Brevet FR2643205A1 — publié le 19900817

La présente invention concerne la connexion des abonnés aux-réseaux numériques à intégration de services qui sont destinés à remplacer les réseaux téléphoniques commutés actuels. Plus précisément, elle concerne des cir- cuits permettant la synchronisation des équipements d'abon- nés sur le réseau, lorsqu'un ensemble d'équipements est connecté au réseau par plusieurs interfaces. Le réseau numérique à intégration de services, plus souvent désigné par son sigle RNIS et en cours de dévelop- pement dans plusieurs pays, est destiné à offrir un accès intégré à un ensemble de services (voix, données, textes, images, etc) utilisant la technologie numérique dans un réseau global. Un tel réseau permet donc, par utilisation d'un type normalisé d'interface, de connecter n'importe quel équipement adapté, le réseau déterminant la réponse la plus efficace à donner aux caractéristiques techniques des appels. L'utilisation d'un tel réseau implique la disponibi- lité d'une interface unique permettant de véhiculer la voix, les données, etc. Cette interface normalisée, appelée "interface S", agit à la manière d'un multiplexeur-démulti- plexeur disposé entre la ligne qui a un débit de 192 kbit/s et le circuit d'abonné qui gère deux canaux B1 et B2 à 64 kbit/s et un canal D de contrôle à 16 kbit/s. Parmi les fonctions des interfaces, il faut aussi noter une horloge de bit, une horloge d'octet (à 8 kHz), l'alimentation en énergie (dans un sens ou dans l'autre), l'activation-et la désactivation, etc. Dans ce contexte, l'invention concerne un problème particulier de synchronisation. Lorsqu'un abonné dispose d'une "régie" gérant des accès au réseau par plusieurs interfaces, la régie doit fonctionner par utilisation d'une "horloge interne'! assurant la synchronisation de tous les équipements. Cette horloge interne est tirée de l'horloge externe provenant du réseau par les interfaces. Lorsque l'interface par l'intermédiaire de laquelle la régie est synchronisée sur le réseau est désactivée, il faut que la régie reçoive un signal de synchronisation d'une autre interface activée afin que l'horloge interne reste synchro- nisée sur l'horloge externe. Pour qu'aucune information ne puisse être perdue, il faut que cette nouvelle synchronisation soit réalisée en un temps très court. En effet, bien que l'interface comporte des circuits tampons d'entrée et de sortie capables de compenser un certain écart entre les horloges interne et externe, cet écart correspond seulement à un glissement d'une vingtaine de microsecondes. La séquence d'événements commandée par le circuit de traitement de la régie (compre- nant la coupure de la liaison avec une interface qui vient d'être désactivée, l'établissement d'une liaison avec une autre interface qui est activée, et le verrouillage de l'horloge interne sur l'horloge externe) nécessite un temps qui peut atteindre plusieurs centaines de millisecondes et qui est trop important pour que toute perte d'information soit évitée, surtout si plusieurs interfaces sont désacti- vées successivement. Le temps nécessaires à ces opérations est essentiellement dûi au traitement logiciel effectué dans le circuit central de traitement de la régie. Une solution serait le maintien permanent des inter- faces, ou d'une au moins, à l'état activé. Cette solution est effectivement adopté par au moins un pays, mais elle présente l'inconvénient de provoquer une consommation inu- tile d'énergie. On pourrait aussi envisager une solution dans laquelle la totalité du traitement nécessaire est effectuée non pas par un logiciel, mais par le matériel. On décrit une telle solution en référence aux figure 1 et 2, la fi- gure 1 étant un schéma très simplifié d'une interface, appelée "circuit de base" dans la suite du présent mémoire, et la figure 2 étant un diagramme synoptique d'un circuit qui pourrait être réalisé pour la résolution du problème précité. La figure 1 indique simplement les caractéristiques utiles pour la compréhension de l'invention. On note que le circuit 10 de base reçoit différents signaux de la ligne du réseau RNIS et transmet un signal d'information D, un si- gnal ACT indiquant son état d'activation, et un signal de synchronisation SYN représentatif de l'horloge externe (du réseau). Bien entendu, ce signal SYN n'est présent que si le circuit est activé, c'est-à-dire si le signal ACT est présent. Bien entendu, dans le présent mémoire et dans les revendications, les expressions "signal d'activation" et "signal ACT" recouvrent aussi le cas dans lequel un tel signal n'existe pas en réalité et l'état d'activation est simplement déterminé par surveillance par programme.- La figure 2 indique que plusieurs circuits de base peuvent transmettre leur signaux d'activation à un cir- cuit 12 d'adressage dont le signal de sortie ADR identifie l'un des circuits 10 qui sont activés. Il modifie cette adresse ADR lorsque le circuit dont l'adresse était dési- gnée est passé à l'état inactif. Par ailleurs, les signaux de synchronisation SYN des circuits de base parviennent aux entrées d'un multipiexeur 14 qui reçoit le signal d'tadresse ADR lui indiquant quel signal SYN d'entrée il doit trans- mettre-comme signal résultant de synchronisation SYNS. Etant donné la rapidité de fonctionnement des cir- cuits d'adressage et multiplexeur, le circuit central de la régie n'est privé du signal SYNS que pendant un temps très court. Cependant, ce montage pose un problème important. En effet, il n'est pas du tout modulaire. L'addition d'un circuit de base nécessite la réalisation de connexions aux circuits d'adressage et multiplexeur qui ont eux-mêmes une capacité déterminée. Les inconvénients sont donc nombreux, dans la mesure o l'augmentation du nombre d'accés au ré- seau est soit impossible, soit obtenue par un surdimension- nement initial des circuits. En outre, un travail important de câblage est nécessaire. L'invention concerne une solution au problème préci- té qui permet un agrandissement modulaire de la régie de l'abonné, tout en assurant une synchronisation en un temps très court. Elle met en oeuvre à cet effet un traitement essentiellement ou totalement réalisé par des circuits matériels, et un bus ayant une ligne spécialisée. Plus précisément, l'invention concerne un circuit modulaire d'interface d'abonné destiné à être monté entre un réseau numérique à intégration de services et une régie d'abonné, caractérisé en ce qu'il comporte: - un circuit de base connecté au réseau et ayant, en plus d'une sortie d'un signal d'information, une sortie d'un signal indiquant l'état d'activation du circuit dé base et une sortie d'un signal de synchronisation tiré du réseau, - un circuit porte ayant une entrée reliée à la sortie du signal de synchronisation du circuit de base, une entrée d'un signal d'autorisation, et une sortie d'un si- gnal résultant de synchronisation, cette sortie ne trans- mettant un signal de synchronisation que lorsque l'entrée du signal d'autorisation reçoit un signal d'autorisation, - un compteur ayant une entrée d'un signal d'hor- loge, une entrée d'un signal de remise à zéro, une entrée d'un signal de validation, une entrée d'un signal de comp- tage et une sortie d'un signal d'autorisation destiné au circuit porte, le signal de remise à zéro étant actif lorsque le signal d'activation du circuit de base indique que celui-ci est inactif, et - une borne de contention destinée à être connectée à un circuit exterieur au circuit d'interface et connectée à l'entrée de validation du compteur afin qu'elle lui transmette un signal de validation tel que, lorsque la borne de contention est à un premier état, le signai de validation est à un état qui invalide le fonctionnement du compteur, la borne de contention étant aussi reliée à la sortie de signal d'autorisation du compteur par un disposi- tif unidirectionnel de manière que le signal d'autorisation- du compteur, qui n'est créé que lorsque la borne de conten- tion est à un second état, remette cette borne à son pre- mier état. De préférence, le circuit d'interface comporte en outre un circuit porte supplémentaire ayant une entrée reliée à la sortie de signal d'activation du circuit de base, une entrée destinée à recevoir le signal d'horloge et une sortie de signal de remise à zéro reliée à l'entrée de remise à zéro du compteur. Il est avantageux que le circuit comporte en outre des bornes d'entrée reliées au compteur et destinées à prérégler une valeur de comptage. Dans un exemple de réalisation, le signal d'horloge a une fréquence de 8 kHz, et le signal de comptage une fréquence de 256 kHz. Il est avantageux que la totalité des éléments forme un circuit intégré constituant un composant unique. Dans un autre mode de réalisation, il est avantageux que le circuit comporte - plusieurs circuits de base connectés séparément au réseau numérique, - un circuit d'adressage ayant des entrées de si- gnaux d'activation en nombre au moins égal au nombre de circuits de base et une sortie d'un signal d'adressage désignant l'un des circuits de base, et - un multiplexeur ayant un nombre d'entrées de si-. gnaux de synchronisation au moins égal au nombre de cir- cuits de base, une entrée d'adresse reliée à la sortie de signal d'adressage du circuit d'tadressage, et une sortie de signal de synchronisation reliée à l'entrée du circuit porte. Dans ce mode de réalisation, il est avantageux que tous les éléments soient montés sur une carte unique L'invention concerne aussi une régie d'abonné qui comporte un circuit central de gestion, comportant un cir- cuit d'horloge interne, destiné à former un signal d'hor- loge interne synchronisé sur le réseau à partir d'un signal de synchronisation, au moins deux circuits modulaires d'in- terface selon l'invention, un seul circuit d'interface au plus transmettant un signal de synchronisation au circuit central à un moment quelconque; et un bus reliant le circuit central à tous les circuits modulaires et compre- nant notamment une ligne d'horloge interne, une ligne de signal de synchronisation et une ligne de contention des- tinée à être reliée aux bornes de contention des circuits modulaires. D'autres caractéristiques et avantages de l'inven- tion ressortiront mieux de la description qui va suivre, faite en référence aux dessins annexés sur lesquels, les figures 1 et 2 ayant déjà été décrites: la figure 1 est un schéma d'un circuit connu d'in- terface d'abonné utilisé dans le circuit modulaire d'inter- face selon l'invention; la figure 2 est un diagramme synoptique d'un circuit d'interface non modulaire-de la technique antérieure; la figure 3 est un diagramme synoptique d'un circuit modulaire d'interface selon l'invention, dans lequel chaque module est destiné à gérer plusieurs interfaces; la figure 4 est un diagramme synoptique plus détail- lé du circuit de la figure 3; la figure 5 est un diagramme synoptique d'un circuit modulaire d'interface selon l'invention dans lequel chaque module est destiné à gérer une seule interface; et la figure 6 est un diagramme des temps illustrant le fonctionnement d'un circuit modulaire d'interface selon l'invention. La figure 3 est un diagramme synoptique d'un exemple de carte modulaire d'interface selon l'invention. Dans le mode de réalisation considérée, la régie d'abonné est modu- laire parce qu'elle peut comporter plusieurs cartes ayant chacune une ou plusieurs interfaces ou "circuits de base" 10. Comme déja décrit en référence à la figure 2, les circuits de base 10 ont leur sortie d'activation ACT reliée à une entrée d'un circuit d'adressage 12 et leur sortie de synchronisation SYN reliée à une entrée d'un multiplexeur 14. L'adresse ADR du circuit d'adressage 12 détermine le signal de synchronisation SYNS qui est transmis par le multiplexeur 14. - Dans la carte selon l'invention, qui comprend par exemple quatre circuits de base 10, ce signal SYNS n'est par directement transmis au circuit central de la régie d'abonné, mais passe au contraire dans un circuit porte 16. Celui-ci est ouvert ou fermé par un signal d'autorisation AUTO formé de la manière suivante. Plus précisément, les signaux ACT des circuits de base parviennent aux entrées d'un circuit porte OU 18 qui a un nombre d'entrées au moins égal au nombre de circuits de base. Le signal de sortie ACTIV de ce circuit porte par- vient à un circuit porte ET 20 qui reçoit aussi un signal d'horloge H8, de préférence à 8 kHz. Le signal RAZ de sor- tie du circuit porte 20 parvient à une entrée de remise à zéro d'un compteur 22. Ce signal de remise à zéro RAZ est actif lorsque le signal ACTIV indique qu'aucun circuit de base n'est activé et au moment d'une impulsion d'horloge H8. Le compteur reçoit aussi directement le signal d'hor- loge H8 à une entrée de déclenchement du comptage. Il reçoit aussi un signal de comptage CPT, par exemple à une fréquence de 256 kHz. Il reçoit aussi, à une entrée supplé- mentaire, un signal de contention CONTS représentatif de l'état logique d'une ligne de bus CONTREF. Cette dernière entrée est une entrée de "validation". Son rôle est d'in- terdire le comptage dans le compteur 22 lorsque l'état logique de la ligne de bus CONTREF indique que le circuit central de la régie reçoit déjà un signal de synchroni- sation. La sortie du compteur transmet un signal d'autorisa- tion AUTO commandant l'ouverture de la porte 16 et qui est transmis, par un dispositif 24 à conduction unidirection- nelle, à la ligne de bus CONTREF. On décrit maintenant, en référence à la figure 4, la réalisation pratique d'un circuit tel que représenté sur la figure 3. On a utilisé les mêmes références que sur la figure 3 pour désigner les éléments analogues. On note 2643205 - cependant que le multiplexeur 14 et la porte 16 ont été regroupés en un seul composant. En outre, on note que le signal d'autorisation AUTO n'est transmis & ce circuit porte que par l'intermédiaire d'un circuit de transmission unidirectionnelle 26. Le signal d'autorisation est alors transmis à un circuit porte supplémentaire 28 qui reçoit aussi le signal d'horloge H8. Le signal d'horloge H8 n'est donc transmis au compteur que par l'intermédiaire du cir- cuit porte 28. Ce circuit évite la formation d'un nouveau signal d'autorisation juste après la création d'un signal précédent d'autorisation. Les références 30 et 32 désignent des circuits de transmission unidirectionnelle, et la réfé- rence 34 des bornes supplémentaires d'adressage de la carte. Celles-ci permettent un préréglage de la valeur de comptage. On considère maintenant, en référence à la figure 6, trois opérations différentes du circuit représenté sur la figure 3. La première de ces opérations est le passage de la carte de l'état dans lequel aucun des circuits de base n'est activé à l'état dans lequel au moins un circuit de base est activé. La seconde opération est celle au cours de laquelle, alors qu'au moins un circuit de base est activé, le signal de synchronisation utilisé par la régie et prove- nant d'une autre carte disparaît à la suite de l'inactiva- tion du circuit de base correspondant. La troisième opéra- tion correspond au passage de la carte de l'état dans lequel elle transmet le signal de synchronisation au cir- cuit central de la régie à l'état dans lequel aucun de ses circuits de base n'est activé. Avant la première opération, aucun des circuits de base de la carte représentée sur la figure 3 n'est activé. Les signaux ACTIV et SYN sont donc à zéro, et le signal de remise à zéro RAZ est à un. Le signal d'autorisation est inactif, c'est-à-dire à zéro. On suppose que la régie reçoit un signal de synchronisation SYNS et en conséquence que la ligne de bus de contention CONTREF est à l'état un. En conséquence, le signal CONTS arrive à l'entrée de vali- dation et est à l'état zéro et empêche le fonctionnement du compteur. Au temps tl, un circuit de base au moins passe à l'état activé. En conséquence, les signaux ACTIV et SYN changent d'état. Lors de l'impulsion suivante du signal d'horloge H8, le signal RAZ change d'état. Cependant, le compteur 22 ne reçoit pas de signal de validation et il ne compte donc pas. Avant la seconde opération, les signaux ACTIV et SYN sont donc présents. Le fait que le circuit central de la régie ne reçoit plus de signal de synchronisation apparait au temps t2 par changement d'état du bus CONTREF qui passe à zéro. En conséquence, le signal de validation ou de con- tention CONTS passe à un et valide donc le fonctionnement du compteur. Lors de l'apparition de l'impulsion suivante du signal d'horloge H8, le comptage est alors déclenché et se poursuit jusqu'à ce qu'un nombre préréglé soit atteint (temps t3). A ce moment, le signal d'autorisation est créé et il provoque la mise à un du signal du bus de contention CONTREF et la transmission du signal de synchronisation SYNS. Dès que le signal CONTREF est passé à un, le signal CONTS retombe à zéro et le compteur ne peut plus continuer à compter. Cette seconde opération a donc permis à la carte de se charger de la transmission des signaux de synchronisa- tion au circuit central de la régie. Cet état se maintient alors jusqu'à la troisième opération. La troisième opération commence au temps t4 auquel le dernier circuit de base activé de la carte est désac- tivé. Les signaux ACTIV et SYN passent à zéro au temps t4. A l'impulsion suivante d'horloge H8, le signal de remise à zéro RAZ redevient actif. Il provoque la remise à zéro du compteur et la suppression du signal d'autorisation. La suppression du signal AUTO fait passer la ligne de bus CONTREF à zéro, si bien que le signal de validation CONTS passe à un. Cependant, comme aucun circuit de base n'est activé, l'ensemble de la carte reste inactif. Les signaux précédents ont été décrits lorsque le signal de la bascule qui est utilié est le signal de la sortie Q. Bien entendu, on peut utiliser le signal de la sortie Q, les états de différents signaux (ACTIV par exemple) changeant en conséquence. On a décrit une réalisation particulière dans laquelle le compteur reçoit quatre signaux séparés. Cepen- dant, certaines fonctions peuvent être divisées. Par exemple, un circuit porte peut recevoir deux des signaux d'entrée et transmettre un signal résultant au compteur. On a décrit, en référence à la figure 3, une -carte de circuit comportant plusieurs circuits de base, quatre par exemple, permettant la réalisation d'une régie modu- laire dans laquelle des cartes peuvent être ajoutées en fonction des besoins. Cependant, l'invention s'applique au cas o une telle "carte" ne comporte qu'un seul circuit de base. Dans ce cas, la totalité du circuit peut être réa- lisée sous forme d'un seul composant, de préférence un circuit intégré unique. La figure 5 représente un tel mode de réalisation. Sur la figure 5, les références identiques à celles des figures précédentes désignent des éléments dont le rôle est analogue à celui des éléments correspondants décrits en référence aux figures précédentes. Les circuits d'adressage et de multiplexage 12 et 14 et le circuit porte 18 sont inutiles puisqu'il n'existe qu'un seul circuit de base 10 transmettant un seul signal de synchronisation SYN et un seul signal d'activation ACT. Le circuit porte 20, le comp- teur 22, le circuit unidirectionnel 24 et le circuit porte 16 jouent le même rôle que dans le circuit de la figure 3. On ne les décrit donc pas plus en détail, d'autant que leur fonctionnement est identique à celui qu'on a décrit en référence à la figure 6. Cependant, il faut noter que, dans ce cas, tous les éléments peuvent être formés par un seul circuit intégré. En conséquence, il suffit que le circuit central de la régie d'abonné soit formé sur une carte unique comportant des connecteurs permettant le montage de il circuits supplémentaires tel que représenté sur la figure , au fur et à mesure des besoins. Dans ce mode de réalisation, l'identification des différents modules peut être assurée initialement par une programmation, directe ou indirecte, du module par le cir- cuit central de traitement. Le module comporte alors un registre programmé par le circuit central afin qu'il con- tienne une adresse de module ou, plus précisément, un niveau de priorité d'accès au bus. Dans une variante, on peut obtenir un résultat ana- logue par surveillance du bus SYN, l'adresse étant déduite du temps pendant lequel le bus SYN ne présente plus d'acti- vité avant que le module puisse occuper le bus SYN. Etant donné que l'ensemble des opérations est réa- lisé par des circuits matériels, sans traitement logiciel, le temps nécessaire aux opérations décrites précédemment - est extrêmement bref, et il est inférieur d!au moins d'un facteur cent au temps nécessaire au traitement logiciel. En conséquence, aucune perte d'information n'est à craindre, lorsque la synchronisation change d'interface. Dans une variante, une partie des opérations (par exemple les fonctions des circuits d'adressage et de multi- plexage) peut être réalisée par un microprocesseur présent sur la carte de la figure 3 ou 4. La perte de temps est relativement faible, car le traitement simple est exécuté sur place. Ainsi, le signal ACTIV. et éventuellement le signal ADR peuvent être gérés par logiciel, sous interrup- tion, avec une très faible perte de temps. Par contre, les sélections d'horloge sont toujours matérielles. L'invention concerne aussi une régie d'abonné qui comprend un circuit central et un ou plusieurs circuits modulaires d'interface selon l'invention. Le circuit cen- tral comporte une boucle à verrouillage de phase capable de créer l'horloge interne à partir du signal de synchronisa- tion SYNS qu'elle reçoit. Ainsi, l'invention concerne une régie d'abonné qui est réellement modulaire, soit au niveau de cartes, soit au niveau de chaque interface. Cela signifie que, lorsqu'une régie d'abonné doit comporter un plus grand nombre d'accès au réseau, aucun câblage supplémentaire n'est nécessaire car il suffit d'enficher une carte supplémentaire ou un composant supplémentaire. REVENDICATIONS 1. Circuit modulaire d'interface d'abonné destiné à être monté entre un réseau numérique et une régie d'abonné, caractérisé en ce qu'il comporte: - un circuit (10) de base connecté au réseau et ayant, en plus d'une sortie d'un signal d'information, une sortie d'un signal indiquant l'état d'activation du circuit de base et une sortie d'un signal de synchronisation tiré du réseau, - - un circuit porte (16) ayant une entrée reliée à la sortie du signal de synchronisation du circuit de base, une entrée d'un signal d'autorisation, et une sortie d'un si- gnal résultant de synchronisation, cette sortie ne trans- mettant un signal de synchronisation que lorsque l'entrée du signal d'autorisation reçoit un signal d'autorisation, - un compteur (22) ayant une entrée d'un signal d'horloge, une entrée d'un signal de remise à zéro, une entrée d'un signal de validation, une entrée d'un signal de comptage et une sortie d'un signal d'autorisation destiné au circuit porte, le signal de remise à zéro étant actif lorsque le signal d'activation du circuit de base indique que celui-ci est inactif, - une borne de contention destinée à être connectée à un circuit exterieur au circuit d'interface et connectée à l'entrée de validation du compteur afin qu'elle lui transmette un signal de validation tel que, lorsque la borne de contention est à un premier état, le signal de validation est à un état qui invalide le fonctionnement du compteur, la borne de contention étant aussi reliée à la sortie de signal d'autorisation du compteur par un disposi- tif unidirectionnel de manière que le signal d'autorisation du compteur, qui n'est créé que lorsque la borne de conten- tion est à un second état, remette cette borne à son pre- mier état. 2. Circuit selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte en outre un circuit porte supplémentaire (20) ayant une entrée reliée à la sortie de signal d'acti- vation du circuit de base, une entrée destinée à recevoir le signal d'horloge et une sortie de signal de remise à zéro reliée à l'entrée de remise à zéro du compteur. 3. Circuit selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce qu'il comporte en outre des bornes d'en- trée (34) reliées au compteur et destinées à prérégler une valeur de comptage. 4. Circuit selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la totalité des éléments forme un circuit intégré constituant un composant unique. 5. Circuit selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il comporte - plusieurs circuits de base (10) connectés séparé- ment au réseau numérique, - un circuit d'adressage (12) ayant des entrées de signaux d'activation en nombre au moins égal au nombre de circuits de base et une sortie d'un signal d'adressage désignant l'un des circuits de base, et - un multiplexeur (14) ayant un nombre d'entrées de signaux de synchronisation au moins égal au nombre de cir- cuits de base, une entrée d'adresse reliée à la sortie de signal d'adressage du circuit d'adressage, et une sortie de signal de synchronisation reliée à l'entrée du circuit porte. 6. Circuit selon la revendication 5, caractérisé en ce que tous les éléments sont montés sur une carte unique. 7. Circuit selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le signal d'horloge a une fréquence de 8 kHz, et le signal de comptage une fréquence de 256 kHz. 8. Régie d'abonné, caractérisée en ce qu'elle comporte un circuit central de traitement, comportant un circuit d'horloge interne destiné à former un signal d'hor- loge interne synchronisé sur le réseau à partir d'un signal de synchronisation, au moins deux circuits modulaires d'in- terface selon l'une quelconque des revendications précé- dentes, un seul circuit d'interface au plus transmettant un signal de synchronisation au circuit central à un moment quelconque, et un bus reliant le circuit central à tous les circuits modulaires et comprenant notamment une ligne d'horloge interne, une ligne de signal de synchronisation (SYNS) et une ligne de contention (CONTREF) destinée à être reliée aux bornes de contention des circuits modulaires. 9. Régie selon la revendication 8, caractérisée en ce que le circuit d'horloge interne comporte une boucle à verrouillage de phase.