Brevet FR2750276A1 — publié le 19971226

Etat de la technique. L'invention concerne un procédé de commande de la transmission d'informations entre des composants électroni- ques de préférence dans un véhicule automobile, qui fournit simplement des informations ou les traite ou sont reliés par un bus de commande de manière linéaire ou par un composants de commande. L'invention concerne également un composant pour la mise en oeuvre d'un tel procédé. On connaît déjà des procédés pour commander le transfert d'informations entre les composants électroniques dans un véhicule automobile, pour résoudre le problème de l'encombrement des composants dans le domaine du transfert d'informations et de l'entretien à cause de la fonctionnalité croissante et de la complexité malgré l'intégration. Cela se traduit par des systèmes en réseau et des composants décen- tralisés. A côté des informations de commande et de contrôle, il faut également transmettre des informations audio ou des données vidéo ou encore des données d'un disque CD-Rom (appelées ci-après données ou données utiles). Pour transmet- tre ces données, il faut un concept modulaire que permet la transmission par câble coaxial ou guide d'ondes lumineuses de manière générale en matière plastique. On utilise à cet ef- fet, entre autres, des protocoles de transmission standardi- sés pour la transmission des données, pour des raisons de coût. On connaît la mise en réseau de composants dans des véhicules automobiles sous la forme d'une topologie en étoile. Dans cette construction, on branche un certain nombre de sources de données à un puits de données. Ce nombre ne peut être dépassé à cause du nombre limité d'entrées li- bres disponibles. De plus cela présente un encombrement im- portant et un grand nombre de contacts d'enfichage au niveau du puits de données. On connaît également des structures en anneau, optiques (comportement au scintillement des structures opti- ques en anneau, Schunk, N. Bosch Technische Berichte 3/96). Dans ce document, par un support de transfert, on transmet des données ainsi que des informations de commande et de con- trôle. Chaque composant qu'il s'agisse d'une source de don- nées ou d'un puits de données possède un convertisseur opto-5 électrique à l'entrée et un convertisseur opto-électrique à la sortie. Un processeur de protocole permet l'enregistrement et la lecture des données. Le flux des données doit être com- mandé en cadence dans une structure en anneau. L'inconvénient d'une topologie en anneau et la transmission de toutes les données par le même milieu est le fait qu'une coupure en un point quelconque met l'ensemble du réseau hors service. Les composants qui n'ont pas de source de données propre jus- qu'aux informations de commande et de contrôle, comme par exemple des télécommandes, présentent dans une structure en anneau, une interface surdimensionnée. Avantages de l'invention. La présente invention concerne un procédé destiné à remédier aux inconvénients et solutions connus pour comman- der la transmission d'informations. Ce procédé est caractérisé en ce que le composant de commande comprend un composant pour émettre des informa- tions et au moins un composant pour traiter les informations avec un branchement actif et l'information est injectée dans une ligne de données distincte du bus de commande et reliant entre eux tous les composants. Ce procédé offre l'avantage que la simple trans- mission des données est couplée de la fonction de commande et de contrôle en ce que les lignes de commande et de données relient séparément les composants du réseau. On réalise ainsi une structure en cascade simple à partir des composants pour laquelle la succession des composants dans la chaîne est quelconque; de même le nombre de composants n'est pas limité par le nombre d'emplacements d'enfichage. Une coupure de la ligne de transmission de données se traduit par la perte des données du composant o se trouve le point de rupture de la source de données, mais les autres composants continuent de travailler sans être gênés. Les deux composants qui consti- tuent la source et le puits des informations sont branchés de manière active par le bus de commande. Il est avantageux dans la mise en cascade, que la ligne des données passe par des circuits de dérivation à tra- vers les différents composants en réseau qui ne sont pas des composants d'extrémité. Cela offre l'avantage qu'une simple unité de commutation assure la liaison des composants et qu'il ne faut pas de génération active d'horloge avec une boucle verrouillée en phase. Les moyens électroniques mis en oeuvre pour un composant du réseau de données sont de ce fait réduits. Grâce à la construction simple de la liaison, on peut transmettre des données numériques et/ou analogiques et le système peut ainsi s'adapter à des exigences croissantes.15 Les protocoles et procédés de transmission de données stan- dards peuvent servir. Par exemple on peut utiliser le protocole S/P-DIF pour la transmission numérique d'informations avec codage au- tocadencé.20 Les composants pour la mise en oeuvre du procédé présentent avantageusement un circuit de dérivation avec un commutateur simple reliant la sortie et l'entrée des compo- sants et l'unité fonctionnelle. Il est en outre avantageux que les sources de données utilisées comme composants de fin de ligne présentent uniquement une sortie de données et permettent ainsi d'économiser un circuit de dérivation. Les composants d'extrémité de ligne fonctionnant comme des puits de données ne nécessitent qu'une entrée de données. La commande de la cascade de données se fait avantageusement par une ligne de commande reliée au micro- ordinateur et à une interface de bus pour chaque composant. De façon avantageuse, la ligne de commande est réalisée sous la forme d'un bus CAN, les composants de commande étant mon- tés séparément et intégrés dans l'un des autres composants. Dessins. Un exemple de réalisation de l'invention est re- présenté dans les dessins et sera décrit ci-après de manière plus détaillée. Ainsi: la figure 1 montre un système de réseau linéaire selon l'invention, - la figure 2 montre un chaînage par des circuits de dériva- tion, - la figure 3 montre la structure d'un composant émetteur dans une cascade de données, - la figure 4 montre la structure d'une composante formant récepteur, - la figure 5 montre un exemple de réalisation du système de transmission d'informations. Description des exemples de réalisation. La figure 1 montre de manière générale le chaî- nage de composant. Le système de réseau selon l'invention as- sure la séparation entre les données de commande et les données de contrôle ainsi que les données utiles au moment de la transmission. La transmission des données se fait par les lignes de données 3. La transmission elle-même utilise avan- tageusement un protocole de transmission numérique sans uti- liser de codage autocadencé. Un tel codage est par exemple un codage à repère biphasé, permettant une transmission syn- chrone par une ligne de données. On peut également utiliser dans la cascade selon l'invention, des signaux analogiques comme par exemple pour la transmission de signaux audio basse fréquence. La commande se fait par un maître-MMI (Man Ma- chine Interface) 8. Ce maître 8 est responsable de la com- mande de la cascade. Le maître peut être un composant indépendant comme celui représenté à la figure 1 ou être in- tégré à n'importe quel composant de la cascade de données. Le maître représente l'interface avec l'utilisateur. Un maître MMI est caractérisé en ce qu'il contrôle et met en mémoire tous les états importants pour la réalisation du réseau pour les données. Lorsqu'on n'utilise pas de mémoire volatile (par exemple EEPROM) pour l'enregistrement des états de cascade, par exemple dans le cas d'une cascade audio, on peut écouter de nouveau la dernière source utilisée avant la coupure du système, au moment de la remise en route. Le maître 8 est re- lié par la ligne de données 5 aux différents composants du montage en cascade. Dans ce mode de réalisation, chaque com- posant comporte une source de données 1 et un puits de don- nées 2. Le commutateur 13 commute de la fonction choisie par l'unité de commande 8 par l'intermédiaire d'une entrée/sortie sur la ligne de données 3. La figure 2 montre un mode de réalisation parti- culier permettant un branchement plus simple des composants sur la ligne de données et simplifiant leur remplacement. Les composants 9 constituent chaque fois des sources de données 1 ou des puits de données 2; on peut également avoir un compo- sant ayant uniquement des fonctions de commande. A l'intérieur d'une cascade, chaque composant 9 possède une sortie de données 12 et une entrée de données 11. Les deux entrées et sorties sont reliées par une dérivation 10 à la source 1. Les composants d'extrémité peuvent être des sources de données ayant seulement une sortie de données 12. Les com- posants 9 qui ne sont ni source, ni puits de données mais fournissent uniquement des informations de commande sont re- liés au bus de commande 5. De manière générale, à l'extrémité de la cascade, on a un puits de données. Les sources de don- nées et les puits de données contiennent toutes les interfa- ces d'émetteur et de récepteur, nécessaires. L'ordre dans la cascade de données est quelconque seulement pour un puits de données. La figure 3 montre la construction d'un composant 9 avec une source de données 1. Le bus de commande et de con- trôle 5 est relié dans le composant à l'interface de bus com- mandé par un microprocesseur. La source de données avec le circuit de codage 1 communique par le système à microproces- seur à l'unité de commande. Le composant 9 possède un circuit de dérivation 10. L'entrée 11 reliée dans le cas présent à un guide d'ondes lumineuses doit être munie d'un convertisseur optoélectronique. L'interrupteur 13 peut commuter l'entrée 11 sur la sortie 12. En plus de la dérivation décrite dans cet exemple de réalisation et qui correspond à un mode de réali- sation électrique, comme par exemple l'utilisation d'un com- mutateur CMOS, on peut également utiliser comme moyen de dérivation un commutateur optique. La figure 4 montre le circuit utilisant un puits de données qui n'est pas construit comme composant d'extrémité et comporte également pour cette raison une déri- vation. De manière générale, le maître MMI active la source comme par exemple un changeur de disque CD et le puits de données par le bus de commande en utilisant un ordre. Dans le cas d'un appareil de navigation, on affi- che une indication de direction en ce que la source de don- nées 1 émet la présence de données pour un puits de données; elle transmet la cascade de données communiquée par le con- trôleur de commande et de bus 5 avec le maître. Le bus de commande et de contrôle transmet l'indication d'activer la source de données. Puis le commutateur 13 bascule sur la source de données et les signaux de la source de données ar- rivent par le convertisseur optoélectronique 15 à la sortie 12 et sur la ligne de données 3. Dans la cascade, il y a au plus une source active, tous les autres composants font cir- culer le flux de données par le circuit de dérivation 10. Une caractéristique importante du circuit de dérivation est que le passage du flux de données se fait sans régénération de l'horloge mais par un simple composant passant. Le nombre de composants maximum autorisé dans une cascade de données dé- pend de la qualité des chemins de transmission 3 et des cir- cuits d'adaptation 14, 15. Lorsqu'on utilise des systèmes de guides d'ondes lumineuses appropriés, par exemple des guides d'ondes en fibres optiques et des circuits de sortie, on peut relier jusqu'à 10 composants par la cascade. Pour la mise en cascade, on distingue entre qua- tre composants 9 différents: a) Puits de données (composant d'extrémité): le puits de données possède seulement une entrée 11. En principe, une cascade de données peut avoir plusieurs puits de données. Mais l'ordre dans le réseau de données n'est plus quelconque. b) Source de données susceptible d'être mise en cascade: les composants possèdent chacun une entrée de données 11 et une sortie de données 12. En outre, ils comportent un circuit de dérivation 10 qui correspond pratiquement à un commutateur par exemple réalisé en technique CMOS avec deux positions: source interne active/n'importe quelle source externe active. La position du commutateur est sur- veillée par le système à microprocesseur avec l'interface de bus et est commandée par le maître MMI 8 par le bus de commande et de contrôle 5. En cas d'interface de bus dé- fectueux, le commutateur passe automatiquement en position de défaut pour le bouclage. c) Source de données qui ne peut être mise en cascade (composant d'extrémité): un composant d'extrémité possède seulement une sortie de données 12. Dans chaque système, on peut avoir exactement un composant d'extrémité. Que ce composant soit réalisé comme composant d'extrémité ou non dépend de manière géné- rale de l'équipement prévisible et du lieu d'implantation. d) Les composants sans traitement de données dans le sens d'une mise en cascade: les composants qui ne sont pas branchés sur une source de données peuvent néanmoins fonctionner en réseau par le bus de commande et de contrôle 5. En principe la cascade convient à la fois pour un câble coaxial et pour un câble à guide d'ondes lumineuses (câble optique). Dans les deux cas, on a un circuit adapta- teur (par exemple un découplage de tension, une conversion de signal optique/électrique etc.). Dans la cascade, il faut utiliser le même protocole de transmission pour tous les com- posants; toutefois on peut par exemple avoir des taux de dé- tection différents dans les composants pour la transmission audio. Les taux de détection autorisés dépendent uniquement du protocole de transmission utilisé ainsi que de la plage PLL du puits de données. Si à l'intérieur d'une cascade, on peut utiliser des protocoles de transmission différents, il faut que le puits soit équipé de moyens supplémentaires pour tous les protocoles utilisés. La figure 5 montre une réalisation pratique d'un réseau pour l'automobile. Le tableau de bord A du véhicule comporte un émetteur vocal 20 par exemple intégré à l'appareil radio et un ensemble émetteur/récepteur téléphoni-5 que 21. Ces deux puits de données sont reliés par un bus de commande 5 aux composants intégrés dans le coffre du véhi- cule. Le coffre du véhicule peut loger les composants ne né- cessitant pas d'intervention directe de l'utilisateur. Dans le présent exemple, il peut par exemple s'agir des appareils de navigation 22 ou un changeur de disque CD 23. Les données des composants sont transmises par les guides d'ondes lumi- neuses 3 vers le puits de données qui dans ce cas est l'émetteur vocal 20 comportant également le maître MMI. Pour le bus de commande et de contrôle, on utilise comme base le CAN (Controll Area-Network). Les données audio elles-mêmes sont transmises par la ligne de données pour la cascade de guides optiques. Le protocole de transmission pour les don- nées audio est disponible par exemple pour S/P-DIF, de sorte que l'on dispose d'un canal stéréophonique. L'application de la cascade de données est égale- ment possible pour les installations multimédia domestiques. Pour cela, on peut envisager des configurations quelconques du système. En principe, les cascades de données conviennent pour les applications vidéo en particulier si l'on dispose de procédés de compression et de transmission tels que MPEG. R E V E N D I C A T IONS 1 ) Procédé de commande de la transmission d'informations en- tre des composants électroniques de préférence dans un véhi- cule automobile, qui fournit simplement des informations ou les traite ou sont reliés par un bus de commande de manière linéaire ou par un composants de commande, caractérisé en ce que le composant de commande comprend un composant pour émettre des informations et au moins un composant pour traiter les informations avec un branchement actif et l'information est injectée dans une ligne de données distincte du bus de com- mande et reliant entre eux tous les composants. 2 ) Procédé de commande de transmission d'informations selon la revendication 1, caractérisé en ce que la ligne de données est sous la forme d'une chaîne et des données d'informations passent à l'intérieur de la chaîne par un circuit de dérivation. 3 ) Procédé de commande de transmission d'informations selon la revendication 1 et 2, caractérisé en ce que la ligne de données transmet des informations qui existent sous forme analogique et/ou numérique. 4 ) Procédé de commande de transmission d'informations selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que des protocoles de transmission standards sont utilisés pour transmettre les données d'informations entre deux composants par la ligne de données. ) Procédé de commande de transmission d'informations selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la transmission de données se fait en série, d'un point à l'autre avec un codage autocadencé. 6 ) Procédé de commande de transmission d'informations selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la transmission de données se fait selon un format standard S/P-DIF. 7 ) Composant pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que les composants qui ne sont pas des composants d'extrémité de ligne comportent un circuit de dérivation avec une liaison d'entrée et de sortie sur la ligne de données et un branche- ment pour l'unité fonctionnelle (émission ou traitement) et qui, lorsqu'il est activé, branche soit la sortie, soit l'entrée selon la fonction. 8 ) Composant selon la revendication 7, caractérisé en ce que les composants qui sont des composants d'extrémité de ligne ont une entrée ou une sortie reliée à l'unité fonctionnelle. ) Composant selon l'une quelconque des revendications 7 et 8, caractérisé en ce que les informations numériques traversent le circuit de dériva- tion sans régénération de l'horloge et la commutation se fait de manière électrique ou optique. ) Composant selon l'une quelconque des revendications 7 à 9, caractérisé en ce que la ligne de données est un guide optique en matière plastique et l'entrée et la sortie d'informations se font par des cou- pleurs optiques reliés à l'interrupteur électrique. 11 ) Composant selon l'une quelconque des revendications 7 à , caractérisé en ce qu' il comporte un branchement sur la ligne de commande par un micro-ordinateur ou une interface de bus. 12 ) Composant selon l'une quelconque des revendications 7 à , caractérisé en ce que la ligne de commande est réalisée par un bus CAN. 13 ) Composant selon l'une quelconque des revendications 7 à 11, caractérisé en ce que la commande des composants se fait par un composant de com- mande particulier. 14 ) Composant selon l'une quelconque des revendications 7 à 11, caractérisé en ce que la fonction de commande est intégrée à un composant.