Brevet FR2701325A1 — publié le 19940812

DISPOSITIF D'ISOLEMENT DE BUS DE TRANSMISSION DE DONNEES La présente invention est relative à un dispositif d'isolement de bus de transmission de données reliés à des modules électroniques d'un réseau local de communications multiplexées embarqué dans un véhicule automobile. Le développement actuel important de l'électronique automobile permet le remplacement du câblage électrique conventionnel par un bus d'alimentation électrique et par un bus de transmission de données interconnectant des modules électroniques de commandes d'actionneurs ou d'acquisition de signaux reçus de capteurs. La norme ISO VAN/TC22/SC3jWGl publiée par L'International Standardisation Association, définit l'architecture physique et logique de la communication, embarquée dans un véhicule automobile. Le dispositif, objet de l'invention est particulièrement adapté à un réseau présentant une structure de type centralisée. Une telle structure peut être constituée d'un certain nombre de bus, dont une des deux terminaisons est reliée électriquement en un même point à un calculateur appelé unité centrale, l'autre terminaison est reliée à un ou plusieurs modules électroniques. Les structures matérielles des modules électroniques conçus pour faire partie d'un tel réseau sont décrites notamment dans les publications FR-A-2.657.737, FR-A-2.659.154, FR-A2.659.155. Il peut arriver que les fils de communications d'un bus se court-circuitent. Les tensions analogiques sur le bus représentatives des états logiques ont alors tendance à s'annuler mutuellement, provoquant un conflit sur le réseau, empêchant ainsi toute exploitation de la communication puisque tous les bus sont interconnectés ensemble sous la forme d'un noeud. La publication EP-A-0.289.271 décrit un dispositif de communication entre des modules maîtres et esclaves reliés par des bus de transmission de données d'un réseau multiplexé. Dans un tel dispositif, si des défaillances affectent tout ou partie du réseau multiplexé, les applications réceptrices associées aux modules sont mises dans un état prédéterminé. Un tel dispositif ne permet cependant pas d'utiliser les parties du réseau qui ne sont pas à l'origine des défaillances. La présente invention a pour objet de réaliser un tel dispositif qui permet l'isolement des seules parties du réseau multiplexé à ltorigine de défaillances. perturbant le reste dudit réseau. La présente invention a encore pour objet de réaliser un tel dispositif qui comprend des moyens d'identification du ou des bus responsables de défaillances dans la communication ainsi qu'une mémorisation de celles-ci. Un bus du réseau est relié à au moins un module maître ou esclave. On désignera dans la suite du texte par "bus maître, un bus relié à des modules maîtres et par "bus esclave", un bus relié à des modules esclaves. On atteint ces buts de l'invention, ainsi que d'autres qui apparaîtront dans la suite de la présente description, avec un dispositif d'isolement de bus esclaves et maîtres de transmission de données d'un réseau local de communications multiplexées de véhicules automobiles, dans lequel chaque bus esclave est relié à au moins un module esclave et chaque bus maître est relié à au moins un module maître communiquant par l'intermédiaire d'une unité centrale de traitement de données, caractérisé en ce que chaque bus est connecté à un émetteurrécepteur de ligne lui-même interconnecté à l'unité centrale et à un contrôleur de protocole et que des moyens de transmission relient les bus esclaves et les bus maîtres par l'intermédiaire de moyens de sectionnement dans le but d'-isoler un ou plusieurs bus du reste du réseau multiplexé. Selon un mode de réalisation avantageux de l'invention, le réseau possède deux types de modules - des modules esclaves qui ne peuvent émettre des informations vers l'unité centrale qu'à la suite d'une demande de celle-ci, ils sont principalement associés aux applications contrôlant les dispositifs d'éclairage et de signalisation du véhicule. - des modules maîtres qui peuvent émettre spontanément des informations vers l'unité centrale, implantés dans des zones moins exposées du véhicule, notamment au niveau de la planche de bord, et émettent des informations essentielles sur la bonne marche du véhicule, ils sont principalement assQciés aux différentes manettes de commande. Lorsque l'unité centrale émet des informations, celles-ci sont reçues par tous les modules. Lorsqu'un module esclave émet des informations, celles-ci sont reçues par 11 unité centrale via l'émetteur-récepteur de ligne. Selon une caractéristique avantageuse de l'invention les bus maîtres sont informés de l'état logique régnant sur les bus esclaves par l'intermédiaire de diodes, qui font passer ces informations de façon monodirectionnelle des bus esclaves vers les bus maîtres. Ces diodes sont choisies de façon à présenter des temps de commutation faibles et à ne présente qu'une faible chute de tension à leurs bornes en polarisation directe. Selon une autre caractéristique du dispositif selon l'invention, une diode qui relie le premier fil d'un bus esclave au premier fil d'un bus maître est connectée par sa cathode au fil du bus esclave et par son anode au fil du bus maître. Selon une autre caractéristique du dispositif selon l'invention, une diode qui relie le second fil d'un bus esclave au second fil d'un bus maître est connectée par son anode au fil du bus esclave et par sa cathode au fil du bus maître. Cet agencement très simple et de faible coût permet d'informer les bus maîtres des états logiques présents sur les bus esclaves sans avoir à passer par l'unité centrale, et ce afin d'éviter un retard supplémentaire de transmission lié au passage par l'unité centrale. On comprendra mieux les buts, aspects et avantages de la présente invention, d'après la description donnée ci-après d'une mode de réalisation de l'invention, donné à titre d'exemple non limitatif, en se référant au dessin annexé, dans lequel: La figure 1 représente un schéma synoptique d'un réseau multiplexé utilisant le dispositif selon l'invention. La figure 2 est un schéma fonctionnel d'un l'émetteur-récepteur de ligne. L'émetteur-récepteur (2) de ligne représenté sur le dessin a pour fonction d'assurer la liaison entre un bus (1,11) et le contrôleur de protocole (6) associé à l'unité centrale (5). Il réalise, par ailleurs, la mise en forme des signaux logiques issus du contrôleur de protocole (6) sous une forme compatible du bus (signaux analogiques). Les bus (1,11) sont de type bifilaire et comportent deux fils : un premier fil (la,lla) désigné dans ce qui suit par DATA+ et un second fil (lb,llb) désigné dans ce qui suit par DATA-. Les états logiques binaires sont matérialisés sur les bus (1,11) par une tension différentielle entre les deux fils, le sens de la polarité codant la valeur de l'état logique binaire. Sur la figure 1, les quatre premiers bus sont des bus (1) esclaves et les deux derniers bus des bus (11) maîtres. L'émetteur-récepteur (2) de ligne représenté à la figure 2 comporte un filtre analogique (12) dont deux entrées sont reliées aux fils du bus et dont les deux sorties sont reliées à un circuit de polarisation (18) raccordé à des comparateurs (15,16,17) dont les sorties RI, R2, RO sont reliées au contrôleur de protocole (6) par des portes logiques ET (7). Le circuit d'émission (13) de l'émetteur-récepteur (2) de ligne assure la conversion des données DE émises par le contrôleur de protocole (6), entrant par une ligne unipolaire, en signaux différentiels de tension adaptés au bus. Les signaux transmis par les bus sont de type binaire. L'état logique présent sur le fil (la,lla) DATA d'un bus (1,11) étant en phase par rapport au signal logique DE issu du contrôleur de protocole (6). L'état logique sur le fil (lb,llb) DATA- d'un bus (1,11) est en opposition par rapport au signal logique DE issu du contrôleur de protocole (6). Un état logique dit dominant selon la norme VAN sur un bus (1,11) correspond à un signal logique 0 appliqué sur l'entrée DE de l'émetteur-récepteur (2) de ligne par le contrôleur de protocole (6), il se traduit par - une tension de 1V par rapport à la masse sur le fil DATA+ d'un bus (1,11), - une tension de 4V par rapport à la masse sur le fil DATA- d'un bus #l,ll). Un état logique dit récessif selon la norme VAN sur un bus correspond à un signal logique 1 appliqué sur l'entrée DE de l'émetteur-récepteur (2) de ligne par le contrôleur, de protocole (6), il se traduit par - une tension de 4V par rapport à la masse sur le fil DATA+ d'un bus (1,11), - une tension de 1V par rapport à la masse sur le fil DATA- d'un bus (1,11). Les fils (la) respectivement les fils (lb) des bus (1) esclaves sont connectés aux fils (lla) respectivement (llb) des bus (11) maîtres par des diodes (10a) qui ont pour rôle d'imposer l'état logique de la communication des bus (1) esclaves sur les bus (11) maîtres, en particulier les états logiques dominants au sens de la norme VAN. En effet, en présence d'un état logique dominant sur un bus (1) esclave (VDATA±lV et VDATA#=4V), les diodes (10a) sont polarisées dans le sens direct et les tensions sur le bus (1) esclave sont ainsi reportées sur le bus (11) maître remplaçant les tensions présentes sur celui-ci.Il est donc nécessaire de conserver des premiers moyens de sectionnement (8) entre la sortie de la série de diodes (10a) et les bus (11) maîtres en cas d'état logique dominant persistant sur un des bus (1) esclaves. Le contrôleur de protocole (6) analyse en permanence l'état logique de sortie R1, R2, RO des trois comparateurs (15,16,17) pour en déduire le mode de transmission sur les fils du bus (1,11) (mode nominal, mode dégradé, ou court-circuit entre les fils), choisit de prendre en compte les informations des deux fils d'un bus (sortie R0) ou soit de l'un (sortie R1) ou de l'autre (sortie R2) en fonction -de l'état logique desdites sorties.Il s'assure que les informations provenant de l'émetteur-récepteur (2) de ligne respectent le protocole défini, 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 en vue de leur exploitation par l'unité centrale (5). L'émetteur-récepteur (2) de ligne est connecté à l'unité centrale (5) de traitement par une entrée RAZ. Lorsque l'unité centrale (5) veut isoler un bus (1,11) du reste du réseau, elle applique un état logique 1 sur l'entrée RAZ de l'emetteur- récepteur (2) de ligne correspondant, ce qui force les sorties R1, R2, RO à l'état logique 1, et ce indépendamment de l'état logique présent sur ce bus. Un logiciel de détection de blocage de la communication du réseau est implanté dans l'unité centrale, qui décode en permanence la séquence des signaux reçue du contrôleur de protocole (6). En cas de présence d'un état logique dominant persistant sur le réseau, l'unité centrale (5) sectionne la liaison entre les bus (11) maîtres et esclaves (1) en commandant l'ouverture des premiers moyens de sectionnement (8) qui sont constitués dans le mode de réalisation de l'invention par des relais électromécaniques et isole l'ensemble des bus (1) esclaves du réseau par l'application d'un signal logique 1 sur l'entrée RAZ des différents émetteurs récepteurs (2) de ligne correspondants. Les bus (11) maîtres peuvent être isolés l'un de l'autre par des seconds moyens de sectionnement (9) qui sont constitués dans le mode de réalisation de l'invention par des relais électromécaniques actionnés sur ordre de l'unité centrale (5). L'unité centrale (5) comprend un autre logiciel conçu pour rechercher suivant une procédure définie, le ou les bus (1,11) perturbateurs du réseau. Pour ce faire, l'unité centrale (5) sélectionne un ou plusieurs bus (1) et analyse l'effet de cette sélection sur le réseau : si la communication sur le réseau n'est pas perturbée, elle en déduit que les bus (1) sélectionnés ne sont w .t pas à l'origine du blocage précédent et recherche le bus (1) perturbateur parmi ceux restants. Une fois celui-ci localisé, l'unité centrale (5) l'isole du reste du réseau par application d'un signal logique 1 sur l'entrée RAZ de l'émetteurrecepteur (2) de ligne dudit bus (1). L'unité centrale (5) remet alors les autres bus (1) esclaves en communication avec le reste du réseau en appliquant un signal logique 0 sur leur entrée RAZ. REVENDICATIONS 1) Dispositif d'isolement de bus (1,11) esclaves et maîtres de transmission de données d'un réseau local de communications multiplexées de véhicules automobiles, dans lequel chaque bus (1) esclave est relié à au moins un module (3) esclave et chaque bus (11) maître est relié à au moins un module maître (4) communiquant par l'intermédiaire d'une unité centrale (5) de traitement de données, caractérisé en ce que chaque bus (1,11) est connecté à un émetteur-récepteur (2) de ligne luimême interconnecté à l'unité centrale (5) et à un contrôleur de protocole (6) et que des moyens de transmission (10) relient les bus (1) esclaves et les bus (11) maîtres par l'intermédiaire de moyens de sectionnement (8,9) dans le but d'isoler un ou plusieurs bus (1,11) du reste du réseau multiplexé. 2)Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de transmission (10) d'une part entre un premier fil (la) d'un bus (1) esclave bifilaire et un premier fil (lla) d'un bus (11) maître bifilaire et d'autre part entre un second fil (lb) d'un bus (1) esclave et un second fil (llb) d'un bus (11) maître sont respectivement constitués par des diodes (10a), qui transmettent l'état logique des bus (1) esclaves aux bus (11) maîtres. 3)Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'une diode (10a) reliant le premier fil (la) d'un bus (1) esclave au premier fil (lla) d'un bus (11) maître est connectée par sa cathode au fil du bus (1) esclave et par son anode au fil du bus (11) maître. 4)Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'une diode (10a) reliant le second fil (lb) d'un bus (1) esclave au second fil (llb) d'un bus (11) maître est connectée par son anode au fil du bus (1) esclave et par sa cathode au fil du bus (11) maître. 5)Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu' un émetteur-récepteur (2) de ligne est constitué par un circuit de polarisation (18) d'un filtre (12) de ligne, par trois comparateurs (15,16,17), dont les sorties R1, R2, RO sont reliées par des portes logiques (7) à un contrôleur de protocole (6) et par un circuit (13) d'émission d'états logiques binaires sur le bus (1,11) auquel ledit circuit (13) est relié et par un circuit de commande (14) relié par des entrées RAZ et DE respectivement à l'unité centrale (5) et audit contrôleur de protocole. 6)Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en que des premiers moyens de sectionnement (8) entre les moyens de transmission (10) et les bus (11) maîtres sont constitués par des relais électromécaniques actionnés sur ordre de l'unité centrale (5) pour isoler les bus (11) maîtres de l'ensemble des bus (1) esclaves. 7)Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que des seconds moyens de sectionnement (9) entre deux bus (11) maîtres sont constitués de relais électromécaniques actionnés sur ordre de l'unité centrale (5).