Brevet FR2956525A1 — publié le 20110819

L'invention concerne un système de connexion, utilisable par exemple pour relier des composants à tester, tels des équipements, capteurs et/ou actionneurs, à un simulateur permettant de simuler un environnement réel, c'est-à-dire le fonctionnement d'autres composants du système à tester. L'invention concerne également un tel simulateur utilisant ce système de connexion. Lors du développement et du test de systèmes complexes, tels qu'un avion, on souhaite faire fonctionner toute ou partie des composants du système préalablement à un essai réel (par exemple le premier vol de l'avion) avec un maximum de représentativité des conditions dans lesquelles sera impliqué le ou les composants. On utilise pour ce faire des systèmes informatiques couramment dénommés simulateurs qui communiquent avec les composants testés à l'aide de signaux électriques identiques à ceux présents en fonctionnement réel, pour simuler au composant un environnement identique à celui connu en fonctionnement réel. Les composants et le simulateur étaient classiquement reliés, pour des raisons d'investigation, de mise au point et/ou de corrections, au moyen de boîtiers de coupure et de visualisation comprenant un grand nombre de connecteurs ayant chacun une fonction spécifique et munis d'interrupteurs de coupure, et étant reliés pour ce faire à une carte électronique permettant un fonctionnement d'un type donné associé à cette fonction. Chaque carte assurait ainsi par exemple soit un rôle d'entrée, c'est-à-dire d'acquisition des signaux présents sur les connecteurs reliés à elle, soit un rôle de sortie, c'est-à-dire d'application d'un signal donné sur chaque connecteur relié à elle, sur commande du simulateur. L'aspect figé de ces moyens de liaison entre le simulateur et les composants était peu compatible avec les nombreux changements envisagés du fait de l'évolution permanente de la définition du système (typiquement un avion) au cours de son développement ou du fait de changements plus classiques. La solution adoptée jusqu'ici consistait à reprendre (quasiment en permanence) le câblage entre les composants avions et les boîtiers de coupure et visualisation, en respectant des pré-affectations de prises (noms des signaux avions indiqués sur des étiquettes en face de chaque interrupteur associé à un connecteur) pour suivre l'évolution de la définition de l'avion, ce qui était naturellement consommateur en temps compte tenu du nombre important de câbles de connexion. Dans ce contexte, l'invention propose un système de connexion d'une pluralité de prises à un système informatique, caractérisé en ce qu'il comprend une pluralité de voies connectées chacune à une prise et étant sélectivement configurables dans un premier mode d'acquisition d'un signal présent sur la prise ou dans un second mode d'application d'un signal à la prise ; et une unité connectée au système informatique par un réseau informatique et conçue pour commander aux voies configurées dans le second mode l'application d'un signal en fonction de données reçues du système informatique et pour émettre à destination du système informatique des données représentatives des signaux mesurés par les voies configurées dans le premier mode. Chaque voie peut ainsi être configurée de manière souple et l'unité peut échanger avec le système informatique (typiquement un simulateur) des données correspondant aux signaux appliqués ou mesurés au niveau des prises connectées aux voies. L'unité est par exemple conçue pour configurer chacune desdites voies dans le premier mode ou dans le second mode, éventuellement en fonction d'une instruction correspondante reçue du système informatique. L'unité joue ainsi un rôle d'intermédiaire non seulement pour l'échange des données précitées, mais également pour la configuration des voies. On peut prévoir par exemple, dans le cas des signaux discrets, que chaque voie est apte à sélectivement appliquer une tension haute ou une tension basse dans le second mode et à sélectivement détecter une tension haute ou une tension basse dans le premier mode. L'invention est toutefois applicable à d'autres types de signaux, tels que les signaux analogiques ou numériques. On peut par ailleurs prévoir l'unité mémorise une table de correspondance définissant l'association d'au moins une voie à une fonction gérée dans le système informatique. On retrouve ici la souplesse de configuration des différentes voies. La table de correspondance peut être modifiée par une interface utilisateur, tel qu'un écran et un clavier d'un ordinateur. Dans le même ordre d'idée, l'interface utilisateur peut définir le signal appliqué dans le second mode et/ou afficher un élément représentatif du signal mesuré par au moins une voie. Dans une application intéressante déjà mentionnée en introduction, le système informatique comprend un simulateur. L'invention propose ainsi également un simulateur connecté à une pluralité de prises au moyen d'un système de connexion qui vient d'être 15 évoqué. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaitront à la lecture de la description qui suit, faite en référence aux dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 représente les principaux éléments d'un exemple de 20 système de connexion conformes aux enseignements de l'invention ; - la figure 2 représente les éléments principaux d'une voie présente sur une carte du système de la figure 1 ; - la figure 3 représente un exemple d'écran interactif permettant la configuration des connexions dans le système de la figure 1. 25 Le système de connexion illustré à la figure 1 comprend plusieurs borniers 2 qui comprennent chacun une pluralité de prises 4 (ici 64 prises). On peut connecter à chacune de ces prises un câble provenant d'un composant (ou élément) d'avion à tester. Une carte électronique 10 est reliée à chaque bornier 2 et comprend 30 autant de voies 12 que le bornier 2 ne présente de prises 4 (soit ici 64 voies) de telle sorte que chaque voie 12 est connectée à une prise 4 donnée. La structure et le fonctionnement d'une voie sont décrits plus loin à titre d'exemple en référence à la figure 2. Toutes les voies 12 de la carte électronique 10 sont reliées à un microprocesseur commun 14. On remarque à cet égard que chaque voie 12 est reliée au microprocesseur 14 au moyen de plusieurs lignes de connexion comme cela sera décrit ci-après en référence à la figure 3. En fonction d'instructions reçues d'un système de configuration 30, le microprocesseur peut faire basculer le fonctionnement de chaque voie 12 entre un mode de lecture (ou acquisition, ou encore d'entrée) du signal électrique présent sur la prise 4 associée à la voie concernée 12 et un mode d'écriture (ou d'application, ou encore de sortie) d'un signal déterminé sur cette même prise 4. Le signal appliqué en mode sortie est déterminé par le microprocesseur 14, également en fonction d'instructions reçues du système de configuration 30. Dans l'exemple décrit ici, les signaux considérés sont des signaux discrets (à savoir qu'ils peuvent prendre une valeur de tension basse Vo ou une valeur de tension haute VI). Comme cela est décrit plus en détail en référence à la figure 2, le microprocesseur 14 commande donc en mode sortie l'application d'une tension générée par une alimentation 16 de la carte électronique 10 à la voie concernée 12. Le microprocesseur 14 de chaque carte 10 est relié au système de configuration 30 déjà mentionné via un réseau informatique, par exemple de type Ethernet, qui permet l'échange de données entre le microprocesseur 14 et le système de configuration 30. Les données échangées sont principalement les suivantes : - d'une part, les instructions de configuration émises par le système de configuration 30 et reçues par chaque microprocesseur 14 concerné, sur la base desquelles le microprocesseur 14 commande le mode de fonctionnement de la voie 12 concernée par l'instruction reçue ; - d'autre part, des données représentatives des valeurs mesurées par le microprocesseur 14 sur chacune des voies 12 fonctionnant en mode entrée, données destinées au système de configuration 30 ; - enfin, des instructions de commande émises par le système de configuration 30 à destination du microprocesseur 14 et sur la base desquelles ce dernier commande, à la voie 12 concernée par l'instruction de commande particulière, l'application d'une tension correspondant à cette instruction de commande. Les instructions de configuration et les instructions de commande émises par le système de configuration 30 sont celles choisies par un utilisateur, typiquement à l'aide d'une interface utilisateur telle qu'un écran 32 et un outil de saisie 34 (représenté ici sous forme d'un clavier et d'une souris). L'écran 32 permet par ailleurs éventuellement la visualisation des valeurs mesurées sur les voies en mode d'entrée (valeurs représentées par les données émises de chaque microprocesseur 14 à destination du système de configuration 30). Le système de configuration 30 mémorise également l'association éventuelle entre chaque prise 4 (c'est-à-dire entre chaque voie 12 associée à cette prise) et une fonction prévue dans le système à tester, par exemple au moyen d'une table de correspondance. Le système de configuration 30 permet également de modifier cette association (c'est-à-dire en pratique de modifier la table de correspondance), sur commande de l'utilisateur à l'aide de l'interface utilisateur 32, 34. L'utilisateur peut ainsi très facilement définir (ou modifier) l'association entre une prise donnée 4 et la fonction, dans le système à tester, du signal reçu ou émis au niveau de cette prise. Le système de configuration 30 peut ainsi échanger des données avec un simulateur 40 selon la fonction définie pour ces données dans la table de correspondance. Par exemple, les signaux générés par le simulateur 40 et reçus sous forme de données au niveau du système de configuration 30 sont appliqués à la carte 10 et à la voie 12 sur cette carte définie dans le tableau de correspondance comme associée à la fonction de la donnée reçue. De même, lorsqu'un signal est mesuré par une voie 12 d'une certaine carte 10, la donnée représentative de cette mesure est transmise au simulateur 40 comme donnée représentant la fonction associée à la voie 12 et à la carte 10 concernées dans le tableau de correspondance. Il est ainsi facile à l'utilisateur, par modification de la table de correspondance, de changer l'affectation d'une prise 4 à une fonction donnée dans le simulateur 40, sans avoir à modifier les connexions au niveau des borniers 2. On a représenté en figure 2 le schéma général d'une voie 12. Le point de connexion de la voie 12 à la prise 4 est relié directement à une première entrée d'un amplificateur A2 et par l'intermédiaire d'une résistance R à une seconde entrée de cet amplificateur A2. L'amplificateur A2 détecte ainsi d'éventuels courts-circuits au sein de la voie et génère en sortie un signal correspondant CC à destination de circuits de protection de la carte 10. Comme visible en figure 2, le point connecté à la seconde entrée de l'amplificateur A2 est également connecté à l'entrée d'un amplificateur Al, entrée qui peut en outre être connectée soit à la tension haute VI (28 volts dans l'exemple décrit ici), soit à la tension basse Vo (ici connectée à la masse), soit à une broche non connectée, en fonction d'un signal de commande K3 reçu du microprocesseur 14. On détermine ainsi la présence sur la prise 4 d'une tension correspondant ou non à celle sélectionnée selon le signal de commande K3. La valeur M générée en sortie de l'amplificateur Al (qui représente donc le signal mesuré sur la prise 4) est transmise au microprocesseur 14. Le point connecté à la seconde entrée de l'amplificateur A2 peut par ailleurs être relié à la tension haute VI (au moyen d'un interrupteur KI commandé par un signal de commande CI généré par le microprocesseur 14) ou à la tension basse Vo au moyen d'un interrupteur K2 commandé par un signal de commande C2 également généré par le microprocesseur 14. Lorsque le microprocesseur 14 doit faire fonctionner la voie 12 en mode entrée (sur instruction du système de configuration 30 reçue via le réseau 20), il commande l'ouverture des deux interrupteurs KI, K2 (respectivement à l'aide des signaux de commande CI, C2). Le signal présent sur la prise 4 peut ainsi être lu (c'est-à-dire mesuré) comme il vient d'être indiqué. En revanche, lorsque le microprocesseur 14 doit commander la voie 12 en mode sortie, il commande soit à l'interrupteur KI (via le signal de commande CI), soit à l'interrupteur K2 (grâce au signal de commande C2) d'appliquer la tension désirée (déterminée en fonction d'instructions reçues par le microprocesseur 14 du système de configuration 30) à la prise 4. La figure 3 représente un exemple possible d'affichage sur l'écran 32 de la figure 1 destiné à un utilisateur de système. Cet affichage permet de présenter à l'utilisateur l'association actuelle des fonctions FI, F2 ... Fn d'une famille de fonctions ATAXX à un ensemble correspondant de prises P; de diverses cartes Ci, telle qu'elle est mémorisée dans la table de correspondance déjà mentionnée. Ainsi par exemple le signal correspondant à la fonction ATAXX FI est présent sur la prise P5 de la carte électronique CI. Un affichage du même type, et des moyens pour modifier la table de correspondance représentée par celui-ci (tels que les moyens de saisie 34), permet à l'utilisateur de modifier facilement l'attribution d'une fonction à une prise donnée, et par là même la configuration (en mode sortie ou en mode entrée) de la voie associée à cette même prise. La table de correspondance ainsi définie peut par exemple être sauvegardée dans le système de configuration 30 afin d'être réutilisée plus tard (même si d'autres modifications ont été mises en oeuvre dans l'intervalle). Par ailleurs, en plus de la simplicité pour l'utilisateur de modifier la configuration, l'utilisation d'une définition logicielle de l'association entre les différentes prises et les différentes fonctions côté simulateur permet d'autres avantages, tels que des affichages personnalisables des fonctions visualisées. Les exemples qui précèdent ne sont que des modes possibles de mise en oeuvre de l'invention qui ne s'y limite pas. Notamment, les signaux considérés peuvent être analogiques ou numériques, notamment discrets ou au format de normes, par exemple de bus de données. REVENDICATIONS1. Système de connexion d'une pluralité de prises (4) à un système informatique (40), caractérisé en ce qu'il comprend : - une pluralité de voies (12) connectées chacune à une prise (4) et étant sélectivement configurables dans un premier mode d'acquisition d'un signal présent sur la prise ou dans un second mode d'application d'un signal à la prise ; - une unité (30) connectée au système informatique (40) par un réseau informatique et conçue pour commander aux voies configurées dans le second mode l'application d'un signal en fonction de données reçues du système informatique et pour émettre à destination du système informatique des données représentatives des signaux mesurés par les voies configurées dans le premier mode. 2. Système de connexion selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'unité (30) est conçue pour configurer chacune desdites voies (12) dans le premier mode ou dans le second mode. 3. Système de connexion selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'unité (30) est conçue pour configurer ladite voie (12) en fonction d'une instruction correspondante reçue du système informatique (40). 4. Système de connexion selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que chaque voie (12) est apte à sélectivement appliquer une tension haute (VI) ou une tension basse (Vo) dans le second mode et à sélectivement détecter une tension haute (VI) ou une tension basse (Vo) dans le premier mode. 5. Système de connexion selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'unité (30) mémorise une table de correspondancedéfinissant l'association d'au moins une voie (12) à une fonction gérée dans le système informatique (40). 6. Système de connexion selon la revendication 5, caractérisé par 5 une interface utilisateur (32,34) apte à modifier la table de correspondance. 7. Système de connexion selon la revendication 6, caractérisé en ce que l'interface utilisateur est apte à définir le signal appliqué dans le second mode. 8. Système de connexion selon la revendication 6 ou 7, caractérisé en ce que l'interface utilisateur (32) est apte à afficher un élément représentatif du signal mesuré par au moins une voie. 15 9. Système de connexion selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que le système informatique comprend un simulateur. 10. Simulateur connecté à une pluralité de prises au moyen d'un système de connexion selon l'une des revendications 1 à 9. 10 20