Brevet FR2750278A1 — publié le 19971226

Etat de la technique L'invention concerne un procédé servant à comman- der la transmission d'informations entre des composants élec- troniques de préférence dans un véhicule à moteur, composants électroniques qui, soit délivrent des informations, soit les retraitent et qui sont reliés entre eux par un bus de com- mande et avec un composant à commander. On connaît déjà des procédés servant à commander la transmission d'informations entre des composants électro- niques dans un véhicule à moteur. Malgré une forte intégra- tion le besoin de place pour les composants dans un véhicule à moteur dans le domaine de l'information et de la conversa- tion croît du fait de leur fonctionnalité et de leur com- plexité croissantes. Ceci conduit à des systèmes réticulés et à des composants disposés de façon décentralisée. Outre les informations de contrôle et de commande on doit aussi trans- mettre des données audio et des données vidéo ou par exemple les données d'un CD-ROM. Pour la transmission de ces données il est nécessaire d'avoir une conception modulaire, qui per- mette d'effectuer la transmission au moyen de câbles coaxiaux ou de guides d'ondes lumineuses en général en matière plasti- que. Dans ce cas on utilise pour des raisons de coûts des protocoles de transmission standard pour la transmission des données. On connaît une réticulation des composants dans des véhicules à moteur sous la forme d'une topologie en étoile. Dans le cas de ce montage on raccorde un certain nom- bre de sources de données à un terminal récepteur. On ne peut pas toutefois dépasser le nombre qui est limité par le nombre des entrées libres. En outre un besoin élevé de place et un grand nombre de contacts par fiches sur le terminal récepteur constituent un inconvénient. On connaît aussi des structures annulaires opti- ques (Jitterverhalten optischer Ringsstrukturen, Schunk, N. Rapports techniques de BOSCH 3/96), grâce auxquelles on transmet au moyen de l'agent de transmission aussi bien des données que des informations de contrôle et de commande. Cha- que composant, que ce soit une source de données ou un termi- nal récepteur de données, possède un convertisseur optoélec- tronique à l'entrée ainsi qu'un convertisseur optoélectroni- que à la sortie. Un processeur de protocole permet d'enregistrer et d'extraire les données. Le flux de données doit être synchronisé dans le cas d'une structure annulaire. L'inconvénient avec une topologie annulaire et la transmis- sion de toutes les données au moyen du même agent tient au fait qu'une interruption à n'importe quel endroit met en panne tout le réseau. Des composants qui, en dehors des don- nées de commande et de contrôle, n'ont pas d'arrivée propre de données, par exemple de télécommandes, possèdent dans le cas d'une structure annulaire une interface surdimensionnée. Avantages de l'invention Le procédé selon l'invention est caractérisé par le fait que l'on branche de façon active au moyen du compo- sant à commander deux composants servant à émettre l'informa- tion et au moins un composant servant à retraiter l'information, que l'on prévoit une première et une seconde ligne de données, qui sont placées indépendamment l'une de l'autre et que l'information de l'un des composants émet- teurs, branché de façon active, est envoyée dans la première ligne de données et l'information du second composant émet- teur, branché de manière active, est envoyée dans la deuxième ligne de données. Le procédé selon l'invention a ainsi par contre l'avantage que la pure transmission des données est découplée de la fonction de commande et de contrôle et qu'une ligne commune de commande relie deux composants ou groupes de composants reliés à une première et à une seconde ligne de données. Grâce aux doubles lignes de données on augmente le nombre des canaux pouvant servir à la transmission de telle sorte qu'en même temps on peut délivrer deux sources de don- nées au moins au composant chargé du retraitement, par exem- ple au terminal récepteur audio. Tant que l'on a pas de limitations du fait du protocole utilisé, il est également possible par exemple dans le cas de données audio de trans- mettre en même temps quatre monosignaux et de cette façon quatre signaux différents de sources. Une interruption de l'une des lignes de données conduit à la perte des données des composants, qui se trouvent, vus de la source de données dans la ligne de données correspondante en deçà du point de rupture, mais le reste des composants peut continuer à fonc- tionner sans dérangement. Suivant d'autres caractéristiques de l'inven- tion: - les lignes de données relient les composants électroniques en forme de cascade et les données d'information sont en- voyées à l'intérieur du composant non actif de la cascade au moyen d'un circuit en dérivation. Grâce au montage d'une double structure en cascade dans laquelle on peut avoir n'importe quelle succession de com- posants et dans laquelle le nombre des composants n'est pas non plus limité par le nombre des places d'enfichage, on obtient des avantages lors de la transmission de données. Le concept de cascade est à utiliser pour l'accouplement les uns avec les autres des composants, qui ont une ligne de données et une ligne de commande commune dans une liai- son point à point. Il est également avantageux que le flux des données passent par des circuits de dérivation à tra- vers les différents composants électroniques, qui ne sont pas branchés de façon active. Ceci présente l'avantage qu'un simple circuit assume la liaison des données entre les composants et qu'il n'y a pas besoin d'avoir une régé- nération de la synchronisation avec une boucle à ver- rouillage de phase. De cette façon le coût en électronique pour un composant du réseau de données est plus faible. - les lignes de données transmettent des informations, qui se trouvent sous la forme analogique et/ou sous la forme numé- rique. Grâce à la possibilité d'utiliser la cascade aussi bien pour la transmission de données analogiques que pour la transmission de données numériques, on peut utiliser le procédé de façon flexible et on peut l'adapter, à partir de l'état de la technique d'aujourd'hui rapidement à des exi- gences futures plus élevées. - on utilise des protocoles de transmission standards pour la transmission des données d'informations entre deux compo- sants au moyen des lignes de données et la transmission des données a lieu dans les deux lignes de données en série de point à point avec un codage autosynchronisé. - les signaux qui arrivent aux composants chargés de les re- traiter proviennent de lignes de données séparées. - les signaux qui arrivent aux composants chargés de les re- traiter proviennent d'une ligne de données à plusieurs ca- naux de transmission. - la ligne de données est un guide d'ondes lumineuses en ma- tière plastique et l'entrée et la sortie des informations sont raccordées au moyen d'un optocoupleur à l'interrupteur électrique. C'est une solution économique, d'ailleurs à l'avenir il y aura lieu de recourir à l'utilisation d'un interrupteur optique. - la commande des composants a lieu à partir d'un composant de commande particulier. - les composants présentent une entrée pour le bus de com- mande, au moyen des signaux duquel on peut actionner un dispositif de commutation, lors de l'activation duquel on peut faire passer le composant dans un état émetteur et/ou dans un état récepteur. - les composants, qui ne sont pas des composants terminaux, présentent un circuit en dérivation et une entrée pour le bus de commande, au moyen des signaux duquel on peut ac- tionner un dispositif de commutation, lors de l'activation duquel on peut faire passer les composants dans un état émetteur et/ou dans un état récepteur. - on amène des informations numériques, sans régénération du cycle, par le circuit de dérivation, en commutant de façon électrique ou optique. - la fonction de commande pour le bus de commande est inté- grée dans un composant. - les composants de retraitement contiennent des moyens ser- vant à mélanger et délivrer les signaux entrant. Il est avantageux dans le cas d'une construction en double cascade que par exemple lors de la transmission audio les lignes de données dans le terminal récepteur audio se ter- minent dans un mélangeur, qui permet de superposer des si- gnaux provenant de deux sources. - les composants présentent un circuit qui, en étant commandé par des signaux du bus de commande, relie les entrées et les sorties pour des données à émettre et/ou à recevoir par des lignes différentes de données. Dessins La présente invention va être décrite ci-après plus en détail à partir d'un mode de réalisation, représenté sur les dessins annexés, sur lesquels: - la figure 1 montre un système réticulé selon l'invention, - la figure 2 montre le montage d'un composant de source dans la mise en cascade des données, - la figure 3 montre un exemple de réalisation du système de mise en cascade, - la figure 4 montre un circuit pour un terminal récepteur audio dans la double cascade et - la figure 5 montre une réalisation sans circuit de dériva- tion. Description de l'exemple de réalisation La figure 1 montre le réseau dans le cas d'un système à double cascade avec la cascade Kl et la cascade K2. Le système de réticulation selon l'invention suppose une sé- paration des données de commande et de contrôle ainsi que des données utiles lors de la transmission. La transmission des données a lieu par les lignes de données 3. La transmission elle-même utilise de façon avantageuse un protocole numérique de transmission, qui utilise un codage autosynchronisant. Un tel codage est par exemple un codage à signaux biphasés, qui permet d'avoir une transmission synchrone via la ligne de données 3. La commande a lieu via l'organe maître MMI (Man Machine Interface), qui peut aussi être intégré dans un com- posant. L'organe maître MMI constitue l'interface par rapport à l'utilisateur. Un organe maître MMI est caractérisé par le fait qu'il contrôle et met éventuellement dans une mémoire non volatile l'ensemble des états qui sont utiles pour la ré- ticulation des données. Les composants 9 constituent respec- tivement les sources de données 1 ou les terminaux récepteurs de données 2. A l'intérieur d'une cascade chaque composant 9 possède une sortie de données 12 et une entrée de données 11. Les deux sortie et entrée de données sont mises en liaison avec la source 1 par une dérivation 10. Les composants termi- naux peuvent être des sources de données, qui ne possèdent alors qu'une sortie de données 12. Les composants 9 qui ne sont pas des sources de données ou des terminaux récepteurs, mais uniquement nécessitent des informations de commande ou fournissent des informations de commande, sont raccordés au bus de données 5. De façon générale on dispose à la fin de la cascade un terminal récepteur de données. Les sources de don- nées et les terminaux récepteurs de données contiennent tou- tes les interfaces nécessaires d'émetteur et de récepteur. On peut avoir n'importe quelle ordre dans la cascade de données seulement dans le cas d'un terminal récepteur de données. La figure 2 montre la construction de n'importe quel composant 9. Le bus de commande et de contrôle 5 est raccordé dans le composant à une interface de bus, qui est commandée par un microprocesseur. La source de données avec son circuit de codage 1 communique via le système de micro- processeur avec l'unité de commande. Le composant 9 présente un circuit de dérivation 10. L'entrée 11, qui est raccordée dans le cas présent à un guide d'ondes lumineuses, doit être pourvue d'un convertisseur optoélectronique. L'interrupteur 13 peut brancher l'entrée 11 sur la sortie 12. De façon géné- rale l'organe maître MMI active la source, comme par exemple le changeur de CD, par un ordre via le bus de commande. Dans le cas d'un appareil de navigation une indication de marche est annoncée, la source de données 1 informant de l'existence de données, qui doivent être envoyées au terminal récepteur de données et cela via le bus de commande et de contrôle 5 à l'organe maître de la cascade de données. Via le bus de com- mande et de contrôle il arrive l'indication de rendre active cette source de données. Là dessus l'interrupteur 13 est in- versé par rapport à la source de données et les signaux de la source de données vont via le convertisseur optoélectronique à la sortie 12 et à la ligne de données 3. Dans la cascade il y a toujours une source qui est active, tous les autres composants font passer le flux de données dans le circuit de dérivation 10. Une caractéristique essentielle du circuit de dérivation est le passage électrique du flux de données sans régénération de la synchronisation comme simple composant. L'interrupteur lui-même peut être un interrupteur CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor), mais il est aussi pensable en variante d'utiliser des interrupteurs de dériva- tion optiques. Le nombre des composants autorisés au maximum dans une cascade de données est déterminé par la qualité des trajets de transmission 3 et des circuits d'adaptation 14 et 15. Dans le cas de l'utilisation de circuits d'adaptation et de systèmes de guides d'ondes lumineuses appropriés, par exemple de guides d'ondes lumineuses en matière plastique on peut relier jusqu'à 10 composants au moyen de la cascade. En ce qui concerne la mise en cascade on distinguera quatre com- posants 9 différents: a) terminaux récepteurs (composants finaux): le terminal ré- cepteur possède uniquement une entrée 11. b) Sources de données pouvant être mises en cascade: les composants possèdent respectivement une entrée de données 11 et une sortie de données 12. En outre un circuit de dé- rivation 10 est intégré dans ces composants, circuit de dérivation qui se compose essentiellement d'un commutateur électrique, par exemple de technologie CMOS, à deux posi- tions: source interne active/source externe active à vo- lonté. La position du commutateur est surveillée par le système à microprocesseur avec interface de bus et est commandée par l'organe maître MMI au moyen du bus de com- mande et de contrôle 5. Dans le cas d'une interface de bus en dérangement le commutateur est mis automatiquement en position de défaut sur la position de passage. c) Source de données non susceptible d'être mise en cascade (composant final): un composant final possède uniquement une sortie de données 12. Dans chaque système il peut y avoir exactement un composant final. La question de savoir si un composant est réalisé comme composant final ou pas, dépend en général de la probabilité de l'équipement et du lieu de montage prévisible. d) Les composants sans retraitement de données au sens de la mise en cascade: composants, qui ne peuvent pas posséder de raccordement pour une cascade de données, bien qu'on les fasse fonctionner dans le réseau au moyen du bus de commande et de contrôle 5. De façon fondamentale la cascade convient aussi bien pour un câble coaxial que pour un guide d'ondes lumineu- ses aussi. Dans les deux cas il est nécessaire d'avoir un circuit d'adaptation (par exemple séparation des potentiels,10 conversion des signaux de signaux optiques en signaux élec- triques, ou autres). Dans une cascade on doit utiliser pour tous les composants le même protocole de transmission, mais il peut toutefois y avoir par exemple dans le cas de la transmission audio des taux de balayage différents dans les composants. Les taux de balayage autorisés dépendent unique- ment du protocole de transmission utilisé et de la zone PLL (Phase Locked Loops) du terminal récepteur. Il peut de toute façon être raisonnable d'utiliser différents protocoles de transmission ou moyens de transmission pour les deux casca- des. C'est ainsi par exemple que dans le cas d'une cascade de service la transmission peut avoir lieu au moyen d'un câble coaxial, et dans le cas d'une cascade pour la musique la transmission peut avoir lieu au moyen d'un guide d'ondes lu- mineuses. La figure 3 montre une forme concrète de réalisa- tion d'un réseau conçu pour une automobile. Sur le tableau de bord A du véhicule à moteur se trouve un autoradio avec le fonctionnement intégré de sa commande. Ce terminal récepteur audio est en liaison au moyen d'un bus CAN (Controller-Area- Network) 5 avec les composants, qui sont pour partie montés dans un coffret. La cascade supérieure de données est la cas- cade de service et d'information I pour les composants de données, qui ne doivent être transmis que par instants au terminal récepteur audio, comme par exemple le téléphone Il, des prévisions radio numériques via la canal 12 des messages sur le trafic, ou la navigation 13. Du côté des composants pour la musique E on dispose des sources de données telles que récepteur radio El, appareil pour jouer des CD avec chan- geur E2, ou autres. Les données des composants sont transmi- ses par le guide d'ondes lumineuses 3 au terminal récepteur de données, dans ce cas la radio. Pour une double cascade le terminal récepteur audio doit contenir une unité de retraite- ment, qui retraite les données à partir des deux branches de cascade. Pour le bus de commande et de contrôle on utilise comme base le réseau CAN. Le protocole de transmission pour les données audio des deux cascades est par exemple un S/P- DIF (Protocole de Diffusion Standard), de telle sorte qu'on dispose d'un canal stéréo. Avec cette disposition il est pos- sible d'avoir un fondu enchaîné d'une retransmission audio avec des nouvelles à partir de la cascade de service. Sur la figure 4 on a représenté les détails du terminal récepteur audio et de données. Les flux de données des lignes de données 3 sont convertis de façon optoélectro- nique 14 et transmis au convertisseur de code 17. Le conver- tisseur de code convertit le protocole S/P-DIF dans le bus tripolaire I S utilisé de façon interne. Pour adapter les taux ou la fréquence de balayage de même que pour synchroni- ser il doit y avoir dans l'une des deux cascades directement avant le terminal récepteur un convertisseur de taux de ba- layage 18. Le cycle pour ce groupe est prédéfini soit par le signal de l'autre cascade, c'est-à-dire par une source de données interne ou externe de respectivement l'autre groupe, soit par un cycle de processeur interne. Le système DSP 19 peut alors mélanger ou retraiter à volonté les flux de don- nées numériques. Des sources de données internes, comme cel- les qui se présentent habituellement dans un autoradio, ne sont pas représentées sur la figure 4. Il est possible d'ef- fectuer un mélange des annonces de service dans la source de musique actuelle grâce à la double cascade audio. Après la conversion numérique/analogique 21 le signal peut être déli- vré. La délivrance du signal peut intervenir au choix sur n'importe quel canal (canal de gauche ou canal de droite 1 ou 2). Des réglages séparés de la tonalité pour chaque source sont très faciles à réaliser dans le récepteur terminal audio grâce à la préparation centrale des données. Comme le retrai- tement des données à proprement parler a lieu dans le termi- nal récepteur audio, il n'est nécessaire d'avoir qu'une fois des processeurs de signaux coûteux. En outre la double cas- cade est compatible avec chaque cascade simple. Quand il est nécessaire d'avoir au moyen du mélange des composants de ser- vice et de musique un mélange de deux sources de service, on a la possibilité dans le cas de sources de service, qui ne nécessitent uniquement qu'un monocanal, de transmettre de fa- çon synchrone les deux flux de données par un protocole de transmission standard, par exemple un protocole S/P-DIF. Dans ce cas le coût des composants de service augmente toutefois, car pour la transmission des données on doit synchroniser les deux sources. Pour cela il est nécessaire d'avoir en plus un convertisseur de taux de balayage et un groupe, qui permette de sélectionner les canaux au moyen du bus de commande. La figure 5 montre une forme de réalisation, qui se passe de circuit de dérivation dans les composants 9. Les sources de données 1 peuvent être reliées au moyen du commu- tateur 13 aux lignes de données 3. Entre deux on doit monter pour la transmission optique un convertisseur optoélectroni- que 14. Le commutateur 13 est activé au moyen d'une unité de commande 16 par le bus de commande 5. Les commutateurs peu- vent relier les sources de données 1 et/ou les terminaux ré- cepteurs de données 2 soit à la ligne de données supérieure, soit à la ligne de données inférieure, de telle sorte que deux émetteurs différents puissent délivrer leurs informa- tions à deux lignes de données séparées. Un tel montage n'est d'ailleurs utilisable que pour la transmission optique, car les points A de raccordement ne peuvent être réalisés qu'avec un certain coût. On utilisera un tel montage pour une trans- mission électrique sans éléments de conversion 14. R E V E N D I C A T IONS 1 ) Procédé servant à commander la transmission d'informa- tions entre des composants électroniques de préférence dans un véhicule à moteur, composants électroniques qui, soit dé- livrent des informations, soit les retraitent et qui sont re- liés entre eux et avec un composant à commander par un bus de commande, caractérisé en ce que l'on branche de façon active au moyen du composant à comman- der deux composants servant à émettre l'information et au moins un composant servant à retraiter l'information, en ce que l'on prévoit une première et une seconde ligne de données, qui sont placées indépendamment l'une de l'autre et15 en ce que l'information de l'un des composants émetteurs, branché de façon active, est envoyée dans la première ligne de données et l'information du second composant émetteur, branché de ma- nière active, est envoyée dans la deuxième ligne de données. 2 ) Procédé pour commander la transmission d'informations se- lon la revendication 1, caractérisé en ce que les lignes de données relient les composants électroniques en forme de cascade et les données d'information sont envoyées à l'intérieur du composant non actif de la cascade au moyen d'un circuit de dérivation. 3 ) Procédé pour commander la transmission d'informations se- lon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les lignes de données transmettent des informations, qui se trouvent sous la forme analogique et/ou sous la forme numéri- que. 4 ) Procédé pour commander la transmission d'informations se- lon les revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'on utilise des protocoles de transmission standard pour la transmission des données d'information entre deux composants au moyen des lignes de données. 5 ) Procédé pour commander la transmission d'informations se- lon les revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la transmission des données a lieu dans les deux lignes de données en série de point à point avec un codage autosynchro- nisé. 6 ) Procédé pour commander la transmission d'informations se- lon les revendications 1 à 5, caractérisé en ce que les signaux qui arrivent aux composants charges de les re- traiter proviennent de lignes de données séparées. ) Procédé pour commander la transmission d'informations se- lon les revendications 1 à 6, caractérisé en ce que les signaux qui arrivent aux composants chargés de les re- traiter proviennent d'une ligne de données à plusieurs canaux de transmission. 8 ) Procédé pour commander la transmission d'informations se- lon les revendications 1 à 7, caractérisé en ce que la ligne de données est un guide d'ondes lumineuses en ma- tière plastique et l'entrée et la sortie des informations sont raccordées au moyen d'un optocoupleur à l'interrupteur électrique. 9 ) Procédé pour commander la transmission d'informations se- lon les revendications 1 à 7, caractérisé en ce que la commande des composants a lieu à partir d'un composant de commande particulier. ) Composants pour la mise en oeuvre du procédé selon les revendications 1 à 9, caractérisés en ce que les composants présentent une entrée pour le bus de commande, au moyen des signaux par lequel on peut actionner un dispositif de commutation, lors de l'activation duquel on peut faire passer le composant dans un état émetteur et/ou dans un état récepteur. 11 ) Composants pour la mise en oeuvre du procédé selon les revendications 1 à 10, caractérisés en ce que les composants, qui ne sont pas des composants terminaux, présentent un circuit de dérivation et une entrée pour le bus de commande, au moyen des signaux duquel on peut actionner un dispositif de commutation, lors de l'activation duquel on peut faire passer les composants dans un état émetteur et/ou dans un état récepteur. 12 ) Composants pour la mise en oeuvre du procédé selon les revendications 10 ou 11, caractérisés en ce que l'on amène des informations numériques, sans régénération du cycle, par le circuit de dérivation, en commutant de façon électrique ou optique. 13 ) Composants pour la mise en oeuvre du procédé selon les revendications 10 à 12 caractérisés en ce que la fonction de commande pour le bus de commande est intégrée dans un composant. 14 ) Composants pour la mise en oeuvre du procédé selon les revendications 10 à 13 caractérisés en ce que les composants de retraitement contiennent des moyens servant à mélanger et délivrer les signaux entrant. ) Composants pour la mise en oeuvre du procédé selon les revendications 1 à 9 caractérisés en ce que les composants présentent un circuit qui, en étant commandé5 par des signaux du bus de commande, relie les entrées et les sorties pour des données à émettre et/ou à recevoir par des lignes différentes de données.