Brevet FR2365166A1 — publié le 19780414

La présente invention concerne des cartes logiques modulaires plus particulièrement utilisables dans des systèmes logiques modulaires utilisant une techrjique de raccordement entre cartes par connexion banalisée ou bus de fond de panier ou même plus généralement utilisables dans des systèmes logiques non modulaires à caractère monolithique. Un système logique "monolithique", ctest-à-dire ne pouvant autre utilisé que pour l'application pour laquelle il est conçu parce qu' utilisant des éléments non normalisés ou non raccordables de façon immédiate est onéreuse tant au point de vue de la conception que des possibilités d'amortissement. On a tenté alors de constituer des systèmes logiques modulaires à partir d'éléments ou de sous ensembles logiques normalisés ouvrant une classe de système logique "normalisés à façon" et permettant de diminuer les coûts d'étude et de réalisation. L'établissement de sous ensembles normalisés, constitue une certaine approche dans la modularisation, consistant dans l'art antérieur à utiliser des cartes logiques différentes faisant partie d'une librairie normalisée et à les introduire dans des paniers où elles se connectent immédiatement à des connecteurs disposés au fond du panier, connus sous le nom de "bus de fond de panier banalisé". Ces cartes logiques constituent ainsi les sous ensembles minimum à partir desquels il est possible de bâtir des systèmes spécifiques par la réunion par le bus de fond de panier, des cartes qui répondent le mieux au problème posé. Par bus de fond de panier on entend la distribution de signaux banalisés, tels que des octets d'information, des adresses, des signaux de service, des alimentations, etc.Dans cette optique, chaque carte peut comporter des amplificateurs de réception et d'émission des signaux du bus et des circuits de reconnaissance d'adresse. Des inconvénients sont toutefois encore attachés à cette modularisation suivant l'art antérieur, inconvénients liés au choix des dimensions des cartes. De fait une grande modularité entrain le choix d'une carte de dimensions restreintes, carte sur laquelle on dispose les dispositifs logiques minimum compatibles avec les applications recherchées. Pour un système donné, il y a une multiplication coûteuse des cartes allant de pair avec une augmentation des connecteurs de fond de panier, des circuits d'interface et de décodage d'adresse et des coûts de fabrication des supports et du cåblage. Le choix d'une carte de dimensions plus grandes supprime les inconvénients précédents, donc coût de la carte, mais diminue également la modularité, le nombre des dispositifs logiques que lion peut disposer pour une carte étant plus grand. lie collt global d'un système réalisé par assemblages des cartes de ce genre est alors en augmentation. Le but de l'invention est d'échapper aux i.nconvénients signalés de l'art antérieur et de réaliser une carte logique modulaire réunissant les avantages des petites cartes et des grandes cartes de l'art antérieur. Suivant une caractéristique de l'invention, les cartes choisies dites "cartes mères" sont de grandes dimensions compatibles avec celles des paniers dans lequels elles sont introduites et comportent sur leur surface un.certain nombre d'emplacements de dimensions identiques, dits banalisés sur lesquels sont disposés des fonctions logiques, dites "nodules c'aoe emplacement étant associé à un premier fichier interne banalisé établissant la liaison avec les fichiers correspondants de fond de panier, et à un deuxième fichier interne banalisé- établissant la liaison avec 11 extérieur de la carte. Suivant une autre caractéristique de l'invention, une première carte mère comporte sur ses emplacements des modules mémoires. Suivant une autre caractéristique de l'invention, une deuxième carte mère comporte sur ses emplacements des modules dits périphériques. L'invention sera mieux comprise dans la description qui suit d'un exemple de réalisation donné à l'aide de la figure unique représentant une carte mère conformément à l'invention. Ainsi qu'il ressort de l'introduction à la présente description, l'invention consiste à définir et réaliser une carte logique, ayant un format relativement important permettant l'implantation sur sa surface de modules logiques assurant une bonne modularité compatible avec la réalisation de diverses configurations de systèmes à des coûts relativement intéressants, c'est-à-dire inférieurs aux coûts des systèmes réalisés avec des cartes telles qu'existant actuellement. Ces cartes sont généralement implantées,selon l'art antérieur, dans des paniers permettant leur fixation et leur guidage vers des connecteurs de fond de panier. Il faut noter que, dans l'art entérieur, on a développé des paniers permettant parfois l'implantation de deux formats de cartes. Cette solution ne diminue pas les inconvénients déjà signalés et entraîne par ailleurs une augmentation du coût des paniers. La figure unique présente une carte établie selon les principes de l'invention. Cette carte dite "carte-mère" a une surface 2 délimitée par la ligne 1 qui en définit le pourtour et dont la longueur est telle qu'elle appartient à la catégorie des cartes dites de grand format. Sur sa surface 2 est définie une portion de surface délimitée par la ligne 3 représentée par un double trait et qui comprend une partie de la ligne 1. Sur cette portion de surface sont disposés un certain nombre d'emplacements repérés 4, 5, 6, 7 quatre dans l'exemple décrit, qui sont identiques et parfaitement interchangeables, appelés pour cette raison "banalisés". Ces quatre emplacements dont les dimensions sont compatibles avec des dimensions de modules logiques nécessités par les applications portent chacun un module logique quelconque. Certains modules pouvant être divisés en demi-modules, les quatre emplacements sont divisés par deux, la carte comportant alors jusqu'à huit emola cements banalisés portant chacun un demi-module, Il apparaît ainsi que sans sortir du cadre de l'invention, les cartes peuvent comporter en fait un nombre quelconque d'emplacements banalisés, suivant les dimensions dans lesquels sont réalisés les modules logiques. Ces modules et demi-modules constituent les sous ensembles logiques minimum disponibles faisant partie d'une librairie très complète comportant à titre d'exemple, des modules mémoire à semiconducteurs -de 2X octets et 8E octets vives ou mortes, des modules et demi-modules d'entrée-sortie, numériques, analogiques, de transmission de données, ainsi que des modules de service extsè; mement divers. L'existence de tels modules ou demi-modules permet, dans le cadre de l'invention, le développement de deux cartes-mères, l'une dite carte-mère mémoire permettant le regroupement de quatre modules mémoires quelconques, l'autre dite carte-mère périphérique permettant le regroupement de quatre modules périphériques quelconques. La carte-mère comporte de plus les moyens assurant sa connexion au bus banalisé de fond de panier. Cet interface se fait par l'intermédiaire de quatre fichiers dits internes, identiques et homothétiques, repérés par 8, 9, 10 et 11. Dans l'exemple décrit chacun de ces fichiers est divisé en deux, 80-81, 90-91, 100-101 et 110-111 permettant deux types de liaisons avec les connecteurs de fond de panier. Les parties de fichiers 80-90-100 et 110 établissent une liaison avec un fichier dit paramétrique 12 de fond de panier, permettant d'effectuer des liaisons de nature très diverse. suivant la logique installée sur les emplacements, types des modules, etc. Les autres parties du fichier interne 81, 91, 101 et 111 assurent les liaisons avec le fichier de bus banalisé de fond de panier î3où transitent les signaux banalisés, tels que l'alimentation, des données, des signaux de services, des adresses. La carte-mère considérée comporte en plus un décodeur d'adresse 14 et des amplificateurs de bus 15 communs aux quatre emplacements. La carte mère comporte d'autres moyens de connexion, des fichiers internes 16 en nombre égal au nombre des emplacements, assurant la connexion de la carte mère avec l'extérieur par des fichiers 17 correspondants, dit de raccordement externe. On a ainsi décrit la structure d'une carte mère suivant l'invention. On peut ajouter que l'obtention d'une carte complète c 'est-à-dire la carte mère elle-m8me avec de 1 à 4 ou plus, suivant les cas, de modules logiques quelconques se fait par assemblage photographique des mylars de fabrication de la carte mère et de ceux de chacun des modules logiques qui y sont groupés. Chaque carte mère et chaque module ou demi-module comporte son propre dossier de fabrication sous forme de -quatre mylars correspondant au'masses coté soudure, au master côté élément; à la sérigraphie et au plan de perçage. L'assemblage photographique permet d'obtenir pour un coût relativement modique le dossier de fabrication de la carte complète sous la forme de quatre autres mylars. La structure de la carte mère, selon l'invention, ayant été décrite, ainsi qu'un procédé de fabrication, il apparat intéressant sinon nécessaire d'étudier les avantages que la carte mère suivant l'invention, apporte par rapport aux réalisations même modulaires de l'art antérieur, réparties suivant des cartes de petit format et des cartes de grand format, les cartes mères suivant l'invention relevant elles du type de carte dit grand format, comme cela a été indiqué dans la description. Par rapport à des cartes de petit format, on pourra noter que les amplificateurs d'interface et les décodeurs éventuels d'adresses peuvent être communs à plusieurs emplacements car ils sont implantés sur la carte mère. Ceci permet une économie de matériel par rapport à une solution en petites cartes dont chacune comporterait ce matériel ou à une solution où ce matériel commun à plusieurs cartes serait porté par une ou plusieurs petites cartes spéciales. car l y a dans cette dernière solution, augmentation du nombre des cartes, du nombre des connecteurs nécessaires et du câblage. On a vu que le raccordement entre la carte mère et les modules s'effectue par des liaisons sur le même support et non par des connecteurs additionnels Cette façon de procéder permet de connecter les modules au fond du panier par le ou les seuls connecteurs de la carte mère, réalisant de ce fait une économie par rapport à la solution dans laquelle on utilise des cartes de petit format. Une carte de grand format comme celle réalisée suivant l'invention, autorise une meilleure contenance en panier, ce qui, dans le cas de gros systèmes, évite l'adjonction de paniers supplémentaires, de cartes de fond de paniers supplémentaires, de cartes et de cibles de liaison entre les paniers. Dans le cas de petits systèmes nécessitant un petit nombre de cartes, il est possible de les implanter dans des petits paniers munis d'un fond de panier réduit. L'utilisation de cartes de grand format s'avère particulièrement avantageuse-par rapport à l'utilisation de petites cartes, si l'on se trouve dans le cas courant d'utilisation d'armoires ou de coffrets normalisés de 19 pouces.De fait l'implantation au standard 19 pouces, implique une largeur minimale de panier qui est alors mal utilisée par des petites cartes et au contraire bien utilisé par des cartes de taille suffisante, celles-ci étant alors mises à plat dans la largeur de 19 pouces. Un autre avantage des cartes de grand format suivant l'invention se fait jour lorsqu'une fonction logique réclame une surface d'implantation supérieure à la surface d'un emplacement car on peut lui affecter plusieurs emplacements. Dans une solution à petites cartes, il est nécessaire de reporter le matériel sur plusieurs petites cartes entralnant une augmentation de leur nombre et du coût. du cablae entre ces cartes ainsi qu'une difficulté supplémentaire de liaison de ces cartes qui ne peut se faire par le fond de panier du fait de la spécificité de cette liaison. Par rapport aux cartes de grand format non divisées en emplacements banalisés comme les cartes suivant l'invention, les avantages résident principalement dans le fait que l'on sera amené à développer un nombre minimum de modules logiques qui occuperont chacun une surface identique, et interchangeable . Dans la solution à cartes de grand format sans emplacements banalisés, on sera amené à implanter plusieurs modules fonctionnellement distincts sur une seule carte, entraînant le développement d'une panoplie importante de cartes dont l'étude et la réalisation sont chères On pourra aussi entre amené à n'implanter sur une carte qu'un seul module entraînant une mauvaise utilisation de la surface de la carte et augmentant de la sorte le prix de revient relatif d'une telle carte. Dans leur exploitation, les cartes modulaires suivant l'invention, peuvent avoir un ou plusieurs emplacements banalisés libres si le nombre des modules nécessaires pour réaliser la configuration désirée n'est pas un multiple entier du nombre d'emplacements par carte. Il est également possible d'implanter sur un emplacement libre, un module très spécifique d'une application envisagée qui ne saurait être développé dans le cadre d'une librairie standard. On ajoutera à tous ces avantages, les facilités d'entretien et de formation desdites cartes à emplacements banalisés. En se reportant à la figure, on notera, du c3té des fichiers 17 de raccordement externe la possibilité de raccorder un module périphérique avec l'extérieur de deux façons différentes. Une première façon est de considérer un seul connecteur 180 ou 181 par fichier tel que 172, 173 respectivement. Une deuxième façon est de considérer un seul connecteur 18 pour deux fichiers 170-171. Le connecteur de simple fichier permet un raccordement très modulaire sans toutefois permettre, étant donné la faible longueur qui lui est donnée, le raccordement de câbles industriels à grand nombre de conducteurs. La connexion par deux fichiers permet de façon plus aisée le choix de connecteurs industriels avec capot protecteur et système de verrouillage sur la carte, pour câbles industriels plus particulièrement intéressants dans des milieux électriquement perturbés ou physiquement corrosifs. On a ainsi décrit une carte logique modulaire, plus particulièrement utilisable dans des systèmes logiques avec raccordement entre cartes par connexion banalisée. su même utilisable dans des systèmes logiques non modulaires à caractère monolithique. BEEDICBTIONS 1. Carte logique modulaire appartenant au type de cartes dites grand format, utilisable plus particulièrement dans des systèmes logiques avec raccordement entre cartes par connexion banalisée, caractérisée par le fait que sa surface (2) est divisée en un certain nombre d'emplacements identiques dits banalisés (4, 5, 6, 7) dont la surface est compatible avec la surface des modules logiques disponibles, que chaque emplacement ainsi défini est susceptible de recevoir un tel module et que chaque emplacement est associé d'une part à un premier fichier interne (8,9,10,11) dtin- terface assurant la liaison directe avec les fichiers (12, 13) de fond de panier dans lequel ladite carte est insérable et d'autre part à un second fichier (160, 161, 162, 163) interne dtinterface assurant la liaison avec les fichiers de raccordement externe (170, 171, 172, 173) avec identité entre eux des fichiers (8, 9, 10, 11) du premier fichier interne d'interface et ~'identité entre eux des fichiers (160, i61, 162, 163) du second fichier interne d'interface. 2. Carte logique modulaire suivant la revendication i, caractérisée par le fait que chaque emplacement banalisé porte un module mémoire quelconque. 3. Carte logique modulairs suivant la revendication 1, carctbrlsée par le fait que chaque emplacement banalisé porte un module logique dit périphérique quelconque. 4. Carte logique modulaire suivant l'une quelconque des revendications 1, ou 2, ou 3 , caractérisée par--le fait qu'elle comporte quatre emplacements banalisés au plus. 5. Carte logique modulaire suivant la revendication 1, caractérisée par le fait que chaque fichier interne d'interface réalisant la liaison avec les fichiers de fond de panier, comporte deux parties, une première partie (80, 90, 100, 110) réalisant la liaison avec un fichier paramétrique (12) de fond de panier, et une seconde partie (81, 91, 101, 111) réalisant la liaison avec un fichier (13) de bus banalisé de fond de panier. 6. Carte logique modulaire suivant la revendication 1, caractérisée par le fait que le raccordement de ladite carte avec l'extérieur se fait soit par un connecteur (180, 181) pour un fichier de raccordement externe, (172, 173) soit par un connecteur (18) pour deux fichiers (170, 171) de raccordement externe. 7. Système logiques réalisés à l'aide de carte logiques modulaires suivant lune quelconque des revendications 1 à 7.