WO2022175627A1 - Procede de communication bidirectionnelle - Google Patents

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WO2022175627A1
WO2022175627A1 PCT/FR2022/050276 FR2022050276W WO2022175627A1 WO 2022175627 A1 WO2022175627 A1 WO 2022175627A1 FR 2022050276 W FR2022050276 W FR 2022050276W WO 2022175627 A1 WO2022175627 A1 WO 2022175627A1
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communicating device
management module
packet
intermediate frame
data
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PCT/FR2022/050276
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Inventor
Patrice Toillon
Thiebault Jeandon
Original Assignee
Safran Electronics & Defense
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Publication date
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    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L12/00—Data switching networks
    • H04L12/28—Data switching networks characterised by path configuration, e.g. LAN [Local Area Networks] or WAN [Wide Area Networks]
    • H04L12/40—Bus networks
    • H04L12/4013—Management of data rate on the bus
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
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    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
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    • H04L69/30—Definitions, standards or architectural aspects of layered protocol stacks
    • H04L69/32—Architecture of open systems interconnection [OSI] 7-layer type protocol stacks, e.g. the interfaces between the data link level and the physical level
    • H04L69/322—Intralayer communication protocols among peer entities or protocol data unit [PDU] definitions
    • H04L69/324—Intralayer communication protocols among peer entities or protocol data unit [PDU] definitions in the data link layer [OSI layer 2], e.g. HDLC
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    • H04L67/01—Protocols
    • H04L67/12—Protocols specially adapted for proprietary or special-purpose networking environments, e.g. medical networks, sensor networks, networks in vehicles or remote metering networks

Definitions

  • the present invention relates to the field of data exchanges, in particular on board an aircraft, and more particularly aims at a two-way communication method between different communicating devices of a two-way communication system, in particular an on-board two-way communication system.
  • a communication architecture that allows a plurality of equipment items to send and/or receive data via a redundant switched Ethernet network made reliable, also known by the acronym AFDXTM for "Avionics Full Duplex Switched Ethernet” in English.
  • Such equipment can be sensors transmitting measurement data to on-board computers, actuators receiving setpoint data from such computers or on-board computers communicating with each other.
  • the AFDXTM network is based on Ethernet technology using, for the physical layer or physical transceiver part, standard commercial components, also known by the acronym COTS for “Commercial Off-The-Shelf” in English.
  • the AFDXTM network has been standardized in the ARINC 664 standard, which defines how commercial off-the-shelf network components are used for aeronautical data networks, also known as ADN for “Aircraft Data Network” in English. It is simply recalled that the AFDXTM network is full-duplex, deterministic and redundant.
  • Dual-channel, or Full Duplex, aeronautical communications are generally implemented on the basis of Ethernet 10/100Base-T standards defining for an AFDX TM network, the use of a cable made up of 2 twisted pairs, for example of the quad type, for Full Duplex operation, one twisted pair being used per direction of propagation, and of a contact adapted to such a cable configuration, for example of the quadrax type. Subsequently, this type of cable will be referred to as two-pair.
  • the physical data rate obtained is 10 Mbps or 100 Mbps per direction of propagation on the physical link, in particular on the twisted pair.
  • Ethernet transceiver supporting new single-pair Ethernet physical layers, such as 10Base-T1, 100Base-T1 or 1000Base-T 1 has been developed, particularly for the automotive field, allowing full duplex data transmission over a single twisted pair.
  • the invention meets such a need and proposes for this purpose a method allowing the use of Ethernet transceivers supporting single pair Ethernet physical layers such as 10Base-T1, 100Base-T1 and 1000Base-T 1 for data exchanges on board an aircraft.
  • this object is achieved by a two-way data communication method of a two-way data communication system, in particular an on-board two-way data communication system comprising
  • At least a first communicating device configured to implement a single-pair Ethernet protocol and comprising a first packet management module connected to a first physical link management module and to a second physical link management module, the first physical link management and the second physical link management module being connected by a separate single-pair link to a first common connector of the first communicating device, and
  • a second communicating device configured to implement a single pair Ethernet protocol and comprising a second packet management module connected to a first physical link management module and to a second physical link management module, the first physical management module link and the second physical link management module being connected by a separate single-pair link to a second common connector of the second communicating device, the first connector of the first communicating device being connected to the second connector of the second communicating device by an interlink -device, in particular a two-pair link, characterized in that the method comprises
  • a source data reception step in which the first packet management module of the first communicating device, respectively the second packet management module of the second communicating device, receives a source packet to be transmitted to the second communicating device, respectively to the first communicating device; a step of generating intermediate frames in which, in particular from each source packet or source frame, the first packet management module of the first communicating device, respectively the second packet management module of the second communicating device, generates o a first intermediate frame comprising M data bits depending on the N bits of the source packet to be transmitted, and a second intermediate frame comprising P data bits depending on the N bits of the source packet to be transmitted; a first step of transmitting intermediate frames, in which o the first physical link management module of the first communicating device, respectively of the second communicating device, transmits the first intermediate frame on a first connector-module link, and o the second module of physical link management of the first communicating device, respectively of the second communicating device, transmits the second intermediate frame on a second connector-module link; a step of receiving intermediate frames, in which o the first physical link
  • the M data bits of the first intermediate frame and the P data bits of the second intermediate frame are between 1 and N, in particular equal to N, in particular between 1 and N/2, in particular equal to N /2, where N is the number of bits in the source packet
  • first intermediate frame and the second intermediate frame respectively comprise a verification field calculated on all the bits of the first intermediate frame and the second intermediate frame
  • the second packet management module of the second communicating device respectively the first packet management module of the first communicating device, processes the verification field of the first frame intermediate frame and the second intermediate frame
  • the method comprises a step of verifying the integrity of transmission by checking the field-verification of the first intermediate frame and of the second intermediate frame, and in which the step of reconstructing source data being validated only if the transmission integrity verification step is positive.
  • the second packet management module of the second communicating device respectively the first packet management module of the first communicating device, compares the data bits of the first intermediate frame and of the second intermediate frame, and in which the step of reconstructing source data being validated only if the comparison of the data bits of the first intermediate frame and of the second intermediate frame is consistent.
  • the first packet management module of the first communicating device comprises at least a first media management module, and at least a first transfer module, respectively at the at least one second media management module, and at least one second transfer module
  • the step of receiving source data includes o a step of encapsulating the source packet in a source frame by the first management module of the media of the first communicating device, respectively the second media management module of the second communicating device, and o the generation of the first intermediate frame and of the second intermediate frame according to the source frame by the first two-way transfer module of the first communicating device, respectively by the second transfer module of the second communicating device;
  • the source data reconstitution step comprises the reconstitution of the source frame by the second transfer module of the second communicating device, respectively by the first transfer module of the first communicating device;
  • the reconstitution step is triggered only if the two frames are received by the first physical link management module and the second physical link management of the second communicating device, respectively by the first physical link management module and the second physical link management module of the first communicating device, in a time window of predefined maximum duration.
  • the first packet management module of the first communicating device respectively the second packet management module of the second communicating device, comprises two first media management modules and a first transfer module, respectively two second media management modules media and a second transfer module, and wherein
  • the source data reception step includes o a generation step by the first transfer module of the first communicating device, respectively by the second transfer module of the second communicating device,
  • ⁇ a second intermediate data packet comprising P bits of data extracted from the N bits of said source packet, and o a step of encapsulating the first intermediate packet in the first intermediate frame by one of the first media management modules of the first device communicating, respectively by one of the second media management modules of the second communicating device, and o a step of encapsulating the second intermediate packet in the second intermediate frame by the other of the first media management modules of the first communicating device, respectively by the other of the second media management modules of the second communicating device;
  • the source data reconstitution step comprises, by the transfer module, the reception of the first intermediate packet and the second intermediate data packet respectively extracted from the first and the second intermediate frame, and the reconstitution of the source packet according to the first packet and the second intermediate data packet.
  • the reconstitution step is triggered only if the two intermediate packets are received within a time window of predefined maximum duration.
  • the present invention proposes an on-board two-way communication system, comprising at least a first communicating device and a second communicating device configured for the implementation of a method according to one of the preceding claims.
  • FIG. 1 - figure 1 schematically represents a two-way data communication system according to a first embodiment of the invention
  • FIG. 2 - figure 2 represents a two-way communication method implemented by the two-way data communication system according to the invention
  • FIG. 3 - Figure 3 schematically represents a two-way data communication system according to a second embodiment of the invention
  • FIG. 4a] [Fig. 4b] - Figures 4a and 4b illustrate data frames exchanged by the data exchange method according to the invention
  • FIG. 5] - Figure 5 schematically represents a two-way data communication system according to a third embodiment of the invention.
  • FIG. 1 schematically represents a two-way data communication system 100, in particular a two-way communication system on board an aircraft, according to a first embodiment of the invention.
  • the two-way data communication system 100 comprises at least one communicating device 200, in particular a plurality of communicating devices, in particular a first communicating device 200a and a second communicating device 200b, connected together in order to exchange data via a ethernet type.
  • the communicating device 200 comprises a first physical link management module 231 and a second physical link management module 232, implementing a low-level protocol, that is to say the physical layer of the OSI model, for "Open Systems Interconnection” in English, according to the corresponding communication standard.
  • a low-level protocol that is to say the physical layer of the OSI model, for "Open Systems Interconnection” in English, according to the corresponding communication standard.
  • the communicating device 200a comprises a first physical link management module 231a and a second physical link management module 232a and the second communicating device 200b comprises a first physical link management module 231b and a second physical link management 232b, respectively implementing a low level protocol.
  • the first physical link management module 231, respectively the second physical link management module 232 comprises a transceiver supporting single pair Ethernet standards, also referred to by the acronym SPE for “Single Pair Ethernet” in English, such as as 10Base-T1 , 100Base-T1 or 1000Base-T1.
  • the transceiver is known, especially in the automotive field.
  • Single-pair Ethernet standards such as 10 Base-T1 , 10OBase-T 1 or 1000Base-T 1 , are dedicated to transporting 10 Mbit/s, 100 Mbit/s or 1 Gbit/s Ethernet frames in full duplex and point-to-point on a single twisted pair, instead of the usual two or four.
  • the first physical link management module 231, respectively the second physical link management module 232, comprises a transceiver port (not shown) connected to a different physical Ethernet link, of the single-pair link type, for example in the form of a single twisted pair cable.
  • the first physical link management module 231 is responsible for generating and analyzing the physical signals which pass through their physical Ethernet links.
  • the communicating device 200 also comprises a connector 403, in particular a first connector 403a of the first communicating device 200a and a second connector 403b of the second communicating device 200b.
  • the connector 403 of the communicating device 200 is connected to the first physical link management module 231 and to the second physical link management module 232 of the communicating device 200 by a first connector-module link 401 and a second connector-module link 402.
  • first connector-module link 401 and a second connector-module link 402 are preferably of the Ethernet type.
  • the first connector 403a of the first communicating device 200a is connected to the first physical link management module 231a and to the second physical link management module 232a of the first communicating device 200a by a first connector-module link 401a and a second connector-module link 402a, preferably single-pair links.
  • the second connector 403b of the second communicating device 200b is connected to the first physical link management module 231b and to the second physical link management module 232b of the second communicating device 200b by a first connector-module link 401b and a second connector-module link 402b, preferably second single-pair links.
  • the first communicating device 200a and the second communicating device 200b thus communicate with each other, in particular via the first physical link management module 231a and the second physical link management module 232a of the first communicating device 200a and the first physical management module link 231b and the second physical link management module 232b of the second communicating device 200b.
  • the connector 403a of the first communicating device 200a is connected to the connector 403b of the second communicating device 200b, by an inter-device link 404, in particular an inter-device link 404 of the bi-pair type, for example in the form of a bi-pair cable.
  • an inter-device link 404 in particular an inter-device link 404 of the bi-pair type, for example in the form of a bi-pair cable.
  • -twisted pair in particular expandable to four twisted pairs.
  • the frames transmitted or received on the first physical link management module 231a, respectively the second physical link management module 232a, are transmitted quasi-simultaneously or with a small delay between the first communicating device 200a, respectively the second communicating device 200b.
  • the communicating device 200 also includes a packet management module 220, in particular a first packet management module 220a of the first communicating device 200a and a second packet management module 220b of the second communicating device 200b.
  • the packet management module 220 is connected to the first physical link management module 231 and to the second physical link management module 232. This allows two-way communication between the physical Ethernet layer and higher level protocol layers 210.
  • the first packet management module 220a of the first communicating device 200a is connected to the first physical link management module 231a and to the second physical link management module 232a of the first communicating device 200a.
  • the second packet management module 220b of the second communicating device 200b is connected to the first physical link management module 231b and to the second physical link management module 232b of the second communicating device 200b.
  • Data buses 241 and 242 ensure the bidirectional transmission of data between the packet management module 220 and the first link physical management module 231 and the second link physical management module 232.
  • data buses 241a and 242a ensure the bidirectional transmission of data between the first packet management module 220a and the first physical link management module 231a and the second physical link management module 232a of the first communicating device 200a.
  • data buses 241b and 242b ensure the bidirectional transmission of data between the second packet management module 220b and the first physical link management module 231b and the second physical link management module 232b of the second communicating device 200b.
  • the data bus 241a, 242a, 241b and 242b provide bidirectional data transmission generally meets the IEEE Mil standard, acronym for "Media Independent Interface” in English, or RM II, acronym for "Reduced Media Independent Interface” in English. English.
  • GMII gigabit Media-Independent Interface
  • RGMII Reduced Gigabit Media Independent Interface
  • SGMII Serial Gigabit Media Independent Interface in English, or equivalent.
  • the packet management module 220 comprises a two-way transfer module and at least one media management module of the media access control type, also known by the acronym MAC for "Media Access Control” in English, which implements the Ethernet protocol whose architecture is detailed below in the description.
  • media access control type also known by the acronym MAC for "Media Access Control” in English, which implements the Ethernet protocol whose architecture is detailed below in the description.
  • the transfer module is not limited to a two-channel transfer module but can be a multi-channel type transfer module.
  • the signals transiting on the first connector-module link 401 and the second connector-module link 402 are analyzed and transformed into digital data by the first link physical management module 231 and the second link physical management module 232 of the communicating device 200.
  • the signals transiting on the first connector-module link 401a and the second connector-module link 402a of the first communicating device 200a are analyzed and transformed into digital data by the first link physical management module 231a and the second communication module. physical link management 232a of the first communicating device 200a.
  • the signals passing through the first connector-module link 401b and the second connector-module link 402b of the second communicating device 200b are analyzed and transformed into digital data by the first link physical management module 231b and the second module physical link management 232b of the second communicating device 200b.
  • the digital data is then transmitted to the packet management module 220 of the communicating device 200, namely the first packet management module 220a of the first communicating device 200a and the second packet management module 220b of the second communicating device 200b, which analyzes them. in the form of Ethernet packets or frames.
  • the communicating device 200 also comprises a higher level protocol layer 210, namely a first higher level protocol layer 210a of the first communicating device 200a and a second higher level protocol layer 210b of the second communicating device 200b.
  • Ethernet packets or frames analyzed by the packet management module 220 are then transmitted to the upper level protocol layer 210, in particular the first upper level protocol layer 210a and the second upper level protocol layer 210b.
  • the packet management module 220 receives the data to be transmitted from the protocol layer higher level protocol layer 210, in particular the first higher level protocol layer 210a and the second higher level protocol layer 210b, typically of an IP protocol stack in the form of IP packets.
  • the packet management module 220 assembles the Ethernet packets or frames conveying the IP data and transmits them to the first physical link management module 231 and to the second physical link management module 232, namely the first physical link management module.
  • link 231a and the second physical link management module 232a of the first communicating device 200a and the first physical link management module 231b and the second physical link management module 232b of the second communicating device 200b for their transmission under the form of signals on the first connector-module link 401 and the second connector-module link 402, in particular on the first connector-module link 401a and a second connector-module link 402a of the first communicating device 200a and the first connector-module link module 401b and the second connector-module link 402b of the second communicating device 200b.
  • the packet management module 220 also comprises a configuration interface to allow the configuration of the package management 220 in
  • the packet management module 220 can be produced in different forms, in a unitary or distributed manner, by means of hardware and/or software components.
  • Hardware components that can be used are programmable logic circuits, also referred to by the acronym FPGA for "Field-Programmable Gate Array” in English for a network of programmable gates in situ, in the form of integrated circuits specific to an application or function, also referred to by the acronym ASIC for “Application Specifies Integrated Circuit” in English, or microprocessors.
  • the transfer module and the media management module of the packet management module 220 can be implemented by means of the same component or on different components connected by a local communication link.
  • FIG. 2 represents a two-way communication method implemented by the two-way data communication system 100 according to the invention.
  • the method is described in the context of a transfer of data from the first communicating device 200a to the second communicating device 200b, the exchanges being bidirectional, of course the method can also be implemented simultaneously for the transfer of data from the second communicating device 200b to the first communicating device 200a.
  • the method implements, preferably successively, the following steps:
  • a source data reception step E0 in which the first packet management module 220a of the first communicating device 200a receives a source packet or source data to be transmitted to the second communicating device 200b;
  • step E10 in which the first packet management module 220a of the first communicating device 200a generates o a first intermediate frame 510a comprising M data bits depending on the N bits of the source packet to be transmitted, and o a second intermediate frame 510b comprising P data bits as a function of the N bits of the source packet to be transmitted, such that the N bits of the source packet are included in the association of the M data bits of the first intermediate frame 510a and the P bits of second intermediate frame data 510b;
  • a first step of transmission of intermediate frames E20 in which o the first physical link management module 231a of the first communicating device 200a transmits the first intermediate frame 510a on the first connector-module link 401a of the first communicating device 200a, and o the second physical link management module 232a of the first communicating device 200a transmits the second intermediate frame 510b on the second connector-module link 402a of the first communicating device 200a; a second step of transmission of intermediate frames E30, in which the first intermediate frame 510a and the second intermediate frame 510b are transmitted to the second communicating device 200b via the inter-device link 404, in particular by unitary physical propagation conducted on each respective twisted pair the inter-device link 404; a step of receiving intermediate frames E40, in which o the first physical link management module 231b of the second communicating device 200b receives the first intermediate frame 510a via the first connector-module link 401b of the second communicating device 200b, and o the second physical link management module 232b of the second communicating
  • a source data reception step E0 in which the second packet management module 220b of the second communicating device 200b receives a source packet to be transmitted to the first communicating device 200a;
  • step E10 in which the second packet management module 220b of the second communicating device 200b generates o a first intermediate frame 510a comprising M data bits depending on the N bits of the source packet to be transmitted, and o a second intermediate frame 510b comprising P data bits as a function of the N bits of the source packet, such that the N bits of the source packet are included in the association of the M data bits of the first intermediate frame 510a and the P data bits of the second intermediate frame 510b;
  • a first step of transmitting intermediate frames E20 in which o the first physical link management module 231b of the second communicating device 200b transmits the first intermediate frame 510a on the first connector-module link 401b of the second communicating device 200b, and o the second physical link management module 232b of the second communicating device 200b transmits the second intermediate frame 510b on the second connector-module link 402b of the second communicating device 200b;
  • a step of receiving intermediate frames E40 in which o the first physical link management module 231a of the first communicating device 200a receives the first intermediate frame 510a via the first connector-module link 401a of the first communicating device 200a, and o the second physical link management module 232a of the first communicating device 200a receives the second intermediate frame 510b via the second connector-module link 402a of the first communicating device 200a;
  • FIG. 3 schematically represents a two-way data communication system according to a second embodiment of the invention. More particularly, the second embodiment of the invention differs by the architecture of the packet management module 220 of the communicating device 200.
  • the packet management module 220 of the communicating device 200 comprises at least one transfer module 222, in particular a multi-channel transfer module 222 and in particular a dual-channel transfer module 22, and at least one media management module 221, in particular a media management module 221 of the MAC type, which implements the Ethernet protocol.
  • the first packet management module 220a of the first communicating device 200a comprises at least a first transfer module 222a and at least a first media management module 221a, in particular of the MAC type, which implements the ethernet protocol.
  • the second packet management module 220b of the second device communicating 200b comprises at least a second transfer module 222b and at least a second media management module 221b, in particular of the MAC type, which implements the Ethernet protocol.
  • the media management module 221 comprises means of bidirectional communication with the higher level protocol layer 210 to transmit/receive data packets.
  • media management module 221 and the transfer module 222 are linked by a specific bus ensuring the bidirectional transmission of data frames.
  • the first transfer module 222a of the first communicating device 200a is connected by two buses, in particular separate and independent and by extension several buses, ensuring bidirectional transmission with the first link physical management module 231 a and the second physical management module link 232a of the first communicating device 200a to send/receive frames.
  • the communication method according to the invention is such that the transfer module 222 of the communicating device 200, in particular the first transfer module 222a of the first communicating device 200a and/or the second transfer module transfer 222b of the second communicating device 200b, is in a configuration mode implementing a distribution/aggregation function prioritizing the bit rate of the data transfers.
  • the source data reception step E0 includes the reception, by the media management module 221 of the communicating device 200, of the source packet to be transmitted, transmitted by the higher level protocol layer 210.
  • the media management module 221 of the communicating device 200 generates an exchanged data frame encapsulating the data packet and transmits the exchanged data frame to the transfer module 222.
  • the frame of data exchanged, or source frame is referenced 500.
  • the frame of data exchanged 500, or frame source 500 is in the typical standardized format, responding in particular to the IEEE 802.3 standard, and includes
  • a delimiter field SOF for example on 1 byte, capable of indicating a start of the information of the exchanged data frame 500
  • TYPE field-type for example on 2 bytes, capable of defining a protocol of the higher level protocol layer 210
  • CRC check field for example on 4 bytes, able to define a cyclic redundancy code, also called by the acronym CRC for Cyclic Redundancy Check or “Cyclic Redundancy Check” in English.
  • the data field DATA has a size the maximum size is equal to the maximum size of a packet, also called by the acronym MTU for "Maximum Transmission Unit” in English, which, by default, is 1500 bytes. Alternatively, padding bits are added to reach a size of 46 bytes.
  • the transfer module 222 of the communicating device 200 then proceeds to the generation of the first intermediate frame 510a and of the second intermediate frame 510b in which the N bits of the data field of the source packet are distributed.
  • the first intermediate frame 510a and the second intermediate frame 510b are intended to be transmitted on a separate physical link, namely the first connector-module link 401 and the second connector-module link 402.
  • the transfer module 222 of the communicating device 200 distributes the N bits of the data field of the source packet of the exchanged data frame 500 between the first intermediate frame 510a and the second intermediate frame 510b by a balanced distribution, in particular from from a basic law or from another predefined law.
  • the N bits of the data field of the source packet of the exchanged data frame 500 can be distributed in the data-fields DATA of the first intermediate frame 510a and the second intermediate frame 510b by p-tuples of bits, with p between 1 and n/2. Filling bits can also be added to reach 46 bytes.
  • the transfer module 222 also carries out an encapsulation, that is to say in the present case a distribution, in the first intermediate frame 510a and the second intermediate frame 510b, of the address-field ADR, of the type-field TYPE and the CRC check field.
  • the transfer module 222 can also encapsulate, or distribute, the preamble field P and the delimiter field SOF of the exchanged data frame 500.
  • the transfer module 222 can also transfer the transfer module 222 .
  • the field-preamble P can be said
  • the integrity of the data on each of the first intermediate frame 510a and the second intermediate frame 510b is ensured by the CRC verification field which makes it possible by a calculation to validate the data transmitted in the exchanged data frame 500.
  • the CRC check field is positioned at the end of the exchanged data frame 500 and corresponds to all the bits of the intermediate frame, respectively of the first intermediate frame 510a and of the second intermediate frame 510b.
  • the calculation of the CRC field-verification is based on a polynomial Cyclic Redundancy Check of degree 32, responding in particular to the CRC-32-IEEE standard.
  • the calculation of the CRC field-check for the first intermediate frame 510a and the second intermediate frame 510b can be based on the identical generator polynomials or the generator polynomials can be different for the first intermediate frame 510a and the second intermediate frame 510b.
  • the transfer module 222 of the communicating device 200 proceeds to the transmission of the first intermediate frame 510a and the second intermediate frame 510b, in particular respectively via the first physical link management module 231 and the second physical link management module 232 of the communicating device 200.
  • each of the first intermediate frame 510a and the second intermediate frame 510b is transmitted on a separate physical link of the communicating device 200, namely the first connector-module link 401 and the second connector-module link 402 of the communicating device. 200.
  • the first intermediate frame 510a and the second intermediate frame 510b are transmitted to another communicating device 200, respectively the second communicating device 200b if the step of generating intermediate frames E10 is carried out by the first communicating device 200a, or the first communicating device 200a if the step of generating intermediate frames E10 is performed by the second communicating device 200b, via the inter-device link 404.
  • Each of the first intermediate frame 510a and the second intermediate frame 510b is transmitted on a separate physical link.
  • the first intermediate frame 510a and the second intermediate frame 510b can be transmitted simultaneously or with a small delay, included in a given time window.
  • the first intermediate frame 510a and the second intermediate frame 510b are received on the physical links of the other communicating device 200, respectively the second communicating device 200b if the step of generation of intermediate frames E10 is performed by the first communicating device 200a, or the first communicating device 200a if the step of generating intermediate frames E10 is performed by the second communicating device 200b, via the inter-device link 404.
  • the first intermediate frame 510a and the second intermediate frame 510b can be received simultaneously or with a small shift, included in a given time window.
  • the first intermediate frame 510a and the second intermediate frame 510b are transmitted to the transfer module 222 of the other communicating device 200, in particular to the second transfer module 222b of the second communicating device 200b.
  • the transfer module 222 of the communicating device 200 proceeds to the aggregation of the first intermediate frame 510a and the second intermediate frame 510b received to reconstitute the source frame.
  • the transfer module 222 upon receipt of a first intermediate frame 510a, the transfer module 222 triggers a time window of predefined maximum duration, constituting a reception Delta T, in which the second intermediate frame 510b, that is to say the late frame.
  • the source data reconstitution step E60 is not performed and the source frame 500 is not reconstituted.
  • the first frame received can also be the second intermediate frame 510b, the triggering of the reception time window taking place on reception of the second intermediate frame 510b.
  • the reconstitution or aggregation function returns to awaiting reception of the group of the following first intermediate frame 510a and second intermediate frame 510b.
  • the time window of predefined maximum duration can be set on the detection of the delimiter field SOF in the first intermediate frame 510a and in the second intermediate frame 510b.
  • the transfer module 222 of the communicating device 200 implements an aggregation law in correspondence with the distribution law used for the distribution of the bits of the source packet at the stage of generation of intermediate frames E10 to reconstruct the source frame 500.
  • the data of the source packet is reconstituted from the data of the first intermediate frame 510a and of the second intermediate frame 510b.
  • the other fields of the source frame 500 are also reconstituted.
  • the first intermediate frame 510a and the second intermediate frame 510b are also validated by the dedicated CRC check field. In case of inconsistency, the reconstituted source frame 500 is not validated.
  • the reconstituted source frame 500 is validated, it is then transmitted to the media management module 221 of the communicating device 200 which transmits the source packet to the higher level protocol layer 210.
  • the source data reception step E0 includes the reception, by the media management module 221 of the communicating device 200, of the source packet to be transmitted, transmitted by the higher level protocol layer 210.
  • the media management module 221 generates the source frame 500 encapsulating the data packet and transmits the source frame 500 to the transfer module 222.
  • the transfer module 222 of the communicating device 200 generates the first intermediate frame 510a and the second intermediate frame 510b in which the N-bits of the data field are duplicated .
  • Each of the first intermediate frame 510a and the second intermediate frame 510b is intended to be transmitted on a separate physical link, namely the first connector-module link 401 and the second connector-module link 402.
  • the transfer module 222 also carries out the encapsulation, that is to say in the present case a duplication, in the first intermediate frame 510a and the second intermediate frame 510b, of the ADR address fields and of the type field. TYPE and generates for each the first intermediate frame 510a and the second intermediate frame 510b, a new sequence of bits for the field-preamble P.
  • This field-preamble P is said to be "reduced” because it is composed of a number of bits lower than the source frame preamble bit number 500.
  • the preamble field P can be kept identical, this will be to the detriment of the size of the first intermediate frame 510a and the second intermediate frame 510b which will be increased by the size of the redundancy sequence.
  • the transfer module 222 also generates a new delimiter field SOF and a correcting code for the first intermediate frame 510a and the second intermediate frame 510b.
  • the new SOF delimiter field has a value identical to the source SOF delimiter field
  • a redundancy sequence is added or associated with the correcting code.
  • the correcting code is based on redundancy and is intended to correct the transmission errors of the first intermediate frame 510a and of the second intermediate frame 510b.
  • the correcting code makes it possible to detect and correct or only to detect the transmission errors according to the choice of the redundancy sequence, according to the type of associated polynomial, the dimension, etc.
  • the redundancy sequence is associated with the code.
  • the correction code is located at the end of the frame and corresponds to all the bits of the frame.
  • the calculation of the code is for example based on a Reed-Solomon code for the detection and correction of erroneous bits or on a CRC type code for the detection of erroneous bits.
  • the calculation of the CRC field-check for the first intermediate frame 510a and the second intermediate frame 510b can be based on the formal polynomial. In particular, the formal polynomial may be different for the first intermediate frame 510a and the second intermediate frame 510b.
  • the transfer module 222 carries out the transmission of the first intermediate frame 510a and of the second intermediate frame 510b. To this end, each of the first intermediate frame 510a and the second intermediate frame 510b is transmitted on a physical link of the communicating device 200, namely the first connector-module link 401 and the second connector-module link 402 of the communicating device 200 .
  • the first intermediate frame 510a and the second intermediate frame 510b are transmitted to the second communicating device 200b, if the step of generating intermediate frames E10 is performed by the first communicating device 200a, or to the first communicating device 200a, if the step of generating intermediate frames E10 is performed by the second communicating device 200b, via the inter-device link 404.
  • the first intermediate frame 510a and the second intermediate frame 510b can be transmitted simultaneously or with a small delay, included in a given time window.
  • a small offset on transmission that is to say an offset of X bits between the transmission of the intermediate frames can globally improve the integrity and the availability. Indeed, the disturbance does not apply to the same position of a sequence of bits on each of the intermediate frames.
  • the intermediate frames can be received simultaneously or with a small delay, included in a given time window.
  • the first intermediate frame 510a and the second intermediate frame 510b are received on the physical links of the second communicating device 200b.
  • the first intermediate frame 510a and the second intermediate frame 510b can be received simultaneously or with a small shift, included in a given time window.
  • the first intermediate frame 510a and the second intermediate frame 510b transmitted are transmitted to the transfer module 222 of the second communicating device 200.
  • the intermediate frames can be received simultaneously or with a small delay, included in a given time window.
  • the transfer module 222 of the second communicating device 200 proceeds to check the integrity of the first intermediate frame 510a and the second intermediate frame 510b received.
  • the third step of transmission of intermediate frames E50 may also include a correction of erroneous bits according to the type of code of a dedicated redundancy sequence.
  • the transfer module 222 of the second communicating device 200 upon receipt of a first frame 510a, the transfer module 222 of the second communicating device 200, in particular to the second transfer module 222b of the second communicating device 200b, triggers a time window of predefined maximum duration, constituting a reception Delta T, in which the second intermediate frame 510b, that is to say the late frame, must be received. If the second intermediate frame 510b is not received after the expiry of the time window of predefined maximum duration, the third step of transmission of intermediate frames E50, then also consisting of a verification step, is not carried out and the source frame 500 is not reconstituted.
  • the integrity check function may include the correction of erroneous bits. Consequently, it returns to awaiting reception of the group of the following first intermediate frame 510a and second intermediate frame 510b.
  • the time window of predefined maximum duration can be set on the detection of the delimiter field SOF in the first intermediate frame 510a and in the second intermediate frame 510b.
  • the transfer module 222 carries out the check, from the redundancy sequence and according to the correcting code selected, to the detection and correction of erroneous bits or to the simple detection of erroneous bits, for the first intermediate frame 510a and for the second intermediate frame 510b.
  • the intermediate frame is not validated.
  • the source frame 500 is not restored.
  • the source frame 500 can be restored, from the first intermediate frame 510a validated according to the integrity criteria previously applied with restoration of a field-preamble P complete or, by predefined choice, from the first intermediate frame 510a if the first intermediate frame 510a and the second intermediate frame 510b are simultaneously validated.
  • a comparison of the data, in particular bit by bit, of the first intermediate frame 510a and of the second intermediate frame 510b is carried out.
  • the integrity check is not validated and the source frame 500 is not validated.
  • the source frame 500 is validated, it is then transmitted to the media management module 221 of the communicating device 200, in particular to the second media management module 221b of the second communicating device 200b, which transmits the source packet to the upper level protocol layer 210, namely the second upper level protocol layer 210b.
  • FIG. 5 schematically represents a two-way data communication system according to a third embodiment of the invention. More particularly, the third embodiment of the invention differs by the architecture of the packet management module 220 of the communicating device 200.
  • the transfer module 222 of the packet management module 220 of the communicating device 200 includes means of bidirectional communication with the higher level protocol layer 210 to send/receive data packets.
  • the first transfer module 222a of the first packet management module 220a of the first communicating device 200a includes means of bidirectional communication with the first higher level protocol layer 210a to send/receive data packets.
  • the second transfer module 222b of the second packet management module 220b of the second communicating device 200b includes means of bidirectional communication with the second higher level protocol layer 210b for transmitting/receiving data packets.
  • the packet management module 220 of the communicating device 200 also comprises two media management modules 221, in particular two first media management modules 221a of the first device communicating 200a and two second media management modules 221b of the second communicating device 200b.
  • the two media management modules 221 comprise means of bidirectional communication with the first physical link management module 231 and the second physical link management module 232 to send/receive frames.
  • the two media management modules 221 and the transfer module 222 are linked by a specific bus ensuring the bidirectional transmission of data frames.
  • the first two media management modules 221a and the first transfer module 222a of the first communicating device 200a are linked by a specific bus ensuring the bidirectional transmission of data frames.
  • the two second media management modules 221b and the second transfer module 222b are linked by a specific bus ensuring the bidirectional transmission of data frames.
  • the communication method according to the invention is such that the transfer module 222 of the communicating device 200, in particular the first transfer module 222a of the first communicating device 200a and the second transfer module 222b of the second communicating device 200b, is in a configuration mode implementing a distribution/aggregation function prioritizing the bit rate of the data transfers.
  • the source data reception step E0 includes the reception by the transfer module 222 of the communicating device 200 of a source packet to be transmitted transmitted by the higher level protocol layer 210.
  • the transfer module 222 of the communicating device 200 distributes the N bits of the data field of the source packet between a first intermediate data packet, or first intermediate frame, and a second intermediate data packet, or second intermediate frame, by a balanced distribution, in particular from a basic law or from another predefined law.
  • the N bits of the data field of the source packet or source data can be distributed in the first intermediate data packet and the second intermediate data packet by n-tuples of bits.
  • the transfer module 222 of the communicating device 200 transmits the first intermediate data packet and the second intermediate data packet generated respectively to the two media management modules 221 of the communicating device 200.
  • the two media management modules 221 of the communicating device 200 then respectively generate a frame in the typical standardized format, responding in particular to the IEEE 802.3 standard, encapsulating the intermediate data packet received.
  • the two media management modules 221 of the communicating device 200 transmit the two frames in the typical standardized format via respectively the first physical link management module 231 and the second physical link management module 232 of the communicating device 200.
  • the first two media management modules 221a of the first communicating device 200a transmit the two frames in the typical standardized format via respectively the first physical link management module 231a and the second physical link management module 232a of the first communicating device 200a.
  • the two frames in the typical standardized format are transmitted on a separate physical link of the communicating device 200, namely the first connector-module link 401a and the second connector-module link 402a of the first communicating device 200a.
  • the two frames in the typical standardized format are transmitted to another communicating device, respectively the second communicating device 200b if the step of generating intermediate frames E10 is carried out by the first communicating device 200a , or the first communicating device 200a if the step of generating intermediate frames E10 is performed by the second communicating device 200b, via the inter-device link 404.
  • Each of the typical standardized format frames is sent on a separate physical link.
  • the two frames in the typical standardized format can be transmitted simultaneously or with a small delay, included in a given time window.
  • the two frames in the typical standardized format are received on the physical links of the other communicating device 200, respectively the second communicating device 200b if the step of generating intermediate frames E10 is carried out by the first communicating device 200a, or the first communicating device 200a if the step of generating intermediate frames E10 is performed by the second communicating device 200b, via the inter-device link 404.
  • the first physical link management module 231b of the second communicating device 200b receives one of the two frames in the typical standardized format via the first connector-module link 401b of the second communicating device 200b
  • the second management module physical link 232b of the second communicating device 200b receives the other of the two frames in the typical standardized format via the second connector-module link 402b of the second communicating device 200b.
  • the two frames in the typical standardized format are transmitted to each media management module 221 of the other communicating device 200, in particular to the two second media management modules 221b of the second communicating device 200b.
  • each media management module 221 of the other communicating device 200 respectively each transmits the intermediate packets extracted from the intermediate frames received to the transfer module 222 of the other device communicating 200, in particular the second transfer module 222b of the second communicating device 200b.
  • the transfer module 222 of the communicating device 200 proceeds to the aggregation of the intermediate packets received to reconstruct the source frame.
  • the transfer module 222 upon receipt of the first of the two frames in the typical standardized format, the transfer module 222, in particular the second transfer module 222b of the second communicating device 200b, triggers a time window of predefined maximum duration, constituting a reception Delta T, in which the second of the two frames must be received in the typical standardized format, that is to say of the late frame.
  • the source data reconstitution step E60 is not performed and the source frame 500, or the source data 500, is not reconstituted.
  • the aggregation function returns to awaiting receipt of the group of the next two frames in the typical standardized format.
  • the time window of predefined maximum duration can be set on the detection of the delimiter field SOF in the first intermediate frame 510a and in the second intermediate frame 510b.
  • the transfer module 222 of the communicating device 200 implements an aggregation law in correspondence with the distribution law used for the distribution of the bits of the source packet at the step of generating intermediate frames E10 to reconstitute the source frame 500 or the source data 500.
  • the data of the source packet is reconstituted from the data of the two frames in the typical standardized format. If the source frame 500, or the source data 500, reconstructed is validated, the source packet is then transmitted to the upper level protocol layer 210, namely the second upper level protocol layer 210b.
  • the communication method is now described in which the transfer module 222 of the communicating device 200 is in a configuration mode implementing a duplication/verification function prioritizing the integrity of the transfers of data, as well as the improvement of availability according to certain versions.
  • the source data reception step E0 comprises the reception by the transfer module 222 of the communicating device 200, in particular the first transfer module 222a of the first communicating device 200a, of a source packet to be transmitted, transmitted by the protocol layers 210, in particular the first higher level protocol layer 210a.
  • the two-way transfer module 222 of the communicating device 200 proceeds to the duplication of the N bits of the data field of the source packet between a first intermediate data packet, or first intermediate frame , and a second intermediate data packet, or second intermediate frame.
  • the transfer module 222 of the communicating device 200 transmits the first intermediate data packet and the second intermediate data packet generated respectively to the two media management modules 221 of the communicating device 200.
  • the two media management modules 221 of the communicating device 200 then respectively generate a frame in the typical standardized format, responding in particular to the IEEE 802.3 standard, encapsulating the intermediate data packet received.
  • the two frames in the typical standardized format are transmitted to another communicating device, respectively the second communicating device 200b if the step of generating intermediate frames E10 is carried out by the first communicating device 200a , or the first communicating device 200a if the step of generating intermediate frames E10 is performed by the second communicating device 200b, via the inter-device link 404.
  • a small offset on transmission that is to say an offset of X bits between the transmission of the intermediate frames can globally improve the integrity and the availability. Indeed, the disturbance does not apply to the same position of a sequence of bits on each of the intermediate frames
  • Each of the typical standardized format frames is sent on a separate physical link.
  • the two frames in the typical standardized format can be transmitted simultaneously or with a small delay, included in a given time window.
  • the two frames in the typical standardized format are received on the physical links of the second communicating device 200, respectively the second communicating device 200b if the step of generating intermediate frames E10 is carried out by the first communicating device 200a, or the first communicating device 200a if the step of generating intermediate frames E10 is performed by the second communicating device 200b, via the inter-device link 404.
  • each media management module 221 of the communicating device 200 respectively each transmits the intermediate packets extracted from the intermediate frames received to the transfer module 222 of the other communicating device 200, in particular the second transfer module 222b of the second communicating device 200b.
  • the transfer module 222 of the other communicating device 200 proceeds to check the integrity of the two intermediate packets received to reconstitute the source packet.
  • the third step of transmission of intermediate frames E50 may also include a correction of erroneous bits according to the type of code of a dedicated redundancy sequence.
  • the transfer module 222 of the second communicating device 200 upon receipt of the first of the two intermediate packets, the transfer module 222 of the second communicating device 200 triggers a time window of predefined maximum duration, constituting a reception Delta T, in which the second of the two intermediate packets, that is to say the late frame, must be received.
  • the third stage of transmission of intermediate frames E50 is not carried out and the source packet is not reconstituted.
  • the integrity check function may include the correction of erroneous bits. As a result, it returns to awaiting receipt of the group of the following two intermediate packets.
  • the data of the source packets are reconstituted from the data of the intermediate packets.
  • the source packet is then transmitted to the higher protocol layers 210.
  • the frames can be received simultaneously or with a small offset, included in a given time window.
  • the invention has been described by considering the two-way data communication system 100 according to the specificities mentioned above. However, the invention is also likely to apply to part of the two-way data communication system 100.

Landscapes

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Abstract

La présente invention concerne un procédé de communication bidirectionnelle de données d'un système de communication bidirectionnelle de données (100), notamment un système de communication bidirectionnelle de données (100) embarqué comprenant : au moins un premier dispositif communicant (200a) configuré pour implémenter un protocole Ethernet à paire unique et un deuxième dispositif communicant (200b) configuré pour implémenter un protocole Ethernet à paire unique et comprenant un deuxième module de gestion de paquets (220b) connecté à un premier module de gestion physique de lien (231b) et à un deuxième module de gestion physique de lien.

Description

DESCRIPTION
TITRE : PROCEDE DE COMMUNICATION BIDIRECTIONNELLE
DOMAINE DE L'INVENTION
La présente invention concerne le domaine des échanges de données, en particulier à bord d’un aéronef, et vise plus particulièrement un procédé de communication bidirectionnelle entre différents dispositifs communicants d’un système de communication bidirectionnelle, notamment un système de communication bidirectionnelle embarqué.
ETAT DE LA TECHNIQUE
La sécurité et la sûreté de fonctionnement sont des préoccupations majeures dans la conception d’un aéronef. Ainsi, il est indispensable d’assurer l’intégrité de certains types de données de mesure, considérées comme critiques pour le pilotage ou intervenant dans la gestion du vol de l’aéronef. Parmi ces données, figurent celles relatives au positionnement de l’aéronef ou celles relatives à la quantité restante de carburant.
Ces données sont généralement transmises par des capteurs à des calculateurs, au moyen d’un réseau embarqué. Réciproquement, un calculateur peut transmettre une commande de vol à des actuateurs, via un tel réseau embarqué.
Pour répondre à ces besoins, il est connu une architecture de communication permettant à une pluralité d’équipements d’émettre et/ou de recevoir des données via un réseau Ethernet redondant commuté fiabilisé, également connu sous l’acronyme AFDX™ pour « Avionics Full Duplex Switched Ethernet » en anglais.
De tels équipements peuvent être des capteurs transmettant des données de mesure à des calculateurs embarqués, des actionneurs recevant des données de consigne de tels calculateurs ou des calculateurs embarqués communicants entre eux. Le réseau AFDX™ est basé sur la technologie Ethernet utilisant, pour la partie couche physique ou émetteur-récepteur physique, des composants commerciaux standards, également connu sous l’acronyme COTS pour « Commercial Off-The-Shelf » en anglais.
Le réseau AFDX™ a fait l'objet d'une standardisation dans la norme ARINC 664, qui définit la manière dont les composants de réseau commerciaux prêts à l'emploi sont utilisés pour les réseaux de données aéronautiques, également connu sous l’acronyme ADN pour « Aircraft Data Network » en anglais. Il est simplement rappelé que le réseau AFDX™ est full-duplex, déterministe et redondant.
Les communications double canal, ou Full Duplex, aéronautique sont généralement implémentées sur la base des standards Ethernet 10/100Base-T définissant pour un réseau AFDX ™, l’utilisation d’un câble composé de 2 paires torsadées, par exemple de type quarte, pour un fonctionnement Full Duplex, une paire torsadée étant utilisée par direction de propagation, et d’un contact adapté à une telle configuration de câble, par exemple de type quadrax. Par la suite, ce type de câble sera désigné par bipaire.
Sur un tel réseau, le débit physique de données obtenu est de 10Mbps ou 100Mbps par direction de propagation sur le lien physique, notamment sur la paire torsadée.
Cependant, le volume d'information et le besoin global en performance du système de commande de vol ou des systèmes associés à la gestion du vol étant sans cesse croissants, il est nécessaire que les liens de communication offrent des débits plus importants et des latences plus faibles que l'offre existante ne propose pas.
Plus récemment, il a été développé, notamment pour le domaine automobile, un type d’émetteur-récepteur Ethernet supportant des nouvelles couches physiques Ethernet à paire unique, tel que le 10Base-T1 , le 100Base- T1 ou le 1000Base-T 1 permettant la transmission de données full duplex sur une seule paire torsadée.
Il existe donc un besoin de pouvoir utiliser de tels émetteurs-récepteurs dans l’architecture actuelle d’un réseau embarqué d’un aéronef afin de supporter des couches physiques plus évoluées, avec les câblages et connecteurs commerciaux standard d’un aéronef, notamment ceux d’un réseau AFDX™, afin de disposer d'une liaison de données fiable, sécurisée, à plus haut débit et/ou à plus d’intégrité compatible.
EXPOSE DE L'INVENTION
L’invention répond à un tel besoin et propose à cet effet un procédé permettant l’utilisation d’émetteur-récepteur Ethernet supportant les couches physiques Ethernet à paire unique comme le 10Base-T1 , le 100Base-T1 et le 1000Base-T 1 pour des échanges de données à bord d’un aéronef.
Selon un premier aspect, ce but est atteint par un procédé de communication bidirectionnelle de données d’un système de communication bidirectionnelle de données, notamment un système de communication bidirectionnelle de données embarqué comprenant
• au moins un premier dispositif communicant configuré pour implémenter un protocole Ethernet à paire unique et comprenant un premier module de gestion de paquets connecté à un premier module de gestion physique de lien et à un deuxième module de gestion physique de lien, le premier module de gestion physique de lien et le deuxième module de gestion physique de lien étant reliés par une liaison mono-paire distincte à un premier connecteur commun du premier dispositif communicant, et
• un deuxième dispositif communicant configuré pour implémenter un protocole Ethernet à paire unique et comprenant un deuxième module de gestion de paquets connecté à un premier module de gestion physique de lien et à un deuxième module de gestion physique de lien, le premier module de gestion physique de lien et le deuxième module de gestion physique de lien étant reliés par une liaison mono-paire distincte à un deuxième connecteur commun du deuxième dispositif communicant, le premier connecteur du premier dispositif communicant étant relié au deuxième connecteur du deuxième dispositif communicant par une liaison inter-dispositif, notamment une liaison bi-paires, caractérisé en ce que le procédé comprend
- une étape de réception de données source, dans laquelle le premier module de gestion de paquets du premier dispositif communicant, respectivement le deuxième module de gestion de paquets du deuxième dispositif communicant, reçoit un paquet source à transmettre au deuxième dispositif communicant, respectivement au premier dispositif communicant ; une étape de génération de trames intermédiaires dans laquelle, notamment à partir de chaque paquet source ou trame source, le premier module de gestion de paquets du premier dispositif communicant, respectivement le deuxième module de gestion de paquets du deuxième dispositif communicant, génère o une première trame intermédiaire comprenant M bits de données fonction des N bits du paquet source à transmettre, et o une deuxième trame intermédiaire comprenant P bits de données fonction des N bits du paquet source à transmettre ; une première étape de transmission de trames intermédiaires, dans laquelle o le premier module de gestion physique de lien du premier dispositif communicant, respectivement du deuxième dispositif communicant, transmet la première trame intermédiaire sur une première liaison connecteur-module, et o le deuxième module de gestion physique de lien du premier dispositif communicant, respectivement du deuxième dispositif communicant, transmet la deuxième trame intermédiaire sur une deuxième liaison connecteur-module ; une étape de réception de trames intermédiaires, dans laquelle o le premier module de gestion physique de lien du deuxième dispositif communicant, respectivement du premier dispositif communicant, reçoit la première trame intermédiaire sur une première liaison connecteur-module, et o le deuxième module de gestion physique de lien du deuxième dispositif communicant, respectivement du premier dispositif communicant, reçoit la deuxième trame intermédiaire sur une deuxième liaison connecteur-module ; une troisième étape de transmission de trames intermédiaires, dans laquelle la première trame intermédiaire et la deuxième trame intermédiaire sont transmises au deuxième module de gestion de paquets du deuxième dispositif communicant, respectivement au premier module de gestion de paquets du premier dispositif communicant ; et - une étape de reconstitution de données sources, dans laquelle, le deuxième module de gestion de paquets du deuxième dispositif communicant, respectivement le premier module de gestion de paquets du premier dispositif communicant, reconstitue les N bits de données du paquet sources en fonction des M bits de données de la première trame intermédiaire et des P bits de données de la seconde trame intermédiaire. Avantageusement, le procédé proposé permet d’utiliser pleinement les câblages et connecteurs actuels pour obtenir des interfaces de communication à plus haut débit ou à plus d’intégrité. Ainsi, en comparaison d’un réseau de données AFDX™, le procédé permet de doubler les débits de transmission.
L'invention est avantageusement complétée par les caractéristiques suivantes, prises individuellement ou en l’une quelconque de leurs combinaisons techniquement possibles :
- dans lequel les M bits de données de la première trame intermédiaire et les P bits de données de la deuxième trame intermédiaire sont comprises entre 1 et N, notamment égale à N, en particulier comprises entre 1 et N/2, notamment égales à N/2, N étant le nombre de bits du paquet source
- dans lequel la première trame intermédiaire et la deuxième trame intermédiaire comportent respectivement un champ-vérification calculé sur l’ensemble des bits de la première trame intermédiaire et la deuxième trame intermédiaire,
- dans lequel, à l’étape de reconstitution de données sources, le deuxième module de gestion de paquets du deuxième dispositif communicant, respectivement le premier module de gestion de paquets du premier dispositif communicant, procède au traitement du champ-vérification de la première trame intermédiaire et de la deuxième trame intermédiaire,
- dans lequel le procédé comprend une étape de vérification de l’intégrité de transmission par le contrôle du champ-vérification de la première trame intermédiaire et de la deuxième trame intermédiaire, et dans lequel l’étape de reconstitution de données sources étant validée uniquement si l’étape de vérification de l’intégrité de transmission est positive. - dans lequel, à l’étape de reconstitution, le deuxième module de gestion de paquets du deuxième dispositif communicant, respectivement le premier module de gestion de paquets du premier dispositif communicant, procède à la comparaison des bits de données de la première trame intermédiaire et de la deuxième trame intermédiaire, et dans lequel l’étape de reconstitution de données sources étant validée uniquement si la comparaison des bits de données de la première trame intermédiaire et de la deuxième trame intermédiaire est cohérente.
- dans lequel le premier module de gestion de paquets du premier dispositif communicant, respectivement le deuxième module de gestion de paquets du deuxième dispositif communicant, comporte au moins un premier module de gestion du média, et au moins un premier module de transfert, respectivement au moins un deuxième module de gestion du média, et au moins un deuxième module de transfert, et dans lequel l’étape de réception de données source comporte o une étape d’encapsulation du paquet source dans une trame source par le premier module de gestion du média du premier dispositif communicant, respectivement le deuxième module de gestion du média du deuxième dispositif communicant, et o la génération de la première trame intermédiaire et de la deuxième trame intermédiaire en fonction de la trame source par le premier module de transfert bi-voie du premier dispositif communicant, respectivement par le deuxième module de transfert du deuxième dispositif communicant ;
- l’étape de reconstitution de données sources comporte la reconstitution de la trame source par le deuxième module de transfert du deuxième dispositif communicant, respectivement par le premier module de transfert du premier dispositif communicant ; et
- la transmission de la trame source au deuxième module de gestion du média du deuxième dispositif communicant, respectivement, au premier module de gestion du média du premier dispositif communicant.
- dans lequel, à l’étape de réception de trames intermédiaires, l’étape de reconstitution est déclenchée uniquement si les deux trames sont réceptionnées par le premier module de gestion physique de lien et le deuxième module de gestion physique de lien du deuxième dispositif communicant, respectivement par le premier module de gestion physique de lien et le deuxième module de gestion physique de lien du premier dispositif communicant, dans une fenêtre temporelle de durée maximale prédéfinie.
- dans lequel le premier module de gestion de paquets du premier dispositif communicant, respectivement le deuxième module de gestion de paquets du deuxième dispositif communicant, comporte deux premiers modules de gestion du média et un premier module de transfert, respectivement deux deuxièmes modules de gestion du média et un deuxième module de transfert, et dans lequel
- l’étape de réception de données source comporte o une étape de génération par le premier module de transfert du premier dispositif communicant, respectivement par le deuxième module de transfert du deuxième dispositif communicant,
■ d’un premier paquet de données intermédiaire comprenant M bits de données extraites des N bits du paquet source, et
■ d’un deuxième paquet de données intermédiaire comprenant P bits de données extraites des N bits dudit paquet source, et o une étape d’encapsulation du premier paquet intermédiaire dans la première trame intermédiaire par un des premiers modules de gestion du média du premier dispositif communicant, respectivement par un des deuxièmes modules de gestion du média du deuxième dispositif communicant, et o une étape d’encapsulation du deuxième paquet intermédiaire dans la deuxième trame intermédiaire par l’autre des premiers modules de gestion du média du premier dispositif communicant, respectivement par l’autre des deuxièmes modules de gestion du média du deuxième dispositif communicant ;
- l’étape de reconstitution de données sources comporte, par le module de transfert, la réception du premier paquet intermédiaire et du deuxième paquet de données intermédiaires respectivement extraites de la première et de la deuxième trame intermédiaire, et la reconstitution du paquet source en fonction du premier paquet et du deuxième paquet de données intermédiaires.
- à l’étape de réception de chacun des paquets intermédiaires par le deuxième module de transfert du deuxième dispositif communicant, respectivement par le premier module de transfert du premier dispositif communicant, l’étape de reconstitution est déclenchée uniquement si les deux paquets intermédiaires sont réceptionnés dans une fenêtre temporelle de durée maximale prédéfinie.
Selon un deuxième aspect, la présente invention propose un système de communication bidirectionnelle embarqué, comprenant au moins un premier dispositif communicant et un deuxième dispositif communicant configuré pour la mise en oeuvre d’un procédé selon l’une des revendications précédentes.
Bien entendu les différentes caractéristiques, variantes et/ou formes de réalisation de l’invention peuvent être associées les unes avec les autres selon diverses combinaisons dans la mesure où elles ne sont pas incompatibles ou exclusives les unes des autres.
DESCRIPTION DES FIGURES
L’invention sera mieux comprise et d’autres caractéristiques et avantages apparaîtront encore à la lecture de la description détaillée qui suit comprenant des modes de réalisation donnés à titre illustratif en référence avec les figures annexées, présentés à titre d’exemples non limitatifs, qui pourront servir à compléter la compréhension de l’invention et l’exposé de sa réalisation et, le cas échéant, contribuer à sa définition, sur lesquelles :
[Fig. 1] - la figure 1 représente schématiquement un système de communication bidirectionnelle de données selon un premier mode de réalisation de l’invention,
[Fig. 2] - la figure 2 représente un procédé de communication bidirectionnelle mise en oeuvre par le système de communication bidirectionnelle de données selon l’invention,
[Fig. 3] - la figure 3 représente schématiquement un système de communication bidirectionnelle de données selon un deuxième mode de réalisation de l’invention, [Fig. 4a] [Fig. 4b] - les figure 4a et 4b illustrent des trames de données échangées par le procédé d’échange de données selon l’invention, et [Fig. 5] - la figure 5 représente schématiquement un système de communication bidirectionnelle de données selon un troisième mode de réalisation de l’invention.
Il est à noter que, sur l’ensemble des figures, les éléments structurels et/ou fonctionnels communs aux différents modes de réalisation peuvent présenter des références identiques. Ainsi, sauf mention contraire, de tels éléments disposent de propriétés structurelles, dimensionnelles et matérielles identiques.
DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTION
Architecture générale
La figure 1 représente schématiquement un système de communication bidirectionnelle de données 100, en particulier un système de communication bidirectionnelle embarqué dans un aéronef, selon un premier mode de réalisation de l’invention.
Le système de communication bidirectionnelle de données 100 comporte au moins un dispositif communicant 200, en particulier une pluralité de dispositifs communicants, notamment un premier dispositif communicant 200a et un deuxième dispositif communicant 200b, connectés entre eux afin d’échanger des données par un réseau de type Ethernet.
Le dispositif communicant 200 comporte un premier module de gestion physique de lien 231 et un deuxième module de gestion physique de lien 232, implémentant un protocole bas niveau, c'est-à-dire de la couche physique du modèle OSI, pour « Open Systems Interconnection » en anglais, selon la norme de communication correspondante.
En particulier, le dispositif communicant 200a comporte un premier module de gestion physique de lien 231 a et un deuxième module de gestion physique de lien 232a et le deuxième dispositif communicant 200b comporte un premier module de gestion physique de lien 231 b et un deuxième module de gestion physique de lien 232b, respectivement implémentant un protocole bas niveau. Le premier module de gestion physique de lien 231 , respectivement le deuxième module de gestion physique de lien 232, comporte un émetteur- récepteur supportant les standards Ethernet à paire unique, également dénommé par l’acronyme SPE pour « Single Pair Ethernet » en anglais, tel que comme 10Base-T1 , 100Base-T1 ou 1000Base-T1.
L’émetteur-récepteur est connu, en particulier dans le domaine automobile. Les standards Ethernet à paire unique, tels que 10 Base-T1 , 10OBase-T 1 ou 1000Base-T 1 , sont dédiés au transport de trames Ethernet à 10 Mbits/s, 100 Mbits/s ou 1 Gbits/s en duplex intégral et en point à point sur une seule et unique paire torsadée, au lieu de deux ou quatre habituellement.
Le premier module de gestion physique de lien 231 , respectivement le deuxième module de gestion physique de lien 232, comporte un port d’émission-réception (non représenté) connecté à un lien Ethernet physique différent, de type liaison mono-paire, par exemple sous la forme d’un câble mono-paire torsadé.
Le premier module de gestion physique de lien 231 , respectivement le deuxième module de gestion physique de lien 232, est responsable de la génération et de l'analyse des signaux physiques qui transitent sur leurs liens Ethernet physiques.
Le dispositif communicant 200 comporte également un connecteur 403, en particulier un premier connecteur 403a du premier dispositif communicant 200a et un deuxième connecteur 403b du deuxième dispositif communicant 200b.
Le connecteur 403 du dispositif communicant 200 est relié au premier module de gestion physique de lien 231 et au deuxième module de gestion physique de lien 232 du dispositif communicant 200 par une première liaison connecteur-module 401 et une deuxième liaison connecteur-module 402. La première liaison connecteur-module 401 et une deuxième liaison connecteur- module 402 sont préférentiellement de type Ethernet.
Spécifiquement, le premier connecteur 403a du premier dispositif communicant 200a est relié au premier module de gestion physique de lien 231 a et au deuxième module de gestion physique de lien 232a du premier dispositif communicant 200a par une première liaison connecteur-module 401 a et une deuxième liaison connecteur-module 402a, préférentiellement des liaisons mono-paire. De façon analogue, le deuxième connecteur 403b du deuxième dispositif communicant 200b est relié au premier module de gestion physique de lien 231 b et au deuxième module de gestion physique de lien 232b du deuxième dispositif communicant 200b par une première liaison connecteur-module 401 b et une deuxième liaison connecteur-module 402b, préférentiellement des deuxièmes liaisons mono-paire.
Le premier dispositif communicant 200a et le deuxième dispositif communicant 200b communiquent ainsi entre eux, notamment via le premier module de gestion physique de lien 231 a et le deuxième module de gestion physique de lien 232a du premier dispositif communicant 200a et le premier module de gestion physique de lien 231 b et le deuxième module de gestion physique de lien 232b du deuxième dispositif communicant 200b.
Le connecteur 403a du premier dispositif communicant 200a est relié au connecteur 403b du deuxième dispositif communicant 200b, par une liaison inter dispositif 404, en particulier une liaison inter-dispositif 404 de type bi-paire, par exemple sous la forme d’un câble bi-paire torsadé, en particulier extensible à quatre paires torsadées.
Les trames émises ou réceptionnées sur le premier module de gestion physique de lien 231 a, respectivement le deuxième module de gestion physique de lien 232a, sont transmises quasi-simultanément ou avec un faible décalage entre le premier dispositif communicant 200a, respectivement le deuxième dispositif communicant 200b.
Le dispositif communicant 200 comporte également un module de gestion de paquets 220, en particulier un premier module de gestion de paquets 220a du premier dispositif communicant 200a et un deuxième module de gestion de paquets 220b du deuxième dispositif communicant 200b.
Le module de gestion de paquets 220 est relié au premier module de gestion physique de lien 231 et au deuxième module de gestion physique de lien 232. Ceci permet une communication bidirectionnelle entre la couche Ethernet physique et des couches protocolaires de niveau supérieur 210.
Plus particulièrement, d’une part, le premier module de gestion de paquets 220a du premier dispositif communicant 200a est relié au premier module de gestion physique de lien 231 a et au deuxième module de gestion physique de lien 232a du premier dispositif communicant 200a. D’autre part, le deuxième module de gestion de paquets 220b du deuxième dispositif communicant 200b est relié au premier module de gestion physique de lien 231 b et au deuxième module de gestion physique de lien 232b du deuxième dispositif communicant 200b.
Des bus de données 241 et 242 assurent la transmission bidirectionnelle de données entre le module de gestion de paquets 220 et le premier module de gestion physique de lien 231 et le deuxième module de gestion physique de lien 232.
Ainsi, d’une part, des bus de données 241 a et 242a assurent la transmission bidirectionnelle de données entre le premier module de gestion de paquets 220a et le premier module de gestion physique de lien 231 a et le deuxième module de gestion physique de lien 232a du premier dispositif communicant 200a. D’autre part, des bus de données 241 b et 242b assurent la transmission bidirectionnelle de données entre le deuxième module de gestion de paquets 220b et le premier module de gestion physique de lien 231b et le deuxième module de gestion physique de lien 232b du deuxième dispositif communicant 200b.
Le bus de données 241 a, 242a, 241 b et 242b assurent la transmission bidirectionnelle de données répond généralement à la norme IEEE Mil, acronyme pour « Media Indépendant Interface » en anglais, ou RM II, acronyme pour « Reduced Media Indépendant Interface » en anglais.
Toutefois, d’autres normes peuvent être utilisées, telles que GMII, acronyme pour « Gigabit Media-lndependent Interface » en anglais, RGMII, acronyme pour « Reduced Gigabit Media Indépendant Interface » en anglais, SGMII, acronyme pour « Serial Gigabit Media Indépendant Interface » en anglais, ou équivalentes.
Le module de gestion de paquets 220 comporte un module de transfert bi-voie et au moins un module de gestion du média de type contrôle d'accès au support, également connu sous l’acronyme MAC pour « Media Access Control » en anglais, qui implémente le protocole Ethernet dont l’architecture est détaillée ci-après dans la description.
Selon l’invention, par extension, le module de transfert n’est pas limité à un module de transfert bi-voie mais peut être module de transfert type multi-voie. En réception, les signaux transitant sur la première liaison connecteur-module 401 et la deuxième liaison connecteur-module 402 sont analysés et transformés en données numériques par le premier module de gestion physique de lien 231 et le deuxième module de gestion physique de lien 232 du dispositif communicant 200.
Ainsi, les signaux transitant sur la première liaison connecteur-module 401 a et la deuxième liaison connecteur-module 402a du premier dispositif communicant 200a sont analysés et transformés en données numériques par le premier module de gestion physique de lien 231 a et le deuxième module de gestion physique de lien 232a du premier dispositif communicant 200a.
De même, les signaux transitant sur la première liaison connecteur- module 401 b et la deuxième liaison connecteur-module 402b du deuxième dispositif communicant 200b sont analysés et transformés en données numériques par le premier module de gestion physique de lien 231 b et le deuxième module de gestion physique de lien 232b du deuxième dispositif communicant 200b.
Les données numériques sont ensuite transmises au module gestion de paquets 220 du dispositif communicant 200, à savoir le premier module de gestion de paquets 220a du premier dispositif communicant 200a et le deuxième module de gestion de paquets 220b du deuxième dispositif communicant 200b, qui les analyse sous la forme de paquets ou de trames Ethernet.
Le dispositif communicant 200 comprend également une couche protocolaire de niveau supérieur 210, à savoir une première couche protocolaire de niveau supérieur 210a du premier dispositif communicant 200a et une deuxième couche protocolaire de niveau supérieur 210b du deuxième dispositif communicant 200b.
Les paquets ou de trames Ethernet analysé(e)s par le module gestion de paquets 220 sont ensuite transmis à la couche protocolaire de niveau supérieur 210, en particulier la première couche protocolaire de niveau supérieur 210a et la deuxième couche protocolaire de niveau supérieur 210b.
En émission, le module de gestion de paquets 220, en particulier le premier module de gestion de paquets 220a du premier dispositif communicant 200a et le deuxième module de gestion de paquets 220b du deuxième dispositif communicant 200b, reçoit les données à transmettre de la couche protocolaire de niveau supérieur 210, en particulier la première couche protocolaire de niveau supérieur 210a et la deuxième couche protocolaire de niveau supérieur 210b, typiquement d’une pile protocolaire IP sous la forme de paquets IP.
Le module de gestion de paquets 220 assemble les paquets ou les trames Ethernet véhiculant les données IP et les transmet au premier module de gestion physique de lien 231 et au deuxième module de gestion physique de lien 232, à savoir le premier module de gestion physique de lien 231 a et le deuxième module de gestion physique de lien 232a du premier dispositif communicant 200a et le premier module de gestion physique de lien 231 b et le deuxième module de gestion physique de lien 232b du deuxième dispositif communicant 200b, pour leur émission sous la forme de signaux sur la première liaison connecteur-module 401 et la deuxième liaison connecteur-module 402, en particulier sur la première liaison connecteur-module 401 a et une deuxième liaison connecteur-module 402a du premier dispositif communicant 200a et la première liaison connecteur-module 401b et la deuxième liaison connecteur-module 402b du deuxième dispositif communicant 200b.
Le module de gestion de paquets 220, particulièrement le premier module de gestion de paquets 220a du premier dispositif communicant 200a et le deuxième module de gestion de paquets 220b du deuxième dispositif communicant 220b, comporte également une interface de configuration pour permettre la configuration du module de gestion de paquets 220 dans
- un mode mettant en oeuvre une fonction de répartition/agrégation, prioritisant le débit des transferts de données ;
- un mode mettant en oeuvre une fonction de duplication/vérification, prioritisant l’intégrité des transferts de données ; et/ou.
- un mode mettant en oeuvre une fonction de duplication/sélection priorisant la disponibilité des transferts de données en complément.
Le module de gestion de paquets 220 peut être réalisé sous différentes formes, de manière unitaire ou distribuée, au moyen de composants matériels et/ou logiciels. Des composants matériels utilisables sont les circuits logiques programmables, également dénommé par l’acronyme FPGA pour « Field- Programmable Gâte Array » en anglais pour réseau de portes programmables in situ, sous forme de circuits intégrés spécifiques à une application ou fonction, également dénommé par l’acronyme ASIC pour « Application Spécifie Integrated Circuit » en anglais, ou de microprocesseurs.
Ainsi, le module de transfert et le module de gestion du média du module de gestion de paquets 220 peuvent être implémentés au moyen d’un même composant ou sur des composants différents reliés par un lien de communication local.
On se reporte dorénavant à la figure 2 qui représente un procédé de communication bidirectionnelle mis en oeuvre par le système de communication bidirectionnelle de données 100 selon l’invention.
Pour une meilleure compréhension, le procédé est décrit dans le cadre d’un transfert de données du premier dispositif communicant 200a vers le deuxième dispositif communicant 200b, les échanges étant bidirectionnels, bien entendu le procédé peut être également mis en oeuvre simultanément pour le transfert de données du deuxième dispositif communicant 200b vers le premier dispositif communicant 200a.
Le procédé met en oeuvre, préférentiellement successivement, les étapes suivantes :
- une étape de réception de données source E0, dans laquelle le premier module de gestion de paquets 220a du premier dispositif communicant 200a reçoit un paquet source ou données source à transmettre au deuxième dispositif communicant 200b ;
- une étape de génération de trames intermédiaires E10, dans laquelle le premier module de gestion de paquets 220a du premier dispositif communicant 200a génère o une première trame intermédiaire 510a comprenant M bits de données fonction des N bits du paquet source à transmettre, et o une deuxième trame intermédiaire 510b comprenant P bits de données fonction des N bits du paquet source à transmettre, de sorte que les N bits du paquet source sont compris dans l’association des M bits de données de la première trame intermédiaire 510a et des P bits de données de la deuxième trame intermédiaire 510b ;
- une première étape de transmission de trames intermédiaires E20, dans laquelle o le premier module de gestion physique de lien 231 a du premier dispositif communicant 200a transmet la première trame intermédiaire 510a sur la première liaison connecteur-module 401 a du premier dispositif communicant 200a, et o le deuxième module de gestion physique de lien 232a du premier dispositif communicant 200a transmet la deuxième trame intermédiaire 510b sur la deuxième liaison connecteur-module 402a du premier dispositif communicant 200a ; une deuxième étape de transmission de trames intermédiaires E30, dans laquelle la première trame intermédiaire 510a et la deuxième trame intermédiaire 510b sont transmises au deuxième dispositif communicant 200b via la liaison inter-dispositif 404, en particulier par propagation physique unitaire conduite sur chaque paire torsadée respective de la liaison inter-dispositif 404 ; une étape de réception de trames intermédiaires E40, dans laquelle o le premier module de gestion physique de lien 231 b du deuxième dispositif communicant 200b reçoit la première trame intermédiaire 510a via la première liaison connecteur-module 401 b du deuxième dispositif communicant 200b, et o le deuxième module de gestion physique de lien 232b du deuxième dispositif communicant 200b reçoit la deuxième trame intermédiaire 510b via la deuxième liaison connecteur-module 402b du deuxième dispositif communicant 200b ; une troisième étape de transmission de trames intermédiaires E50, dans laquelle la première trame intermédiaire 510a et la deuxième trame intermédiaire 510b sont transmises au deuxième module de gestion de paquets 220b du deuxième dispositif communicant 200b ; et une étape de reconstitution de données sources E60, dans laquelle le deuxième module de gestion de paquets 220b du deuxième dispositif communicant 200b reconstitue les N bits de données du paquet source en fonction des M bits de données de la première trame intermédiaire 510a et des P bits de données de la deuxième trame intermédiaire 510b, en particulier, par extension, de l’ensemble des trames intermédiaires . Dans le cadre d’un transfert de données du deuxième dispositif communicant 200b vers le premier dispositif communicant 200a, le procédé met en oeuvre, préférentiellement successivement, les étapes suivantes :
- une étape de réception de données source E0, dans laquelle le deuxième module de gestion de paquets 220b du deuxième dispositif communicant 200b reçoit un paquet source à transmettre au premier dispositif communicant 200a ;
- une étape de génération de trames intermédiaires E10, dans laquelle le deuxième module de gestion de paquets 220b du deuxième dispositif communicant 200b génère o une première trame intermédiaire 510a comprenant M bits de données fonction des N bits du paquet source à transmettre, et o une deuxième trame intermédiaire 510b comprenant P bits de données fonction des N bits du paquet source, de sorte que les N bits du paquet source sont compris dans l’association des M bits de données de la première trame intermédiaire 510a et des P bits de données de la deuxième trame intermédiaire 510b ;
Une première étape de transmission de trames intermédiaires E20, dans laquelle o le premier module de gestion physique de lien 231 b du deuxième dispositif communicant 200b transmet la première trame intermédiaire 510a sur la première liaison connecteur-module 401 b du deuxième dispositif communicant 200b, et o le deuxième module de gestion physique de lien 232b du deuxième dispositif communicant 200b transmet la deuxième trame intermédiaire 510b sur la deuxième liaison connecteur-module 402b du deuxième dispositif communicant 200b ;
Une deuxième étape de transmission de trames intermédiaires E30, dans laquelle la première trame intermédiaire et la deuxième trame intermédiaire sont transmises au premier dispositif communicant 200a via la liaison inter-dispositif 404 ;
Une étape de réception de trames intermédiaires E40, dans laquelle o le premier module de gestion physique de lien 231 a du premier dispositif communicant 200a reçoit la première trame intermédiaire 510a via la première liaison connecteur-module 401 a du premier dispositif communicant 200a, et o le deuxième module de gestion physique de lien 232a du premier dispositif communicant 200a reçoit la deuxième trame intermédiaire 510b via la deuxième liaison connecteur-module 402a du premier dispositif communicant 200a ;
Une troisième étape de transmission de trames intermédiaires E50, dans laquelle la première trame intermédiaire 510a et la deuxième trame intermédiaire 510b sont transmises au premier module de gestion de paquets 220a du premier dispositif communicant 200a ; et Une étape de reconstitution de données sources E60, dans laquelle le premier module de gestion de paquets 220b du premier dispositif communicant 200a reconstitue les N bits de données du paquet sources en fonction des M bits de données de la première trame intermédiaire 510a et des P bits de données de la deuxième trame intermédiaire 510b, en particulier, par extension, de l’ensemble des trames intermédiaires.
Architecture- MonoMac
La figure 3 représente schématiquement un système de communication bidirectionnelle de données selon un deuxième mode de réalisation de l’invention. Plus particulièrement, le deuxième mode de réalisation de l’invention diffère par l'architecture du module de gestion de paquets 220 du dispositif communicant 200.
Dans le mode de réalisation présenté à la figure 3, le module de gestion de paquets 220 du dispositif communicant 200 comporte au moins un module de transfert 222, notamment un module de transfert muti-voie 222 et en particulier un module de transfert bi-voie 22, et au moins un module de gestion du média 221 , notamment un module de gestion du média 221 de type MAC, qui implémente le protocole Ethernet.
Spécifiquement, d’une part, le premier module de gestion de paquets 220a du premier dispositif communicant 200a comporte au moins un premier module de transfert 222a et au moins un premier module de gestion du média 221 a, notamment de type MAC, qui implémente le protocole Ethernet. D’autre, le deuxième module de gestion de paquets 220b du deuxième dispositif communicant 200b comporte au moins un deuxième module de transfert 222b et au moins un deuxième module de gestion du média 221b, notamment de type MAC, qui implémente le protocole Ethernet.
Le module de gestion du média 221 comporte des moyens de communication bidirectionnelle avec la couche protocolaire de niveau supérieur 210 pour émettre/réceptionner des paquets de données.
De plus, le module de gestion de média 221 et le module de transfert 222 sont reliés par un bus spécifique assurant la transmission bidirectionnelle de trames de données.
Le premier module de transfert 222a du premier dispositif communicant 200a est relié par deux bus, en particulier séparés et indépendants et par extension plusieurs bus, assurant la transmission bidirectionnelle avec le premier module de gestion physique de lien 231 a et la deuxième module de gestion physique de lien 232a du premier dispositif communicant 200a pour émettre/réceptionner des trames.
Priorité débit
En relation avec la figure 2 précédemment décrite, le procédé de communication selon l’invention est tel que le module de transfert 222 du dispositif communicant 200, en particulier le premier module de transfert 222a du premier dispositif communicant 200a et/ou le deuxième module de transfert 222b du deuxième dispositif communicant 200b, est dans un mode de configuration mettant en oeuvre une fonction de répartition/agrégation priorisant le débit des transferts de données.
L’étape de réception de données source E0 comporte la réception, par le module de gestion de média 221 du dispositif communicant 200 du paquet source à transmettre, émis par la couche protocolaire de niveau supérieur 210.
A l’étape de génération de trames intermédiaires E 10, le module de gestion de média 221 du dispositif communicant 200 génère une trame de données échangées encapsulant le paquet de données et transmet la trame de données échangées au module de transfert 222.
Comme illustré aux figures 4a et 4b, la trame de données échangées, ou trame source est référencée 500. La trame de données échangées 500, ou trame source 500, est au format standardisé typique, répondant notamment à la norme IEEE 802.3, et comporte
- un champ-préambule P, par exemple sur 7 octets, apte à permettre une synchronisation du signal,
- un champ-délimiteur SOF, par exemple sur 1 octet, apte à indiquer un début des informations de la trame de données échangées 500,
- un champ-adresse ADR, par exemple sur 2*6 = 12 octets, apte à définir une adresse MAC Destination et une adresse MAC Source,
- un champ-type TYPE, par exemple sur 2 octets, apte à définir un protocole de la couche protocolaire de niveau supérieur 210,
- un champ-données DATA, apte à contenir des informations de la trame de données échangées 500, et
- un champ-vérification CRC, par exemple sur 4 octets, apte à définir un code de redondance cyclique, également dénommé par l’acronyme CRC pour Contrôle de Redondance Cyclique ou « Cyclic Redundancy Check » en anglais.
Le champ-données DATA a une taille la taille maximum est égale à la taille maximale d'un paquet, également dénommé par l’acronyme MTU pour « Maximum Transmission Unit » en anglais, qui, par défaut, vaut 1 500 octets. Alternativement, il est procédé à l’ajout de bits de remplissage pour atteindre une taille de 46 octets.
Le module de transfert 222 du dispositif communicant 200 procède ensuite à la génération de la première trame intermédiaire 510a et de la deuxième trame intermédiaire 510b dans lesquelles sont répartis les N bits du champ de données du paquet source. La première trame intermédiaire 510a et de la deuxième trame intermédiaire 510b sont destinée à être émise sur un lien physique distinct, à savoir la première liaison connecteur-module 401 et la deuxième liaison connecteur-module 402.
Le module de transfert 222 du dispositif communicant 200 procède à la répartition des N bits du champ de données du paquet source de la trame de données échangées 500 entre la première trame intermédiaire 510a et la deuxième trame intermédiaire 510b par une distribution équilibrée, notamment à partir d’une loi de base ou à partir d’une autre loi prédéfinie. Les N bits du champ de données du paquet source de la trame de données échangées 500 peuvent être répartis dans les champ-données DATA de la première trame intermédiaire 510a et la deuxième trame intermédiaire 510b par p-uplets de bits, avec p compris entre 1 et n/2. Il peut être également procédé à l’ajout de bits de remplissage pour atteindre 46 octets.
Le module de transfert 222 procède également à une encapsulation, c’est-à-dire dans le présent cas à une répartition, dans la première trame intermédiaire 510a et la deuxième trame intermédiaire 510b, du champ-adresse ADR, du champ-type TYPE et du champ-vérification CRC.
Le module de transfert 222 peut également encapsuler, ou répartir, le champ- préambule P et le champ-délimiteur SOF de la trame de données échangées 500.
Alternativement, le module de transfert 222 peut également
- dupliquer le champ-préambule P et le champ-délimiteur SOF de la trame de données échangées 500 pour chacune de la première trame intermédiaire 510a et de la deuxième trame intermédiaire 510b ; et/ou
- générer une nouvelle séquence de bits pour le champ-préambule P et un nouveau champ-délimiteur SOF, qui préférentiellement ne sera pas réduit ; et/ou
- générer un nouveau champ-vérification CRC pour chacune de la première trame intermédiaire 510a et de la deuxième trame intermédiaire 510b. Dans de telles configurations, le champ-préambule P peut être dit
« réduit » car composé d’un nombre de bits inférieur au nombre de bits du champ-préambule P de la trame de données échangées 500. Toutefois, dans ces mêmes configurations, le nouveau champ-délimiteur SOF ne sera pas « réduit ».
L'intégrité des données sur chacune de la première trame intermédiaire 510a et de la deuxième trame intermédiaire 510b est assurée par le champ- vérification CRC qui permet par un calcul de valider les données transmises dans la trame de données échangées 500.
Le champ-vérification CRC est positionné en fin de trame de données échangées 500 et correspond à l'ensemble des bits de la trame intermédiaire, respectivement de la première trame intermédiaire 510a et de la deuxième trame intermédiaire 510b. Avantageusement, le calcul du champ-vérification CRC est basé sur un Contrôle de Redondance Cyclique polynomial de degré 32, répondant notamment à la norme CRC-32-IEEE. Ainsi, le calcul du champ-vérification CRC pour la première trame intermédiaire 510a et la deuxième trame intermédiaire 510b peut être sur la base des polynômes générateurs identiques ou les polynômes générateurs peuvent être différents pour la première trame intermédiaire 510a et la deuxième trame intermédiaire 510b.
A la première étape de transmission de trames intermédiaires E20, le module de transfert 222 du dispositif communicant 200 procède à la transmission de la première trame intermédiaire 510a et de la deuxième trame intermédiaire 510b, notamment via respectivement le premier module de gestion physique de lien 231 et le deuxième module de gestion physique de lien 232 du dispositif communicant 200.
A cet effet, chacune de la première trame intermédiaire 510a et de la deuxième trame intermédiaire 510b est émise sur un lien physique distinct du dispositif communicant 200, à savoir la première liaison connecteur-module 401 et la deuxième liaison connecteur-module 402 du dispositif communicant 200.
A la deuxième étape de transmission de trames intermédiaires E30, la première trame intermédiaire 510a et la deuxième trame intermédiaire 510b sont transmises à un autre dispositif communicant 200, respectivement le deuxième dispositif communicant 200b si l’étape de génération de trames intermédiaires E10 est réalisée par le premier dispositif communicant 200a, ou le premier dispositif communicant 200a si l’étape de génération de trames intermédiaires E10 est réalisée par le deuxième dispositif communicant 200b, via la liaison inter-dispositif 404.
Chacune de la première trame intermédiaire 510a et la deuxième trame intermédiaire 510b est émise sur un lien physique distinct.
La première trame intermédiaire 510a et la deuxième trame intermédiaire 510b peuvent être transmises de façon simultanée ou avec un faible décalage, compris dans une fenêtre temporelle donnée.
A l’étape de réception de trames intermédiaires E40, la première trame intermédiaires 510a et de la deuxième trame intermédiaire 510b sont réceptionnées sur les liens physiques de l’autre dispositif communicant 200, respectivement le deuxième dispositif communicant 200b si l’étape de génération de trames intermédiaires E10 est réalisée par le premier dispositif communicant 200a, ou le premier dispositif communicant 200a si l’étape de génération de trames intermédiaires E10 est réalisée par le deuxième dispositif communicant 200b, via la liaison inter-dispositif 404.
La première trame intermédiaires 510a et de la deuxième trame intermédiaire 510b peuvent être reçues de façon simultanée ou avec un faible décalage, compris dans une fenêtre temporelle donnée.
A la troisième étape de transmission de trames intermédiaires E50, la première trame intermédiaires 510a et de la deuxième trame intermédiaire 510b sont transmises au module de transfert 222 de l’autre dispositif communicant 200, en particulier au deuxième module de transfert 222b du deuxième dispositif communicant 200b.
A l’étape de reconstitution de données sources E60, le module de transfert 222 du dispositif communicant 200, en particulier le deuxième module de transfert 222b du deuxième dispositif communicant 200b, procède à l’agrégation de la première trame intermédiaire 510a et de la deuxième trame intermédiaire 510b réceptionnées pour reconstituer la trame source.
A l’étape de reconstitution de données sources E60, à la réception d’une première trame intermédiaire 510a, le module de transfert 222 déclenche une fenêtre temporelle de durée maximale prédéfinie, constituant un Delta T de réception, dans laquelle doit être reçue la deuxième trame intermédiaire 510b, c’est-à-dire de la trame en retard.
Si la deuxième trame intermédiaire 510b n’est pas reçue après l’écoulement de la fenêtre temporelle de durée maximale prédéfinie, l’étape de reconstitution de données sources E60 n’est pas effectuée et la trame source 500 n’est pas reconstituée. Alternativement, la première trame reçue peut également être la deuxième trame intermédiaire 510b, le déclenchement de la fenêtre temporelle de réception se faisant sur la réception de la deuxième trame intermédiaire 510b.
La fonction de reconstitution ou d’agrégation se replace en attente de réception du groupe de la première trame intermédiaire 510a et de la deuxième trame intermédiaire 510b suivantes. La fenêtre temporelle de durée maximale prédéfinie peut être calée sur la détection du champ-délimiteur SOF dans la première trame intermédiaire 510a et dans la deuxième trame intermédiaire 510b.
Pour procéder à l’agrégation ou la reconstitution, le module de transfert 222 du dispositif communicant 200 met en oeuvre une loi agrégation en correspondance avec la loi de répartition utilisée pour la répartition des bits du paquet source à l’étape de génération de trames intermédiaires E10 pour reconstituer la trame source 500.
Les données du paquet source sont reconstituées à partir des données de la première trame intermédiaire 510a et de la deuxième trame intermédiaire 510b. Les autres champs de la trame source 500 sont également reconstitués. La première trame intermédiaire 510a et la deuxième trame intermédiaire 510b sont également validées par le champ-vérification CRC dédié. En cas d’incohérence, la trame source 500 reconstituée n’est pas validée.
Si la trame source 500 reconstituée est validée, celle-ci est alors transmise au module de gestion du média 221 du dispositif communicant 200 qui transmet le paquet source à la couche protocolaire de niveau supérieur 210.
La description qui vient d’être faite est telle que l’étape de réception de données source E0 et l’étape de génération de trames intermédiaires E10 sont réalisées par le premier dispositif communicant 200a. Toutefois, ce qui vient d’être décrit est transposable réciproquement de façon analogue si l’étape de réception de données source E0 et l’étape de génération de trames intermédiaires E10 sont réalisées par le deuxième dispositif communicant 200b, en particulier de façon simultanée ou non.
Priorité intégrité
En relation avec la figure 2 précédemment décrite, il est maintenant décrit le procédé de communication dans lequel le module de transfert 222 du dispositif communicant 200 est dans un mode de configuration mettant en oeuvre une fonction de duplication/vérification prioritisant l’intégrité des transferts de données, ainsi que l’amélioration de la disponibilité suivant certaines déclinaisons. L’étape de réception de données source E0 comporte la réception, par le module de gestion de média 221 du dispositif communicant 200 du paquet source à transmettre, émis par la couche protocolaire de niveau supérieur 210.
Le module de gestion de média 221 génère la trame source 500 encapsulant le paquet de données et transmet la trame source 500 au module de transfert 222.
A l’étape de génération de trames intermédiaires E 10, le module de transfert 222 du dispositif communicant 200 procède à la génération de la première trame intermédiaire 510a et de la deuxième trame intermédiaire 510b dans lesquelles sont dupliqués les N-bits du champ de données. Chacune de la première trame intermédiaire 510a et de la deuxième trame intermédiaire 510b est destinée à être émise sur un lien physique distinct, à savoir la première liaison connecteur-module 401 et la deuxième liaison connecteur-module 402.
Le module de transfert 222 procède également à l’encapsulation, c’est-à- dire dans le présent cas à une duplication, dans la première trame intermédiaire 510a et la deuxième trame intermédiaire 510b, des champs-adresse ADR et du champ-type TYPE et génère pour chacune la première trame intermédiaire 510a et de la deuxième trame intermédiaire 510b, une nouvelle séquence de bits pour le champ-préambule P. Ce champ-préambule P est dit « réduit » car composé d’un nombre de bits inférieur au nombre de bits du préambule de la trame source 500.
Alternativement, le champ-préambule P peut être conservé à l’identique cela sera au détriment de la taille la première trame intermédiaire 510a et la deuxième trame intermédiaire 510b qui seront augmentées de la taille de la séquence de redondance.
Le module de transfert 222 génère également un nouveau champ- délimiteur SOF et un code correcteur pour la première trame intermédiaire 510a et de la deuxième trame intermédiaire 510b.
Préférentiellement, le nouveau champ-délimiteur SOF a une valeur identique au champ-délimiteur SOF source
Préférentiellement, une séquence de redondance est ajoutée ou associée au code correcteur. Le code correcteur est basé sur la redondance et est destiné à corriger les erreurs de transmission de la première trame intermédiaire 510a et de la deuxième trame intermédiaire 510b.
A cet effet, le code correcteur permet de détecter et corriger ou uniquement de détecter les erreurs de transmission suivant le choix de la séquence de redondance, selon le type de polynôme associé, la dimension, etc.
La séquence de redondance est associée au code. Ainsi, le code correcteur est situé en fin de trame et correspond à l'ensemble des bits de la trame.
Le calcul du code, incluant notamment la séquence de redondance en elle-même à l’exclusion du champ-préambule P et du champ-délimiteur SOF, est par exemple basé sur un code de Reed-Solomon pour la détection et correction de bits erronés ou sur un code de type CRC pour la détection de bits erronés. Le calcul du champ-vérification CRC pour la première trame intermédiaire 510a et de la deuxième trame intermédiaire 510b peut être sur la base du polynôme formel. En particulier, le polynôme formel peut être différent pour la première trame intermédiaire 510a et de la deuxième trame intermédiaire 510b.
A la première étape de transmission de trames intermédiaires E20, le module de transfert 222 procède à la transmission de la première trame intermédiaire 510a et de la deuxième trame intermédiaire 510b. A cet effet, chacune de la première trame intermédiaire 510a et de la deuxième trame intermédiaire 510b est émise sur un lien physique du dispositif communicant 200, à savoir la première liaison connecteur-module 401 et la deuxième liaison connecteur-module 402 du dispositif communicant 200.
A la deuxième étape de transmission de trames intermédiaires E30, la première trame intermédiaire 510a et de la deuxième trame intermédiaire 510b sont transmises au deuxième dispositif communicant 200b, si l’étape de génération de trames intermédiaires E10 est réalisée par le premier dispositif communicant 200a, ou au premier dispositif communicant 200a, si l’étape de génération de trames intermédiaires E10 est réalisée par le deuxième dispositif communicant 200b, via la liaison inter-dispositif 404.
La première trame intermédiaire 510a et la deuxième trame intermédiaire 510b peuvent être transmises de façon simultanée ou avec un faible décalage, compris dans une fenêtre temporelle donnée. Toutefois, dans le cas de la capacité intégrité, un faible décalage à l’émission, c’est à dire un décalage de X bits entre la transmission des trames intermédiaires peut globalement améliorer l’intégrité et la disponibilité. En effet, la perturbation ne s’applique pas sur la même position d’une séquence de bits sur chacune des trames intermédiaires.
Les trames intermédiaires peuvent être reçues de façon simultanée ou avec un faible décalage, compris dans une fenêtre temporelle donnée.
A l’étape de réception de trames intermédiaires E40, la première trame intermédiaires 510a et de la deuxième trame intermédiaire 510b sont réceptionnées sur les liens physiques du deuxième dispositif communicant 200b.
La première trame intermédiaires 510a et de la deuxième trame intermédiaire 510b peuvent être reçues de façon simultanée ou avec un faible décalage, compris dans une fenêtre temporelle donnée.
A la troisième étape de transmission de trames intermédiaires E50, la première trame intermédiaires 510a et de la deuxième trame intermédiaire 510b transmises sont transmises au module de transfert 222 du deuxième dispositif communicant 200.
Les trames intermédiaires peuvent être reçues de façon simultanée ou avec un faible décalage, compris dans une fenêtre temporelle donnée.
A la troisième étape de transmission de trames intermédiaires E50, le module de transfert 222 du deuxième dispositif communicant 200, en particulier au deuxième module de transfert 222b du deuxième dispositif communicant 200b, procède à une vérification de l’intégrité de la première trame intermédiaire 510a et de la deuxième trame intermédiaire 510b réceptionnées.
La troisième étape de transmission de trames intermédiaires E50 pourra en outre comprendre une correction de bits erronés suivant le type de code d’une séquence de redondance dédiée.
A la troisième étape de transmission de trames intermédiaires E50, à la réception d’une première trame 510a, le module de transfert 222 du deuxième dispositif communicant 200, en particulier au deuxième module de transfert 222b du deuxième dispositif communicant 200b, déclenche une fenêtre temporelle de durée maximale prédéfinie, constituant un Delta T de réception, dans laquelle doit être reçue la deuxième trame intermédiaire 510b, c’est-à-dire la trame en retard. Si la deuxième trame intermédiaire 510b n’est pas reçue après l’écoulement de la fenêtre temporelle de durée maximale prédéfinie, la troisième étape de transmission de trames intermédiaires E50, consistant alors également en une étape de vérification, n’est pas effectuée et la trame source 500 n’est pas reconstituée.
La fonction de vérification de l’intégrité pourra inclure la correction de bits erronés. Par suite, elle se replace en attente de réception du groupe de la première trame intermédiaire 510a et de la deuxième trame intermédiaire 510b suivantes.
La fenêtre temporelle de durée maximale prédéfinie peut être calée sur la détection du champ-délimiteur SOF dans la première trame intermédiaire 510a et dans la deuxième trame intermédiaire 510b.
Pour procéder à la vérification de l’intégrité, le module de transfert 222 procède au contrôle, à partir de la séquence de redondance et suivant le code correcteur sélectionné, à la détection et correction de bits erronés ou à la simple détection de bits erronés, pour la première trame intermédiaire 510a et pour la deuxième trame intermédiaire 510b.
En cas d’incohérence, la trame intermédiaire n’est pas validée.
Si la première trame intermédiaire 510a et la deuxième trame intermédiaire 510b ne sont pas validées, la trame source 500 n’est pas restituée.
Si la première trame intermédiaire 510a ou la deuxième trame intermédiaire 510b est validée, la trame source 500 pourra être restituée, à partir de la première trame intermédiaire 510a validée en fonction des critères d’intégrité précédemment appliqués avec restitution d’un champ-préambule P complet ou, par choix prédéfini, à partir de la première trame intermédiaire 510a si la première trame intermédiaire 510a et la deuxième trame intermédiaire 510b sont simultanément validées.
En outre, notamment dans le cas de l’intégrité renforcée, une comparaison des données, en particulier bit à bit, de la première trame intermédiaire 510a et de la deuxième trame intermédiaire 510b est effectuée. En cas d’incohérence, la vérification d’intégrité n’est pas validée et la trame source 500 n’est pas validée.
Si la trame source 500 est validée, celle-ci est alors transmise au module de gestion du média 221 du dispositif communicant 200, en particulier au deuxième module de gestion du média 221 b du deuxième dispositif communicant 200b, qui transmet le paquet source à la couche protocolaire de niveau supérieur 210, à savoir la deuxième couche protocolaire de niveau supérieur 210b.
La description qui vient d’être faite est telle que l’étape de réception de données source E0 et l’étape de génération de trames intermédiaires E10 sont réalisées par le premier dispositif communicant 200a. Toutefois, ce qui vient d’être décrit est transposable réciproquement de façon analogue si l’étape de réception de données source E0 et l’étape de génération de trames intermédiaires E10 sont réalisées par le deuxième dispositif communicant 200b, en particulier de façon simultanée ou non.
Architecture DualMac
La figure 5 représente schématiquement un système de communication bidirectionnelle de données selon un troisième mode de réalisation de l’invention. Plus particulièrement, le troisième mode de réalisation de l’invention diffère par l'architecture du module de gestion de paquets 220 du dispositif communicant 200.
Dans le mode de réalisation présenté à la figure 5, le module de transfert 222 du module de gestion de paquets 220 du dispositif communicant 200 comporte des moyens de communication bidirectionnelle avec la couche protocolaire de niveau supérieur 210 pour émettre/réceptionner des paquets de données.
Spécifiquement, le premier module de transfert 222a du premier module de gestion de paquets 220a du premier dispositif communicant 200a comporte des moyens de communication bidirectionnelle avec la première couche protocolaire de niveau supérieur 210a pour émettre/réceptionner des paquets de données. Par ailleurs, le deuxième module de transfert 222b du deuxième module de gestion de paquets 220b du deuxième dispositif communicant 200b comporte des moyens de communication bidirectionnelle avec la deuxième couche protocolaire de niveau supérieur 210b pour émettre/réceptionner des paquets de données.
De plus, le module de gestion de paquets 220 du dispositif communicant 200, comporte également deux modules de gestion du média 221 , en particulier deux premiers modules de gestion du média 221 a du premier dispositif communicant 200a et deux deuxième modules de gestion du média 221 b du deuxième dispositif communicant 200b.
Les deux modules de gestion du média 221 comportent des moyens de communication bidirectionnelle avec le premier module de gestion physique de lien 231 et le deuxième module de gestion physique de lien 232 pour émettre/réceptionner des trames.
Les deux modules de gestion de média 221 et le module de transfert 222 sont reliés par un bus spécifique assurant la transmission bidirectionnelle de trames données.
Spécifiquement, les deux premiers modules de gestion du média 221 a et le premier module de transfert 222a du premier dispositif communicant 200a sont reliés par un bus spécifique assurant la transmission bidirectionnelle de trames données. Similairement, les deux deuxièmes modules de gestion de média 221 b et le deuxième module de transfert 222b sont reliés par un bus spécifique assurant la transmission bidirectionnelle de trames données.
Priorité débit
En relation avec la figure 2 précédemment décrite, le procédé de communication selon l’invention est tel que le module de transfert 222 du dispositif communicant 200, en particulier le premier module de transfert 222a du premier dispositif communicant 200a et le deuxième module de transfert 222b du deuxième dispositif communicant 200b, est dans un mode de configuration mettant en oeuvre une fonction de répartition/agrégation prioritisant le débit des transferts de données.
L’étape de réception de données source E0 comporte la réception par le module de transfert 222 du dispositif communicant 200 d’un paquet source à transmettre émis par la couche protocolaire de niveau supérieur 210.
A l’étape de génération de trames intermédiaires E 10, le module de transfert 222 du dispositif communicant 200 procède à la répartition des N bits du champ de données du paquet source entre un premier paquet de données intermédiaire, ou première trame intermédiaire, et un deuxième paquet de données intermédiaire, ou deuxième trame intermédiaire, par une distribution équilibrée, notamment à partir d’une loi de base ou à partir d’une autre loi prédéfinie. Les N bits du champ de données du paquet source ou données source peuvent être répartis dans le premier paquet de données intermédiaire et le deuxième paquet de données intermédiaire par n-uplets de bits.
A la première étape de transmission de trames intermédiaires E20, le module de transfert 222 du dispositif communicant 200 procède à la transmission du premier paquet de données intermédiaire et du deuxième paquet de données intermédiaire générés respectivement aux deux modules de gestion de média 221 du dispositif communicant 200.
Les deux modules de gestion de média 221 du dispositif communicant 200 génèrent ensuite respectivement une trame au format standardisé typique, répondant notamment à la norme IEEE 802.3, encapsulant le paquet de données intermédiaire réceptionné.
Par suite, les deux modules de gestion de média 221 du dispositif communicant 200 transmettent les deux trames au format standardisé typique via respectivement le premier module de gestion physique de lien 231 et le deuxième module de gestion physique de lien 232 du dispositif communicant 200.
En particulier, les deux premiers modules de gestion de média 221 a du premier dispositif communicant 200a transmettent les deux trames au format standardisé typique via respectivement le premier module de gestion physique de lien 231 a et le deuxième module de gestion physique de lien 232a du premier dispositif communicant 200a.
A cet effet, les deux trames au format standardisé typique sont émises sur un lien physique distinct du dispositif communicant 200, à savoir la première liaison connecteur-module 401a et la deuxième liaison connecteur-module 402a du premier dispositif communicant 200a.
A la deuxième étape de transmission de trames intermédiaires E30, les deux trames au format standardisé typique sont transmises à un autre dispositif communicant, respectivement le deuxième dispositif communicant 200b si l’étape de génération de trames intermédiaires E10 est réalisée par le premier dispositif communicant 200a, ou le premier dispositif communicant 200a si l’étape de génération de trames intermédiaires E10 est réalisée par le deuxième dispositif communicant 200b, via la liaison inter-dispositif 404. Chacune des trames au format standardisé typique est émise sur un lien physique distinct.
Les deux trames au format standardisé typique peuvent être transmises de façon simultanée ou avec un faible décalage, compris dans une fenêtre temporelle donnée.
A l’étape de réception de trames intermédiaires E40, les deux trames au format standardisé typique sont réceptionnées sur les liens physiques de l’autre dispositif communicant 200, respectivement le deuxième dispositif communicant 200b si l’étape de génération de trames intermédiaires E10 est réalisée par le premier dispositif communicant 200a, ou le premier dispositif communicant 200a si l’étape de génération de trames intermédiaires E10 est réalisée par le deuxième dispositif communicant 200b, via la liaison inter-dispositif 404.
En particulier, le premier module de gestion physique de lien 231 b du deuxième dispositif communicant 200b reçoit l’une des deux trames au format standardisé typique via la première liaison connecteur-module 401 b du deuxième dispositif communicant 200b, et le deuxième module de gestion physique de lien 232b du deuxième dispositif communicant 200b reçoit l’autre des deux trames au format standardisé typique via la deuxième liaison connecteur-module 402b du deuxième dispositif communicant 200b.
A la troisième étape de transmission de trames intermédiaires E50, les deux trames au format standardisé typique sont transmises à chaque module de gestion de média 221 de l’autre dispositif communicant 200, en particulier aux deux deuxièmes modules de gestion de média 221 b du deuxième dispositif communicant 200b.
Par suite, lors de la troisième étape de transmission de trames intermédiaires E50, chaque module de gestion de média 221 de l’autre dispositif communicant 200 transmet respectivement chacun les paquets intermédiaires extraits des trames intermédiaires réceptionnées au module de transfert 222 de l’autre dispositif communicant 200, en particulier le deuxième module de transfert 222b du deuxième dispositif communicant 200b.
A l’étape de reconstitution de données sources E60, le module de transfert 222 du dispositif communicant 200 procède à l’agrégation des paquets intermédiaires réceptionnés pour reconstituer la trame source. A l’étape de reconstitution de données sources E60, à la réception de la première des deux trames au format standardisé typique, le module de transfert 222, en particulier le deuxième module de transfert 222b du deuxième dispositif communicant 200b, déclenche une fenêtre temporelle de durée maximale prédéfinie, constituant un Delta T de réception, dans laquelle doit être reçu la deuxième des deux trames au format standardisé typique, c’est-à-dire de la trame en retard.
Si la deuxième des deux trames au format standardisé typique n’est pas reçue après l’écoulement de la fenêtre temporelle de durée maximale prédéfinie l’étape reconstitution de données sources E60 n’est pas effectuée et le trame source 500, ou la donnée source 500, n’est pas reconstituée.
La fonction d’agrégation se replace en attente de réception du groupe des deux trames au format standardisé typique suivantes.
La fenêtre temporelle de durée maximale prédéfinie peut être calée sur la détection du champ-délimiteur SOF dans la première trame intermédiaire 510a et dans la deuxième trame intermédiaire 510b.
Pour procéder à l’agrégation, le module de transfert 222 du dispositif communicant 200, en particulier le deuxième module de transfert 222b du deuxième dispositif communicant 200b, met en oeuvre une loi agrégation en correspondance avec la loi de répartition utilisée pour la répartition des bits du paquet source à l’étape de génération de trames intermédiaires E10 pour reconstituer la trame source 500 ou la données source 500.
Les données du paquet source sont reconstituées à partir des données des deux trames au format standardisé typique. Si la trame source 500, ou la données source 500, reconstituée est validée, le paquet source est alors transmis à la couche protocolaire de niveau supérieure 210, à savoir la deuxième couche protocolaire de niveau supérieur 210b.
La description qui vient d’être faite est telle que l’étape de réception de données source E0 et l’étape de génération de trames intermédiaires E10 sont réalisées par le premier dispositif communicant 200a. Toutefois, ce qui vient d’être décrit est transposable réciproquement de façon analogue si l’étape de réception de données source E0 et l’étape de génération de trames intermédiaires E10 sont réalisées par le deuxième dispositif communicant 200b, en particulier de façon simultanée ou non. Priorité intégrité
En relation avec la figure 2 précédemment décrite, il est maintenant décrit le procédé de communication dans lequel le module de transfert 222 du dispositif communicant 200 est dans un mode de configuration mettant en oeuvre une fonction de duplication/vérification prioritisant l’intégrité des transferts de données, ainsi que l’amélioration de la disponibilité suivant certaines déclinaisons.
L’étape de réception de données source E0 comporte la réception par le module de transfert 222 du dispositif communicant 200, en particulier le premier module de transfert 222a du premier dispositif communicant 200a, d’un paquet source à transmettre, émis par les couches protocolaires supérieures 210, en particulier la première couche protocolaire de niveau supérieur 210a.
A l’étape de génération de trames intermédiaires E 10, le module de transfert bi-voie 222 du dispositif communicant 200 procède à la duplication des N bits du champ de données du paquet source entre un premier paquet de données intermédiaire, ou première trame intermédiaire, et un deuxième paquet de données intermédiaire, ou deuxième trame intermédiaire.
A la première étape de transmission de trames intermédiaires E20, le module de transfert 222 du dispositif communicant 200 procède à la transmission du premier paquet de données intermédiaire et du deuxième paquet de données intermédiaire générés respectivement aux deux modules de gestion de média 221 du dispositif communicant 200.
Les deux modules de gestion de média 221 du dispositif communicant 200 génèrent ensuite respectivement une trame au format standardisé typique, répondant notamment à la norme IEEE 802.3, encapsulant le paquet de données intermédiaire réceptionné.
A la deuxième étape de transmission de trames intermédiaires E30, les deux trames au format standardisé typique sont transmises à un autre dispositif communicant, respectivement le deuxième dispositif communicant 200b si l’étape de génération de trames intermédiaires E10 est réalisée par le premier dispositif communicant 200a, ou le premier dispositif communicant 200a si l’étape de génération de trames intermédiaires E10 est réalisée par le deuxième dispositif communicant 200b, via la liaison inter-dispositif 404. En particulier, dans le cas de la capacité intégrité, un faible décalage à l’émission, c’est à dire un décalage de X bits entre la transmission des trames intermédiaires peut globalement améliorer l’intégrité et la disponibilité. En effet, la perturbation ne s’applique pas sur la même position d’une séquence de bits sur chacune des trames intermédiaires
Chacune des trames au format standardisé typique est émise sur un lien physique distinct.
Les deux trames au format standardisé typique peuvent être transmises de façon simultanée ou avec un faible décalage, compris dans une fenêtre temporelle donnée.
A l’étape de réception de trames intermédiaires E40, les deux trames au format standardisé typique sont réceptionnées sur les liens physiques du second dispositif communicant 200, respectivement le deuxième dispositif communicant 200b si l’étape de génération de trames intermédiaires E10 est réalisée par le premier dispositif communicant 200a, ou le premier dispositif communicant 200a si l’étape de génération de trames intermédiaires E10 est réalisée par le deuxième dispositif communicant 200b, via la liaison inter-dispositif 404.
A la troisième étape de transmission de trames intermédiaires E50, chaque module de gestion de média 221 du dispositif communicant 200 transmet respectivement chacun les paquets intermédiaires extraits des trames intermédiaires réceptionnées au module de transfert 222 de l’autre dispositif communicant 200, en particulier le deuxième module de transfert 222b du deuxième dispositif communicant 200b.
A la troisième étape de transmission de trames intermédiaires E50, le module de transfert 222 de l’autre dispositif communicant 200 procède à la vérification de l’intégrité des deux paquets intermédiaires réceptionnés pour reconstituer le paquet source.
La troisième étape de transmission de trames intermédiaires E50 pourra en outre comprendre une correction de bits erronés suivant le type de code d’une séquence de redondance dédiée.
A la troisième étape de transmission de trames intermédiaires E50, dans le cas d’une intégrité renforcée, à la réception du premier des deux paquets intermédiaires, le module de transfert 222 du deuxième dispositif communicant 200 déclenche une fenêtre temporelle de durée maximale prédéfinie, constituant un Delta T de réception, dans laquelle doit être reçu le deuxième des deux paquets intermédiaires, c’est-à-dire la trame en retard.
Si le deuxième des deux paquets intermédiaires n’est pas reçu après l’écoulement de la fenêtre temporelle de durée maximale prédéfinie, la troisième étape de transmission de trames intermédiaires E50 n’est pas effectuée et le paquet source n’est pas reconstitué.
La fonction de vérification de l’intégrité pourra inclure la correction de bits erronés. Par suite, elle se replace en attente de réception du groupe des deux paquets intermédiaires suivants.
En outre, notamment dans le cas de l’intégrité renforcée, une comparaison des données de chaque paquet intermédiaire est effectuée, en cas d’incohérence, la vérification d’intégrité n’est pas validée et le paquet source n’est pas reconstitué.
Si la vérification est validée, les données du paquet sources sont reconstituées à partir des données des paquets intermédiaires. Le paquet source est ensuite transmis aux couches protocolaires supérieures 210. Préférentiellement, à toutes les étapes de transmission des procédés décrits précédemment, les trames peuvent être reçues de façon simultanée ou avec un faible décalage, compris dans une fenêtre temporelle donnée.
La description qui vient d’être faite est telle que l’étape de réception de données source E0 et l’étape de génération de trames intermédiaires E10 sont réalisées par le premier dispositif communicant 200a. Toutefois, ce qui vient d’être décrit est transposable réciproquement de façon analogue si l’étape de réception de données source E0 et l’étape de génération de trames intermédiaires E10 sont réalisées par le deuxième dispositif communicant 200b.
L’invention a été décrite en considérant le système de communication bidirectionnelle de données 100 selon les spécificités mentionnées ci-dessus. Toutefois, l’invention est susceptible également de s’appliquer à une partie du système de communication bidirectionnelle de données 100.
Bien évidemment, l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits précédemment et fournis uniquement à titre d'exemple. Elle englobe diverses modifications, formes alternatives et autres variantes que pourra envisager l'homme du métier dans le cadre de l’invention et notamment toutes combinaisons des différents modes de fonctionnement décrits précédemment, pouvant être pris séparément ou en association.

Claims

REVENDICATIONS
1. Procédé de communication bidirectionnelle de données d’un système de communication bidirectionnelle de données (100), notamment un système de communication bidirectionnelle de données (100) embarqué comprenant
• au moins un premier dispositif communicant (200a) configuré pour implémenter un protocole Ethernet à paire unique et comprenant un premier module de gestion de paquets (220a) connecté à un premier module de gestion physique de lien (231a) et à un deuxième module de gestion physique de lien (232a), le premier module de gestion physique de lien (231 a) et le deuxième module de gestion physique de lien (232a) étant reliés par une liaison mono paire (401 a, 402a) distincte à un premier connecteur (403a) commun du premier dispositif communicant (200a), et
• un deuxième dispositif communicant (200b) configuré pour implémenter un protocole Ethernet à paire unique et comprenant un deuxième module de gestion de paquets (220b) connecté à un premier module de gestion physique de lien (231 b) et à un deuxième module de gestion physique de lien (232b), le premier module de gestion physique de lien (231 b) et le deuxième module de gestion physique de lien (232b) étant reliés par une liaison mono-paire (401 b, 402b) distincte à un deuxième connecteur (403b) commun du deuxième dispositif communicant (200b), le premier connecteur (403a) du premier dispositif communicant (200a) étant relié au deuxième connecteur (403b) du deuxième dispositif communicant (200b) par une liaison inter-dispositif (404), notamment une liaison bi-paires (404), caractérisé en ce que le procédé comprend
- une étape de réception de données source (E0), dans laquelle le premier module de gestion de paquets (220a) du premier dispositif communicant (200a), respectivement le deuxième module de gestion de paquets (220b) du deuxième dispositif communicant (200b), reçoit un paquet source (500) à transmettre au deuxième dispositif communicant (200b), respectivement au premier dispositif communicant (200a) ;
- une étape de génération de trames intermédiaires (E10) dans laquelle, notamment à partir de chaque paquet source ou trame source (500), le premier module de gestion de paquets (220a) du premier dispositif communicant (200a), respectivement le deuxième module de gestion de paquets (220b) du deuxième dispositif communicant (200b), génère
• une première trame intermédiaire (510a) comprenant M bits de données fonction des N bits du paquet source à transmettre, et
• une deuxième trame intermédiaire (510b) comprenant P bits de données fonction des N bits du paquet source à transmettre ;
- une première étape de transmission de trames intermédiaires (E20), dans laquelle
• le premier module de gestion physique de lien (231 a, 231b) du premier dispositif communicant (200a), respectivement du deuxième dispositif communicant (200b), transmet la première trame intermédiaire (510a) sur une première liaison connecteur-module (401 a, 401 b), et
• le deuxième module de gestion physique de lien (232a, 232b) du premier dispositif communicant (200a), respectivement du deuxième dispositif communicant (200b), transmet la deuxième trame intermédiaire (510b) sur une deuxième liaison connecteur-module (402a, 402b) ;
- une étape de réception de trames intermédiaires (E40), dans laquelle
• le premier module de gestion physique de lien (231 b, 231 a) du deuxième dispositif communicant (200b), respectivement du premier dispositif communicant (200a), reçoit la première trame intermédiaire (510a) sur une première liaison connecteur-module (401 b, 401 a), et
• le deuxième module de gestion physique de lien (232b, 232a) du deuxième dispositif communicant (200b), respectivement du premier dispositif communicant (200a), reçoit la deuxième trame intermédiaire (510b) sur une deuxième liaison connecteur-module (402b, 402a) ;
- une troisième étape de transmission de trames intermédiaires (E50), dans laquelle la première trame intermédiaire (510a) et la deuxième trame intermédiaire (510b) sont transmises au deuxième module de gestion de paquets (220b) du deuxième dispositif communicant (200b), respectivement au premier module de gestion de paquets (220a) du premier dispositif communicant (200a) ; et
- une étape de reconstitution de données sources (E60), dans laquelle, le deuxième module de gestion de paquets (220b) du deuxième dispositif communicant (200b), respectivement le premier module de gestion de paquets (220a) du premier dispositif communicant (200a), reconstitue les N bits de données du paquet sources en fonction des M bits de données de la première trame intermédiaire (510a) et des P bits de données de la seconde trame intermédiaire (510b).
2. Procédé de communication bidirectionnelle selon la revendication précédente, dans lequel les M bits de données de la première trame intermédiaire (510a) et les P bits de données de la deuxième trame intermédiaire (510b) sont comprises entre 1 et N, notamment égale à N, en particulier comprises entre 1 et N/2, notamment égales à N/2, N étant le nombre de bits du paquet source (500).
3. Procédé de communication bidirectionnelle selon l’une des revendications précédentes, dans lequel la première trame intermédiaire (510a) et la deuxième trame intermédiaire (510b) comportent respectivement un champ-vérification (CRC) calculé sur l’ensemble des bits de la première trame intermédiaire (510a) et la deuxième trame intermédiaire (510b), dans lequel, à l’étape de reconstitution de données sources (E60), le deuxième module de gestion de paquets (220b) du deuxième dispositif communicant (200b), respectivement le premier module de gestion de paquets (220a) du premier dispositif communicant (200a), procède au traitement du champ-vérification (CRC) de la première trame intermédiaire (510a) et de la deuxième trame intermédiaire (510b), dans lequel le procédé comprend une étape de vérification de l’intégrité de transmission par le contrôle du champ-vérification (CRC) de la première trame intermédiaire (510a) et de la deuxième trame intermédiaire (510b), et dans lequel l’étape de reconstitution de données sources (E60) étant validée uniquement si l’étape de vérification de l’intégrité de transmission est positive.
4. Procédé de communication bidirectionnelle selon la revendication précédente, dans lequel, à l’étape de reconstitution, le deuxième module de gestion de paquets (220b) du deuxième dispositif communicant (200b), respectivement le premier module de gestion de paquets (220a) du premier dispositif communicant (200a), procède à la comparaison des bits de données de la première trame intermédiaire (510a) et de la deuxième trame intermédiaire (510b), et dans lequel l’étape de reconstitution de données sources (E60) étant validée uniquement si la comparaison des bits de données de la première trame intermédiaire (510a) et de la deuxième trame intermédiaire (510b) est cohérente.
5. Procédé de communication bidirectionnelle selon l’une des revendications précédentes, dans lequel le premier module de gestion de paquets (220a) du premier dispositif communicant (200a), respectivement le deuxième module de gestion de paquets (220b) du deuxième dispositif communicant (200b), comporte au moins un premier module de gestion du média (221 a), et au moins un premier module de transfert (222a), respectivement au moins un deuxième module de gestion du média (221b), et au moins un deuxième module de transfert (222b), et dans lequel
- l’étape de réception de données source (E0) comporte
• une étape d’encapsulation du paquet source dans une trame source par le premier module de gestion du média (221 a) du premier dispositif communicant (200a), respectivement le deuxième module de gestion du média (221 b) du deuxième dispositif communicant (200b), et o la génération de la première trame intermédiaire (510a) et de la deuxième trame intermédiaire (510b) en fonction de la trame source par le premier module de transfert bi-voie (222a) du premier dispositif communicant (200a), respectivement par le deuxième module de transfert (222b) du deuxième dispositif communicant (200a);
- l’étape de reconstitution de données sources (E60) comporte la reconstitution de la trame source par le deuxième module de transfert (222b) du deuxième dispositif communicant (200b), respectivement par le premier module de transfert (222a) du premier dispositif communicant (200a) ; et
- la transmission de la trame source au deuxième module de gestion du média (221 b) du deuxième dispositif communicant (200b), respectivement, au premier module de gestion du média (221 a) du premier dispositif communicant (200a).
6. Procédé de communication bidirectionnelle selon l’une des revendications précédentes, dans lequel, à l’étape de réception de trames intermédiaires (E40), l’étape de reconstitution est déclenchée uniquement si les deux trames sont réceptionnées par le premier module de gestion physique de lien (231b) et le deuxième module de gestion physique de lien (232b) du deuxième dispositif communicant (200b), respectivement par le premier module de gestion physique de lien (231 a) et le deuxième module de gestion physique de lien (232a) du premier dispositif communicant (200a), dans une fenêtre temporelle de durée maximale prédéfinie.
7. Procédé de communication bidirectionnelle selon l’une des revendications 1 à 4, dans lequel le premier module de gestion de paquets (220a) du premier dispositif communicant (200a), respectivement le deuxième module de gestion de paquets (220b) du deuxième dispositif communicant (200b), comporte deux premiers modules de gestion du média (221a) et un premier module de transfert (222a), respectivement deux deuxièmes modules de gestion du média (221 b) et un deuxième module de transfert (222), et dans lequel
- l’étape de réception de données source (E0) comporte
• une étape de génération par le premier module de transfert (222a) du premier dispositif communicant (200a), respectivement par le deuxième module de transfert (222b) du deuxième dispositif communicant (200b), o d’un premier paquet de données intermédiaire comprenant M bits de données extraites des N bits du paquet source, et o d’un deuxième paquet de données intermédiaire comprenant P bits de données extraites des N bits dudit paquet source, et
• une étape d’encapsulation du premier paquet intermédiaire dans la première trame intermédiaire par un des premiers modules de gestion du média (221 a) du premier dispositif communicant (200a), respectivement par un des deuxièmes modules de gestion du média (221 b) du deuxième dispositif communicant (200b), et
• une étape d’encapsulation du deuxième paquet intermédiaire dans la deuxième trame intermédiaire par l’autre des premiers modules de gestion du média (221a) du premier dispositif communicant (200a), respectivement par l’autre des deuxièmes modules de gestion du média (221 b) du deuxième dispositif communicant (200b) ; - l’étape de reconstitution de données sources (E60) comporte, par le module de transfert, la réception du premier paquet intermédiaire et du deuxième paquet de données intermédiaires respectivement extraites de la première et de la deuxième trame intermédiaire, et la reconstitution du paquet source en fonction du premier paquet et du deuxième paquet de données intermédiaires.
8. Procédé de communication bidirectionnelle selon la revendication précédente, dans lequel, à l’étape de réception de chacun des paquets intermédiaires par le deuxième module de transfert (222b) du deuxième dispositif communicant (200b), respectivement par le premier module de transfert (222a) du premier dispositif communicant (200a), l’étape de reconstitution est déclenchée uniquement si les deux paquets intermédiaires sont réceptionnés dans une fenêtre temporelle de durée maximale prédéfinie.
9. Système de communication bidirectionnelle (100) embarqué, comprenant au moins un premier dispositif communicant (200a) et un deuxième dispositif communicant (200b) configuré pour la mise en oeuvre d’un procédé selon l’une des revendications précédentes.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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EP1179248A2 (fr) * 1999-05-19 2002-02-13 Sun Microsystems, Inc. Procede et dispositif pour architecture ethernet multigigabits
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