Brevet FR2668609A1 — publié le 19920430

i La présente invention est relative à un procédé et à un dispositif d'essai d'un module électronique de traitement de données conçu pour fonctionner en réception "dégradée" de données, ce module étant connecté à un bus bifilaire assurant une transmission de données numériques par tension différentielle entre les fils Plus particulièrement, la présente invention est relative à un tel procédé et un tel dispositif trouvant application dans un ensemble de modules multiplexés commandant diverses fonctions dans un véhicule automobile. Un développement actuel important de l'électronique automobile tient dans l'étude du remplacement du câblage électrique classique par un bus d'alimentation électrique et par un bus de transmission de données interconnectant des modules électroniques de commande d'actionneurs ou d'acquisition de signaux reçus de capteurs L'avant-projet de norme française R 13-708 correspondant au document de travail référencé ISO/TC 22/SC 3/WG 1 publié par l'International Standardization Organization, définit l'architecture générale d'un réseau de communication dit "VAN" embarqué dans un véhicule automobile. Des structures matérielles de modules électroniques conçus pour faire partie d'un tel réseau sont décrites notamment dans les demandes de brevet français No 8914770, No 90 00912, No 90 02570 et 90 02571 En référence à la figure 1 du dessin annexé o l'on a représenté la structure d'une interface de communication entre un bus de données et la partie "application" d'un tel module, il apparait que cette interface comprend un filtre, un émetteur/récepteur différentiel de ligne, un dispositif d'analyse de défaillances et un contrôleur de protocole. Le bus est bifilaire et transmet des signaux analogiques différentiels constitués par une tension signée entre les fils référencés DATA et DATA, suivant la terminologie de l'avant-projet de norme précitée, le signe de la tension étant représentatif d'un état logique binaire. Le filtre empêche la transmission vers le récepteur de ligne de signaux électriques induits par des perturbations électromagnétiques engendrées par divers équipements présents dans un véhicule automobile (bobine d'allumage en particulier) et susceptibles de fausser les informations à transmettre. La partie émettrice de l'émetteur/récepteur de ligne assure la conversion des données émises (DE) entrant par une ligne unipolaire, en signaux différentiels de tension adaptés au bus (DATA, DATA) On notera qu'en fonction- nement normal chacune des lignes DATA et DATA se trouve à chaque instant dans un état électrique représentatif de l'état logique complémentaire de l'état logique affiché par l'autre ligne. La partie réceptrice de l'émetteur/récepteur de ligne comprend, comme décrit dans la demande de brevet français No 89 14770 précitée du 10 novembre 1989, trois comparateurs et une source de tension de polarisation, les trois comparateurs fournissant respectivement des signaux ERRI, ERR 2 et RO qui sont délivrés à un dispositif d'analyse de défaillances du bus conçu pour détecter, a partir de ces trois signaux, une défaillance d'un des fils du bus (coupure du fil ou court- circuit) et pour délivrer cependant des données reçues correctes (DR) à un contrôleur de protocole de transmission, ces données étant établies à partir des états électriques de l'autre fil En somme dans un tel bus bifilaire différentiel, une des deux lignes "double" l'autre, en cas de défaillance. Dans les véhicules automobiles ces défaillances sont le plus souvent fugitives car dues à des vibrations génératrices de faux contacts qui disparaissent avec ces vibrations L'interface d'analyse des défaillances décrit dans la demande de brevet français No 89 14770 précitée rétablit automatiquement la communication par la sortie normale RO quand la cause de la défaillance a disparu. Le contrôleur de protocole vérifie la nature des informations DR provenant du dispositif d'analyse de défaillances, s'assure que les messages reçus respectent le protocole défini (par exemple celui du projet de norme VAN), gère les priorités, vérifie que les messages émis vers un autre module arrivent à destination, sérialise et met en forme suivant le protocole les informations (DE) à émettre, désérialise les informations reçues (DR) en vue de leur exploitation dans l'application Cette application consiste en une commande d'un actionneur ou d'un capteur, commande associée à des échanges d'informations bidirectionnels avec ceux-ci. Un ensemble multiplexé comprend classiquement plusieurs modules électroniques tels que celui décrit ci- dessus, interconnectés entre eux et avec une ou plusieurs unités centrales de traitement, par l'intermédiaire du bus bifilaire Chaque module commande ainsi une ou plusieurs applications regroupées localement dans le véhicule (commande de feux, de planche de bord, etc). Il est clair que le bon fonctionnement des applications est conditionné par la correction des informations (DR) éventuellement reconstituées et transmises par le dispositif d'analyse de défaillances, au contrôleur de protocole et à l'application. C'est le but de la présente invention que de fournir un procédé et un dispositif permettant d'exécuter des essais du module électronique en vue de vérifier sa capacité à fonctionner correctement en cas de défaillance d'un des fils c'est-à-dire, dans le vocabulaire de la technique, à tester son fonctionnement en mode "dégradé". On atteint ce but de la présente invention, ainsi que d'autres qui apparaîtront à la lecture de présente description, avec un procédé d'essai d'un module électronique de traitement de données conçu pour fonctionner en réception dégradée de données, ce module étant connecté à un bus bifilaire assurant une transmission de données numériques par tension différentielle entre les fils Suivant l'invention, on bloque toute modulation de la tension sur un premier fil du bus, on interroge le module par des données émises sur le bus et comprises par le module grâce à la modulation de l'activité électrique perçue sur le deuxième fil du bus, on répète ces opérations en bloquant la tension sur le deuxième fil et on analyse les réponses du module aux interrogations émises pour diagnostiquer l'état de fonctionnement du module en réception dégradée. On provoque ainsi artificiellement un défaut sur un fil du bus pour tester la capacité des moyens incorporés au bus pour assurer son bon fonctionnement en réception dégradée, à reconstituer correctement les données transmises au module par le bus On teste du même coup la capacité de l'ensemble constitué par ces moyens, le contrôleur de protocole et l'application, à fonctionner correctement. Suivant une autre caractéristique du procédé selon l'invention, appliquée à un module formant partie d'un ensemble de modules interconnectés par le bus bifilaire et accédant à ce bus par une procédure maître-esclave à priorité accordée aux modules imposant un état électrique dominant sur le bus, on bloque la modulation de la tension sur un fil du bus pendant l'essai du module en imposant sur celui-ci la tension correspondant à l'état électrique dominant. Pour la mise en oeuvre de ce procédé, l'invention fournit un dispositif comprenant a) des première et deuxième sources de tension fixes propres à bloquer toute modulation de tension sur les premier et deuxième fils du bus, respectivement, b) un circuit de commande pour connecter sélectivement et successivement ces première et deuxième sources aux premier et deuxième fils et c) des moyens de traitement d'informations pour émettre sur la ligne non bloquée du bus des informations d'interrogations du module et pour analyser les réponses du module à ces interrogations, de manière à diagnostiquer l'état de fonctionnement du module en réception dégradée. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront à la lecture de la description qui va suivre et à l'examen du dessin annexé dans lequel: la figure 1 est un diagramme fonctionnel de l'interface de communication de module électroni- que décrit en préambule de la présente description, et du dispositif d'essai suivant l'invention, associé à cette interface, et la figure 2 illustre une partie d'un mode de réalisation du dispositif schématisé à la figure 1. Comme on l'a vu plus haut, l'interface de communication représentée à la figure 1, fait partie d'un module électronique de traitement de données constituant un des éléments d'un ensemble de tels modules, architectu- ré conformément aux spécifications de l'avant-projet de norme "VAN" précitée, sans que cette précision présente un caractère limitatif quant à la portée de l'invention De tels modules communiquent entre eux et avec une unité centrale de traitement 1 grâce au bus bifilaire (DATA, DATA) L'architecture VAN fonctionne, en matière d'accès des modules au bus, suivant une procédure multimaître dans laquelle la détection d'interférences sur le bus (ou collision) s'appuie sur l'utilisation de deux types d'état du bus appelés état dominant et état récessif. Lors d'une transmission simultanée de plusieurs états dominants et récessifs, l'état résultant sur le bus est dominant Dès qu'un module émetteur détecte une interférence par le fait que l'état sur le bus est différent de l'état transmis, il cesse immédiatement son émission La priorité est ainsi accordée aux modules qui émettent un état dominant sur ceux qui émettent un état récessif. A titre d'exemple non limitatif, c'est ainsi qu'un état "dominant" peut être transmis sur le bus en portant les fils DATA, DATA aux tensions O et + 5 volts respectivement, alors que l'inversion de ces tensions correspond à un état "récessif". Suivant l'invention, on peut alors bloquer artificiellement une ligne du bus pour simuler un défaut de cette ligne (coupure ou court-circuit à la masse ou à la borne positive d'une source d'énergie électrique constituée par la batterie du véhicule) en portant cette ligne à l'état électrique qui est le sien lors de la transmission d'un bit dominant. C'est ainsi que pour bloquer sélectivement la transmission d'informations par le fil DATA, on porte ce fil à une tension de O volt par connexion à une masse électrique, alors que pour bloquer une telle transmission sur le fil DATA, on connecte ce fil à une source de tension à + 5 volts. L'unité centrale 1 est munie, comme tous les autres modules connectés au bus, d'un émetteur/récepteur de ligne dont on a représenté la partie émettrice 2 sur la figure 1. L'unité centrale comprend aussi un circuit 3 pour commander séparément et successivement la connexion des fils DATA, DATA du bus à la masse ou à une source de tension à + 5 volts respectivement, lors de l'exécution du procédé d'essai d'un module électronique suivant l'invention, tel que décrit dans la suite A cet effet le circuit 3 commande des interrupteurs 4, 5 qui sont ouverts au repos et qui contrôlent la connexion aux fils DATA, DATA d'une masse et d'une source à + 5 volts, respectivement. Le procédé d'essai selon l'invention se développe alors comme suit On teste d'abord, par exemple, le fil DATA en bloquant toute transmission sur le fil DATA par commande de la fermeture de l'interrupteur 5 La tension + 5 volts alors établie et maintenue sur DATA correspond à l'état électrique de ce fil lors de la transmission d'un bit dominant: aucun des autres modules interconnectés sur le bus ne pourra alors obtenir la maîtrise du bus et aucune modulation de la tension sur DATA n'est alors possible. On simule ainsi une coupure ou un court-circuit affectant le fil DATA, défaut qui doit être perçu et corrigé par le dispositif d'analyse de défaillances alimenté par les signaux ERR 1, ERR 2, et RO (voir le préambule de la présente description) si ce dispositif fonctionne correctement, en combinaison avec le contrôleur de protocole et l'application C'est un défaut éventuel de fonctionnement de cet ensemble que l'invention vise à détecter. Pour tester ce fonctionnement, l'unité centrale émet des instructions d'interrogation du module par l'intermédiaire de son propre émetteur de ligne 2, informations qui sont alors perçues par le récepteur différentiel de ligne du module grâce à la ligne DATA, après filtrage Si le dispositif d'analyse de défauts fonctionne correctement, il transmet exactement sur sa sortie DR (données reçues) unipolaire les instructions d'interrogations reçues Celles-ci sont contrôlées par le contrôleur de protocole et reçues par l'application qui répond à l'adresse de l'unité centrale La réponse est contrôlée dans l'unité centrale et un diagnostic concernant l'état de fonctionnement, bon ou défectueux, du module est alors établi à partir de ce contrôle. On remarquera que le dispositif d'analyse de défaillances du module comprend une sortie STATUS connectée au contrôleur de protocole Lors d'un court- circuit entre les deux fils du bus, la communication est totalement bloquée, sans possibilité de correction par l'analyseur de défaillances et la ligne STATUS informe le contrôleur de protocole de cette situation. On teste le fil DATA suivant la procédure décrite ci-dessus pour le fil DATA, à ceci près que l'unité centrale bloque alors toute communication sur DATA en35 commandant, par l'intermédiaire du circuit 3, la fermeture de l'interrupteur 4. Les deux essais ayant été exécutés, l'unité centrale établit un diagnostic global quant au fonctionnement de l'ensemble analyseur de défaillances/contrôleur de protocole/application que l'on peut attendre, bon ou défectueux, en cas de court-circuit ou de coupure réelle d'un des fils du bus On sait que de tels contrôles sont essentiels s'agissant notamment du fonctionnement d'organes faisant partie d'un véhicule automobile et dont des défauts éventuels sont susceptibles notamment de mettre en danger la sécurité des personnes transportées. On a représenté à la figure 2 du dessin annexé un mode de réalisation pratique de la commande de connexion d'une masse et d'une source de tension à + 5 volts aux fils DATA et DATA respectivement Les interrupteurs 4 et sont constitués par des transistors de types opposés tels que des transistors NPN et PNP respectivement Le circuit de commande 3 élabore des signaux de commande de ces transistors par leur base Des diodes de protection des résistances de charge sont montées classiquement sur les broches des transistors On comprend qu'une tension nulle sur les bornes de sortie du circuit 3 assure le blocage du fil DATA (pour l'essai du fil DATA) alors qu'une tension positive, de + 5 volts par exemple sur ces bornes assure le blocage du fil DATA (pour l'essai du fil DATA). Dans ce qui précède on a considéré que les moyens de mise en oeuvre du procédé d'essai selon l'invention étaient installés dans une unité centrale de traitement interconnectée par le bus bifilaire avec d'autres modules de traitement d'informations tels que ceux que l'on trouve dans un réseau de communication multiplexé embarqué dans un véhicule automobile On ne sortirait évidemment pas du cadre de l'invention en installant ces moyens dans un de ces autres modules De même, l'invention pourrait être mise en oeuvre dans un réseau multiplexé autre que le réseau "VAN" décrit à titre d'exemple. REVENDICATIONS 1 Procédé d'essai d'un module électronique de traitement de données conçu pour fonctionner en réception dégradée de données, ce module étant connecté à un bus bifilaire assurant une transmission de données numériques par tension différentielle entre les fils, caractérisé en ce qu'on bloque toute modulation de la tension sur un premier fil du bus, on interroge le module par des données émises sur le bus et comprises par le module grâce à la modulation de l'activité électrique perçue sur le deuxième fil, on répète ces opérations en bloquant la tension sur le deuxième fil et on analyse les réponses du module aux interrogations émises pour diagnostiquer l'état de fonctionnement du module en réception dégradée. 2 Procédé conforme à la revendication 1, appliqué à un module formant partie d'un ensemble de modules interconnectés par le bus bifilaire et accédant à ce bus par une procédure maître-esclave à priorité accordée aux modules imposant un état électrique dominant sur le bus, caractérisé en ce qu'on bloque la modulation de la tension sur un fil du bus, pendant l'essai du module, en imposant sur celui-ci la tension correspondant à l'état électrique dominant. 3 Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé conforme à la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend a) des première et deuxième sources de tensions fixes propres à bloquer toute modulation de tension sur les premier et deuxième fils du bus, respectivement, (b) un circuit de commande ( 3) pour connecter sélectivement et successivement ces première et deuxième sources aux premier et deuxième fils et c) des moyens de traitement d'informations ( 1) pour émettre sur la ligne non bloquée du bus des informations d'interrogation du module et pour analyser les réponses du module à ces interrogations de manière à diagnostiquer l'état de fonctionnement du module en réception dégradée. 4 Dispositif conforme à la revendication 3, pour l'essai d'un module formant partie d'un ensemble de modules interconnectés par le bus bifilaire et accédant à ce bus par une procédure maître-esclave à priorité accordée aux modules imposant un état électrique dominant sur le bus, caractérisé en ce que les première et deuxième tensions délivrées par les première et deuxième sources correspondent à celles qui sont établies par un module- maître sur les premier et deuxième fils du bus pour en prendre le contrôle. 5 Dispositif conforme à l'une quelconque des revendications 3 et 4, caractérisé en ce que le circuit de commande ( 3) contrôle des premier ( 4) et deuxième ( 5) transistors de types de conductivité opposés dont les circuits collecteur-émetteur raccordent les première et deuxième sources aux premier et deuxième fils du bus respectivement, le circuit de commande ( 3), les transistors ( 4, 5) et les sources de tension formant partie du module-maître ( 1). 6 Dispositif conforme à la revendication 5, caractérisé en ce que le module-maître est une unité centrale de traitement ( 1) interconnectée par le bus avec tous les autres modules. 7 Application du dispositif conforme à l'une quelconque des revendications 3 à 6, à un réseau local de communication multiplexée entre modules électroniques embarqués dans un véhicule automobile.