Brevet FR2361697A1 — publié le 19780310

L'invention est relative à un module d1interface réalisable sous forme de carte et destiné à transmettre à un calculateur les signaux numériques de données délivrés par un dispositif de collecte de données. Le module de l'invention convient notamment comme interface dans un appareil de surveillance de l'écoulement du trafic de centraux téléphoniques automatiques; on rappelle qu' un tel appareil comporte au moins un dispositif de saisie de données de trafic (connexion entre abonné demandé et abonné demandeur, occupation de l'abonné demandé, etc...) et un microcalculateur exploitant lesdites données en vue de détecter l'existence d'anomalies de trafic telles que goulots d'étranglement, taux d'occupation anormaux, déséquilibre entre étages de sélection, etc... Le niveau nominal des signaux délivrés par le dispositif de saisie de données diffère avec le type d'installation à surveiller. Il peut etre par exemple, par rapport à la masse, de zéro volt ou de -48 volts. Mais en outre le niveau réel desdits signaux peut différer plus ou moins du niveau nominal en raison de diverses causes de chute ou de déséquilibre de tensions. Il peut varier par exemple, pour les signaux au potentiel de masse, entre --2 et + 2 volts. L'objet de l'invention est une carte d'interface munie d'une pluralité d'entrées de données aisément et rapidement adaptable aux divers niveaux de signaux de données à traiter et dont les sorties délivrent au calculateur des signaux qui sont rigoureusement aux niveaux logiques désirés (par exemple les niveaux TTL). L'invention permet en outre de connecter aux entrées d'un microcalculateur une pluralité de telles cartes d'interface et de sélectionner par commande programmée, non seulement une carte déterminée, mais aussi un groupe de la pluralité de données reçues par ladite carte, ledit groupe étant transmis au calculateur sous forme d'un mot parallèle, de telle sorte qu'il est possible de traiter de nom breuses données à l'aide d'un unique microcalculateur dont la capacité de traitement est par exemple de 8 ou de 16 bits. Un module de l'interface selon l'invention comporte a) un nombre N.P de bornes d'entrée de signaux de données, b) un nombre P de bornes de sortie, c) un nombre n de bornes d'entrée de bits d'adressage de signaux, n étant le nombre de bits nécessaires pour adresser un signal parmi N, d) un nombre N.P de réseaux de calibrage de signaux en niveau, chacun desdits réseaux ayant son entrée connectée à une borne déterminée d'entrée de signaux de données; e) un nombre P de sélecteurs ayant chacun : -N entrées de signaux de données respectivement connectées aux sorties de N parmi N.P réseaux de calibrage, les N.P bornes d'entrée de signaux de données étant ainsi réparties en P groupes de N bornes dont chacun est connecté en parallèle au groupe de N entrées de signaux calibrés de l'un des P sélecteurs, par l'intermé- diaire d'un groupe de N réseaux, -n entrées de bits d'adressage respectivement connectées en parallèle aux n bornes d'entrée de bits, -une sortie de signaux calibrés, -les P sélecteurs étant ainsi simultanément adressés au moyen des n entrées de bits pour transmettre simultanément P signaux calibrés délivrés par les P entrées de signaux de données ayant le même rang dans les groupes de N entrées de signaux calibrés de chaque sélecteur; f) une première et une deuxième source de tension aontinue de référence à niveaux indépendamment réglables; g) enfin un nombre P de détecteurs de fenêtre de tension ayant chacun - une entrée de signaux calibrés connectée à la sortie de signaux calibrés de l'un des P sélecteurs, - une première entrée de tension de limite de fenêtre connectée à la sortie de la première source de tension de référence, - une deuxième entrée de tension de limite de fenetre connectée à la sortie de la deuxième source de référence et - une sortie de signaux connectée à l'une des P bornes de sortie de signaux du module, chacun desdits détecteurs délivrant l'un de deux niveaux logiques déterminés lorsque le niveau de tension de son signal d'entrée est compris entre lesdites limites et l'autre niveau logique dans le cas contraire. Une carte d'interface selon l'invention permet donc de calibrer en niveau N.P signaux de données par le jeu des N.P réseaux de calibrage, d'en sélectionner P à l'aide des n bits d' adresse transmis à chacun des P sélecteurs et de ramener les niveaux. des P signaux calibrés sélectionnés à l'un ou l'autre des deux niveaux logiques requis par le traitement par un calculateur ou un microcalculateur. Avantageusement, une carte d'entrée selon l'invention comporte en outre : - une borne d'entrée de signal d'inhibition, - un nombre P de circuits inhibiteurs ayant chacun une entrée de signaux de données connectée à la sortie de l'un des P détecteurs de fenêtre de tension, une sortie de signaux de données connectée à l'une des P bornes de sortie des signaux de données, et une entrée de commande d'inhibition connectée à la borne d'entrée de signal d'inhibition. Cette disposition permet de connecter un nombre R de cartes à un microcalculateur de P bits et de sélectionner tour à tour - par commande programmée à l'aide de sorties parallèles dudit microcalculateur qui délivrent à toutes les cartes les n bits d'adressage et à toutes les cartes sauf une, le signal d'inhibition des groupes successifs de P signaux de données prélevés dans les N.P.R signaux délivrés par un ou plusieurs dispositifs de saisie de données aux R cartes. D'autres dispositions et ressources de l'invention appa raieront dans la description qui suit d'exemples de réalisation de l'invention, en référence aux dessins annexés dans lesquels - la figure 1 est un diagramme de blocs montrant l'insertion d'une pluralité de modules d'interface selon l'invention dans un appareil de surveillance du trafic d'un central téléphonique, - la figure 2 est un schéma d'une carte de module d'interface selon l'invention, - la figure 3 est un schéma d'un premier exemple de réalisation de réseau de calibrage d'un module selon l'invention, - la figure 4 est un diagramme illustrant le fonctionnement du dit réseau, - la figure 5 est un schéma d'un deuxième exemple de réalisation de réseau de calibrage d'un module selon l'invention, - la figure 6 est un diagramme illustrant le fonctionnement du dit réseau, - la figure 7 est un diagramme illustrant le fonctionnement d'un détecteur de fenêtre de tension d'un module selon l'invention On considère d'abord la figure 1. Le calculateur numëri- que 300 est chargé de l'exploitation des données numériques de surveillance de trafic qui lui sont adressées par le central télephonique 200 par l'intermédiaire d'un nombre R d'interfaces 100, conformes à l'invention, qui sont respectivement repérés 1000,.,.10Dm, 100R 1. Ces données parviennent aux interfaces par des groupes, R-I respectivement repérés 1010, ...101r,...101R 1 .101 R-1 de liaisons parallé- les.Chaque groupe de liaisons 101 comprend N.P liaisons, autrement dit le nombre total de liaisons de transmission de données partant du central 200 est N.P.R. Du calculateur 300 partent des groupes de liaisons de commande de sélection 102 qui acheminent des signaux binaires de sélection de données vers chaque interface 100. Ces signaux commandent, dans chaque interface, la sélection de P donnees parmi les N.P données qui lui sont-délivrées par le groupe de liaisons 101 correspondant. Chaque groupe 102 comporte évidemment autant de fils que de bits d'adresse, soit les n fils nécessaires pour transporter les n bits déterminant adresse i assignée au groupe sélectionné.Pour sélectionner celui des interfaces 100 qui doit transmettre des données durant un intervalle de temps déterminé, par exemple l'interface 100m, le calculateur 300 délivre par des liaisons 1030g...103R 1 un signal dtinhibition à tous les in- terfaces 100, sauf évidemment à l'interface 100 . Cette commande m d'inhibition, qui permet la sortie en haute impédance des donnees transmises tour à tour par chaque interface, permet de multiplier le nombre de ceux-ci tout en utilisant comme unité centrale du calculateur 300 un microprocesseur du commerce connecté aux inter- faces par une liaison bus 104 à P fils. A titre d'exemple, on peut donner aux nombres N, P et R les valeurs respectives suivantes N = 8 P = 8 R = 128 Ces valeurs numériques sont mentionnées entre parenthèses à proximité des symboles littéraux N, P et R correspondant dans la figure 1. Autrement dit, les données du central 200 peuvent être délivrées par N.P.R = 8192 liaisons 101 réparties en R = 128 groupe pes 101o à 101ruz de (NxP=64) liaisons connectés à autant d'interfaces 100. Chaque groupe est divisé dans chaque interface en 8 sous-groupes de 8 liaisons. Grâce aux signaux d'adresse de 3 bits délivrés aux interfaces par les liaisons 102 et aux signaux dtin- hibition délivrés par les liaisons 103, un microprocesseur de 8 bits permet d'exploiter systématiquement les 8 sous-groupes d'octets délivrés par chaque interface 100. Si la capacité du microprocesseur est de 16 bits, il suffit de grouper les liaisons 103 d'inhibition par paires pour adresser au microprocesseur des mots de 16 bits. On considère maintenant la figure 2 qui donne le schéma de l'une quelconque des cartes d'interface 100 de la figure 1, par exemple la carte 100m Les bornes d'entrée et de sortie représentées sur ledit schéma portent les mêmes repères que les liaisons externes correspondantes du schéma de la figure 1 - La carte 100m permet de détecter 64 signaux de données et d'en sélectionner 8. Elle comporte donc 64 bornes d'entrée 101m réparties en 8 groupes repérés 1010,...1012...1017 de chacun 8 bornes.Dans chaque groupe, les bornes sont connectées en parallèle aux entrées de 8 lignes de calibrage 4 et sélection repérées 100, 102,...107 dont les sorties sont respectivement connectées aux bornes de sortie de la carte respectivement repérées 1040,...1042,... 1047 On considère par exemple la ligne 102. Les indications que l'on va donner à son propos valent évidemment pour les autres lignes de la carte. Elle comporte 8 réseaux 11 de calibrage de niveau dont on donnera plus loin des exemples de réalisation et qui sont chacun insérés entre l'une des bornes 1012 et l'entrée de signaux correspondante d'un sélecteur 12 à 8 entrées 121 de signaux de données, 3 entrées 122 d'adressage de sélection et une sortie 123 de signaux de données.Le rôle de chaque réseau Il est de dé livrer' un signal de niveau dans une fenêtre à limites proches du potentiel de masse (par exemple -0,3 V et +0,3 V) lorsque le signal présent à la borne d'entrée 101 correspondante est dans l'intervalle de niveaux que l'on désire détecter et un signal dont le niveau est hors de ladite fenêtre dans le cas contraire. Le sélecteur 12 est en fait un multiplexeur analogique qui ne transmet que le signal de sortie de celui des réseaux 11 dont l'adresse, parmi les 8 réseaux présents, est donnée par les 3 bits transportes par les liaisons 122. Chaque ligne 10 ne transmet donc qu'un signal parmi 8, déterminé par une même adresse. Les bits de celle-ci sont fournis aux liaisons 122 par les 3 bornes 102 connectées en sortie du calculateur 300 (figure 1).L'intensité nécessaire est fournie par des opérateurs de puissance 13 à collecteur ouvert dont la sortie est polarisée par la tension fournie par l'alimentation. Dans chaque ligne, la restitution au niveau logique requis (par exemple le niveau haut TTL) est obtenue au moyen d'un double détecteur de tension 1 4 connecté en détecteur de fenetre dont l'entrée de détection 141 est reliée à la sortie du sélecteur 12 par une liaison 123 et dont les entrées 142 et 143 de réglage de limite de fenetre sont respectivement reliées par des lignes 151 et 161, communes à toutes les lignes 10, aux sorties de deux circuits potentiométriques 15 et 16 alimentés par l'une des tensions fournies par l'alimentation du calculateur (par exemple 5 L'inhibition de la totalité des circuits de la carte est réalisée dans chaque ligne 10 au moyen d'une porte NON-ET 17 dont l'une des entrées est connectée en sortie du détecteur 14 et l'autre, par l'intermédiaire d'une Liaison commune 181, en sortie d'un opérateur 18 identique aux opérateurs 13 et recevant le signal d' inhibition de la borne 104. Avant de donner quelques détails sur les conditions de fonctionnement, on va considérer en référence aux figures 3, 4, 5 et 6 des exemples de réalisation des réseaux Il de calibrage de niveau. Les composants (résistances et diodes) de ces réseaux peu--. vent être fixés à la carte soit directement, soit par l'intermédiaire d'une platine amovible facilitant l'interchangeabilité. Le schéma de la figure 3 convient à la détection d'un état à potentiel négatif (dont la valeur nominale est par exemple de -48 V), l'autre état correspondant à un potentiel positif, (par exemple de +48 V), à la masse ou à une borne en l'air. Le schéma comprend deux diodes en série 21 et 22 dont le point commun est connecté à l'entrée 101 du signal (voir figures 1 et 2) par une résistance 23 et - au travers d'une résistance 24 - d'une part à l'entrée 121 du sélecteur 12 et d'autre part à une résistance 25 de liaison à la masse. L'entrée de la diode 21 est connectée à une tension négative (par exemple -12 V) délivrée par l'alimentation du calculateur et la sortie de la diode 22 est connectable par une barrette 25, selon les ressources de l'alimentation, à la masse ou à une entrée de tension positive (+5V ou +12V).Moyennant un choix convenable des caractéristiques des composants on obtient par exemple la courbe de transfert de la figure 4 dans laquelle UE est la tension à la borne d'entrée 101 et Us la tension à l'entrée 121 du sélecteur 12, autrement dit à la sortie du réseau. Les trois branches de droite de la courbe correspondent respectivement aux trois cas de connexion (M=masse, 5V, 12V) de la barrette 26 de la figure 3. On voit que, dans l'exemple choisi, la courbe présente un premier palier d'ordonnées inférieures-à -0,4V pour les abscisses inférieures à -50V, un deuxième palier dont la position dépend de la tension appliquée à la sortie de la diode 22 et une partie inclinée pratiquement rectiligne joignant les deux paliers. A titre d'exemple, si l'on fixe les seuils du comparateur 14 (figure 2) à -0,3V et -0,5V, on voit que les tensions détectées sont encadrées entre -35V et -60V. La figure 5 montre un autre schéma de réseau applicable à la détection de la masse par rapport à des potentiels encadrant ladite masse, par exemple -48V, +48V ou borne 101- en l'air. Le schéma est analogue à celui de la figure 3, à ceci près qu'une résistance supplémentaire 27 relie l'entrée de la diode 21 à la borne d'entrée 101. L'exemple de la courbe de transfert de la figure 6 montre : - une variation linéaire entre UE = -50V et UE = +3,5V quelle que soit la tension de polarisatipn de sortie de la diode 22, - une variation linéaire de même Sente entre UE = +3,5V et UE = +50V pour des valeurs de +5V et +12V de ladite tension de polarisation, - un palier au-delà de UE - +3,5V si la sortie de la diode 22 est à la masse. De toute façon, à une tension d'entrée (borne 101) variant de -3,5V à +3,5V correspond une variation linéaire concomitante (borne 121) de -0,3V à +0,3V de la tension de sortie; le réglage des seuils du comparateur 12 à ces valeurs de -0,3V et +0,3V permet donc la détection de tensions d'entrée comprises, dans 1' exemple considéré, entre -3,5V et +3,5V. Le diagramme de la figure 7 illustre qualitativement la correspondance entre le niveau analogique de la tension d'entrée appliquée à une borne d'entrée 101-d'une ligne 10 (figure 2) sélec tionnée par le sélecteur 12 de ladite ligne et le niveau du signal logique délivré par le comparateur 14 correspondant. a courbe D est celle de la tension de donnée appliquée à la borne 101 et la courbe L celle du niveau logique en sortie du comparateur 14. Les ordonnées U1 et U2 correspondent aux seuils de détection de la tension appliquée (en correspondance bi-univoque avec les seuils assignés au comparateur 12) et les ordonnées e1 et e2 aux niveaux logiques de sortie. Pendant un intervalle de temps tt, la tension UE du signal D est inférieure à U1 et le signal logique L est au niveau bas e0 ; durant l'intervalle de temps t2 la tension UE est comprise entre U1 et U2 et le signal logique L est au niveau haut e1 ; durant l'intervalle t3 la tension UE est devenue supérieure à U2 et le signal logique L est retombé au niveau bas eO. On remarque ou on rappelle : a) que dans chaque ligne 10 (figure 2) les circuits de calibrage 11 permettent simultanément de ramener les tensions à détecter à des valeurs voisines de la masse et de réaliser l'adaptation d'impédance à l'entrée du sélecteur 12; b) qu'ils protègent le sélecteur 12 contre les surtensions qui peuvent être acheminées fortuitement depuis le central surveillé et qui peuvent atteindre plusieurs centaines de volts; c) qu'il suffit de minimes modifications des circuits 11 pour adapter l'interface à tous les cas d'utilisation qui peuvent se présenter (en phase d'étude, ces circuits peuvent d'ailleurs êtré câblés sur des plaquettes interchangeables); d) que la possibilité de régler les seuils de détection des comparateurs 14 permet de remédier à toutes les causes de déséquilibre des tensions; e) que, par le jeu des sélecteurs 12 et des portes d'inhibition 17, il est possible de grouper des cartes d'interface de l'invention pour surveiller un nombre considérable de données de fonctionnement à l'aide d'un unique microcalculateur d'un prix modique et de grouper lesdites données en mots correspondant à la capacité de traitement dudit microcalculateur. Bien que le rôle assigné initialement à l'interface de l'invention soit relatif à la surveillance du fonctionnement de divers genres de centraux téléphoniques automatiques, ses possibilibi font que l'application de l'invention peut etre envisagée chaque fois que l'on désire controler au moyen d1un microcalculateur le fonctionnement de toute installation mettant en oeuvre un grand nombre de points de commutation. REVENDICATIONS 1. Carte d'interface pour le calibrage au niveau logique et la sélection programmée, en vue de leur transmission à Xun microcalculateur, de données numériques à niveau non calibré délivrées par un dispositif de collecte de données, caractérisée en ce qu'elle comporte - un nombre N.P de bornes d'entrée de signaux de données, - un nombre P de bornes de sortie de signaux de données, - un nombre n de bornes d'entrée de bits d'adresse de signaux de données, n étant le nombre de bits nécessaires pour a dresser un signal parmi N, - un nombre N.P de réseaux de calibrage de niveau à diodes et résistances, chacun desdits réseaux étant connecté en entrée à une borne déterminée d'entrée de signaux de don nées, - un nombre P de sélecteurs de signaux, ayant chacun d'une part N entrées de signaux de données dont chacune est con nectée à la sortie de l'un des N.P réseaux de calibrage, les N.P bornes d'entrée de signaux de données étant ainsi réparties en P groupes de N bornes dont chacun- est respec tivement connecté en parallèle au groupe de N entrées de données de l'un des P sélecteurs par l'intermédiaire d'un groupe de N réseaux, d'autre part n entrées de bits d'adres sage respectivement connectées aux n bornes d'entrée de bits d'adressage, enfin une sortie de signaux, les P sélec teurs étant ainsi simultanément adressés par lesdits bits d'adressage pour livrer simultanément passage aux P signaux calibrés de données délivrés par les P entrées ayant le même rang dans le groupe de N entrées de données de chaque sélecteur, - une première et une deuxième source de tension continue de référence à niveaux indépendamment réglables, - enfin un -nombre P de détecteurs de fenêtre de tension ayant chacun d'une part une entrée de signaux connectée à la sor tie de signaux de données de l'un des P sélecteurs, une pre mière entrée de tension de limite de fenêtre connectée à la sortie de la première source de tension continue de réfé rence et une deuxième entrée de tension de limite de fenêtre connectée à la sortie de la deuxième source de tension con tinue de référence et d'autre part une sortie de signaux de données connectée à l'une des P bornes de sortie de si gnaux de données. 2. Carte d'interface selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comporte en outre : - une borne d'entrée de signal d'inhibition, - un nombre P de circuits inhibiteurs ayant chacun une entrée de signaux de données connectée à la sortie de l'un des P détecteurs de fenêtre de tension, une sortie connectée à l'une des P bornes de sortie de signaux de données et une entrée d'inhibition connectée à la borne d'entrée de signal d'inhibition, la présence d'un signal d'inhibition à ladite borne d'entrée de signal d'inhibition interdisant par consé quent la transmission aux bornes de sortie de données des signaux- de données délivrés par les sorties des détecteurs. 3. Appareil de traitement de données numériques comportant un calculateur d'une capacité de P bits, un nombre N.P.R-de liaisons parallèles de prise de données numériques et des moyens d' interface entre lesdites liaisons et le calculateur, caractérisé en ce que lesdits moyens dtinterface sont constitués par un nombre R de cartes conformes à la revendication 2 et en ce que ledit calculateur comporte n sorties de bits d'adresse connectées en parallèle aux n bornes d'entrée de bits d'adresse des R cartes, et une sortie de signal d'inhibition connectée en parallèle à l'entrée de signal d'inhibition des R cartes. 4. Installation de surveiliance de fonctionnement de centraux téléphoniques automatiques caractérisée en ce qu'elle comporte un appareil de traitement de données selon la revendication 3.