Brevet FR2837583A1 — publié le 20030926

Syndications 1 g. La présente invention se rapporte à un dispositif d'alimentation de sauvegarde dans une carte électronique mobile comportant un ou plusieurs composants de mémoire volatile, par exemple de type RAM, contenant des informations à sauvegarder. L'invention concerne également une carte électronique mobile, par exemple de type PCMCIA ou de type cartouche mémoire extractible, comportant un tel dispositif de sauvegarde. Du fait notamment de leur forte intégration et de leur grande souplesse d'utilisation, les cartes électroniques amovibles sont souvent employées dans des équipements informatiques, par exemple dans des ordinateurs portables, ou dans des équ ipements d'automatisme, par exemp le dans des automates prog rammables, d es modules d'automatisme, des pupitres de dialogue ou autres. Ces cartes, quand elles mémorisent des informations comme par exemple des pilotes de périphériques ou des pilotes de réseaux de communication, permettent de changer rapidement de configuration de telle sorte qu'en remplaçant une carte par une autre, on évite ainsi de devoir mémoriser les différents pilotes dans l'équipement hôte. Elles peuvent également servir à lire/écrire, stocker et sauvegarder des données eVou des programmes dans des équipements d'automatisme. Ainsi, quand un utilisateur veut changer soit des paramètres de son application d'automatisme, soit directement tout ou partie du programme de son application d'automatisme, il lui suffit de remplacer une carte mobile insérée dans son équipement d'automatisme par une autre. Lorsque des cartes électroniques mobiles comportent des composants de mémoire volatile, ceux-ci doivent évidemment être alimentés en permanence de manière à sauvegarder correctement les informations qu'ils contiennent. C'est pourquoi, habituellement, de telles cartes comportent un dispositif de sauvegarde rechargeable comprenant souvent une batterie rechargeable ou un condensateur. Lorsque la carte mobile est raccordée à un équipement hôte, du type équipement informatique ou équipement d'automatisme, celui-ci fournit généralement la tension nécessaire pour alimenter les composants mémoire ainsi que pour charger la batterie ou le condensateur. Lorsque la carte mobile n'est pas raccordée, le dispositif de sauvegarde délivre une énergie suffisante pour alimenter les composants mémoire pendant le temps maximum garanti par le constructeur, généralement de l'ordre d'un mois ou plus dans le cas d'un condensateur ou de l'ordre d'une année ou plus dans le cas d'une batterie. Cependant, les conditions d'utilisation d'une carte électronique mobile peuvent entraner des contraintes d'environnement extrêmement savères nacessitant des tenues à des températures de fonctionnement très élevées, notamment supérieures à C. C'est particulièrement le cas lorsque la carte électronique mobile est insérée dans un équipement d'automatisme utilisé dans l'industrie et fonctionnant sans interruption. De plus, dans ce type d'application, I'utilisateur exige d'avoir une garantie sur la validité des informations contenues dans la carte mobile, étant donné les conséquences très dommageables que pourrait avoir la perte de ces informations. Or, des températures élevées dégradent fortement les performances des batteries ou des 1 0 condensateurs. C'est pourquoi, la présente invention a pour but de proposer un dispositif d'alimentation de sauvegarde pour carte ou cartouche électronique mobile qui permette, dans un environnement sévère à température élevée, d'améliorer sensiblement la durée de stockage des informations sauvegardées tout en conservant une grande facilité de maintenance. Typiquement, grâce à l'invention, on souhaite obtenir une durée de sauvegarde des informations stockées au moins égale à la durée de vie de l'équipement d'automatisme. Pour cela, I'invention décrit un dispositif d'alimentation de sauvegarde d'une carte électronique mobile contenant un ou plusieurs composants de mémoire volatile susceptibles d'être alimentés par une tension extérieure, le dispositif comprenant une source d'alimentation électrique principale montée de façon amovible dans un premier logement de la carte électronique et délivrant une tension de sauvegarde principale permettant d'alimenter le ou les composants de mémoire quand la tension extérieure est inférieure à un seuil déterminé. Le dispositif d'alimentation de sauvegarde comprend également une source d'alimentation électrique auxiliaire apte à délivrer une tension de sauvegarde auxiliaire et comprend un organe interrupteur relié électriquement à la source d'alimentation auxiliaire et qui coopère avec la source d'alimentation principale de manière à pouvoir alimenter le ou les composants de mémoire avec la tension auxiliaire en cas d'absence de la source d'alimentation principale du premier logement de la carte électronique. Selon une caractéristique, I'organe interrupteur est positionné à l'état fermé et conducteur quand la source d'alimentation principale est absente du premier logement et à l'état ouvert et non-conducteur quand la source d'alimentation principale est présente dans le premier logement. Selon une autre caractéristique, la source d'alimentation principale peut étre constituée d'une première pile non-rechargeable montée dans un tiroir extractible et la source d'alimentation auxiliaire peut être constituée d'une seconde pile montée dans un second logement de la carte électronique. L'invention concerne également une carte électronique mobile comprenant un ou plusieurs composants de mémoire volatile pour le stockage d'informations, et comportant un tel dispositif d'alimentation de sauvegarde. La carte électronique peut être une carte du type PCMCIA et peut être destinée à être utilisée pour sauvegarder des données eVou des programmes d'une application d'automatisme. D'autres caractéristiques et avantages vont apparatre dans la description détaillée qui suit en se référant à un mode de réalisation donné à titre d'exemple et représenté par la figure 1 qui montre un schéma simplifié de la structure d'une carte électronique mobile munie d'un dispositif de sauvegarde selon l'invention, En référence à la figure 1, une carte électronique mobile 10, par exemple de type carte PCMCIA, de type cartouche mémoire amovible ou autres, comporte un connecteur 11 lui permettant de venir s'insérer dans un connecteur complémentaire d'un équipement hôte tel qu'un équipement informatique ou un équipement d'automatisme. Cette carte 10 est conçue pour pouvoir être connectée et déconnectée de l'équipement hôte sans dommage. Elle comporte un ou plusieurs composants de mémoire 30, dont certains sont constitués de mémoire volatile, par exemple de type RAM. Les composants mémoire 30 sont reliés au connocteur 11 pour permettre à l'équipement hôte d'envoyer et de recevoir des informations contenues dans ces composants. Lorsqu'elle est raccordée à un équipement hôte, la carte 10 reçoit, via le connecteur 11, une tension extérieure Vcc qui permet notamment d'alimenter lesdits composants mémoire 30. Par contre, une fois extraite de l'équipement hôte, la carte 10 ne re,coit évidemment plus la tension extérieure Vcc et elle doit donc comporter un dispositif de sauvegarde pour ne pas perdre les informations contenues dans ses composants de mémoire volatile 30. Le dispositif de sauvegarde de la carte électronique 10 comporte une source d'alimentation électrique principale 20 qui est montée de façon amovible dans un premier logement 12 de la carte électronique 10. Préférentiellement, la source principale 20 est placée dans un tiroir extractible 15 lequel vient se positionner ensuite dans le logement 12. Le tiroir 15 comporte par exemple des moyens élastiques 16 classiques qui facilitent l'insertion, I'extraction et le maintien du tiroir en place. Une fois placée dans ce logement 12, des languettes de contact 23 établissent le contact électrique avec les pôles de la source principale 20 de façon à ce que celle-ci puisse délivrer une tension d'alimentation de sauvegarde principale V1. La carte électronique 10 comporte un dispositif de commutation électronique qui reçoit en entrée la tension extérieure Vcc et la tension de sauvegarde principale V1 (ou la tension auxiliaire V2, comme indiqué ci-après) de façon à délivrer en sortie une tension d'alimentation Va pour les composants mémoire 30. Le dispositif de commutation 35, qui inclut notamment des transistors, comporte des moyens d'évaluation de façon à être capable d'analyser le niveau des tensions V1 et Vcc reçues. Lorsque la tension extérieure Vcc est supérieure à un seuil déterminé, de l'ordre environ de 2,5 Volts continus au minimum pour assurer l'alimentation des composants mémoire, ou lorsque la tension extérieure Vcc est supérieure à la tension principale V1, alors le dispositif de commutation 35 commute dans une position o la tension extérieure Vcc sert de tension d'alimentation Va pour les composants mémoire 30. Dans le cas contraire, c'est-à-dire quand la tension extérieure Vcc est inférieure au seuil déterminé et est inférieure à la tension principale V1, alors le dispositif de commutation 35 commute dans une position o c'est la tension principale V1 qui sert de tension d'alimentation Va pour les composants mémoire 30. Ainsi, la source principale 20 est capable d'alimenter le ou les composants mémoire 30 quand la tension extérieure Vcc est en dessous d u seu il détermi né, en pa rticu lier en cas d'absence de la tension extérieure Vcc, lorsque la carte 10 est déconnectée d'un équipement hôte. Habituellement, la source principale 20 est constituée de batterie(s) rechargeable(s) eVou de condensateur(s) suivant la durse de sauvegarde requise. Cependant, I'invention a pour but de répondre à des conditions d'utilisation très sévères de la carte électronique, impliquant notamment un fonctionnement à des températures élevées supérieures à 60 C, par exemple jusqu'à des températures de I'ordre de 85 C, qu'il est possible de rencontrer à l'intérieur de certains équipements d'automatisme. A ces températures, les performances ainsi que la durse de vie des batteries rechargeables et des condensateurs diminuent rapidement, ce qui fait que leur emploi ne donne alors plus satisfaction pour une sauvegarde prolongée. Par contre, ces températures élevoes n'excluent pas de pouvoir utiliser comme source principale 20 une source d'alimentation nonrechargeable telle qu'une première pile, notamment une pile de type "bouton" dont la forme plate est bien adaptée à une carte ou une cartouche électronique mobile 10. On peut par exemple utiliser des piles de type lithium poly-carbonmonofluoride, qui peuvent supporter de telles températures et dont les courants d'auto décharge sont très faibles. Le problème à résoudre est alors de pallier à la décharge dans le temps de la première pile 20 non-rechargeable. En effet, la durée de vie d'une pile étant inférieure à l'objectif souhaité de durée de sauvegarde des informations, il sera parfois nécessaire de changer une ou plusieurs fois la source principale 20 durant la durée de vie d'un équipement d'automatisme, qui peut être supérieure à dix ans. Il faut donc préserver l'alimentation des composants mémoire 30, même durant le changement de la source principale 20. Pour cela, selon l'invention, le dispositif de sauvegarde comprend une source d'alimentation électrique auxiliaire 25 apte à délivrer une tension de sauvegarde auxiliaire V2. Le dispositif de sauvegarde comprend également un organe interrupteur 21 qui coopère mécaniquement avec la source d'alimentation principale 20, de façon à être capable d'alimenter le ou les composants mémoire 30 avec la tension auxiliaire V2 en cas d'absence de la source d'alimentation principale 20. En référence à la figure 1, I'organe interrupteur 21, par exemple un interrupteur de position ou un switch, comporte un doigt ou un palpeur 24 dont une extrémité appuie sur un ressort de rappel et dont l'autre extrémité vient en appui contre la source principale 20 lorsque celle-ci est positionnce dans son logement 12. Selon une alternative, I'autre extrémité du palpeur 24 pourrait aussi venir en appui contre le tiroir extractible 15 ou contre un botier dans lequel se trouverait la source principale 20. Ce palpeur 24, associé au ressort de rappel, entrane mécaniquement l'ouverture et la fermeture d'un contact de l'organe interrupteur 21. Dans les différents cas, I'organe interrupteur 21 est donc actionné directement par la source principale 20, ou éventuellement indirectement, par l'intermédiaire du tiroir extractible 15, par exemple. En effet, quand la source principale 20 est positionnée dans son logement 12, le contact de l'organe interrupteur 21 est forcé à l'état ouvert et non-conducteur, sous I'action du palpeur 24. Au moment o la source principale 20 est sortie de son logement 12, avant qu'elle ne soit plus en contact avec les languettes 23 et ne délivre donc plus la tension de sauvegarde principale V1, le palpeur 24 est libéré et le contact de l'organe interrupteur 21 bascule à l'état fermé et conducteur, sous l'action du ressort de rappel. L'organe interrupteur 21 est électriquement raccordé d'un côté à la source auxiliaire 25 et de l'autre côté à une entrée du dispositif de commutation 35, en parallèle avec la tension principale V1, de préférence au travers un dispositif anti- retour 22. Ainsi, lorsque la source principale 20 est positionnée dans son logement 12, I'organe interrupteur 21 est ouvert, donc la source auxiliaire 25 n'est pas utilisée et ne se décharge pas. Par contre, quand la source principale 20 n'est plus en position, I'organe interrupteur 21 est fermé ce qui permet à la tension de sauvegarde auxiliaire V2 de remplacer très simplement la tension de sauvegarde principale V1 au niveau de l'entrée du dispositif de commutation 35. Un dispositif anti-retour 22, constitué par exemple par des diodes anti-retour placées sur les chemins de courant de V1 et V2, permet de gérer les phases transitoires d'insertion et d'extraction de la source principale 20. On obtient ainsi une grande facilité pour changer la source principale 20 car la mise sous tension et hors tension de la source auxiliaire 25 est faite automatiquement par l'organe interrupteur 21. Après la fabrication de la carte électronique 10, ou lors d'une nonutilisation prolongée de la carte électronique 10 ne nécessitant pas de sauvegarde des informations contenues dans la mémoire 30, on souhaite éviter que la source auxiliaire ne se décharge inutilement en cas d'absence de la source principale 20 dans le premier logement 12. Pour cela, I'invention prévoit que le dispositif de sauvegarde comporte des moyens de forçage, non représentés en figure 1, conçus pour venir appuyer sur le palpeur 24 de façon à forcer l'organe interrupteur 21 à l'état ouvert et à donc garder la source auxiliaire 25 hors tension. Les moyens de forçage sont implantés dans le logement 12.11s peuvent être constitués d'une pièce non-conductrice de forme similaire à la source principale 20, telle qu'une pile factice, de façon à pouvoir s'insérer dans le premier logement 12 en lieu et place de la source principale 20. Indifféremment, les moyens de forçage peuvent aussi être constitués d'un opercule cassable, placé dans le premier logement 12 lors de la fabrication de la carte électronique 10 par exemple, et cassé par l'utilisateur avant l'insertion d'une première source principale 20. Selon le mode de réalisation préféré de la figure 1, la source auxiliaire 25 est logée dans un second logement 13 de la carte 10. Ce second logement 13 comprend des languettes qui établissent le contact électrique avec les pôles de la source auxiliaire 25 de façon à acheminer la tension de sauvegarde auxiliaire V2 vers l'organe interrupteur 21. Dans une première variante, cette source auxiliaire est constituée d'une seconde pile 25, par exemple de même type que la première pile "bouton" 20, de façon à satisfaire aux mêmes contraintes de température. Le second logement 13 peut être conçu pour que la seconde pile 25 soit amovible de la carte 10, dans le but de pouvoir également la changer sans difficulté, quand la première pile 20 est opérationnelle. En effet, si la première pile 20 est opérationnelle, il est alors possible d'extraire la seconde pile 25 sans perdre l'alimentation des composants mémoire 30. Dans l'exemple de la figure 1, les deux piles 20 et 25 sont de tailles différentes, mais il est éventuellement avantageux que la seconde pile 25 ait les mêmes caractéristiques que la première pile 20 pour des raisons de simplification de mise en _uvre et d'approvisionnement en piles. Dans une seconde variante, on pourrait envisager que la source auxiliaire soit une source externe à la carte 10 qui puisse se raccorder de façon provisoire à la carte 10 par une connexion dédiée. Dans ce cas, pour changer la pile 20, I'utilisateur viendrait brancher la carte 10 à la source auxiliaire externe via cette connexion dédiée ce qui lui permettrait d'effectuer le changement de la pile 20 sans perdre l'alimentation électrique des composants mémoire 30. Par ailleurs, pour faciliter encore plus le travail de l'utilisateur, le dispositif de commutation 35 est capable, grâce aux moyens d'évaluation de la tension V1, de délivrer avantageusement un ou plusieurs signaux d'alerte 36 transmis sur le connecteur 11 et permettant de fournir une ou plusieurs informations donnant un ou plusieurs états de la source principale 20. Par exemple, on peut envisager deux signaux différents correspondant à deux seuils de mesure distincts de la tension principale V1 et don à deux niveaux d'alerte différents: un premier signal indiquant que la pile 20 doit être changée (alerte de premier niveau) et un deuxième signal indiquant que la pile 20 est hors service (alerte de second niveau). Un équipement hôte peut alors utiliser ces signaux d'alerte pour informer l'utilisateur par différents moyens de dialogue connus. On pourrait également prévoir des organes de signalisation directement sur la carte 10, telles que des LED de visualisation, sachant que cette solution serait néanmoins consommatrice de courant et donc susceptible de réduire la durée de vie des piles 20,25. Il est bien entendu que l'on peut, sans sortir du cadre de l'invention, imaginer d'autres variantes et perfectionnements de détail et de même envisager l'emploi de moyens équivalents. REVENDICATIONS 1. Dispositif d'alimentation de sauvegarde d'une carte électronique mobile (10) contenant un ou plusieurs composants de mémoire volatile (30) susceptibles d'être alimentés par une tension extérieure (Vcc), le dispositif comprenant une source d'alimentation électrique principale (20) montée de façon amovible dans un premier logement (12) de la carte électronique (10) et délivrant une tension de sauvegarde principale (V1) permettant d'alimenter le ou les composants de mémoire (30) quand la tension extérieure (Vcc) est inférieure à un seuil déterminé, caractérisé par le fait que le dispositif comprend une source d'alimentation électrique auxiliaire (25) apte à délivrer une tension de sauvegarde auxiliaire (V2) et comprend un organe interrupteur (21) relié électriquement à la source d'alimentation auxiliaire (25) et qui coopère avec la source d'alimentation principale (20) de manière à pouvoir alimenter le ou les composants de mémoire (30) avec la tension auxiliaire (V2) en cas d'absence de la source d'alimentation principale (20) du premier logement (12). 2. Dispositif d'alimentation de sauvegarde selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la source d'alimentation principale est constituée d'une première pile (20) non-rechargeable. 3. Dispositif d'alimentation de sauvegarde selon la revendication 2, caractérisé par le fait que la première pile (20) est montée dans un tiroir extractible (15). 4. Dispositif d'alimentation de sauvegarde selon la revendication 2, caractérisé par le fait que la source d'alimentation auxiliaire (25) est constituce d'une seconde pile montée dans un second logement (13) de la carte électronique (1 o). 5. Dispositif d'alimentation de sauvegarde selon la revendication 4, caractérisé par le fait que la seconde pile (25) est amovible du second logement (1 3). 6. Dispositif d'alimentation de sauvegarde selon la revendication 4, caractérisé par le fait que la seconde pile (25) est du même type que la première pile (20). 7. Dispositif d'alimentation de sauvegarde selon la revendication 2, caractérisé par le fait que l'organe interrupteur (21) est positionné à l'état fermé et conducteur quand la source d'alimentation principale (20) est absente du premier logement (12) et à l'état ouvert et non-conducteur quand la source d'alimentation principale (20) est présente dans le premier logement (12). 8. Dispositif d'alimentation de sauvegarde selon la revendication 7, caractérisé par le fait qu'il comporte des moyens de forçage implantables dans le premier logement (12) en l'absence de la source d'alimentation principale (20) et permettant de forcer l'organe interrupteur (21) à l'état ouvert. 9. Carte électronique mobile (10) comprenant un ou plusieurs composants de mémoire volatile (30) pour le stockage d'informations, caractérisée par le fait qu'elle comprend un dispositif d'alimentation de sauvegarde selon l'une des revendications précédentes. 10. Carte électronique mobile (10) selon la revendication 9, caractérisée par le fait qu'elle est du type PCMCIA. 11. Carte électronique mobile (10) selon la revendication 9, caractérisée par le fait qu'elle est destinée à étre utilisée pour sauvegarder des données eVou des