Brevet FR2669492A1 — publié le 19920522

La présente invention concerne d'une manière générale un système de transfert d'informations numériques (STIN), et plus particulièrement un procédé de collecte de données et une interface de récepteur (STIN) à utiliser avec plusieurs sous-ensembles d'avionique d'aéronef. Divers agencements ont été utilisés pour transfé- rer des données numériques entre des éléments de systèmes d'avionique d'aéronef Habituellement, de tels agencements satisfont les normes présentées dans la spécification ARINC 429-11, intitulé "Mark 33 Digital Information Transfer System (DITS)," publiée le 29 Août 1988 par Aeronautical Radio, Inc. La spécification ARINC 429 facilite la mise en interface compatible de matériel pouvant être construit par divers fabricants différents La spécification ARINC 429 établit des formats généraux prédéfinis de mots de données numériques et des exemples de codage Dans le système de données selon la spécification ARINC 429, le débit binaire pour un fonctionne- ment à grande vitesse est défini comme étant de 100 kilobits par seconde +/-l% et un débit binaire pour un fonctionnement à faible vitesse est choisi dans une plage comprise entre 12,0 et 14,5 kilobits par seconde De plus, le débit choisi pour la faible vitesse doit être maintenu avec une précision en deçà de 1 %. Le brevet des Etats-Unis d'Amérique N O 4 280 221 décrit un système de transmission de données numériques comprenant une source de données, une interface de source et un bus de données numériques destiné à transférer des informations codées depuis la source de données vers un ou plusieurs récepteurs ayant chacun une interface L'interface de la source et l'interface du récepteur peuvent être mises en oeuvre à la fois à un débit de données élevé de 100 kilobits par seconde et à un débit de données bas de 12 à 14,5 kilobits par seconde L'interface de la source peut être adaptée de façon à régler les temps de montée et de descente des signaux sur le bus de données. Le brevet des Etats-Unis d'Amérique N O 4 298 959 décrit un récepteur STIN destiné à établir un accès direct en mémoire (ADM) pour un processeur de signaux Le récepteur STIN stocke des données reçues de façon asynchrone sur plusieurs canaux d'entrée directement dans une mémoire vive (RAM) de données STIN au moment o elles sont reçues Un premier multiplet ID du champ d'information de mot de données, qui identifie la source de données, est utilisé en temps que pointeur d'adresse pour définir la position pour le stockage dans la RAM des derniers bits de signal du mot de données Un réseau d'échantillonnage commun échantillonne les données reçues sur chaque canal d'entrée en échantillons d'une durée inférieure à une cellule binaire Le réseau d'échantillonnage produit au moins un échantillon de signaux à la fois de haute vitesse et de basse vitesse dans la période de vitesse de signal de chacun d'eux Les données échantillonnées sont multiplexées en un flux de données en série et dirigées soit sur un registre d'adresse de premier multiplet ou directement sur la mémoire vive de données. Le brevet des Etats-Unis d'Amérique N O 4 646 324 décrit un émetteur d'un système de transfert d'informations numériques destiné à émettre des mots en série de longueur prédéterminée à des vitesses choisies pour les délivrer en sortie sur plusieurs canaux parallèles L'émetteur numérique est conçu pour présenter des données de test de simulation de paramètres de vol à partir d'une base de données, au réflec- teur STIN décrit dans le brevet no 4 298 959 précité Les mots choisis pour une transmission en série sur les canaux de sortie en parallèle sont appliqués séquentiellement et de 5 façon répétée à un multiplexeur qui fait avancer des bits choisis à partir de ces mots à des vitesses fixées et variables et réglables, vers une combinaison choisie d'un registre à décalage et d'une bascule pour une transmission en sortie. Dans un système STIN classique suivant la spécifi- cation ARINC 429, une interface séparée de récepteur STIN doit être utilisée avec chaque fonction d'un sous-ensemble d'aéronef à l'intérieur d'une unité interchangeable unique (LRU) Habituellement, par exemple, des interfaces de récepteur STIN séparées sont utilisées avec un sousensemble à unité de saisie de données de vol numériques (DFDAU) et un sous-ensemble comprenant une unité de gestion de données (DMU) d'un système de contrôle d'état d'aéronef (ACMS) Il existe un besoin portant sur une interface de récepteur ARINC 429 commun ayant la possibilité d'accepter au moins deux fonctions ou sous-ensembles dans la même enceinte et agencée de manière que le comportement et la fonctionnalité de chaque sous-ensemble puissent être modifiés sans affecter le comportement de l'autre sous-ensemble. L'invention a pour objet un procédé de collecte de données et une interface de récepteur STIN à utiliser avec plusieurs sous-ensembles d'avionique d'aéronef. Un autre objet de l'invention porte sur un procédé de collecte de données et une interface de récepteur STIN ayant une première interface de bus à utiliser avec une unité de saisie de données de vol numériques DFDAU et une seconde interface de bus à utiliser avec une unité de gestion de données DMU. Un autre objet de la présente invention est de procurer une interface de récepteur ARINC 429 et un procédé de collecte de données qui surmontent les inconvénients des agencements de l'art antérieur. En bref, les objets et avantages de l'invention sont réalisés par un procédé de collecte de données et une interface de récepteur STIN à utiliser avec plusieurs sous- ensembles d'avionique d'aéronef L'interface de récepteur STIN comprend un récepteur destiné à recevoir un mot de données numériques appliqué à un canal d'entrée du récepteur. Il est alors déterminé si le mot de données numériques reçu est un mot valide ou non En réponse à un mot valide identi- fié, le mot valide identifié est traité pour déterminer au moins une adresse en mémoire Puis le mot valide identifié est stocké aux adresses applicables en mémoire Une interface couple la mémoire à chacun des divers sous-ensembles afin que chacun de ces sous-ensembles puisse lire des mots stockés dans la mémoire sans affecter le fonctionnement des autres sous-ensembles. L'invention sera décrite plus en détail en regard des dessins annexés à titre d'exemple nullement limitatif et sur lesquels: la figure 1 est un schéma fonctionnel simplifié illustrant l'environnement d'utilisation d'une interface de récepteur d'un système de transfert d'informations numériques (STIN) de la présente invention; la figure 2 est un schéma fonctionnel simplifié représentant l'interface du récepteur du système de transfert d'informations numériques (STIN) de la présente invention; et la figure 3 est un organigramme illustrant des étapes logiques exécutées par un contrôleur de l'interface du récepteur STIN de la figure 1. En référence aux dessins, la figure 1 illustre une interface 10 d'un récepteur d'un système de transfert d'informations numériques (STIN) connectée à un sous-ensemble 12 d'une unité de saisie de données de vol numériques (DFDAU) par un bus 12 A de système DFDAU et connectée à un sous- ensemble 14 d'unité de gestion de données (DMU) par un bus 14 A de système DMU Conformément à une particularité de la présente invention, l'interface 10 du récepteur STIN peut être partagée entre plusieurs sous-ensembles ou sous-systèmes à l'intérieur d'une enceinte d'une unité interchangeable unique (LRU) L'interface 10 du récepteur STIN exécute un test automatique et stocke les résultats du test dans une mémoire qui peut être lue par l'un ou l'autre des sous- ensembles DFDAU ou DMU 12 et 14, respectivement Bien que l'interface 10 du récepteur STIN soit illustrée et décrite pour une utilisation avec les sous-ensembles DFDAU et DMU 12 et 14, il est évident que l'interface 10 de récepteur STIN n'est pas limitée à cette application particulière. En référence également à la figure 2, celle-ci montre un schéma fonctionnel simplifié de l'interface 10 du récepteur STIN Parmi ses composants principaux, l'interface du récepteur STIN comprend une partie 16 de composants récepteurs comprenant plusieurs récepteurs 1-N, un contrôleur 18 couplé fonctionnellement à chacun des récepteurs 1-N, une partie 20 à mémoire tampon destinée à stocker des données et des informations d'état et une interface 22 de bus destinée à établir une interface avec les bus 12 A et 14 A des sous- ensembles Le contrôleur 18, la partie 20 à mémoire tampon et l'interface 22 de bus sont couplés à la partie 16 de récep- teur par un bus bidirectionnel 24 de données, d'adresse et de commande Comme représenté, chacun des récepteurs 1-N dans la partie 16 à récepteurs comprend quatre canaux ou accès d'entrée de données Par exemple, lorsque N est égal à 16, 64 accès sont alors prévus pour recevoir simultanément des données L'interface 10 de récepteurs STIN est capable de déterminer automatiquement les vitesses de chacune des 64 entrées de données ARINC 429 afin qu'aucune programmation extérieure de vitesse ne soit nécessaire. Un procédé pour détecter automatiquement la vitesse de données numériques pour un transfert de données numériques entre des éléments de systèmes d'avionique d'aéronef, qui peut avantageusement être mis en oeuvre par l'interface 10 de récepteur STIN, est décrit dans la demande de Brevet des Etats-Unis d'Amérique no 616 512, déposée le 21 Novembre 1990 sous le titre "Method and System for Automatic Digital Data Speed Detection". Divers dispositifs à microprocesseur ou contrô- leur, disponibles dans le commerce, présentant des possibili- tés normalisées, peuvent être utilisés pour le contrôleur 18. Une puce de circuits intégrés à émetteur-récepteur ARINC 429, comprenant un émetteur, 4 récepteurs et des registres de données, d'activité, d'état et de commande, peut être utilisée pour chacun des récepteurs 1-N. Des mots de données ARINC 429 sont reçus et la validité des données est vérifiée par la partie 16 de composants récepteurs ARINC 429 La vérification de la validité des données consiste à vérifier que les mots reçus ont la longueur appropriée, par exemple exactement 32 bits, et ont une parité correcte Si le mot reçu ne comprend pas exactement 32 bits ou ne présente pas la parité correcte, le composant récepteur 16 rejette alors le mot Un drapeau est positionné dans un registre particulier dans la partie 16 de composants récepteurs en cas de parité incorrecte Si le mot reçu est valide, il peut alors être lu par le contrôleur 18 de l'interface 10 de récepteur STIN ARINC 429. Un double tamponnage des données reçues est réalisé par la partie 16 de composants récepteurs afin qu'un mot reçu soit tamponné tandis qu'un autre mot suivant est reçu Le double tamponnage de données est prévu pour chaque récepteur 1-N à raison d'un par récepteur Le double tampon- nage des données laisse au contrôleur 18 le temps d'un mot pour lire le mot de données et une information d'état Si le contrôleur 18 n'est pas capable de lire un mot reçu tamponné avant que le mot suivant soit totalement reçu, le mot tamponné est alors recouvert par la donnée nouvellement reçue et un drapeau indiquant une condition de surcharge de tampon est positionné dans un registre correspondant particulier de la partie 16 de composants récepteurs ARINC 429. Le contrôleur 18 est un automate fini qui soumet à chacun des récepteurs 1-N ARINC 429 à une interrogation portant sur des données et sur un état Le contrôleur 18 interroge tous les récepteurs en un temps de mots ARINC 429 à vitesse élevée ou en approximativement 336 microsecondes pour 32 bits par mot plus un intervalle de temps minimal de 2 bits au débit maximal correspondant à la vitesse élevée maximale ( 101 kilohertz) Une interrogation de donnée et d'état est exécutée à un débit suffisant pour assurer que tous les échantillons de données valides qui sont introduits à l'interface 10 sont reçus et stockés par l'interface De cette manière, la donnée ARINC 429 la plus récemment reçue est établie pour les sous-ensembles 12 et 14 dans une enceinte LRU unique. Lorsque le contrôleur 18 détecte un mot reçu valide provenant du récepteur ARINC 429, la partie de données du mot est stockée dans une mémoire 20 avec un comptage de mise à jour ( 8 bits) Chaque mot ARINC 429 reçu valide est stocké dans la mémoire 20 en fonction d'une information de numéro, de label et d'identificateur de destination de source (SDI) du récepteur pour identifier de façon unique les mots de données ARINC 429 Le label comprend 8 bits validant dans des positions de bits 1 à 8 du mot de données ARINC 429 à 32 bits L'identificateur SDI comprend 2 bits résidant dans des positions de bits 9 et 10 du mot de données ARINC 429 à 32 bits Pour certains mots de données ARINC 429, le SDI est optionnel et est utilisé pour étendre l'identification de mot STIN ARINC 429 Une utilisation courante du SDI est d'identi- fier des sources différentes du même type de paramètre Par exemple, la température des gaz d'échappement d'un moteur possède un label ARINC 429 de 345 et les bits SDI sont utilisés pour identifier des positions de moteurs différen- tes, par exemple 01 = moteur n'1, 10 = moteur n' 2, 11 - moteur N O 3 et 00 = moteur n' 4 Un premier tampon 26 de données stocke les mots de données ARINC 429 en fonction du label ( 8 bits) Un second tampon 28 de données stocke les mots de données ARINC 429 en fonction à la fois du label et des bits SDI ( 10 bits) Etant donné que le SDI est soit une situation d'état important, soit une situation d'état indifférent, pour soulager la charge des sous-ensembles 12 et 14, le mot de données STIN ARINC 429 reçu est alors stocké à la fois en fonction uniquement du label à la mémoire tampon 26 et en fonction de la combinaison label/SDI à la mémoire tampon 28. Un troisième tampon 30 de données dans la mémoire 20 stocke des informations d'états Une information d'état comprend, par exemple, des résultats de test automatique, une activité de récepteur STIN, une détermination de vitesse automatique et des comptages d'erreurs de parité effectués par l'interface 10 du récepteur STIN ARINC 429 L'information d'état stockée dans la mémoire tampon 30 est disponible pour les sous-ensembles par l'intermédiaire de l'interface de bus 22. La mémoire 20 peut être lue par tout sous-ensem- ble, tel que les sous-ensembles 12, 14 illustrés dans l'unité LRU Une interface 32, 34 de bus de système est couplée aux mémoires tampons STIN 26, 38 et 30 à l'intérieur de la mémoire 20 par l'intermédiaire du bus 24 Dans l'interface 10 du récepteur ARINC 429, les mémoires tampons 26 et 28 doivent être désignées pour assurer le stockage de 256 et 1024 mots STIN de données à 24 bits et de mise à jour de compteur à 8 bits, ARINC 429, respectivement, pour 64 récepteurs AR In C 429. En référence aussi à la figure 3, celle-ci montre un organigramme d'opérations logiques exécutées par le contrôleur 18 A la mise sous tension, des opérations successives commencent comme indiqué à un bloc 300 désigné DEPART Premièrement, un sous-programme d'initialisation est effectué comme indiqué à un bloc 302 désigné INITIALISATION. Ensuite, comme indiqué à un bloc 304 désigné AUTO-TEST, le contrôleur 18 de l'interface de récepteur ARINC 429 effectue un test automatique de tous les récepteurs et un test de la mémoire 20 et positionne un état zéro la totalité du contenu de la mémoire, y compris des bits 1 à 8 d'un compteur de mise à jour, stocké avec chaque mot reçu valide ARINC 429 Le contrôleur 18 interroge séquentiellement chacun des 64 récepteurs ARINC 429 en ce qui concerne des données et un état en un temps de mot ARINC 429 à haute vitesse Un premier récepteur est interrogé comme indiqué à un bloc 306 désigné INTERROGATION RECEPTEUR Un mot de données reçu est identifié comme indiqué à un bloc 307 désigné MOT DONNEES RECU ? Si AUCUNE DONNEE n'a été reçue, le récepteur suivant est interrogé en revenant au bloc 306 Si une donnée a été reçue, le processus passe à un bloc de décision DONNEE VALIDE 308. Puis le drapeau du récepteur indiquant si la donnée est valide ou non est vérifié pour déterminer si le mot de données est valide comme indiqué au bloc 308 Lorsqu'un mot STIN ARINC 429 valide n'est pas identifié au bloc 308, un drapeau ou des drapeaux d'erreurs sont positionnés alors comme indiqué par le bloc 310 désigné POSITIONNEMENT DRAPEAU (S) Puis les opérations successives reviennent au bloc INTERROGATION RECEPTEUR 306 pour interroger le suivant des 64 récepteurs. Lorsqu'un mot STIN ARINC 429 valide est identifié au bloc 308, le contrôleur 18 stocke alors le mot STIN deux fois dans la mémoire 20, une première fois en fonction du label à 8 bits dans le tampon 26 de mots et une seconde fois en fonction du label à 10 bits et du SDI dans le tampon 28 de mots Des adresses sont déterminées en fonction de l'un, particulier, des bus 1-64 de récepteur STIN ARINC 429 et du label à 8 bits et des bits SDI du mot ARINC 429 comme indiqué par un bloc 312 désigné LABEL/ADRESSES SDI Ces bits d'infor- mations sont utilisés pour créer l'adresse à laquelle le mot STIN est stocké dans les mémoires tampons 26 et 28 Le mot STIN ARINC 429 est stocké à la position ou adresse précise identifiée pour chacune des mémoires tampons STIN 26 et 28 comme indiqué par un bloc 314 désigné STOCKER DONNEES ET METTRE A JOUR La façon dont le sous-ensemble 12 et/ou le sous-ensemble 14 lisent les mémoires tampons STIN 26 et 28 ARINC 429 est identique et utilise la même information pour adresser le mot STIN ARINC 429 demandé Le sous-ensemble 12 ou le sous-ensemble 14 crée une adresse qui est composée du numéro de bus de récepteur particulier identifié par 6 bits pour les 64 bus 1-64, les bits 1-8 de label ARINC 429, les bits 9-10 SDI ARINC 429 et si le SDI est une situation d'indifférence ou non. Lors du stockage du mot STIN ARINC 429 dans la mémoire tampon 20 au bloc 314, le contrôleur 18 fournit une identification permettant de déterminer si le mot STIN a été mis à jour L'indication de mise à jour est une information demandée par les sous-ensembles 12 et 14 utilisant les mots STIN ARINC 429 stockés pour déterminer si la donnée qui est lue est un nouvel échantillon ou est l'ancien échantillon qui a été précédemment lu L'indication de mise à jour est fournie avec des bits de compteurs de mise à jours associés pour chaque mot STIN ARINC 429 individuel La valeur du compteur de mise à jour est stockée avec le mot STIN ARINC 429 et est stockée à la place du label ARINC 429 Le label n'est plus nécessaire car il est connu, naturellement, d'après l'information d'adressage en mémoire Lorsque le mot STIN ARINC 429 doit être stocké dans la mémoire tampon, le contrôleur 18 extrait la valeur du compteur de mise à jour de la mémoire tampon pour le mot STIN ARINC 429 particulier, incrémente le comptage d'une unité et stocke la valeur du compteur et les bits 9 à 32 STIN reçus dans la position de mémoire tampon applicable Ceci est exécuté indépendamment il pour à la fois le stockage du label à 8 bits et le stockage du label/SDI à 10 bits afin que les compteurs de mise à jour soient individuellement lus et incrémentés et que les données soient stockées deux fois, une fois dans la mémoire tampon 26 à 8 bits et une fois dans la mémoire tampon 28 à 10 bits Les opérations successives reviennent ensuite au bloc INTERROGER RECEPTEURS. Les sous-ensembles 12, 14 lisent les mots STIN ARINC 429 en utilisant les bits du compteur de mise à jour pour déterminer si le mot STIN ARINC 429 a été régénéré depuis la dernière fois que le sous-ensemble a lu le mot STIN particulier Pour exécuter la comparaison de mise à jour, le sous-ensemble doit retenir la valeur du compteur de mise à jour de l'échantillon de mot de données STIN ARINC 429 précédemment lu Les sous-ensembles 12, 14 comparent alors le comptage de mise à jour du nouvel échantillon avec le comptage de mise à jour de l'échantillon précédent Si les deux comptages sont différents, le mot STIN ARINC 429 a été mis à jour depuis la dernière fois que le mot a été lu. En plus de fournir une indication de mise à jour, les compteurs de mise à jour fournissent une indication du nombre de mots STIN ARINC 429 reçus pour un label particulier ou une combinaison label/SDI particulière dans une période de temps mesuré. Tout sous-ensemble 12, 14 peut lire une position quelconque dans la mémoire 20 ou dans les tampons 26, 28 ou à l'intérieur de l'unité LRU qui possède une interface de bus 32, 34 Pour l'interface 10 de récepteur STIN ARINC 429 illustrée, il y a deux bus de mise en interface vers la mémoire tampon, le bus 12 A du système DFDAU et le bus 14 A du système DMU Dans la forme préférée de réalisation, le bus 12 A du système DFDAU est un bus en parallèle à 16 bits et le bus 14 A du système DMU est un bus en parallèle à 32 bits. Lorsqu'une information d'état ou un paramètre STIN ARINC 429 doit être lu, le contrôleur 18 d'interface du récepteur STIN ARINC 429 introduit un mot cohérent de 32 bits dans un tampon de sortie, ce qui est exécuté indépendamment des bus 12 A, 14 A des systèmes DFDAU et DMU Un mot STIN ARINC 429 peut être lu par l'intermédiaire des interfaces 32, 34 de bus suivant un5 trajet de 16 bits de largeur et fournit un échantillon de données ARINC 429 cohérent L'interface 34 de bus peut également lire par l'intermédiaire d'un trajet de 32 bits de largeur. Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées au système décrit et représenté sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1 Interface de récepteur d'un système de trans- fert d'informations numériques, à utiliser avec plusieurs sous-systèmes ( 12, 14), caractérisée en ce qu'elle comporte un moyen récepteur ( 16) destiné à recevoir un mot de données numériques appliqué à un canal d'entrée de récepteur, un moyen ( 18) couplé au moyen récepteur pour identifier un mot valide reçu, un moyen ( 20) couplé au moyen d'identification et qui, en réponse à un mot valide identifié, stocke ce mot valide identifié, et un moyen d'interface ( 10) destiné à coupler le moyen de stockage à chacun des sous-systèmes et à autoriser chacun des sous-systèmes à lire des mots stockés par le moyen de stockage. 2 Interface de récepteur selon la revendication 1, caractérisée en ce que le moyen d'interface permet à chacun des sous-systèmes de lire des mots stockés par le moyen de stockage sans affecter le fonctionnement des autres sous-systèmes. 3 Interface de récepteur selon la revendication 1, caractérisée en ce que le mot de données valide comprend un nombre prédéterminé de bits et le moyen d'identification d'un mot valide reçu comprend un moyen destiné à identifier un nombre de bits dans le mot de données numériques reçu et un moyen destiné à comparer le nombre identifié au nombre prédéterminé de bits. 4 Interface de récepteur selon la revendication 1, caractérisée en ce que le moyen d'identification d'un mot valide reçu comprend un moyen ( 16) destiné à contrôler les bits de parité du mot de données numériques reçu. 5 Interface de récepteur selon la revendication 1, caractérisée en ce que le moyen de traitement comprend en outre un moyen qui, en réponse à un mot de données valide identifié, est destiné à traiter le mot de données valide pour déterminer au moins une adresse en mémoire pour le stockage du mot valide identifié. 6 Interface de récepteur selon la revendication , caractérisée en ce que le mot de données comprend des bits prédéfinis de label qui sont utilisés pour déterminer la ou les adresses en mémoire pour le stockage du mot de données valide. 7 Interface de récepteur selon la revendication 6, caractérisée en ce que le moyen de traitement comprend un moyen ( 20) destiné à stocker une valeur de compteur de mise à jour avec chaque mot de données valide stocké. 8 Interface de récepteur selon la revendication 7, caractérisée en ce que la valeur du compteur de mise à jour est stockée dans des positions de bits prédéterminées du mot de données numériques. 9 Interface de récepteur selon la revendication 6, caractérisée en ce que le mot de données comprend en outre des bits prédéfinis d'identificateur de destination de source (SDI) qui sont utilisés avec les bits de label pour détermi- ner la ou les adresses en mémoire pour le stockage du mot de données valide. 10 Interface de récepteur selon la revendication 8, caractérisée en ce que la valeur stockée du compteur de mise à jour est lue par les soussystèmes pour déterminer un nouvel échantillon de mot de données.