Brevet FR2699775A1 — publié le 19940624

CARTE D'EQUIPEMENT DE LIGNE POUR SERVEUR OU AUTOCOMMUTATEUR La présente invention concerne l'utilisation d'un DSP (Digital Signal Processor - Processeur de Traitement du signal) pour réaliser le dialogue entre un serveur et ses terminaux téléalimentés, et, de ce fait, reliés par des liaisons filaires en conduction métallique directe. Elle peut être matérialisée par la réalisation d'une carte d'équipement de ligne qui comporte des moyens d'interface de signalisation, agencés pour détecter des signaux analogiques d'une ligne raccordée à ladite carte, un processeur de traitement de signal pour les transformer en signaux logiques correspondants, ainsi que des moyens de conversion analogique-numérique et numérique-analogique de signaux fréquentiels échangés avec le terminal. Une ligne téléphonique est reliée à un serveur par un équipement de ligne qui fournit à la ligne le courant nécessaire au terminal téléalimenté raccordé ainsi que les divers signaux de signalisation nécessaires, comme la sonnerie, la tonalité d'invitation à numéroter ou la tonalité d'occupation. Avec la progression du nombre de services offerts, d'autres tonalités et fréquences sont transmises, comme la tonalité signalant qu'un tiers tente de joindre un correspondant occupé. Si un abonné dispose d'un compteur de taxes, pour vérifier la facturation du gestionnaire du réseau ou pour que lui soit facturé l'appel à partir d'un poste à paiement immédiat, tel qu'un publiphone à carte, l'équipement de ligne doit encore reconnaître et envoyer d'autres signaux de signalisation fréquentielle. I1 détecte aussi les signaux de ligne. Par ailleurs, l'équipement de ligne comporte, sur une liaison spécifique, elle aussi raccordée à la ligne, un codec (codeur décodeur) convertissant les signaux analogiques phoniques en signaux numériques transmis vers le réseau de connexion du serveur, et inversement. Cet équipement de ligne comporte, en plus du codec, autant de générateurs ou détecteurs de signaux qu'il y a de signaux de signalisation, ou au moins comporte des moyens de connexion à- des générateurs ou détecteurs de signaux communs. Plus le nombre de signaux de signalisation fréquentielle augmente, plus l'équipement de la ligne devient complexe, cher, encombrant et consommateur d'énergie. De plus, l'utilisation de circuits détecteurs ou générateurs de signaux communs nécessite l'acheminement, à l'intérieur du serveur, des signaux analogiques correspondants, entre l'équipement de ligne et les circuits correspondants. Or la bande-passante des liaisons à l'intérieur du serveur est limitée, si bien que l'on ne peut utiliser que des signaux à relativement basse fréquence, quelques kiloHertz, alors que la ligne pourrait transmettre des signaux à plusieurs dizaines de kiloHertz. La variété des signaux de signalisation est, de ce fait, limitée. La présente invention vise à pallier cet inconvénient. A cet effet, elle concerne une carte d'équipement de ligne pour serveur ou autocommutateur prévue pour être reliée directement à des postes ou des terminaux et comportant des moyens d'interface de signalisation, agencés pour détecter des signaux analogiques et fréquentiels d'une ligne raccordée à ladite carte et fournir, à des moyens de gestion de la carte, un signal logique correspondant, par l'utilisation de moyens de conversion analogique-numérique et numérique-analogique et de moyens de traitement. Ainsi, les moyens de traitement étant directement reliées à la ligne, les signaux haute fréquence leur parviennent sans difficulté. Avantageusement les moyens d'interface et les moyens de conversion sont intégrés dans un même circuit de traitement comportant un processeur de traitement de signal. Ainsi, contrairement au préjugé préexistant qui voulait que l'on sépare les signaux phoniques, allant vers le réseau de connexion pour le traverser, et les signaux de signalisation, allant vers le réseau de connexion, pour le commander, la demanderesse propose de maintenir ensemble tous les signaux analogiques. Le circuit de traitement reçoit tous le signaux analogiques et il fournit en réponse des signaux numériques que rien ne distingue les uns des autres, hormis le fait qu'ils sont transmis à des destinataires différents. Le gain en matériel est important et ne pénalise pas la disponibilité des fonctions correspondantes, car, lors d'une émission, au maximum un ou deux signaux de signalisation sont en général émis, ce qui ne surcharge pas le processeur de traitement de signal. Avantageusement, plusieurs lignes étant raccordées à la carte, lesdits moyens de gestion sont montés sur la carte et il est prévu des moyens de gestion, du processeur de traitement de signal, en temps partagé entre les signaux desdites lignes. Comme indiqué précédemment, le travail du processeur est limité, si bien qu'il peut traiter plusieurs lignes en temps partagé. En particulier, on peut affecter cycliquement une tranche de temps de durée déterminée pour le traitement des signaux phoniques, qui doivent être numérisés, ou inversement, selon un rythme fixe, en général à 8 kiloHertz, ce qui évite une contention dans la gestion du processeur de traitement de signal et évite une perte de temps. I1 peut aussi être prévu d'autres moyens pour la gestion du processeur de traitement de signal, agencés pour faire traiter par ce dernier plusieurs types de signaux de ligne. Ainsi, si plusieurs types de signaux de signalisation fréquentielle sont utilisés, le processeur de traitement de signal suffit pour les traiter. En sens inverse, vers la ou les lignes, le processeur de traitement de signal peut être agencé pour engendrer des signaux analogiques de ligne à partir de tables numériques correspondantes. On peut ainsi engendrer des signaux à fréquence très précise, puisque le processeur de traitement du signal est en général piloté par un quartz. De plus, leur niveau est aussi très précis et peut être modifié, si besoin est, par une simple commande numérique. Avantageusement, les moyens de gestion de la carte comportent une unité de contrôle associée à des moyens mémoires agencés pour recevoir des données de programme provenant d'une unité centrale du serveur et les transmettre aux moyens d'interface de signalisation. On peut ainsi avoir une carte universelle et la télécharger en fonction du type de la ligne raccordée et en particulier de la signalisation utilisée. Afin de disposer d'un processeur de traitement de signal très rapide, pour traiter un nombre maximal de lignes, il est avantageux d'utiliser un processeur de traitement de signal à architecture RISC (Reduced Instruction Set Computer). La présente invention sera mieux comprise à l'aide de la description suivante de la forme de réalisation préférée de la carte de l'invention, en référence à la figure unique annexée qui représente un schéma par blocs des moyens d'interface de ligne de la carte ainsi que d'un microcontrôleur de gestion de la carte associé à des mémoires. La carte, qui va maintenant être décrite, appartient à un serveur, ou autocommutateur, et comporte une interface de signalisation de ligne 1 raccordée, ici, à quatre lignes analogiques, globalement repérées 2, à travers des circuits d'interface 8, connus, assurant l'isolement galvanique et la fourniture du courant continu au poste ou terminal raccordé. Un microcontrôleur 11 de la carte est associé à une mémoire flash EPROM 12, une mémoire EPROM 13 et une mémoire RAM 14. Un circuit 15 décodeur d'adresse, commandé par un bus 17 reliant les composants 11 à 14, assure le décodage des poids forts de l'adresse et sélectionne le composant correspondant. Au bus 17 sont aussi raccordés une autre mémoire flash EPROM 18 et un circuit 19 d'échange interprocesseurs, reliés aussi à un processeur 3 de traitement de signal (DSP, pour Digital Signal Processor) de l'interface 1. Un circuit de liaison 20 assure la liaison entre un bus principal 21, ici de type RS 485, externe à la carte, et le microcontrôleur 11. Dans cet exemple, le processeur 3 est un processeur TMS 320C51, en l'espèce un circuit intégré de technologie CMOS fabriqué par la société TEXAS INSTRUMENTS. Un quartz 4, à 40 MHz, fournit un signal d'horloge au processeur 3. Le processeur 3 comporte des mémoires RAM 5 de programme et de données pouvant être chargées à partir de la mémoire flash EPROM 18, qui est elle-même chargée à travers le circuit de liaison 20 à partir d'une unité centrale du serveur, non représentée, reliée au bus principal 21. Des mémoires ROM 6 du processeur 3 contiennent des données de programme ainsi que des tables indiquées ciaprès. Entre le processeur 3 et chacun des circuits d'interface 8 est, ici, interposé un codec 7 de l'interface 1, assurant la conversion analogique-numérique des signaux allant des lignes 2 vers le processeur 3 et la conversion inverse dans l'autre sens. On comprendra que les quatre codecs de cet exemple peuvent être remplacés par un seul codec utilisé en temps partagé. En particulier, ce codec peut être intégré au processeur 3 et constituer avec lui un circuit unique ayant une unité fonctionnelle, pouvant échanger des signaux analogiques tout aussi bien que numériques. Le fonctionnement des circuits de la carte va maintenant être expliqué. Les signaux fréquentiels analogiques provenant des lignes 2, ici dans une gamme de quelques centaines de Hertz à quelques dizaines de kiloHertz, sont numérisés dans les codecs 7 et transformés en signaux numériques. Ils sont ensuite traités par le processeur 3, puis, à travers le circuit d'échange 19, le bus 17, le microcontrôleur 11 et le bus principal 21, parviennent à l'unité centrale du serveur. Les signaux numériques homologues provenant de l'unité centrale du serveur suivent le même trajet, en sens inverse, et sont convertis en signaux analogiques par les codecs 7 avant d'être émis en ligne 2. Les signaux analogiques de signalisation provenant d'une ligne 2 parviennent de même directement au processeur 3, c'est-à-dire sans traversée d'éléments apportant une atténuation en fonction de la fréquence, et le processeur 3 compare leur fréquence à des fréquences prédéterminées de signalisation. La détection d'une fréquence est réalisée en effectuant, par exemple, un filtrage récursif sur les échantillons successifs représentant l'amplitude du signal reçu. Des coefficients de pondération des résultats intermédiaires utilisés dans les étages du filtre numérique fixent la valeur de la fréquence recherchée et la bande passante du filtre.Ces coefficients peuvent être changés cycliquement pour utiliser les circuits de calcul du processeur 3, essentiellement des multiplieurs, en temps partagé entre plusieurs fréquences recherchées et plusieurs lignes 2 susceptibles de transmettre ces fréquences. Ces coefficients sont mémorisés dans la mémoire ROM 6. Le niveau des signaux de signalisation est aussi comparé à des seuils de signaux de signalisation prédéterminés, eux aussi variables cycliquement et contenus dans la mémoire ROM 6. En cas de reconnaissance, un signal correspondant est transmis au microcontrôleur 11, qui, après analyse, le transmet si nécessaire à l'unité centrale externe à la carte lorsque, par exemple, un message de signalisation de niveau 3 ou au-dessus, dans les sept couches ISO, a été reçu. Par contre pour les signalisations de niveau 2, qui est le niveau liaison, la carte gere elle-même les échanges avec les lignes 2 et prend localement une décision en commandant l'interface 1 en conséquence, par exemple en commandant la poursuite de la détection pendant une durée déterminée, de valeur stockée dans la mémoire ROM 6. La création, dans le processeur 3, d'un signal de signalisation de fréquence déterminée est effectuée à partir d'une table de sinus de la mémoire ROM 6 qui est balayée avec des pas, multiples de la période du quartz 4, plus ou moins grands, si bien que la fréquence engendrée est d'autant plus élevée que les pas sont grands. La gestion du partage de temps ci-dessus est effectuée à partir de données de commande contenues dans la mémoire flash 18 et transmises aux mémoires RAM 6 du processeur 3. Ces données proviennent du microcontrôleur 11, en fonction des signalisations qu'il a reçues précédemment et elles proviennent aussi de l'unité centrale externe. Certaines de ces données sont permanentes, par exemple celles allouant cycliquement un temps déterminé aux signaux phoniques. Dans le cas évoqué ou la fonction codec 7 serait intégrée dans le processeur 3, qui constituerait alors à lui seul une unité de traitement unique pour le circuit d'interface 1, le temps alloué pour cette fonction est alors accru par rapport à celui du présent exemple, ou le processeur 3 n'a simplement qu'à transmettre des signaux numérisés, sans les convertir lui-même. Afin de ne pas occuper inutilement, par des contentions, ses liaisons numériques avec le reste de la carte, le processeur 3 dispose d'un mode d'accès DMA (Accès Direct Mémoire), sans intermédiaire. REVENDICATIONS 1. Carte d'équipement de ligne pour serveur ou autocommutateur prévue pour être reliée directement à des postes ou des terminaux et comportant des moyens d'interface de signalisation (3) agencés pour détecter des signaux analogiques et fréquentiels d'une ligne (2) raccordée à ladite carte et fournir, à des moyens de gestion de la carte (11-20), un signal logique correspondant, par l'utilisation de moyens de conversion analogique-numérique et numérique-analogique (7) et de moyens de traitement (3). 2. Carte selon la revendication 1, caractérisée par le fait que les moyens d'interface (3) et les moyens de conversion (7) sont intégrés dans un même circuit de traitement (1) comportant un processeur de traitement de signal. 3. Carte selon l'une des revendications 1 et 2, dans laquelle, plusieurs lignes (2) y étant raccordées, lesdits moyens de gestion (11) sont montés sur la carte et il est prévu des moyens (11, 18) de gestion, du processeur de traitement de signal (3), en temps partagé entre les signaux desdites lignes (2). 4. Carte selon l'une des revendications 1 à 3, dans laquelle il est prévu d'autres moyens (11, 18) de gestion du processeur de traitement de signal (3), agencés pour faire traiter par ce dernier plusieurs types de signaux de ligne. 5. Carte selon l'une des revendications 1 à 4, dans laquelle le processeur de traitement de signal (3) est agencé pour engendrer des signaux analogiques de ligne à partir de tables numériques correspondantes. 6. Carte selon l'une des revendications 3 à 5, dans laquelle les moyens de gestion de la carte comportent une unité de contrôle (11) associée à des moyens mémoires (12) agencés pour recevoir des données de programme provenant d'une unité centrale du serveur ou autocommutateur et les faire exécuter par l'unité de contrôle (11). 7. Carte selon l'une des revendications 3 à 5, dans laquelle les moyens de gestion de la carte comportent une unité de contrôle (11) associée à des moyens mémoires (12) agencés pour recevoir des données de programme provenant d'une unité centrale du serveur ou autocommutateur et les transmettre aux moyens d'interface de signalisation (3). 8. Carte selon l'une des revendications 6 et 7, dans laquelle lesdits moyens mémoires comportent une mémoire flash EPROM (12;18). 9. Carte selon l'une des revendications 1 à 8, dans laquelle le processeur de traitement de signal (3) est à architecteur RISC. 10. Carte selon l'une des revendications 1 à 9, dans laquelle le processeur de traitement de signal (3) comporte un canal DMA.