Brevet FR2831686A1 — publié le 20030502

La présente invention concerne un procédé et un dispositif de communication sur un réseau local. Elle concerne en particulier les réseaux destinés à être installés dans un véhicule automobile, comme par exemple ceux connus sous le nom de CAN, acronyme des mots anglais"Controler Area Network"ou VAN pour"Vehicle Area Network". Un tel réseau comporte essentiellement un bus série et des stations qui émettent des messages sur le bus par l'intermédiaire de gestionnaires de protocole. Chaque gestionnaire de protocole reçoit les messages émis par tous les autres gestionnaires de protocole. Cette méthode est connue sous le nom de broadcasting pour diffusion. Pour chaque station, le gestionnaire de protocole détermine quels messages lui sont destinés par filtrage des messages, ou trames, reçus. Ces messages sont constitués d'un identifiant de données suivi des données identifiées. Par exemple, pour qu'une station comportant un calculateur d'injection indique la température de l'eau du moteur, le gestionnaire de protocole associé fournit d'abord un identifiant du type de données température d'eau du moteur , suivi d'une séquence de symboles représentant la température mesurée. Dans un tel réseau, chaque gestionnaire de protocole sait quels messages traiter et quels messages ne pas considérer, de par sa construction matérielle ou sa programmation initiale. Cependant, chaque gestionnaire de protocole ne peut reconnaître qu'un nombre limité de messages, typiquement jusqu'à 15 messages. Or, on observe que la norme ISO 11898 concernant ce type de réseaux locaux permet de définir jusqu'à 2.048 messages différents Ce procédé de communication sur le réseau local présente donc l'inconvénient que si une station est intéressée par plus de 15 messages différents, au moins une partie de ces messages doit être traitée de manière logicielle, ce qui consomme des ressources de traitement de ladite station Pour remédier à cet inconvénient, il est connu de chaîner dans une même station plusieurs gestionnaires de protocole en parallèle, toutes les sorties en émission des gestionnaires de protocole étant reliées au réseau en parallèle et toutes les entrées en réception des gestionnaires de protocole étant reliées au réseau en parallèle. Cependant, ce montage pose des problèmes de sécurité, en particulier lorsqu'un message d'accusé de réception doit être retourné par au moins une station destinataire d'un message à sa source, ce qui est généralement le cas. En effet, il est courant d'utiliser comme moyen de diagnostic de bonne liaison au réseau la capacité pour une station d'émettre un message et de recevoir un accusé de réception en retour. De même, un message est considéré comme valablement diffusé sur le réseau si au moins un destinataire a acquitté ce message. Or, dans un tel montage, les gestionnaires de protocole reliés à la station émettrice sont alors en concurrence pour émettre le message d'accusé de réception. De ce fait une station ainsi équipée, même si elle est physiquement déconnectée du réseau local, pourra voir un message émis par elle acquitté par un de ses gestionnaires internes et conclure de manière erronée que le message a été valablement diffusé et qu'elle est en état de marche. De plus, les gestionnaires de protocole d'une même station peuvent présenter des états d'erreur différents et provoquer des problèmes de fonctionnement du réseau ou de diagnostic de l'état de fonctionnement de la station. La présente invention entend remédier à ces inconvénients. A cet effet, la présente invention vise un dispositif de communication sur un réseau local d'un véhicule, comportant, pour au moins une station, une pluralité de gestionnaires de protocole reliés, d'une part, à un microcontrôleur de ladite station et, d'autre part, audit réseau. Selon l'invention, un seul gestionnaire de protocole de ladite pluralité de gestionnaires de protocole est adapté à émettre des données sur ledit réseau. Les autres gestionnaires de protocole de ladite pluralité de gestionnaires de protocole, différents du gestionnaire de protocole adapté à émettre sur ledit réseau, ne sont pas autorisés à émettre des données sur ledit réseau. Puisqu'un seul des gestionnaires de protocole est autorisé à émettre sur ledit réseau, l'acquittement des messages d'accusé de réception est uniquement émis par le seul gestionnaire de protocole autorisé à émettre, ce qui simplifie la gestion des gestionnaires de protocole. Selon un premier mode de réalisation du dispositif suivant l'invention, la sélection du seul gestionnaire de protocole autorisé à émettre des données est effectuée de manière matérielle lors du câblage de la station. Pour ce faire, seule la sortie en émission de ce gestionnaire de protocole est reliée au bus du réseau local, les sorties en émission des autres gestionnaires n'étant pas connectées. Selon une caractéristique particulière de ce mode de réalisation, il est alors suffisant de ne connecter que ce seul gestionnaire de protocole à une ligne de réinitialisation gérée par le microcontrôleur de la station. Selon un second mode de réalisation du dispositif suivant l'invention, la sélection du seul gestionnaire de protocole autorisé à émettre des données est effectuée de manière logicielle, lors de l'initialisation de la station. Avantageusement, dans ce mode de réalisation, il est possible de mettre en oeuvre un procédé de choix dynamique du seul gestionnaire de protocole autorisé à émettre, permettant ainsi de définir une stratégie de repli en cas de défaillance dudit gestionnaire de protocole. D'autres avantages, buts et caractéristiques de la présente invention ressortiront de la description qui va suivre, faite en regard du dessin annexé dans lequel : - la figure 1 représente un premier mode de réalisation du dispositif de communication visé par la présente invention, et - la figure 2 représente un second mode de réalisation du dispositif de communication visé par la présente invention. On observe, en figure 1, une station 11 faisant partie d'un réseau local comprenant une pluralité d'autres stations (non représentées) reliées par un bus de réseau local 10. Chaque station du réseau remplit une fonction déterminée dans le véhicule, comme par exemple la commande d'injection, d'habitacle, de boîte de vitesse ou d'antivol, et possède à cet effet des moyens qui n'ont pas été représentés ici. Sur la figure 1 n'ont été représentés que les moyens mis en oeuvre par le dispositif de communication sur le réseau local. A cet effet, la station 11 comprend un microcontrôleur 1, relié par l'intermédiaire d'un bus interne 2 à une pluralité de n gestionnaires de protocole 3a à 3n. Chacun des n gestionnaires de protocole 3a à 3n est muni d'une sortie en émission 4a à 4n, respectivement, et d'une entrée en réception 5a à 5n, respectivement. Toutes les entrées en réception 5a à 5n sont connectées en parallèle, par l'intermédiaire d'une liaison arborescente 6R, à la même sortie en réception 9 d'un pilote de ligne 7. En revanche, seule la sortie en émission 4a du gestionnaire de protocole 3a est reliée à une entrée en émission 8 du pilote de ligne 7. Les sorties en émission 4b à 4n des gestionnaires de protocole 3b à 3n ne sont pas reliées au pilote de ligne 7. Le pilote de ligne 7 est, par ailleurs, relié au bus de réseau local 10 du véhicule. Lorsqu'un message transite sur le bus 10 du réseau, le pilote de ligne 7 transforme celui-ci en une trame binaire distribuée par sa sortie 9 à toutes les entrées en réception 5a à 5n des gestionnaires de protocole de la station. Si l'identifiant du message correspond à une donnée intéressant l'un des gestionnaires de protocole 3a à 3n, ce dernier enregistre la valeur de cette donnée dans un registre interne approprié et tient cette valeur à disposition du microcontrôleur 1 par l'intermédiaire du bus interne 2. Puisque toutes les entrées en réception 5a à 5n sont connectées en parallèle à la même sortie en réception 9 du pilote de ligne 7, les gestionnaires de protocole 3a à 3n peuvent ainsi reconnaître et traiter jusqu'à n fois 15 messages différents pour une même station 11 sans avoir à effectuer de traitement logiciel pour reconnaître l'un de ces messages. Dans le cas contraire, la donnée est ignorée. Cependant, la norme applicable prévoit que tout gestionnaire de protocole qui reçoit une trame valide, qu'il soit intéressé ou non à la donnée contenue dans celle-ci, acquitte la bonne réception de cette trame en forçant un bit prédéterminé d'accusé de réception de ladite trame dans un état dit"dominant". Ceci s'effectue en émettant sur la sortie en émission 4a à 4n un bit d'état approprié en synchronisme avec le bit correspondant de la trame en réception. L'émetteur du message qui relit celui-ci sur le bus 10 constate alors que le bit d'accusé de réception a changé d'état et en conclut que le message a été validement transmis à au moins une des stations du réseau. On comprend alors que si l'émetteur du message est la station 11, par l'intermédiaire du gestionnaire de protocole 3a, les autres gestionnaires de la station n'ayant pas leurs sorties en émission connectées ne peuvent acquitter ce message, et qu'un acquittement de celui-ci ne peut provenir que d'une autre station du réseau, permettant ainsi de conclure que la station est correctement connectée au réseau De même, lorsque la station 11 est seulement réceptrice du message, celui-ci n'est acquitté que par le gestionnaire 3a, évitant ainsi toute confusion Les gestionnaires de protocole comprennent généralement un compteur d'erreurs de transmission, tant en réception qu'en émission, ces dernières étant plus lourdement pondérées, pour définir un état d'erreur du gestionnaire. Lorsque cet état atteint un seuil critique, le gestionnaire de protocole se désactive et ne peut être réactivé que par une commande de réinitialisation émise par le microcontrôleur sur la ligne 20 prévue à cet effet. On notera cependant que selon la norme applicable, un gestionnaire de protocole n'a besoin d'être réinitialisé que lorsque son état d'erreur a atteint un niveau critique. Or ce niveau critique n'est en général atteint que pour des erreurs en émission. De ce fait, dans le dispositif selon l'invention, où un seul gestionnaire de protocole 3a est autorisé à émettre, il est suffisant de ne relier que ce dernier à la ligne de réinitialisation 20, ce qui peut permettre une économie de câblage de la station 12. On observe que la mise en oeuvre de l'invention peut se faire par différents composants comportant chacun un gestionnaire de protocole, les différents composants étant reliés, de manière externe, comme illustré en figure 1, ou dans un seul composant comportant une pluralité de gestionnaires de protocole 3a à 3n, reliés, à l'intérieur dudit composant, comme illustré en figure 1 Selon un second mode de réalisation illustré à la figure 2, on tire profit du fait que la configuration de montage de gestionnaires de protocole illustrée en figure 1 et les modes de fonctionnement décrits ci-dessus peuvent, conformément à la présente invention, être obtenus de manière logicielle. En effet, il peut être possible de programmer les fonctions d'un gestionnaire de protocole en lui transmettant un mot d'état après initialisation, mot d'état définissant la manière dont le gestionnaire doit s'acquitter de sa tâche. Par ce moyen, il est possible d'activer ou de désactiver la capacité à émettre d'un gestionnaire de protocole, et de programmer à l'intérieur de ce dernier le type de données qu'il est susceptible de traiter en réception. Lorsque cette possibilité de programmation est offerte par les gestionnaires de protocole 3a à 3n, il est souhaitable de relier les sorties en émission 4a à 4n des gestionnaires de protocole par une liaison arborescente 6E aboutissant à l'entrée en émission 8 du pilote de ligne 7, de manière analogue à la liaison arborescente 6R entre les entrées en réception 5a à 5n des gestionnaires et la sortie en réception 9 du pilote de ligne De même, toutes les entrées de réinitialisation des gestionnaires de protocole 3a à 3n sont alors reliées à la ligne de réinitialisation 20. Cette disposition permet avantageusement, en cas de défaillance du gestionnaire de protocole 3a choisi initialement comme seul émetteur, de mettre en oeuvre une stratégie de remplacement de ce dernier par l'un quelconque des autres gestionnaires de protocole 3b à 3n. Pour mettre en oeuvre le dispositif de communication représenté à la figure 2, l'invention propose un procédé de commande dans lequel, lors d'une phase d'initialisation de la station 11, le microcontrôleur 1 effectue, d'une part, une étape de commande du seul gestionnaire de protocole 3a pour autoriser l'émission, par le gestionnaire de protocole 3a, de données sur ledit réseau et, d'autre part, une étape de commande des gestionnaires de protocole 3b à 3n, interdisant l'émission de données sur ledit réseau par les gestionnaires de protocole 3b à 3n. Lors de l'occurrence d'une erreur critique entraînant la désactivation du gestionnaire de protocole autorisé à émettre, le procédé de commande exécute une routine de substitution de gestionnaire selon laquelle : - un compteur d'erreurs critiques associé au gestionnaire courant est incrémenté, - tous les gestionnaires de protocole sont réinitialisés, - le gestionnaire de protocole dont le compteur d'erreurs critiques est minimal est autorisé à émettre des données sur le réseau, l'émission de données est inhibée pour les autres gestionnaires. Avantageusement, le procédé de commande peut prévoir d'affecter à chaque gestionnaire de protocole les types de données à surveiller en fonction de la valeur de leur compteur d'erreurs critique et d'une hiérarchie des types de données intéressant la station en fonction de leur importance pour la fonction remplie par celle-ci. Pour cela, le microcontrôleur 1 contient dans sa mémoire une liste des en-têtes de messages de données dont il a besoin, assortie d'un coefficient représentatif de l'importance de chacune d'elles Par exemple pour un contrôleur de boite de vitesse, le régime moteur qui varie fréquemment a une importance plus grande que la température du liquide de refroidissement, plus stable. Lors de la phase d'initialisation, le microcontrôleur programme les gestionnaires de protocole en leur transmettant les en-têtes des messages à recevoir, en affectant les plus importants aux gestionnaires dont la valeur du compteur d'erreurs critique est minimale On obtient ainsi un dispositif de communication dont la configuration permet d'assurer une efficacité maximale, même en cas de défaillance partielle d'un des gestionnaires de protocole employés. REVENDICATIONS 1. Dispositif de communication sur un réseau (10) local d'un véhicule, du type comportant, pour au moins une station (11), une pluralité de gestionnaires de protocole (3a à 3n) reliés, d'une part, à un microcontrôleur (1) de ladite station et, d'autre part, audit réseau, caractérisé en ce qu'un seul gestionnaire de protocole (3a) de ladite pluralité de gestionnaires de protocole est adapté à émettre des données sur ledit réseau. 2 Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la sélection du seul gestionnaire de protocole (3a) adapté à émettre des données sur ledit réseau est effectuée de manière matérielle par connexion d'une sortie en émission (4a) dudit gestionnaire à une entrée en émission (8) d'un pilote de ligne (7), les sorties en émission (4b à 4n) des autres gestionnaires de protocole (3b à 3n) n'étant pas connectées à ladite entrée en émission (8). 3 Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que seul le gestionnaire de protocole (3a) adapté à émettre des données sur ledit réseau est connecté à une ligne de réinitialisation (20) 4. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la sélection du seul gestionnaire de protocole (3a) adapté à émettre des données sur ledit réseau est effectuée de manière logicielle. 5. Procédé de commande d'un dispositif de communication selon la revendication 4, dans lequel au moins une station (11) comporte une pluralité de gestionnaires de protocole (3a à 3n) reliés, d'une part, à un microcontrôleur (1) de ladite station et, d'autre part, audit réseau, caractérisé en ce qu'il comporte une étape de commande d'un seul gestionnaire de protocole (3a) de ladite pluralité de gestionnaires de protocole pour autoriser l'émission, par ledit gestionnaire de protocole, de données sur ledit réseau et une étape de commande de chaque autre gestionnaire de protocole (3b à 3n) de ladite pluralité de gestionnaires de protocole, interdisant l'émission de données sur ledit réseau. 6. Procédé de commande selon la revendication 5, caractérisé en ce que, lors de l'occurrence d'une erreur critique du gestionnaire de protocole adapté à émettre, on incrémente un compteur d'erreurs critiques associé audit gestionnaire, et en ce que lesdites étapes de commande d'autorisation et/ou d'interdiction en émission sont précédées d'une étape de sélection du gestionnaire de protocole adapté à émettre en fonction du compteur d'erreurs associé. 7. Procédé de commande selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'il comporte une étape d'affectation à chaque gestionnaire de protocole des types de données à recevoir en fonction de la valeur de leur compteur d'erreurs critique et d'une hiérarchie des types de données intéressant la station en fonction de leur importance pour la fonction remplie par celle-ci.