Brevet FR2896894A1 — publié le 20070803

Titre de l'invention Système et procédé de communication par bus de communication série. Arrière-plan de l'invention La présente invention se rapporte au domaine général des systèmes de communication par bus série. L'invention vise plus spécifiquement un système et un procédé de communication entre une pluralité d'interfaces homme-machines (IHMs) et un module de commande, connectés par un bus de communication série, notamment dans le domaine automobile. Les bus de communication série sont communément utilisés pour les communications entre les différents éléments électroniques présents dans un véhicule. Ces éléments électroniques sont par exemple, des capteurs, des indicateurs et des actionneurs, ainsi mis en réseau par l'intermédiaire de tels bus série. Dans les applications automobiles, les capteurs et actionneurs concernent, par exemple, le système d'air conditionné, les portes (ouverture/fermeture/blocage), les ceintures, les sièges, les mesures de température, les commandes manuelles, les essuie-glaces, les déclencheurs de toit ouvrant. Dans l'état actuel de la technique, un bus de communication série permet la communication entre des modules de commande d'équipement et des interfaces homme-machine (IHMs) contenues dans des tableaux de commande. Les traitements logiques liés aux IHMs consistent à élaborer des états à afficher par les IHMs sont effectués au niveau de chaque module de commande. Cette répartition distribuée des traitements logiques liés aux IHMs complexifie l'architecture du système et peut présenter un surcoût de maintenance. En outre, une modification de l'un quelconque des tableaux de commande induira des modifications au niveau de chacun des modules de commande. Objet de l'invention La présente invention a donc pour but principal de pallier à ces inconvénients. Elle propose une nouvelle architecture de système permettant de centraliser le traitement logique lié aux IHMs en fournissant, dans un système de communication entre au moins un module de commande d'équipement relié à un équipement et au moins une interface homme-machine au moyen d'un bus de communication série, un calculateur central comportant des moyens adaptés à : - recevoir au moins des premières données d'état émises par la au moins une interface homme-machine et au moins des secondes données d'état émises par le au moins un module de commande d'équipement; - traiter au rnoins les premières et secondes données d'état de manière à produire au moins des troisièmes et quatrièmes données d'état respectivement destinées à la au moins une interface homme-machine et audit au moins un module de commande d'équipement; - diffuser au moins les troisièmes données d'état à la au moins une interface homme-machine ; et - diffuser au moins les quatrièmes données d'état audit au moins un module de commande d'équipement. Ainsi, le calculateur central permet de séparer le traitement des données en provenance des IHMs et des modules de commande d'équipement, des traitements de données classiques effectués par les modules de commande liés aux équipements. Avantageusement, la centralisation du traitement des données émises par les IHMs au niveau du calculateur central selon l'invention, évite toute modification éventuelle au niveau des modules de commande d'équipements lors de l'adaptation des panneaux de commande ou de la modification des IHMs. Les données produites par le calculateur central sont ensuite diffusées aux interfaces homme-machine et aux modules de commande, selon une transmission du type point à multipoints. Contrairement aux architectures de systèmes classiques, dans lesquelles des dialogues se réalisent point-àpoint entre les modules de commande d'équipements et les différentes IHMs, la diffusion de données selon l'invention réalise une transmission du type point à multi-points, permettant ainsi de simplifier la mise en oeuvre des communications. Les données sont recueillies par le calculateur central en provenance des IHMs et modules de commande par une transmission du type multi-points à point. Selon une caractéristique de l'invention, le calculateur central est placé dans un tableau de commande comprenant au moins une interface homme-machine. Avantageusement, le calculateur central est placé dans l'un quelconque des tableaux de commande reliés au bus de communication, chacun de ces tableaux de commande comportant déjà au moins une IHM. Selon une autre caractéristique de l'invention, le calculateur central comprend un moyen de stockage permettant de stocker des informations de configuration. Ainsi le calculateur central utilise des informations de configuration qu'il stocke grâce à un moyen de stockage. De telles informations peuvent être utilisées par le calculateur pour le traitement des données reçues par les IHMs ou par le module de commande d'équipement. Selon une autre caractéristique de l'invention, le bus de communication série est un bus de type LIN (Local Interconnect Network). Les bus de communication série de type LIN (Local Interconnect Network) présentent les avantages suivants. Tout d'abord, la technologie LIN permet de garantir le temps d'attente lors la transmission de signaux. Ce type de bus permet d'atteindre des débits de transmission relativement élevés, typiquement limités à 20 kbit/s pour des raisons liées aux interférences électromagnétiques. Ensuite, les stations reliées sur le bus LIN selon le protocole de communication LIN, ne nécessitent aucun dispositif de synchronisation tel qu'un oscillateur local à base de cristal ou un résonateur en céramique. Ceci permet de réduire de manière significative le coût d'implémentation matérielle de ces stations. De plus, le coût de fabrication du bus LIN lui-même est peu couteux étant donné qu'il est mono-filaire. Selon une autre caractéristique de l'invention, les interfaces homme-machine sont de type esclave et le calculateur central est de type maître. Dans une architecture du type maître/esclave comprenant un module maître et une pluralité de modules esclaves, le module maître coordonne et contrôle la communication entre les différents modules esclaves qui exécutent notamment les actions que le module maître leur ordonne. Avantageusement, ce type d'architecture ne nécessite pas de moyen d'arbitrage entre les différentes interfaces homme-machine pour l'émission et la réception sur le bus de communication série commun. Selon une autre caractéristique de l'invention, le bus de communication série est un bus de type CAN (Controller Area Network). Le bus de communication série de type CAN est un bus standard de communication dans le domaine automobile. Le bus CAN peut être mis en oeuvre dans une architecture multi-maîtres, dans laquelle tout équipement maître peut amorcer le dialogue. De plus, le bus CAN permet d'atteindre des vitesses de transmission élevées (de 125 kbit/s à 1 Mbit/s selon la norme utilisée). Enfin, un même bus CAN permet de connecter un grand nombre d'équipements (32 à 100). L'invention vise également un procédé de communication entre un calculateur central, au moins un module de commande d'équipement relié à un équipement, et au moins une interface homme-machine, le calculateur central effectuant les étapes suivantes : -réception de au moins des premières données d'état émises par la au moins une interface homme-machine et de au moins des secondes données d'état émises par le au moins un module de commande d'équipement ; - traitement au moins des premières données d'état et au moins des secondes données d'état, de manière à générer au moins des troisièmes données d'état et quatrièmes données d'état respectivement destinées à la au moins une interface homme-machine et audit au moins un module de commande d'équipement ; - diffusion au moins des troisièmes données d'état à la au moins une interface homme-machine ; et - diffusion au moins des quatrièmes données d'état audit au moins un module de commande d'équipement. Les avantages et réalisations particulières de ce procédé sont les mêmes que ceux associés au dispositif client selon l'invention, décrit ci- avant. Selon une caractéristique de l'invention, les troisièmes données d'état et les quatrièmes données d'état sont diffusées respectivement dans au moins une première trame et au moins une deuxième trame. Plusieurs trames d'informations sont requises pour l'envoi d'un paquet de données de taille supérieur à 8 octets étant que la capacité de chaque trame d'information transmise est limitée à 8 octets, dans le cas de l'utilisation d'un bus CAN ou LIN. Selon une autre caractéristique de l'invention, les troisièmes données d'état et les quatrièmes données d'état respectivement destinées à la au moins une interface homme-machine et audit au moins un module de commande d'équipement sont diffusées dans une même trame. Avantageusement, ceci permet de minimiser le nombre de trames émises sur le bus de communication série et d'optimiser ainsi le trafic de données véhiculé sur le bus de communication série. Selon une autre caractéristique de l'invention, le calculateur central diffuse au moins une trame de données génériques à la au moins une interface homme-machine pendant l'étape de traitement. Ainsi, le calculateur central peut communiquer une information ou un état à afficher sur les IHMs sans avoir à attendre la fin de l'étape de traitement des données. Cette caractéristique permet, par exemple, d'informer les IHMs que le calculateur central est en train de traiter des données. Selon une autre caractéristique de l'invention, le calculateur central traite les données émises par la au moins une interface homme-machine selon un algorithme de gestion de priorité. Avantageusement, cet algorithme de gestion de priorité permet de résoudre les éventuels conflits entre les informations émises par une première IHM et celles émises par une deuxième IHM. Selon une autre caractéristique de l'invention, les étapes du procédé sont réalisées de façon périodique. Un séquencement périodique des étapes effectuées par le calculateur central selon l'invention, permet de garantir les temps de réponse du système et d'améliorer ainsi ses performances. Dans un mode préféré de réalisation, les différentes étapes du procédé de communication sont déterminées par des instructions d'un programme informatique. En conséquence, l'invention vise aussi un programme informatique enregistré sur un support d'information et le support lui-même. Ce programme comporte des instructions de code adaptées à la mise en oeuvre des étapes du procédé de communication tel que décrit ci-dessus et exécutées sur le système de communication selon l'invention tel que décrit ci-dessus. Brève description des dessins D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la description faite ci-dessous, en référence aux dessins qui en illustrent un exemple de réalisation dépourvu de tout caractère limitatif et dans lesquels : - la figure 1, représente un système de communication par bus de communication série entre un module de commande et deux IHMs selon l'invention ; - la figure 2 illustre le procédé de communication entre les entités de la figure 1 selon l'invention ; et - la figure 3, conformément à l'état actuel de la technique, un système de communication entre deux modules de commandes, et trois IHMs, au moyen d'un bus de communication série. Description détaillée d'un mode de réalisation La figure 3 décrit, conformément à l'état actuel de la technique, un système de communication entre deux modules de commande 1, 1' reliés respectivement à deux équipements 10 et 10' et trois interfaces homme- machine (IHMs) 3, 3', 3" contenues respectivement dans trois tableaux de commandes 6, 6', 6". Un bus de communication série 4 de type LIN (Local Interconnect Network) relie les modules de commande 1, 1' aux IHMs 3, 3', 3,, Dans ce type d'architecture classique, les traitements liés à la logique des IHMs 3, 3', 3" sont effectués dans les modules de commande 1, 1'. Ces traitements sont effectués par des calculateurs contenus dans les modules de commande 1, 1' et adaptés aux IHMs 3, 3', 3", à partir des données fournies par ces IHMs 3, 3', 3". Les traitements liés à la logique des IHMs 3, 3', 3" consistent à élaborer des états à afficher sur les IHMs 3, 3', 3", comme par exemple, des messages à afficher sur des écrans de signalisation, des voyants à allumer ou à éteindre, ou bien des données à prendre en compte dans un algorithme de calcul lié à un module de commande 1, 1' d'un équipement 10, 10'. En effet, une modification de l'un quelconque des tableaux de commande 6, 6', 6", comme par exemple, le remplacement d'un bouton rotatif de commande de distribution par plusieurs boutons de type push peut induire des modifications au niveau des modules de commande 1, 1'. La figure 1 illustre un système de communication selon l'invention, à titre d'exemple, entre un module de commande 1 relié à un appareil de climatisation HVAC 10 et deux IHMs 3, 3'. Un premier tableau de commande 6 comprend une première IHM 3 et un calculateur central 2. Un deuxième tableau de commande 6' comprend une deuxième IHM 3'. Les deux tableaux de bord 6, 6' sont reliés au module de commande 1 par un même bus de communication série 4 de type LIN, par exemple. Ainsi l'IHM 3' communique directement avec le calculateur central 2, au moyen du bus de communication série 4. Etant donné que l'IHM 3 et le calculateur central 2 sont, dans cet exemple, hébergés par le même tableau de commande 6, I'IHM 3 communique directement en interne avec le calculateur central 2, sans passer par le bus de communication série 4. Dans cet exemple, le calculateur central 2 communique donc directement avec l'IHM 3' et le module de commande 1 par l'intermédiaire du bus de communication série 4, et communique directement en interne avec l'IHM 3. Selon l'invention, le système prévoit un calculateur central 2 relié à la première IHM 3 au moyen d'un bus de communication interne non référencé, dans le tableau de commande 6. Ce calculateur central 2 comprend également des moyens de stockage 20 permettant de stocker des informations de configuration. Ces informations de configuration permettent, par exemple, d'accorder un niveau de priorité aux informations fournies par les IHMs 3, 3' et le module de commande 1. Dans l'exemple décrit ici, le calculateur central 2 comprend une unité centrale (CPU) 50, une mémoire (ROM) 60, une interface de communication 70 et un système de bus 80 permettant de relier ces différentes unités entre elles. L'interface de communication 70 inclue classiquement une unité fonctionnelle dialoguant en réception Rx et en transmission Tx avec le bus de communication série 4. Dans l'exemple décrit ici, la mémoire 60 constitue le support de stockage d'informations qui mémorise un programme informatique PG conforme à l'invention, apte à mettre en oeuvre, lorsqu'il est exécuté par l'unité centrale 50, les étapes du procédé de communication conforme à l'invention. Ce programme PG peut utiliser n'importe quel langage de programmation et peut être sous la forme de code source, code objet, ou de code intermédiaire entre code source et code objet, tel que dans une forme partiellement compilée, ou dans n'importe quelle autre forme souhaitable. Le support de stockage 60 d'informations peut être n'importe quelle entité ou dispositif capable de stocker le programme informatique. Par exemple, le support peut comporter un moyen de stockage, tel qu'une ROM de circuit microélectronique. Alternativement, le support de stockage d'informations peut être un circuit intégré dans lequel le programme est incorporé, le circuit étant adapté pour exécuter ou pour être utilisé dans l'exécution du procédé en question. On notera que, d'un point de vue matériel, l'interface de communication (70) du calculateur central (2) est confondue avec l'interface de communication (non référencée) de l'IHM (3). Ainsi, il n'y a pas de différenciation entre l'interface de communication (70) du calculateur central (2) et l'interface de communication l'IHM (3). Selon une alternative de réalisation, la communication entre le calculateur central (2) et l'IHM (3) s'effectue directement au moyen d'un bus interne, sans passer par le bus de communication série (4). La figure 2 illustre le procédé de communication selon l'invention, entre les IHMs 3, 3' et le module de commande 1 de la figure 1. Les IHMs 3, 3' envoient séquentiellement leurs données d'état notées respectivement D32, D3'2 au calculateur central 2, selon les étapes E10 et E20 respectivement. Le calculateur central 2 reçoit et lit ces données de manière séquentielle. Le module de commande 1 envoie des données D12 au calculateur central 2, selon l'étape E30, par l'intermédiaire du bus de communication série 4 de la figure 1. Les données d'état D32 et D3'2 sont des données qui représentent par exemple, des états d'activation ou des états de commande des IHMs 3 et 3' respectivement (par exemple, l'état d'activation ou la confirmation de l'appui d'un bouton poussoir, la position de rotation d'un bouton rotatif). Les données D12 fournies par le module de commande 1, sont des données représentant, par exemple, l'état de l'algorithme thermique ou l'état du véhicule. Les données D12 sont élaborées par le module de commande 1 à partir des informations reçues de capteurs du système de climatisation et d'états internes des algorithmes de régulation du confort de la climatisation. A partir des données D12, D32, D3'2 reçues, le calculateur central 2 traite ces données selon une étape E40 de traitement logique lié aux IHMs. Lors de cette étape E40, le calculateur central 2 élabore les données d'état D23 et D23'. Ces données d'état D23 , D23' décrivent les états à afficher sur les IHMs 3 et 3' respectivement, tels que par exemple, un voyant à allumer ou à éteindre, une information explicite à afficher sur un écran. Le calculateur central 2 élabore également les données D21 décrivant l'état à prendre en compte par l'algorithme thermique (ou algorithme de confort de la climatisation) au sein du module de commande 1. Ainsi le traitement des données fournies par les IHMs 3, 3' et par le module de commande 1 de l'appareil de climatisation 10 est centralisé au niveau du calculateur central 2. Cette centralisation du traitement lié aux IHMs 3, 3' assure qu'en cas de modification du confort ou des performances du système de climatisation, seul le module de commande 1 a besoin d'être modifié. Selon une caractéristique de l'invention, lors de cette étape E40, le calculateur central 2 prend en compte les éventuels conflits entre les données D32 et D3'2 selon un algorithme de gestion des priorités. Ainsi, le traitement des données D12, D32, D3'2 selon l'étape E40 s'effectue selon l'algorithme de gestion de priorité et de traitement de la logique liée au>. IHMs, tout en prenant en compte les informations de configuration contenues dans les moyens de stockage 20. Ces informations de configuration concernent par exemple, les niveaux de priorité à accorder aux différentes données D32, D3'2 fournies par les IHMs pour leur traitement selon l'étape E40 ou la répartition des données entre les IHMs 3, 3'. Selon une étape E50, le calculateur central 2 diffuse les données D23, D23' aux IHMs 3 et 3', dans au moins une trame T3. Les IHMs 3 et 3' possédent des moyens leur permettant de récupérer les données qui leur sont destinées (respectivement D23, D23'). Les données D21 sont ensuite émises, selon une étape E60, par le calculateur central 2 à destination du module de commande 1 dans une trame T4. Selon une caractéristique de l'invention, le calculateur central 2 peut envoyer des données d'ordre général D aux IHMs 3, 3', selon une étape E70, dans au moins une trame générique T, lors de l'exécution de l'étape de traitement E40. Par exemple, suite à l'appui d'un bouton poussoir au niveau d'une des IHMs 3, 3' pour commander la mise en route de l'appareil de climatisation 10, des données D pour l'affichage d'un témoin lumineux 11 peuvent être envoyées aux IHMs 3, 3' sans avoir à attendre la fin de l'étape de traitement E40. Selon une autre caractéristique de l'invention, les étapes d'envoi E50 et E60 des données D23, D23' et D21, respectivement aux IHMs 3, 3' et au module de commande 1 d'équipement peuvent être remplacées par une étape unique selon laquelle ces données sont transmises dans une unique trame. Autrement dit, les trames T3 et T4 forment une même trame T5 non représentée. Selon une autre caractéristique de l'invention, les étapes E10, E20, E30, E40, E70, E50 et E60 sont répétées de manière séquentielle. Dans l'exemple ci-avant, seulement deux tableaux de commande 6, 6' ont été considérés. Pour l'extension à N tableaux de commande (N étant le nombre total de tableaux de commande reliés au bus de communication série 4), un seul tableau de commande hébergera en plus de son IHM, le calculateur central 2 avec ses données de configurations sauvegardées dans le moyen de stockage 20. La mise en oeuvre des N-1 autres IHMs et du module de commande 1 reste inchangée. Les échanges de données entre les IHMs, le module de commande 1 et le calculateur central 2, les traitements des données au niveau du calculateur central 2 restent inchangés par rapport à la mise en oeuvre décrite ci-avant. Le mode de réalisation décrit ciavant se rapporte à un système de climatisation. Néanmoins, d'autres modes de réalisation sont bien entendu possibles faisant intervenir d'autres équipements qu'un climatiseur, tout en restant, bien entendu, dans le cadre de l'invention. Parmi ces autres équipements, on peut citer, à titre d'exemple, un module audio, un module de téléphone ou un module télématique. Dans un mode de réalisation comprenant une pluralité de modules de commande d'équipements et une pluralité d'IHMs, le calculateur central 2 a pour fonction de répartir les données générées par le calculateur central 2 vers la pluralité de modules de commande 1 de manière à ce que chaque module de commande reçoit les données qui lui sont destinées. Revendications 1. Système de communication (100) entre au moins un module de commande (1) d'équipement relié à un équipement (10) et au moins une interface homme-machine (3, 3') au moyen d'un bus de communication série (4), caractérisé en ce qu'il comprend, en outre, un calculateur central (2) comportant des moyens adaptés à : - recevoir au moins des premières données d'état (D32 , D3'2) émises par l'interface homme-machine (3, 3') et au moins des secondes données d'état (D12) émises par le module de commande (1) d'équipement; - traiter les premières (D32 , D3'2) et secondes (D12) données d'état de manière à produire au moins des troisièmes (D23 , D23') et quatrièmes (D21) données d'état respectivement destinées à l'interface homme-machine (3 , 3') et au module de commande (1) d'équipement; - diffuser les troisièmes données d'état (D23 , D23') à l'interface homme-machine (3 , 3') ; et - diffuser les quatrièmes données d'état (D21) au module de commande (1) d'équipement. 2. Système de communication selon la revendication 1, caractérisé en ce que le calculateur central (2) est placé dans un tableau de commande (6) comprenant au moins une interface homme-machine (3). 3. Système de communication selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le calculateur central (2) comprend un moyen de stockage (20) permettant de stocker des informations de configuration. 4. Système de communication selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le bus de communication série (4) est un bus de type LIN (Local Interconnect Network). 12 30 5. Système de communication selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'interface homme-machine (3) est de type esclave et en ce que le calculateur central (2) est de type maître. 6. Système de communication selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le bus de communication série (4) est un bus de type CAN (Controller Area Network). 10 7. Procédé de communication entre un calculateur central (2), au moins un module de commande (1) d'équipement relié à un équipement (10), et au moins une interface homme-machine (3 , 3') caractérisé en ce que, ledit calculateur central (2) effectue les étapes suivantes : - réception (E10, E20, E30) de au moins des premières données d'état 15 (D32 , D3'2) émises par l'interface homme-machine (3, 3') et de au moins des secondes données d'état (D12) émises par le module de commande (1) d'équipement ; -traitement (E40) des premières données d'état (D32 , D3'2) et des secondes données d'état (D12), de manière à générer au moins des 20 troisièmes données d'état (D23 , D23') et quatrièmes données d'état (D21) respectivement destinées à l'interface homme-machine (3 , 3') et au module de commande (1) d'équipement ; - diffusion (E50) des troisièmes données d'état (D23 , D23') à l'interface homme-machine (3 , 3') ; et 25 -diffusion (E60) des quatrièmes données d'état (D21) au module de commande (1) d'équipement. 8. Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que les troisièmes données d'état (D23 , D23') et les quatrièmes données d'état (D21) sont 30 diffusées respectivement dans au moins une trame (T3) et au moins une trame (T4)5 9. Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que la trame (T3) et la trame (T4) forment une même trame (T5). 10. Procédé selon l'une quelconque des revendications 7 à 9, caractérisé en ce que le calculateur central (2) diffuse (E70) des données génériques (D) dans au moins une trame (T) à l'interface homme-machine (3, 3') pendant ladite étape (E40) de traitement des données. 11. Procédé selon l'une quelconque des revendications 7 à 10, caractérisé en ce que le calculateur central (2) traite les données (D32, D3'2) émises par l'interface homme-machine (3, 3') selon un algorithme de gestion de priorité. 12. Procédé selon l'une quelconque des revendications 7 à 11, caractérisé en ce que les étapes (E10, E20, E30, E40, E50, E60) du procédé sont réalisées de façon périodique. 13. Programme informatique (PG) comportant des instructions de code aptes à réaliser les étapes du procédé de communication selon l'une quelconque des revendications 7 à 12 lorsque le programme (PG) est exécuté sur le système de communication selon l'une quelconque des revendications 1 à 6. 14. Support de stockage d'informations (60) sur lequel est enregistré un programme informatique (PG) comprenant des instructions de code aptes à réaliser les étapes du procédé de communication selon l'une quelconque des revendications 7 à 12.