Brevet FR2954025A1 — publié le 20110617

La présente invention concerne un dispositif de connexion de deux équipements l'un à l'autre. L'un des équipements est par exemple une unité informatique et l'autre équipement est par exemple un périphérique d'entrée comme un clavier, un dispositif de pointage de type souris ou pavé tactile ou un périphérique de stockage de masse comme un disque dur externe ou une mémoire solide. L'invention a également pour objet une station d'accueil d'un tel équipement. Les systèmes informatiques sont généralement construits autour d'une unité informatique, dite couramment centrale, à laquelle sont raccordés des périphériques. L'unité informatique incorpore le ou les processeurs, des mémoires hébergeant un système d'exploitation et des applications exécutés par le ou les processeurs. Les périphériques sont raccordés à l'unité informatique par des liaisons parallèles ou série. Les liaisons série mettant plus particulièrement en oeuvre un protocole de type USB pour « Universal Serial Bus » (bus série univer- sel) se sont imposé dans les systèmes informatiques tant grand public qu'industriels. Ce type de liaison est également utilisable pour relier des périphériques entre eux. Ce type de liaison série présente toutefois un certain nombre d'inconvénients rendant leur utilisation délicate dans certaines applications fortement contraintes notamment en ce qui concerne les décharges électrostatiques. Parmi ces inconvénients, se trouve une absence d'isolation galvanique qui peut s'avérer extrêmement préjudiciable pour les éléments ainsi reliés lorsque la foudre touche l'installation électrique à laquelle l'un de ces éléments est raccordé. Ce risque est d'ailleurs de plus en plus impor- tant dans les aéronefs modernes dans lesquels le fuselage peut de moins en moins jouer le rôle d'une cage de Faraday en raison de la présence croissante dans celui-ci de matériaux composites faiblement conducteurs. Ceci oblige à recourir à des composants non linéaires de type écla- teurs, diodes foudres ou varistances. Les circuits utilisant ces composants ne peuvent être testés qu'en utilisant des outillages coûteux et non dénués de dangers tant pour les composants du circuit que pour les opérateurs desdits outillages. En outre, ce type de liaison présente d'autres inconvénients lorsqu'elle est utilisée dans les systèmes informatiques embarqués à bord des aéronefs : - une faible distance de liaison or, dans les aéronefs, les systèmes informatiques peuvent être éclatés pour optimiser l'utilisation de l'espace disponible de sorte que les différents éléments d'un système informatique embarqué sont souvent éloignés les uns des autres ; - une absence de retour d'expérience à propos de ce type de liaison dans les applications aéronautiques. Tout ou partie des inconvénients ci-dessus se présentent aussi avec un certains nombre de liaisons d'autres types et notamment PS2, ARINC 429, bus CAN... quelle que soit l'application envisagée. Un but de l'invention est de fournir un moyen de liaison entre équipements électroniques ne présentant pas, ou que peu, les inconvénients précités. A cet effet, on prévoit, selon l'invention, un dispositif de connexion d'un équipement électronique maître à un équipement électronique périphérique, tous deux pourvus d'un port de raccordement externe d'un premier type, comportant une unité de raccordement maître et une unité de raccordement périphérique qui sont pourvues chacune d'un port de raccordement externe du premier type à l'équipement correspondant et qui sont reliées l'une à l'autre via une isolation galvanique par une liaison d'un deuxième type, à savoir Ethernet, comportant une ligne d'émission et une ligne de réception, chaque unité comportant une interface premier type/Ethernet reliée auxdites lignes et un module d'alimentation monté en mode corn- mun entre les lignes d'émission et de réception pour émettre ou recevoir un courant alternatif sur la liaison. Ainsi, le dispositif de l'invention permet de substituer à la liaison du premier type une liaison Ethernet qui est établie entre les équipements pour transmettre de manière fiable et robuste à la fois un signal de données et un courant d'alimentation tout en assurant une isolation galvanique entre les équipements. La liaison Ethernet autorise en outre des distances de communication relativement importantes. De préférence, le module d'alimentation de l'unité de raccordement maître comprend un organe de régulation agencé pour réaliser un asservissement sur une valeur efficace de tension et sur une forme de courant en sortie du module d'alimentation. Ceci permet d'optimiser les paramètres d'alimentation de l'équipement périphérique. Avantageusement, le module d'alimentation de l'unité de raccordement périphérique comprend un pont de diodes et un condensateur. Redresser le courant alternatif via un pont de diodes et un condensateur présente l'avantage d'être simple, fiable et peu coûteux. L'invention a également pour objet une station d'accueil pour un équipement périphérique, la station d'accueil comportant un boîtier accueillant l'unité de raccordement périphérique d'un dispositif de connexion du type de l'invention. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront à la lecture de la description qui suit de modes de réalisation particuliers non limita- tifs de l'invention. Il sera fait référence à la figure unique annexée qui est une vue schématique du circuit du dispositif conforme à l'invention. En référence à la figure, le dispositif de connexion conforme à l'invention est destiné à permettre le raccordement d'un équipement électronique maître, ici l'unité centrale 100 d'un système informatique, à un équipement électronique périphérique, ici un organe d'entrée de données dans l'unité centrale, ici un clavier 101. L'invention est néanmoins utilisable pour tout type d'équipement comme un désignateur type souris ou pavé tactile, une mémoire de masse comme un disque dur ou une mémoire solide de type Flash, une imprimante... L'unité centrale 100 et l'organe d'entrée 101 sont tous deux pourvus d'un port de raccordement externe d'un premier type, ici de type USB. Le dispositif de connexion de l'invention, généralement désigné en 1, comporte une unité de raccordement maître 10.1 et une unité de raccordement périphérique 10.2 qui sont reliées l'une à l'autre par une liaison 2 d'un deuxième type, à savoir Ethernet, comportant une ligne d'émission 2.a et une ligne de réception 2.b. L'unité de raccordement maître 10.1 comporte une interface USB/Ethernet 11.1 qui possède un port de raccordement externe USB 12.1 à l'unité centrale 100 et qui est reliée à la ligne d'émission 2.a et à la ligne de réception 2.b via un transformateur d'isolement 13.1, 14.1 respectivement. L'unité de raccordement maître 10.1 comprend en outre un module d'alimentation 15.1 monté en mode commun entre la ligne d'émission 2.a et la ligne de réception 2.b pour émettre, via une isolation galvanique, un courant alternatif sur la liaison. L'isolation galvanique est assurée par un transformateur d'isolement 16.1 dont le secondaire est relié au point milieu du secondaire du transformateur 13.1 et au primaire du transformateur 14.1. Le module d'alimentation 15.1 est agencé pour fournir un courant ayant une fréquence suffisamment basse pour ne pas perturber les communications et suffisamment élevée pour limiter la taille du transformateur 16.1. La plage de fréquences retenue est ici comprise entre 2 KHz et 10 KHz. Le module d'alimentation 15.1 comprend ainsi un convertisseur continu alternatif isolé assurant l'émission de puissance sur la liaison 2 et qui est associé à un organe de régulation. L'organe de régulation est agencé pour réaliser un asservissement sur une valeur ef- ficace de tension et un asservissement sur une forme d'onde du courant (en sinus) en sortie du module d'alimentation 15.2. L'asservissement sur la forme d'onde est réalisé pour limiter le risque de perturbations élec- tromagnétiques. Ceci permet d'éviter des défauts d'alimentation, tels que des bruits de commutation (« glitches ») que l'organe d'entrée 101 pourrait ne pas supporter et qui obligerait à prévoir des éléments de filtrage encombrants au niveau de l'unité de raccordement 10.2. L'unité de raccordement maître 10.2 comprend en outre un module d'alimentation 15.2 monté en mode commun entre la ligne d'émission 2.a et la ligne de réception 2.b pour recevoir, via une isolation galvanique, le courant alternatif sur la liaison. L'isolation galvanique est assurée par un transformateur d'isolement 16.2 dont le primaire est relié au point milieu du primaire du transformateur 13.2 et au secondaire du transformateur 14.2. Le module d'alimentation 15.2 est isolé et assure ainsi l'émission de puissance sur la liaison 2. Le module d'alimentation 15.2 de l'unité de rac- cordement périphérique comprend un circuit redresseur qui comprend un pont de diodes et un condensateur. L'unité de raccordement 10.2 est ici contenue dans un boîtier 17 d'une station d'accueil agencée pour recevoir le clavier 101. Le port de raccordement externe USB 12.2 débouche à l'extérieur du boîtier 21 pour per-mettre le raccordement du clavier 101 à l'interface USB/Ethernet 11.2 de l'unité de raccordement 10.2. L'interface USB/Ethernet 11.2 peut comprendre plusieurs ports de raccordement externe pour servir de HUB et permettre le raccordement de plusieurs équipements périphériques. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisations décrits mais englobe toute variante entrant dans le champ de l'invention telle que définie par les revendications. En particulier, les ports de raccordement externe peuvent être de tout type et par exemple USB, PS2, ARINC 429, bus CAN... Le module d'alimentation 15.2 peut être un module numérique et peut comprendre un dispositif de correction du facteur de puissance ou PFC. Une au moins des unités de raccordement peut comporter plusieurs ports USB. REVENDICATIONS1. Dispositif de connexion d'un équipement électronique maître à un équipement électronique périphéri- que, tous deux pourvus d'un port de raccordement externe d'un premier type, comportant une unité de raccordement maître et une unité de raccordement périphérique qui sont pourvues chacune d'un port de raccordement externe du premier type à l'équipement correspondant et qui sont re- liées l'une à l'autre via une isolation galvanique par une liaison d'un deuxième type, à savoir Ethernet, comportant une ligne d'émission et une ligne de réception, chaque unité comportant une interface premier type/Ethernet reliée auxdites lignes et un module d'alimentation monté en mode commun entre les lignes d'émission et de réception pour émettre ou recevoir un courant alternatif sur la liaison. 2. Dispositif selon la revendication 1, dans le-quel le module d'alimentation de l'unité de raccordement maître comprend un convertisseur continu alternatif. 3. Dispositif selon la revendication 1, dans le-quel le module d'alimentation de l'unité de raccordement maître comprend un organe de régulation agencé pour réaliser un asservissement sur une valeur efficace de ten- Sion et sur une forme de courant en sortie du module d'alimentation. 4. Dispositif selon la revendication 2, dans le-quel le module d'alimentation de l'unité de raccordement périphérique comprend un pont de diodes et un condensa- teur. 5. Dispositif selon la revendication 1, dans le-quel une au moins des unités de raccordement comporte plusieurs ports USB. 6. Station d'accueil d'un équipement d'entrée de données, comportant un boîtier renfermant l'unité de rac-cordement périphérique d'un dispositif de connexion selon l'une quelconque des revendications précédentes.