Brevet FR2852755A1 — publié le 20040924

La présente invention concerne un système de gestion de l'état d'un réseau multiplexé de transmission d'informations et donc de stations raccordées par celui-ci, notamment pour véhicule automobile. Ces réseaux multiplexés peuvent par exemple être des réseaux de 5 type CAN par exemple à faible vitesse également connus sous l'expression anglaise "CAN Low Speed". Dans ce type de réseaux, se posent des problèmes pour définir l'état du réseau, c'est-à-dire les phases de vie de celui-ci et donc les phases de vie correspondantes du système informatique embarqué à bord du véhi10 cule. En effet, la synchronisation du passage d'un état à un autre des différents équipements et organes connectés au réseau, est une opération relativement délicate à gérer. Le but de l'invention est donc de résoudre ces problèmes. A cet effet, l'invention a pour objet un système de gestion de l'état d'un réseau multiplexé de transmission d'informations et donc de stations raccordées par celui-ci, notamment pour véhicule automobile, caractérisé en ce qu'il comporte au moins une station de gestion de l'état du réseau et donc des autres stations adaptée pour émettre périodiquement sur le réseau, une trame 20 d'état pour définir l'état du réseau parmi des états de veille, de réveil, de fonctionnement normal, de mise en veille ou d'arrêt de communication sur le réseau. Suivant d'autres caractéristiques - au moins une station est adaptée pour émettre à destination de la 25 station de gestion, une requête de modification de l'état du réseau; - au moins une station est adaptée pour passer en mode de fonctionnement dégradé en cas de non réception de la trame d'état; - au moins une station est adaptée pour rester dans son état actuel en cas de non réception de la trame d'état. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en se référant aux dessins annexés, sur lesquels: - la Fig.1 représente de façon schématique une partie d'un réseau multiplexé de transmission d'informations; - la Fig.2 illustre un graphe représentant les différentes phases de vie d'un tel réseau; et - les Figs. 3 à 12 représentent des stations de différents types et des graphes de phase de vie correspondants. On a en effet illustré sur la figure 1, un système de gestion de l'état d'un réseau multiplexé de transmission d'informations et donc de stations raccordées par celui-ci, notamment pour un véhicule automobile. Le réseau multiplexé de transmission d'informations ou bus est désigné par la référence générale 1 et trois stations telles que les stations 2,3 et 10 4 sont représentées sur cette figure 1. En fait, un tel système comporte au moins une station de gestion de l'état du réseau et donc des autres stations, constituée par exemple par la station 2 décrite sur cette figure 1 et formée par exemple par une station dite BSI pour boîtier de servitude intelligent, intégrée du véhicule. En fait, cette station est adaptée pour gérer l'état de l'ensemble du réseau et donc des autres stations en émettant périodiquement sur le réseau, une trame d'état pour définir l'état du réseau parmi des états de veille, de réveil, de fonctionnement normal, de mise en veille et d'arrêt de communication sur le réseau. On utilise à cet effet une trame de commande BSI envoyée par la station BSI, dans laquelle un drapeau d'état de réseau indique l'état dans lequel tous les calculateurs raccordés à celui-ci doivent se trouver simultanément. Ainsi, ces différents états sont choisis parmi des états: - de veille, dans lequel aucune communication sur le réseau n'est autorisée, les fonctions nécessitant des échanges d'informations via le réseau, étant désactivées. Les stations sont alors en attente d'un message de réveil ou d'un événement extérieur; - de réveil, qui est une phase pendant laquelle les organes raccor30 dés au réseau, initialisent leur gestionnaire de communication. Il n'y a pas de supervision du réseau, la surveillance de la trame de commande BSI est active; - de fonctionnement normal, qui concerne l'état de fonctionnement nominal de chaque station, toutes les fonctions de celles-ci étant activées ou en cours d'initialisation. L'émission de la trame de réveil est alors interrompue et le diagnostic est autorisé; - de mise en veille, qui est une phase intermédiaire pendant laquelle tous les organes du réseau attendent la commande de mise en veille de la 5 BSI. Les organes ne communiquent plus sur le réseau et cette phase permet éventuellement la sauvegarde des paramètres; et d'arrêt de communication, également connu sous le nom de comoff, dans lequel l'émission des messages fonctionnels est stoppée, ce qui permet par exemple de libérer de la bande passante sur le réseau pour assu10 rer un téléchargement rapide des calculateurs. On notera par exemple que les différents changements d'état du réseau peuvent être initiés par la station de gestion BSI ou encore pour une demande de réveil par au moins une autre station raccordée au réseau et adaptée pour émettre à destination de cette station de gestion BSI, une re15 quête de modification correspondante de l'état du réseau. Par ailleurs, il est également possible de définir dans les stations, différents types de gestion de leur mode de fonctionnement en cas de non réception de la trame d'état, qui doit être émise périodiquement sur le réseau par la station de gestion. Ainsi par exemple, certaines stations peuvent être adaptées pour passer en mode de fonctionnement dégradé en cas de non réception de cette trame d'état, tandis que d'autres stations peuvent être adaptées pour rester dans leur état actuel en cas de non réception de la trame d'état. Cinq types de stations peuvent ainsi être définis. Ces différents types seront décrits plus en détail par la suite. On notera simplement que le type 0 peut par exemple correspondre à la station de gestion BSI, le type 1, à un organe sécuritaire appliqué à des fonctions nécessitant un fonctionnement en mode dégradé lorsque la communication avec la station de gestion BSI n'est plus possible, le type 2, à un organe communi30 cant sur le réseau lorsque la station de gestion BSI n'est plus présente, le type 3, à un organe dont la communication est conditionnée par la présence d'un signal de réveil +CAN par exemple, et le type 4, à un organe auto- alimenté ne disposant pas du signal +CAN. Les différents schémas et graphes d'état de ces différents types de stations, seront décrits plus en détail par la suite. Les différents états de vie du réseau et donc des stations, sont illustrés sur la figure 2, en association avec les transitions permettant de modifier l'état du réseau, telles qu'initiées par la station de gestion BSI. On reconnaît en effet sur cette figure 2, les états de veille, de réveil, de fonctionnement normal, de mise en veille et d'arrêt de communication COM-OFF. Les états de réveil et de mise en veille sont des états transitoires 10 des phases de vie du réseau. La BSI assure alors dans ce cas, la coordination de la fonction veille/réveil du réseau, la gestion des sessions fonctionnelles générales et une fonction de passerelle pour des messages et des données fonctionnelles ainsi que pour les besoins de diagnostic par exemple en usine ou en après-vente. Le tableau suivant donne la classification des différents organes implantés sur le réseau. Type d'organe Définition Type O ô Organe assurant le management système (BSI) Organe assurant le manage- r Cet organe a le privilège de prendre les décisions de mise en veille ment système des réseaux, Il est le manager du signal +CAN Il a le privilège de prendre les décisions de mise en communication des organes implantés sur les réseaux car il a le pouvoir d'ouverture I fermeture des sessions de communication au sens système. Type 1 q Organe relié au +CAN et associé à des fonctions nécessitant un foncOrgane auto-alimenté relié au tionnement en mode dégradé lorsque la communication avec le manage+CAN avec mode dégradé ment système n'est plus possible. * Peut être initiateur d'une demande de réveil réseau. o Passage en mode dégradé sur défaut de communication Type 2 'l Organe relié au +CAN et ne communiquant plus sur le réseau lorsque le Organe auto-alimenté relié au management système n'est plus présent. +CAN sans mode dégradé Q Passage en mode mise en veille sur défaut de communication c> Peut être initiateur d'une demande de réveil réseau. Type 3 > Organe dont la communication est conditionnée par la présence du +CAN. Organe avec alimentation cou- o En règle générale, il est alimenté par le +CAN. pée t* En absence du +CAN, il ne peut pas émettre, recevoir, acquitter ou se réveiller * L'équipement ne peut pas émettre une demande de réveil réseau. r Passage en mode dégradé sur défaut de communication Type 4 > Organe ne disposant pas du signal +CAN. Organe auto-alimenté sans u Une absence totale de communication sur le réseau, le fait passer +CAN à l'état de velle o Peut être initiateur d'une demande de réveil réseau. > Passage en mode mise en veille sur défaut de communication Les figures 3 et 4 illustrent la structure et le graphe d'état d'un organe de type 0, c'est-à-dire de la station de gestion du réseau, telle que la BSI. Ce type d'organe peut posséder une sortie + CAN réseau, lui permettant de signaler l'état de veille/réveil du réseau. Il gère l'automate de phases de vie du réseau. Le signal +CAN est donc un signal de veille/réveil. Les tableaux suivants donnent des descriptions des états et des transitions d'un organe de type 0. Description des états de l'organe du type 0: Etat Description VEILLE Couche physique en veille (ERL pour émetteur-récepteur de ligne, à l'état sleep) avec détection d'activité sur le réseau. Pas de transmission possible. +CAN non activé REVEIL Couche physique à l'état normal. Etat transitoire pendant lequel l'organe initialise sa communication. Si l'organe est initiateur de la demande de réveil réseau, il doit émettre périodiquement son message de réveil. Dans le cas d'un réveil sélectif ou accéléré l'émission de messages fonctionnels peut être demandée. +CAN activé Emission périodique du message COMMANDES _BSI(REVEIL) NORMAL Couche physique à l'état normal. Emission et réception des messages fonctionnels. Emission du message de supervision. Emission périodique du message COMMANDESBSI(NORMAL) Diagnostic réseau. MISE EN VEILLE Couche physique à l'état normal. Arrêt des émissions des messages fonctionnels Emission périodique du message COMMANDESBSI(MISE EN VEILLE) pendant T VEILLE - T OFF et émission du dernier message COMMANDES BSI(VEILLE) à T VEILLE COM OFF Couche physique à l'état normal. Arrêt des émissions des messages fonctionnels Emission périodique du message COMMANDES _BSI(COMOFF) Description des transitions de l'organe du type 0: Transition Description ALIMENTATION-VEILLE Mise sous tension (+BAT) ou Reset VEILLE--REVEIL Activité sur le réseau détecté par]'ERL ou Evénement extérieur nécessitant un réveil réseau REVEIL->MISE EN VEILLE Fin du traitement de la fonction activée sur réveil sélectif REVEIL->NORMAL Fin de T REVEIL Emission du message de version. NORMAL->MISE EN Condition de mise en veille du réseau VEILLE NORMAL->COM OFF Demande de téléchargement COM OFF->NORMAL Fin de la demande de téléchargment MISE EN VEILLE-*REVEIL Réception d'un message de réveil Evénement extérieur nécessitant un réveil réseau MISE EN VEILLEVEILLE Fin de T off Les figures 5 et 6 illustrent la structure et le graphe d'état d'un organe de type 1. Ce type d'organe possède obligatoirement en entrée +CAN et est alimenté par le + Vbat. Il passe en mode dégradé sur absence de l'organe de type 0. Les tableaux suivants donnent des descriptions des états et des transitions d'un organe de type 1. Description des états de l'organe du tvpe 1: Etat Description VEILLE Couche physique en veille (ERL à l'état sleep) avec détection d'activité sur le réseau. Pas de transmission possible. REVEIL Couche physique à l'état normal. Etat transitoire pendant lequel l'organe initialise sa communication. Si l'organe est initiateur de la demande de réveil réseau, il doit émettre périodiquement son message de réveil. Dans le cas d'un réveil sélectif ou accéléré l'émission de messages fonctionnels peut être demandée. Surveillance de la réception du message COMMANDES BSI NORMAL Couche physique à l'état normal. Emission et réception des messages fonctionnels. Emission du message de supervision. Surveillance de la réception du message COMMANDES BSI Diagnostic réseau. MISE EN VEILLE Couche physique à l'état normal. Arrêt des émissions Surveillance de la réception du message COMMANDESBSI Après réception de Commandes BSI avec Phasevie = VEILLE: Arrêt de la surveillance de la réception du message COMMANDES BSI COM OFF Couche physique à l'état normal. Arrêt des émissions Surveillance de la réception du message COMMANDES BSI MODE DEGRADE Couche physique à l'état normal. Si + CAN présent: Fonctionnel complet ou limité Emission des messages fonctionnels Emission du message de supervision Si + CAN absent: Préparation à la mise en veille de l'organe Emission non autorisée Surveillance de la réception du message COMMANDES BSI Description des transitions de l'organe du type 1: Transition Description ALIMENTATION->VEILLE Mise sous tension (+BAT) ou Reset VEILLE-* REVEIL Activité sur le réseau détecté par 1'ERL ou Evénement extérieur nécessitant un réveil réseau ou Entrée +CAN activée REVEIL--MISE EN VEILLE Réception du message CommandesBSI avec Phasevie = MISE EN VEILLE REVEIL--NORMAL Réception du message CommandesBSI avec Phasevie = NORMAL Emission du message de version. (Arrêt de l'émission du message de réveil) NORMAL->MISE EN VEILLE Réception du message CommandesBSI avec Phasevie = MISEEN VEILLE NORMAL->COM OFF Réception du message CommandesBSI avec Phasevie = COM OFF COM OFF->NORMAL Réception du message Commandes BSI avec Phasevie = NORMAL MISE EN VEILLE-*REVEIL Réception du message CommandesBSI avec Phase vie = REVEIL ou Evénement extérieur nécessitant un réveil réseau MISE EN VEILLE-NORMAL Réception du message Commandes BSI avec Phase-vie = NORMAL MISE EN VEILLE-VEILLE Durée T off après réception du message CommandesBSI avec Phase vie = VEILLE Perte COM Non réception du message Commandes BSI pendant 3 fois sa période Retour COM Sur réception du message CommandesBSI avec Phasevie = NORMAL, COM OFF ou MISE EN VEILLE, retour dans l'état indiqué par Phasevie Si Phase vie = REVEIL, ne pas effectuer la transition. MODE DEGRADE-VEILLE +CAN désactivé pendant T VEILLE +CAN ABSENT +CAN désactivé: pas de changement d'état (Etat = REVEIL, NORMAL, COM OFF ou MISE EN VEILLE) ._, Les figures 7 et 8 illustrent la structure et le graphe d'état d'un organe de type 2. Ce type d'organe possède obligatoirement une entrée +CAN et est alimenté par le +Vbat. Il ne possède pas de mode dégradé sur absence de l'organe de type O et reste donc dans son état actuel en cas de disparition de la trame correspondante. Les tableaux suivants donnent des descriptions des états et des transitions d'un organe de ce type 2. Description des états de l'organe du tyDe 2: Etat Description VEILLE Couche physique en veille (ERL à l'état sleep) avec détection d'activité sur le réseau. Pas de transmission possible. REVEIL Couche physique à l'état normal. Etat transitoire pendant lequel l'organe initialise sa communication. Si l'organe est initiateur de la demande de réveil réseau, il doit émettre périodiquement son message de réveil. Dans le cas d'un réveil sélectif ou accéléré l'émission de messages fonctionnels peut être demandée. Surveillance de la réception du message COMMANDES BSI NORMAL Couche physique à l'état normal. Emission du message de version au passage à l'état NORMAL. Emission et réception des messages fonctionnels. Emission du message de supervision. Surveillance de la réception du message COMMANDESBSI Diagnostic réseau. MISE EN VEILLE Couche physique à l'état normal. Arrêt des émissions Surveillance de la réception du message COMMANDESBSI Après réception de CommandesBSI avec Phase vie = VEILLE: a Arrêt de la surveillance de la réception du message COMMANDES BSI COM OFF Couche physique à l'état normal. Arrêt des émissions Surveillance de la réception du message COMMANDES BSI Description des transitions de l'oroane du tvpe 2: Transition Description ALIMENTATION-VEILLE Mise sous tension (+BAT) ou Reset VEILLE->REVEIL Activité sur le réseau détecté par 1'ERL ou Evénement extérieur nécessitant un réveil réseau ou Entrée +CAN activée REVEIL-*MISE EN VEILLE Réception du message CommandesBSI avec Phasevie = MISE EN VEILLE REVEIL-*NORMAL Réception du message CommandesBSI avec Phasevie = NORMAL Emission du message de version. (Arrêt de l'émission du message de réveil) NORMAL-->MISE EN VEILLE Réception du message CommandesBSI avec Phasevie = MISE EN VEILLE NORMAL-+COM OFF Réception du message CommandesBSI avec Phasevie = COMOFF COM OFF->NORMAL Réception du message CommandesBSI avec Phasevie = NORMAL MISE EN VEILLE->REVEIL Réception du message CommandesBSI avec Phasevie = REVEIL ou Evénement extérieur nécessitant un réveil réseau MISE EN VEILLE->NORMAL Réception du message CommandesBSI avec Phasevie = NORMAL MISE EN VEILLE-VEILLE Durée T off après réception du message CommandesBSI avec Phasevie = VEILLE ou BSI absent et +CAN désactivé pendant T VEILLE Perte COM Non réception du message CommandesBSI pendant 3 fois sa période (voir supervision indirect dans le document JRègles-Com-CAN-LS]) Retour COM Sur réception du message CommandesBSI, retour dans l'état indiqué par Phase vie +CAN ABSENT +CAN désactivé : pas de changement d'état (Etat = REVEIL, NORMAL, COM OFF ou MISE EN VEILLE) Les figures 9 et 10 représentent la structure et le graphe d'état d'un organe de type 3. Ce type d'organe possède une alimentation +CAN, le réveil et la mise en veille de cet organe sont dictés par l'apparition et la disparition du + CAN. Les tableaux suivants donnent des descriptions des états et des 10 transitions d'un organe de ce type. Description des états de l'organe du type 3: Etat Description VEILLE Couche physique non alimentée ou en veille. Pas de détection de réveil. Pas de transmission possible. REVEIL Couche physique à l'état normal. Etat transitoire pendant lequel l'organe initialise sa communication. Dans le cas d'un réveil sélectif ou accéléré l'émission de messages fonctionnels peut être demandée. Surveillance de la réception du message COMMANDES BSI NORMAL Couche physique à l'état normal.. Emission et réception des messages fonctionnels. Emission du message de supervision. Surveillance de la réception du message COMMANDES BSI Diagnostic réseau. MISE EN VEILLE Couche physique à l'état normal. Arrêt des émissions Surveillance de la réception du message COMMANDES BSI Après réception de CommandesBSI avec Phasevie = VEILLE: Arrêt de la surveillance de la réception du message COMMANDESBSI COM OFF Couche physique à l'état normal. Arrêt des émissions Surveillance de la réception du message COMMANDES BSI MODE DEGRADE Couche physique à l'état normal. Fonctionnel complet ou limité Message fonctionnel transmis sur le réseau Surveillance de la réception du message COMMANDESBSI Emission du message de supervision Description des transitions de l'organe du type 3: Transition Description VEILLE->REVEIL +CAN activé ou Reset REVEIL->MISE EN VEILLE Réception du message CommandesBSI avec Phasevie = MISE EN VEILLE REVEIL->NORMAL Réception du message CommandesBSI avec Phasevie = NORMAL Emission du message de version. NORMAL-->MISE EN VEILLE Réception du message CommandesBSI avec Phasevie = MISE EN VEILLE NORMAL->COM OFF Réception du message CommandesBSI avec Phasevie = COM OFF COM OFF->NORMAL Réception du message CommandesBSI avec Phasevie = NORMAL MISE EN VEILLE->REVEIL Réception du message CommandesBSI avec Phasevie = REVEIL MISE EN VEILLE->NORMAL Réception du message CommandesBSI avec Phasevie = NORMAL MISE EN VEILLE--+VEILLE +CAN désactivé Perte COM Non réception du message CommandesBSI pendant 3 fois sa période Retour COM Sur réception du message CommandesBSI avec Phasevie = NORMAL, COM OFF ou MISE EN VEILLE, retour dans l'état indiqué par Phasevie Si Phase vie = REVEIL, ne pas effectuer la transition. MODE DEGRADE-WVEILLE +CAN désactivé Emission des messages fonctionnels Emission du message de supervision +CAN ABSENT +CAN désactivé : pasage à l'état VEILLE Les figures 11 et 12 illustrent la structure et le graphe d'état d'un organe de type 4. Ce type d'organe est alimenté uniquement par le +Vbat. La perte COM des organes de type 4 dépend de la réception du 10 message commandeBSI, BSI absente, et de l'absence d'autres organes si nécessaire. Ces organes, surveillés par la perte de communication, ne peuvent pas être de type 4. Les tableaux suivants donnent des descriptions des états et des 15 transitions des organes de ce type. Description des états de l'organe du type 4: Etat Description VEILLE Couche physique en veille (ERL à l'état sleep) avec détection d'activité sur le réseau. Pas de transmission possible. REVEIL Couche physique à l'état normal. Etat transitoire pendant lequel l'organe initialise sa communication. Si l'organe est initiateur de la demande de réveil réseau, il doit émettre périodiquement son message de réveil. Dans le cas d'un réveil sélectifou accéléré l'émission de messages fonctionnels peut être demandée. Surveillance de la réception du message COMMANDES BSI NORMAL Couche physique à l'état normal. Emission et réception des messages fonctionnels. Emission du message de supervision. Surveillance de la réception du message COMMANDES_BSI Diagnostic réseau. MISE EN VEILLE Couche physique à l'état normal. Arrêt des émissions Surveillance de la réception du message COMMANDES_BSI Après réception de CommandesBSI avec Phase_vie = VEILLE: Arrêt de la surveillance de la réception du message COMMANDES BSI COM OFF Couche physique à l'état normal. Arrêt des émissions Surveillance de la réception du message COMMANDES BSI Description des transitions de l'organe du type 4: Transition Description ALIMENTATION-VEILLE Mise sous tension (+BAT) ou Reset VEILLE-->REVEIL Activité sur le réseau détecté par l'ERL ou Evénement extérieur nécessitant un réveil réseau REVEIL-->MISE EN VEILLE Réception du message Commandes_BSI avec Phasevie = MISE EN VEILLE REVEIL->NORMAL Réception du message Commandes_BSI avec Phase_vie = NORMAL Emission du message de version. (Arrêt de l'émission du message de réveil) NORMAL-->MISE EN VEILLE Réception du message Commandes_BSI avec Phase_vie = MISE EN VEILLE NORMAL-->COM OFF Réception du message Commandes_BSI avec Phase vie = COM OFF COM OFF--NORMAL Réception du message Commandes_BSI avec Phasevie = NORMAL MISE EN VEILLE-->REVEIL Réception du message Commandes_BSI avec Phase_vie = REVEIL ou Evénement extérieur nécessitant un réveil réseau MISE EN VEILLE-->NORMAL Réception du message Commandes_BSI avec Phasevie = NORMAL MISE EN VEILLE->VEILLE Durée Toffaprès réception du message Commandes_BSI avec Phase_vie = VEILLE ou Perte COM (BSI absente et autre organe supervisé) pendant T VEILLE Perte COM Non réception du message Commandes_BSI et autre(s) message(s) surveillé(s) pendant 3 fois sa période Retour COM * Sur réception du message Commandes_BSI, retour dans l'état indiqué par Phase_vie À Sur réception d'un autre message supervisé pour la perte de communication et absence BSI, retour à l'état NORMAL il On conçoit au vu de ceci que le signal +Vbat est également un signal de veille/réveil et que les stations qui n'en ont pas, ne peuvent pas demander le réveil à la station de gestion BSI. Bien entendu, d'autres modes de réalisation encore peuvent être envisagés. REVENDICATIONS 1. Système de gestion de l'état d'un réseau (1) multiplexé de transmission d'informations et donc de stations raccordées par celui-ci, notamment pour véhicule automobile, caractérisé en ce qu'il comporte au moins une sta5 tion de gestion (2) de l'état du réseau (1) et donc des autres stations (3,4) adaptée pour émettre périodiquement sur le réseau, une trame d'état pour définir l'état du réseau parmi des états de veille, de réveil, de fonctionnement normal, de mise en veille ou d'arrêt de communication sur le réseau. 2. Système selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'au moins 10 une station est adaptée pour émettre à destination de la station de gestion, une requête de modification de l'état du réseau. 3. Système selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'au moins une station est adaptée pour passer en mode de fonctionnement dégradé en cas de non réception de la trame d'état. 4. Système selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'au moins une station est adaptée pour rester dans son état actuel en cas de non réception de la trame d'état.