Brevet FR2673735A1 — publié le 19920911

La présente invention concerne de façon générale les systèmes de transmission de données, notamment appliqués aux radiotéléphones, et, plus particulièrement, des appareils d'interface de bus de données. Elle concerne en particulier les circuits d'attaque de bus de données et, plus spécialement, un circuit d'attaque de bus de données du type à autopolarisation destiné à commander un bus de données numériques à vitesse élevée et faible amplitude contenu dans un radiotéléphone. Dans le domaine des radiotéléphones, il existe une technique courante pour transmettre la voix et les données entre L'émetteur-récepteur et le combiné du radiotéléphone. Cette technique implique l'utilisation de deux bus séparés, un premier bus contenant les signaux de données, et le deuxième bus contenant les signaux audio ou vocaux. Ceci permet d'avoir un bus pour signaux de données à vitesse relativement basse, qui est épargné par le problème des interférences électromagnétiques (EMI) ou des interférences de La gamme des radiofréquences. Aujourd'hui et dans le futur, puisque les transmissions par microprocesseur à L'intérieur des systèmes à microprocesseurs s'accélèrent, le radiotéléphone est en mesure d'intégrer des signaux audio numériques et des signaux de données sur un unique bus. Ce bus unique autorise de nouveaux développements dans la technologie des radiotéléphones, qui permettraient d'ajouter des périphériques, par exemple des répondeurs, des télécopieurs, et des modems, sur le bus unique, sans qu'il y ait besoin de séparer les signaux vocaux des signaux de données avant leur envoi à L'émetteur-récepteur. Ceci réduit le nombre de fils nécessaires pour l'interconnexion entre le périphérique et L'émetteur-récepteur et permet d'utiliser une technique d'interface commune. Toutefois, ce bus de données doit être en mesure d'avoir des taux de transition de données à vitesse élevée avec un rayonnement RFI et EMI minimal ainsi qu'une tolérance élevée vis-à-vis des interférences venant d'autres sous-systèmes situés aux environs du radiotéléphone. Une automobile constitue un bon exemple d'un endroit où les interférences avec d'autres systèmes constituent un problème important, en raison de la proximité de ces autres systèmes, par exemple les modules de commande du moteur et les systèmes de suspension à commande électronique. Un moyen pour réduire la quantité de rayonnement RFI et EMI consiste à réduire l'amplitude du niveau des signaux présents sur le bus de données, de 5 V crête à crête (Vpp) à 0,5 Vpp. Cette pp réduction d'amplitude diminue sensiblement la quantité de rayonnement, mais amène aussi plusieurs problèmes : tout d'abord, le système devient extrêmement sensible aux interférences EMI et RFI, et, en deuxième lieu, il devient sensible aux différences existant dans Les potentiels des références de terre des dispositifs périphériques. Dans la conception d'un bus de données à vitesse élevée, d'autres complications sont créées par la distance séparant L'émetteur-récepteur et le combiné, ou bien d'autres dispositifs périphériques, par l'existence de conditions respectivement différentes autour de L'émetteur-récepteur et des dispositifs périphériques, et par le fait que L'émetteur-récepteur et les dispositifs périphériques peuvent être séparés de plusieurs dizaines de centimètres et même posséder des alimentations électriques séparées. Tout d'abord, l'importance de la distance entre l'émetteur- récepteur et les dispositifs périphériques impose l'utilisation d'un bus pour couvrir cette distance. Cette grande distance augmente les risques que le bus attrape les bruits provenant d'autres systèmes et que des modifications interviennent dans le potentiel de ta terre. En deuxième lieu, Les périphériques peuvent se trouver dans des conditions respectives différentes, L'émetteur-récepteur se trouvant par exemple dans le coffre et le combiné étant disposé à l'intérieur du compartiment des passagers, de sorte que la différence de température peut affecter sévèrement le fonctionnement de certains composants et leurs niveaux de tension. Enfin, l'existence d'alimentations électriques distinctes pour les différents dispositifs augmente le risque d'écarts dans les potentiels de terre. It existe donc le besoin d'un circuit d'attaque de bus de données numériques à vitesse élevée qui transmette des signaux d'une amplitude inférieure à 0,5 V et soit insensible à l'existence de différences entre les caractéristiques liées aux conditions extérieures, les alimentations électriques, les potentiels de terre et les niveaux des signaux. L'invention concerne un circuit d'attaque du type interface pour bus de données qui fait fonction d'interface entre L'une de plusieurs unités périphériques et un bus de données. Le circuit d'interface pour bus de données est en mesure d'accepter des signaux de données ayant des amplitudes différentes et est insensible à l'existence de différences dans les potentiels de terre, qui sont dues au bruit induit et à L'existence de conditions ambiantes différentes. Le circuit d'interface pour bus de données est en mesure d'accepter des vitesses de transition de données dépassant 1 MHz et présente des émissions EMI et RFI faibles. La description suivante, conçue à titre d'illustration de L'invention, vise à donner une meilleure compréhension de ses caractéristiques et avantages ; elle s'appuie sur les dessins annexés, parmi Lesquels la figure 1 est un schéma fonctionnel d'un système de transmission de données de radiofréquence ; la figure 2 est un schéma d'un circuit d'attaque de bus selon la présente invention ; et la figure 3 est un schéma d'un autre circuit d'attaque de bus selon la présente invention. Sur la figure 1, est représenté un système de transmission de données de radiofréquence (RF) qui possède un émetteurrécepteur fixe 101 et un émetteur-récepteur mobile, ou portatif, 103. L'émetteur-récepteur mobile ou portatif 103 émet des signaux RF à destination de L'émetteur-récepteur fixe 101 et en reçoit. Les signaux RF sont appliqués à l'antenne 105 et sont démodulés et transformés en signaux de données par L'émetteur-récepteur 107. L'émetteur-récepteur 107 peut envoyer les signaux de données à des périphériques, ou en recevoir, via un bus de données numériques série, 109. Dans cet exemple, Les périphériques sont constitués par un combiné 111 et un télécopieur 113, mais d'autres périphériques ne sont pas pour autant à exclure. La figure 2 représente une vue éclatée du bus de données numériques reliant L'émetteur-récepteur 107 et le combiné 111. Alors que seuls L'émetteur-récepteur 107 et Le combiné 111 sont représentés sur la figure 2, le bus de données peut être utilisé dans une configuration à plusieurs périphériques. Le bus de données numériques 109 est représenté comme comportant une Liaison montante 211 et une liaison descendante 203. Ces liaisons permettent la transmission de données entre le combiné 111 et l'émetteur- récepteur 107. Le circuit d'attaque de bus de données 243 est commun à tous les dispositifs périphériques et vise principalement deux buts. Tout d'abord, le circuit 243 d'attaque de bus de données est utilisé pour créer un unique niveau de tension de polarisation pour La liaison montante 211 du bus de données, ce qui supprime les points de référence variables relatifs à chaque dispositif périphérique particulier se trouvant sur le bus de données par fourniture du niveau de tension de courant continu (DC) du signaL du bus de données à la liaison montante 211 dans le circuit 243 d'attaque de bus de données. En second lieu, il divise le niveau de tension du signal de données venant de la puce d'interface de bus (BIC) 207 pour L'amener à l'amplitude des signaux de données utilisés sur le bus de données 109. Pour L'invention, l'amplitude de la tension venant de la puce est de 5 volts crête à crête (V ), et celle-ci pp est ramenée à une amplitude de 0,5 Vpp mais, toutefois, il est possible d'employer ici n'importe quiet autre schéma comparable de diviseur de tension. Puisque le bus de données 109 utilise des signaux de petite amplitude, le bus de données 109 doit être attaqué par rapport à un même point de référence pour qu'on puisse assurer une commande de priorité appropriée pour le bus de données 109. Le schéma de priorité permettant d'obtenir la commande du bus de données 109 est réalisé par le périphérique ayant la tension de base du transistor Q2 (213) la plus basse, ce qui force La jonction base-émetteur du transistor Q2 de tous les autres périphériques à se polariser en sens inverse, et ce qui empêche donc les autres périphériques d'attaquer le bus. Le point de polarisation commun de tous les périphériques est obtenu par la réaction opérée via le transistor Q1 227 et le transistor Q2 213. Le circuit, qui comporte la résistance 231 et le condensateur 229, ainsi que Le transistor Q1 227, supprime la composante de courant alternatif du signal de données présent sur le bus 211. Sur L'émetteur du transistor Q1, la tension de polarisation commune de la Liaison montante 211 du bus est présente. Ce niveau de tension de polarisation commun est alors utilisé pour polariser le transistor Q2 213. Suite à ce fonctionnement en réaction, les variations associées aux composants, aux niveaux de terre ou bien aux potentiels d'alimentation électrique sont éliminées en ce qui concerne la liaison montante 211 du bus, ainsi que les variations associées aux niveaux de tension de signal des données sortant de la puce d'interface de bus 207. Les signaux de données venant de la puce d'interface de bus 207 via la ligne de signal 233 ont une amplitude qui varie d'un dispositif périphérique à L'autre et, dans cet exemple, les signaux de données venant du dispositif périphérique ont une amplitude comprise entre 0 et 5 V. La résistance 217 et La résistance 223 produisent un réseau diviseur de tension qui ramène cette amplitude à une va leur de 0,5 Vpp de part et d'autre de la tension de polarisation présente sur L'émetteur du transistor Q1 227. La résistance 221 et le condensateur 219 forment un mécanisme de filtrage permettant d'éliminer le bruit de la ligne. L'inductance 215 contribue également à cette action en agissant comme mécanisme de filtrage. Une fois que le dispositif périphérique a obtenu La commande du bus, par le fait qu'il a tiré la ligne 233 jusqu a son état inférieur et l'a maintenue dans cet état pendant une durée spécifiée, il rend conducteur le transistor Q2 213 et les données arrivent, via la liaison montante 211, à L'émetteur-récepteur 107. L'alimentation en tension 225 du périphérique peut être différente de l'alimentation électrique de L'émetteur-récepteur 237. Quelles que soient les différences, le bus de données possède une tension de polarisation commune. Le niveau de polarisation initial est produit par l'alimentation électrique 237 de L'émetteur-récepteur et la résistance 239. On met l'interrupteur marche/arrêt 201, et par conséquent la liaison descendante 203, en position marche au moment où on active un périphérique. Ceci met au potentiel de terre la liaison descendante, ce qui indique à L'émetteur-récepteur 107 qu'un nouveau dispositif périphérique 111 a été mis en liaison avec le bus série 109. La liaison descendante sert à envoyer un signal d'horloge commun de L'émetteur-récepteur 107 à tous les dispositifs périphériques. Tous les signaux de données émis par un dispositif périphérique 111 peuvent avoir un rapport cyclique effectif d'environ 50 %. Un rapport cyclique effectif de 50 % se définit comme une va leur moyenne de signal de données valant la moitié de la tension crête à crête. Ceci permet au point de polarisation de se stabiliser au mi lieu des niveaux de transition, et autorise donc une réception appropriée des données par L'émetteur-récepteur. Si la ligne de signal de sortie 233 reste dans un état haut ou un état bas pendant une durée notable, alors le niveau de polarisation de courant continu présent sur L'émetteur du transistor Q1 227 s'ajuste finalement sur les niveaux de tension auxquels les données sont maintenues, ce qui provoque des erreurs dans la transmission des données. On résout ce problème éventuel en envoyant des données codées par codage Manchester, ce qui garantit les transitions du signal de données. Sur la figure 2, apparaissent également d'autres composants classiquement utilisés dans ce type d'appareil. Leur représentation est conventionnelle. On aura compris que les notations VCC et DCC désignent respectivement les alimentations électriques et Le point de terre. L'homme de L'art comprend notamment que la référence 235 désigne le moyen servant à recevoir des signaux de données de la part du bus série. La figure 3 est une variante du mode de réalisation de la figure 2. Le seul changement significatif apparaissant dans ce mode de réalisation est que L'émetteur-récepteur pilote 107 détermine le niveau de polarisation présent sur la sortie de L'émetteur Q1 315, pour déterminer ainsi le niveau de polarisation par référence au niveau de polarisation de la liaison descendante 303 venant de L'émetteur-récepteur pilote 107. Ceci est matérialisé par le fait que la résistance 317 est connectée à la liaison descendante 303 au lieu que, dans le mode de réalisation de la figure 2, la résistance 231, qui est équivalente à la résistance 317, est connectée à L'émetteur du transistor Q2 213. Le reste du circuit est le même que celui de la figure 2, et il sera donc facile, en comparant les deux figures, d'établir la correspondance entre les numéros de référence. Il y a deux parties essentielles pour ce mode de réalisation. Tout d'abord, on utilise le niveau de tension de courant continu du bus de données pour polariser le signal de données venant des dispositifs périphériques. Cette manière d'établir la polarisation élimine, dans Les signaux de données, les différences relatives aux caractéristiques liées aux conditions ambiantes, aux alimentations électriques, aux potentiels de terre et aux niveaux de signaux des dispositifs périphériques respectifs. En deuxième lieu, on ajuste l'amplitude du signal venant du dispositif périphérique particulier considéré sur un signal commun de basse amplitude. Par cet ajustement, on obtient une tension connue pour la commande de priorité d'accès au bus, ainsi que des émissions EMI et RFI réduites. Bien entendu, L'homme de l'art sera en mesure d'imaginer, à partir du dispositif dont la description vient d'être donnée à titre simplement illustratif et nullement limitatif, diverses variantes et modifications ne sortant pas du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Système de transmission de données, caractérisé par un bus série (109) comportant au moins un trajet conducteur (211) ayant une tension de polarisation commune ; au moins une première et une deuxième unité périphérique (111, 113), Ladite première unité périphérique comprenant un moyen (213) de couplage audit bus série ; un moyen servant à demander l'utilisation dudit bus série ; un moyen (233) servant à transférer des signaux de données sur ledit bus série ; et un moyen servant à produire lesdits signaux de données de façon que leur rapport cyclique effectif soit d'environ 50 %, que leur amplitude ne dépasse pas 0,5 V, et que la vitesse de transition puisse aller jusqu'à 5 MHz. 2. Système de transmission de données selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite première unité périphérique comprend un moyen servant à obtenir une alimentation électrique de la part de L'une d'au moins deux sources d'alimentation électrique (225, 237). 3. Système de transmission de données selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit bus série comprend un deuxième trajet conducteur (203). 4. Système de transmission de données selon la revendication 3, caractérisé en ce que Ladite première unité périphérique comprend un moyen (235) servant à recevoir des signaux de données de la part dudit bus série. 5. Radiotéléphone (103), caractérisé en ce qu'il comporte un émetteur-récepteur (107), un bus de données (109) acheminant des signaux de données et au moins un dispositif périphérique (111), Les signaux de données ayant un rapport cyclique effectif d'environ 50 %, le bus de données comprenant en outre un moyen servant à acheminer les données entre L'émetteur-récepteur (107) et le ou les dispositifs périphériques (111), L'émetteur-récepteur (107) ayant un premier potentiel de terre électrique et le dispositif périphérique ayant un deuxième potentiel de terre électrique ; un moyen servant à produire un signal de données dont l'amplitude est inférieure à 0,5 V et dont l3 vitesse de transition dépasse 1 MHz ; un moyen servant à accepter un premier niveau de tension de signal d'entrée de la part d'un premier dispositif périphérique et à accepter un deuxième niveau de tension de signal d'entrée de La part d'un deuxième dispositif périphérique. 6. Radiotéléphone selon la revendication 5, caractérisé en ce que le bus de données comporte un moyen (201) servant à indiquer à L'émetteur-récepteur (107) la présence du ou des dispositifs périphériques. 7. Appareil (243) d'interface de bus, caractérisé en ce qu'il possède une première extrémité et une deuxième extrémité, la première extrémité étant couplée à un bus de données (211) et la deuxième extrémité étant couplée à au moins une entrée (235) et à au moins une sortie (233) d'un premier dispositif périphérique, le bus de données acceptant un premier signal de données qui possède une amplitude ne dépassant pas 0,5 V, La ou les sorties produisant un deuxième signal, la ou les entrées étant couplées au bus de données, l'appareil comprenant en outre un moyen (227, 209, 231) servant à polariser le deuxième signal appliqué au bus de données ; un moyen (217, 223) qui sert à ajuster l'amplitude du deuxième signal sur un niveau prédéterminé, et est couplé à un moyen de filtrage (221, 219) ; et un moyen (213) qui, en réponse au deuxième signal, fait accès au bus de données, et est couplé audit moyen d'ajustement et couplé au bus de données. 8. Appareil selon la revendication 7, caractérisé en ce que le moyen de polarisation comprend un premier transistor (227) possédant une base, un émetteur et un collecteur, ledit collecteur étant couplé à un premier niveau de tension et ledit émetteur étant couplé à un deuxième niveau de tension ; un deuxième condensateur (209) possédant une première extrémité et une deuxième extrémité, ladite deuxième extrémité étant couplée audit deuxième niveau de tension ; et une première résistance possédant une première extrémité et une deuxième extrémité, ladite première extrémité étant couplée au bus de données, ladite deuxième extrémité étant couplée à ladite première extrémité dudit deuxième condensateur et à la base dudit premier transistor. 9. Appareil selon la revendication 7, caractérisé en ce que ledit moyen d'ajustement comprend une troisième résistance (223) possédant une première extrémité et une deuxième extrémité, Ladite première extrémité étant couplée audit moyen de filtrage ; et une quatrième résistance (217) possédant une première extrémité et une deuxième extrémité, ladite première extrémité étant couplée à ladite deuxième extrémité de ladite troisième résistance et ladite deuxième extrémité étant couplée à la sortie ou aux sorties du premier dispositif périphérique. 10. Appareil selon la revendication 7, caractérisé en ce que ledit moyen d'accès comprend un deuxième transistor (213) possédant une base, un collecteur et un émetteur, ladite base étant connectée à ladite première extrémité dudit moyen d'ajustement, Ledit collecteur étant couplé à un deuxième niveau de tension, ledit émetteur étant couplé au bus de données.