
au moins un réseau périphérique de transmission d'informations se présente sous la forme d'un réseau en boucle de transmission conditionnelle des messages de nœud en nœud, dépendante de ces messages ;
au moins certains des réseaux de transmission d'informations sont unidirectionnels ;
- au moins certains des réseaux de transmission d'informations sont bidirectionnels ;
- les nœuds fonctionnels de raccordement des réseaux comprennent des moyens d'extraction/injection/surveillance de trames de et dans les réseaux;
le réseau principal comporte plusieurs sous-réseaux associés ; au moins certains des nœuds fonctionnels sont programmables ;
les moyens d'extraction/injection/surveillance de trames du nœud programmable utilisent une base d'informations de programmation stockée dans des moyens de mémorisation correspondants ;
le réseau principal et les réseaux périphériques de transmission d'informations comportent des supports de transmission d'informations totalement ou partiellement redondants associés par plan de redondance.
L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en se référant aux dessins annexés, sur lesquels :
- la figure 1 représente un exemple de réalisation d'une architecture de transmission d'informations notamment pour une application à l'avionique embarquée, selon l'invention, et
- les figures 2 et 3 représentent des exemples de réalisation de nœuds fonctionnels raccordés dans de tels réseaux.
On a en effet illustré sur ces figures et en particulier sur la figure 1 , une architecture de transmission d'informations notamment pour des applications à l'avionique embarquée.
Cette architecture est désignée par la référence 1 sur cette figure et comporte alors par exemple au moins un réseau principal de transmission d'informations, désigné par exemple par la référence générale 2, dans lequel sont intégrés des nœuds fonctionnels de raccordement de réseaux périphériques de transmission d'informations, à ce réseau principal, afin d'assurer une transmission d'informations entre ces réseaux.
Ainsi par exemple le réseau principal et/ou les réseaux périphériques de transmission d'informations peuvent être des réseaux en boucle ou encore en étoile.
Sur l'exemple illustré sur cette figure 1 , le réseau principal de transmission d'informations comporte des réseaux ou sous-réseaux en boucle comme par exemple celui désigné par la référence 3.
Ce réseau principal 3 comporte alors des nœuds fonctionnels désignés par exemple par les références 4, 5, 6 et 7, de raccordement de réseaux périphériques par exemple en boucle de transmission d'informations, à ce réseau principal 2.
Les réseaux périphériques de transmission d'informations sont désignés respectivement par les références 8, 9, 10 et 1 1 sur cette figure 1 .
En fait et comme cela est illustré, le réseau principal et/ou les réseaux périphériques de transmission d'informations peuvent comporter des supports de transmission d'informations redondants associés par plan de redondance
Le réseau principal de transmission d'informations 2 peut comporter des commutateurs permettant d'assurer la transmission des informations dans celui-ci.
Au moins un réseau périphérique peut également comporter de tels commutateurs.
Au moins l'un des réseaux périphériques de transmission d'informations peut également se présenter sous la forme d'un réseau en boucle de transmission inconditionnelle des messages de nœud en nœud dans ce réseau, cette transmission étant alors indépendante de ces messages.
Mais il va de soi par exemple que d'autres réseaux périphériques de transmission d'informations peuvent également se présenter sous la forme de réseaux en boucle de transmission conditionnelle des messages de nœud en nœud dans ce réseau, cette transmission est alors dépendante de ces messages.
De même au moins certains des réseaux de transmission d'informations peuvent être unidirectionnels ou bidirectionnels, les informations circulant dans un sens ou les deux dans le réseau.
On conçoit alors que grâce à une telle structure, les réseaux périphériques de communication sont autonomes entre eux, le réseau principal assurant la fédération de ces différents réseaux et donc des différents domaines correspondants, vis-à-vis des informations échangées entre ceux-ci. Le réseau principal ou central de communication peut être basé sur une technologie de communication à base de commutations de trames, faisant appel à un ou des équipements avioniques dédiés de type commutateurs par exemple, également connus sous le nom anglais de « switches », ou de sous-systèmes avioniques de type commutateurs (« switches ») distribués.
Ce réseau ou domaine central de communication peut être basé par exemple sur des standards de type ARINC 664 ou ETHERNET IEEE 802.3.
Par ailleurs et comme cela est illustré par exemple sur les figures 2 et 3, les nœuds fonctionnels des réseaux périphériques raccordés au réseau principal peuvent comprendre des moyens d'extraction/injection/surveillance de trames de et dans ceux-ci vers ou depuis le réseau principal de transmission d'informations.
On a en effet illustré sur ces figures 2 et 3, des nœuds respectivement 20 et 30, dont le nœud 20 est un nœud pour une simple boucle de transmission, tandis que le nœud 30 est un nœud pour une double boucle de transmission d'informations.
En fait on peut ainsi mettre en lumière par exemple que le réseau principal et les réseaux périphériques de transmission d'informations peuvent comporter chacun des supports de transmission d'informations totalement ou partiellement redondants qui sont alors associés par plan de redondance.
En fait et comme cela est illustré, chaque nœud comporte une partie de commutation respectivement 21 et 31 , de raccordement au réseau principal et une partie comportant des moyens d'extraction/injection/surveillance de trames respectivement 22 et 32.
Ces parties comportent par exemple pour chaque boucle de transmission d'informations et donc chaque plan, des moyens d'extraction de trames respectivement 23 et 33, des moyens de circulation respectivement 24, 34 et des moyens d'injection de trames respectivement 25, 35.
Entre les deux parties des nœuds il est prévu des moyens de surveillance respectivement 26, 36.
Bien entendu au moins certains des nœuds de raccordement peuvent être programmables et ces moyens d'extraction/injection/surveillance de trames du nœud programmable, utilisent alors une base d'informations de programmation stockée dans des moyens de mémorisation correspondants, tels que par exemple une base de configuration intégrée et désignée par les références 27 et 37 respectivement, sur ces figures 2 et 3. On conçoit bien entendu que chaque table de configuration est modifiable en fonction de la connectivité logique des flux de données à échanger entre un domaine ou réseau périphérique et le domaine ou réseau principal.
Comme cela est également illustré sur la figure 3, dans le cas d'un domaine périphérique à architectures multi plans par exemple à deux boucles comme illustré, c'est- à-dire par exemple des boucles appelées boucles a et β, chaque boucle c'est-à-dire chaque plan, est raccordé à un des commutateurs redondants, c'est-à-dire que la boucle a est associée à un commutateur et que la boucle β est associée à un autre commutateur.
Cet ensemble compose alors un système global redondant avec un raccordement direct de bout en bout.
De plus et pour améliorer encore le fonctionnement, la résistance et la fiabilité d'une telle architecture, au moins deux réseaux périphériques raccordés au réseau principal, peuvent être raccordés directement entre eux afin de permettre une transmission d'informations directement entre ces réseaux périphériques sans passer par le réseau principal.
Ceci est par exemple illustré par les liens ou ponts de raccordement direct désignés par la référence générale 40 sur la figure 1 , entre les réseaux périphériques 10 et 1 1 et plus particulièrement de nœuds fonctionnels de raccordement de ceux-ci.
Ces liens ou ponts sont dans l'exemple illustré, des ponts de raccordement direct de ces réseaux périphérique par exemple par plan de redondance.
Ils permettent alors une transmission directe d'informations entre les réseaux périphériques sans passer par le réseau principal.
Il va de soi bien entendu que d'autres modes de réalisation encore peuvent être envisagés.

Claims

REVENDICATIONS
1 . - Architecture de transmission d'informations notamment pour application à l'avionique embarquée, caractérisée en ce qu'elle comporte au moins un réseau principal de transmission d'informations (2) dans lequel sont intégrés des nœuds fonctionnels (4, 5, 6, 7) de raccordement d'au moins deux réseaux périphériques de transmission d'informations (8, 9, 10, 1 1 ), à ce réseau principal, afin d'assurer une transmission d'informations entre ces réseaux et des moyens (40) de raccordement direct des réseaux périphériques (10, 1 1 ) entre eux afin de permettre une transmission d'informations directement entre ces réseaux périphériques sans passer par le réseau principal.
2. - Architecture de transmission d'informations selon la revendication 1 , caractérisée en ce que le réseau principal (2) et/ou les réseaux périphériques de transmission d'informations (8, 9, 10, 1 1 ) comportent des supports de transmission d'informations redondants.
3.- Architecture de transmission d'informations selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que le réseau principal (2) et/ou les réseaux périphériques (8, 9, 10, 1 1 ) de transmission d'informations comportent des commutateurs.
4. - Architecture de transmission d'informations selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le réseau principal (2) et/ou les réseaux périphériques (8, 9, 10, 1 1 ) de transmission d'informations sont des réseaux en boucle ;.
5. - Architecture de transmission d'informations selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que le réseau principal (2) et/ou les réseaux périphériques (8, 9, 10, 1 1 ) de transmission d'informations sont des réseaux en étoile.
6.- Architecture de transmission d'informations selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'au moins un réseau périphérique (8, 9, 10, 1 1 ) de transmission d'informations se présente sous la forme d'un réseau en boucle de transmission inconditionnelle des messages de nœud en nœud, indépendante de ces messages.
7.- Architecture de transmission d'informations selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'au moins un réseau périphérique (8, 9, 10, 1 1 ) de transmission d'informations se présente sous la forme d'un réseau en boucle de transmission conditionnelle des messages de nœud en nœud, dépendante de ces messages.
8. - Architecture de transmission d'informations selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'au moins certains des réseaux de transmission d'informations sont unidirectionnels.
9. - Architecture de transmission d'informations selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisée en ce qu'au moins certains des réseaux de transmission d'informations sont bidirectionnels.
10. - Architecture de transmission d'informations selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que les nœuds fonctionnels de raccordement (20 ; 30) comprennent des moyens d'extraction/injection/surveillance (22 ; 32) de trames de et dans les réseaux.
1 1 . - Architecture de transmission d'informations selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le réseau principal comporte plusieurs sous-réseaux associés.
12. - Architecture de transmission d'informations selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'au moins certains des nœuds fonctionnels sont programmables.
13. - Architecture de transmission d'informations selon les revendications 10 et 12, caractérisée en ce que les moyens d'extraction/injection/surveillance (22 ; 32) de trames du nœud programmable utilisent une base d'informations de programmation (27 ; 37) stockée dans des moyens de mémorisation correspondants.
14. - Architecture de transmission d'informations selon l'une quelconque des revendications 2 à 13, caractérisée en ce que le réseau principal (2) et les réseaux périphériques (8, 9, 10, 1 1 ) de transmission d'informations comportent des supports de transmission d'informations totalement ou partiellement redondants associés par plan de redondance.
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