Brevet FR2983022A1 — publié le 20130524

La présente invention concerne un dispositif de raccordement sélectif d'un premier équipement informatique à une pluralité de deuxièmes équipements informatiques. L'invention a également pour objet un ensemble de traitement de données comprenant au moins un tel disposi- tif. De tels dispositifs de raccordement ont leur utilité dans de nombreux domaines et plus particulièrement dans le domaine aéronautique. Ainsi, dans un aéronef, il est connu de relier une unité de chargement et déchargement de données (communément appelée « data loader ») aux calculateurs de l'aéronef pour charger des programmes ou des mises à jour dans les calculateurs ou pour en décharger des données. La norme ARINC 615 A prévoit l'utilisation du protocole Ethernet pour la liaison de l'unité de chargement et déchargement aux calculateurs. Il est nécessaire d'interposer un dispositif de raccordement entre l'unité de chargement et déchargement et les calculateurs pour sélectivement relier l'unité de chargement et déchargement à chacun des calculateurs. Le dispositif de raccordement peut être un routeur Ethernet (communément appelé « switch ») assurant le routage des paquets de données entre l'unité de chargement et déchar- gement et les calculateurs. Dans un tel routeur, les ports du routeur sont reliés en permanence les uns aux autres et c'est le routeur qui détermine à quel port transférer les trames de données arrivant au routeur en fonction des adresses contenues dans les trames. Un tel routeur ne peut empêcher un transfert de données entre les calculateurs en raison par exemple de l'exécution d'un programme malveillant. En particulier, il est indispensable d'interdire le chargement d'un programme dans un des calculateurs lorsque l'aéronef est en vol. Un dispositif de raccordement plus élaboré qu'il est possible d'utiliser est une interface de communication sécurisée comprenant un calculateur dédié programmé pour interdire un tel chargement de programme en vol. Une telle interface est cependant coûteuse. Un but de l'invention est de fournir un moyen pour raccorder de manière simple, fiable et sécurisée un premier équipement informatique à une pluralité de deuxièmes équipements informatiques. A cet effet, on prévoit, selon l'invention, un dispositif de raccordement sélectif d'au moins un premier équipement informatique à une pluralité de deuxièmes équipements informatiques, comprenant un premier port Ethernet de raccordement au premier équipement, des deuxièmes ports Ethernet de raccordement à chacun des deuxièmes équipements, un sélecteur agencé pour relier physiquement et de manière sélective le premier port Ethernet aux deuxièmes ports Ethernet, et une unité de commande du sélecteur. Ainsi, le dispositif de raccordement assure une commutation physique du premier port Ethernet à chacun des deuxièmes ports Ethernet en isolant les deuxièmes ports Ethernet entre eux. Cet agencement du dispositif de raccordement permet d'isoler les calculateurs entre eux et garantit de la sorte la sécurité informatique du sys- tème d'informations. Il ne s'agit donc pas là d'un simple routage de données entre les équipements mais du raccordement du premier équipement à chacun des deuxièmes équipements. Avantageusement, le sélecteur comporte une posi- tion de déconnexion de tous les deuxièmes ports Ethernet. Dans cette position, le sélecteur interdit toute transmission entre les équipements informatiques. De préférence alors, l'unité de commande est pro- grammée de telle manière que le sélecteur soit dans la 35 position de déconnexion de tous les deuxièmes ports Ethernet lorsque l'unité de commande n'est pas alimentée. Dans une application embarquée sur un aéronef, on peut prévoir que l'alimentation de l'unité de commande ne puisse être assurée que lorsque l'aéronef est au sol de sorte qu'il n'est pas possible de charger un programme dans un deuxième équipement lorsque l'aéronef est en vol. Selon une autre caractéristique avantageuse, le dispositif comprend un port d'entrée d'un signal discret et, de préférence : - le dispositif comporte au moins autant de ports de sortie du signal discret que de deuxièmes ports Ethernet et le sélecteur est agencé pour relier physiquement et de manière sélective le port d'entrée discret aux ports de sortie discrets, et/ou - l'unité de commande est programmée de telle ma- nière que le sélecteur soit dans une position de déconnexion de tous les deuxièmes ports Ethernet et/ou de tous les ports de sortie discrets lorsqu'aucun signal discret n'est présent sur le port d'entrée. La présence du signal discret peut alors consti- tuer une autorisation de transfert des données. Avantageusement encore, le dispositif comprend un port de chaînage à au moins un dispositif de raccordement de même type et l'unité de commande est agencée pour transmettre à ce dernier une trame qui ne serait pas des- tinée aux deuxièmes équipements auxquels le dispositif de raccordement est raccordé. Ceci permet de multiplier les deuxièmes équipements susceptibles d'être reliés au premier équipement. L'invention a également pour objet un ensemble de traitement de données comportant au moins un tel dispositif de raccordement reliant des équipements informatiques. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront à la lecture de la description qui suit d'un mode de réalisation particulier non limitatif de l'invention. Il sera fait référence aux dessins annexés, parmi lesquels : - la figure 1 est une vue schématique d'ensemble d'un système comportant des équipements informatiques reliés par des dispositifs de raccordement conformes à l'invention, - la figure 2 est une vue schématique du disposi- tif de raccordement et sa liaison à une unité de chargement et déchargement. En référence aux figures, le dispositif de raccordement conforme à l'invention, généralement désigné en 1, est ici décrit dans une application aéronautique pour relier une unité de chargement et déchargement 100 à des calculateurs 200 (ici au nombre de six, individualisés au moyen des indices 1 à 6 annexés à la référence numérique 200 sur la figure 1) embarqués sur un aéronef. L'unité de chargement et déchargement 100 (ou « data loader »), ser- vaut d'interface opérateur et formant un premier équipe- ment informatique, et les calculateurs 200, formant des deuxièmes équipements informatiques, sont connus en eux-mêmes et ne seront pas plus décrits ici. Le dispositif de raccordement 1 comprend un pre- mier port Ethernet 10 de raccordement à l'unité de char- gement et déchargement 100 et des deuxièmes ports Ethernet 20 (ici au nombre de quatre) de raccordement à des calculateurs 200. Le port Ethernet 10 est ici relié à l'unité de chargement et déchargement 100 par une liaison Ethernet bidirectionnelle (conforme à l'usage fait dans la norme ARINC 615 A) qui comprend ici de façon connue en elle-même une ligne montante et une ligne descendante qui sont isolées ici galvaniquement. Chaque port Ethernet 20 est ici relié à un des calculateurs 200 par une liaison Ethernet bidirectionnelle (conforme à l'usage fait dans la norme ARINC 615 A) qui comprend ici de façon connue en elle-même une ligne montante et une ligne descendante qui sont isolées ici galvaniquement. Chaque dispositif de raccordement 1 comprend un port Ethernet de chaînage 30 utilisable pour relier le dispositif de raccordement au port Ethernet 10 d'un autre dispositif de raccordement 1 via une liaison Ethernet bi- directionnelle du type précédemment mentionné. Chaque dispositif de raccordement 1 comprend en outre un port d'entrée 41 d'un signal discret, autant de ports de sortie 42 du signal discret que de ports Ethernet 20 et un port de sortie 43 du signal discret pour chaînage avec un autre dispositif de raccordement 1. Les ports discrets 41, 42 et 43 sont destinés à être reliés respectivement à l'unité de chargement et déchargement 100, aux calculateurs 200 et à l'autre dispositif de raccordement 1. Le dispositif de raccordement 1 comporte un sé- lecteur généralement désigné en 50 comportant un premier sélecteur 51 monté entre, d'une part, le port Ethernet 10 et, d'autre part, les ports Ethernet 20 et le port Ethernet de chaînage 30 pour relier physiquement et de manière sélective le port Ethernet 10 aux ports Ethernet 20 et au port Ethernet de chaînage 30. Le sélecteur 51 comporte ainsi autant de positions de connexion qu'il y a de ports Ethernet 20 et de port Ethernet de chaînage 30 pour pouvoir sélectivement connecter le port Ethernet 10 à l'un quelconque des ports Ethernet 20 ou au port Ethernet de chaînage 30. Le sélecteur 51 comporte en outre une position de déconnexion de tous les ports Ethernet 20 et du port Ethernet de chaînage 30 de sorte que le port Ethernet 10, les ports Ethernet 20 et le port Ethernet de chaînage 30 sont isolés les uns des autres. Le sélecteur 50 comporte un deuxième sélecteur 52 qui est monté entre, d'une part, le port d'entrée 41 et, d'autre part, les ports discrets de sortie 42 et le port discret de sortie 43 et qui est agencé pour relier physi- quement et de manière sélective le port discret d'entrée 41 à l'un quelconque des ports discrets de sortie 42 et au port discret de sortie 43. Le sélecteur 52 comporte ainsi autant de positions de connexion qu'il y a de ports discrets de sortie 42 et de port discret de sortie 43 et une position de déconnexion de tous les ports discrets de sortie 42 et du port discret de sortie 43 de sorte que le port discret d'entrée 41, les ports discrets de sortie 42 et le port discret de sortie 43 sont isolés les uns des autres. Le sélecteur 50 est pourvu d'une unité de com- mande 60 des sélecteurs 51, 52 du sélecteur 50. L'unité de commande 60 est ici un circuit logique programmable programmé de telle manière que les sélecteurs 51, 52 du sélecteur 50 soient dans la position de déconnexion lors- que l'unité de commande 60 n'est pas alimentée et lors- qu'aucun signal discret n'est présent sur le port discret d'entrée 41. L'alimentation est de préférence assurée via l'unité de chargement et déchargement 100 en transmettant de la puissance sur la ligne Ethernet raccordée au port Ethernet 10. Ce procédé d'alimentation d'un équipement relié à un réseau Ethernet est connu en lui-même. Ainsi, l'alimentation de l'unité de commande 60 n'est possible que lorsque l'unité de chargement et déchargement 100 est elle-même raccordée au dispositif de raccordement 1 et est alimentée. Dans l'exemple décrit ici, le nombre de calcula- teurs 200 (six) est supérieur au nombre de ports Ethernet 20 (quatre) du dispositif de raccordement 1. Il est donc prévu d'utiliser un deuxième dispositif de raccordement 1 (les dispositifs de raccordement 1 sont de structures identiques et sont différenciés sur les figures au moyen des lettres a et b associées à la référence numérique 1). Le dispositif de raccordement la a ainsi ses qua- tre ports Ethernet 20 et ses quatre ports discrets de sortie 42 reliés aux calculateurs 200.1, 200.2, 200.3, 200.4, son port Ethernet de chaînage 30 raccordé au port Ethernet 10 du deuxième dispositif de raccordement lb et son port de sortie discret 43 relié au port d'entrée dis- cret 41 du deuxième dispositif de raccordement lb. Le dispositif de raccordement lb a deux de ses ports Ethernet 20 reliés respectivement aux calculateurs 200.5, 200.6 et les deux ports de sortie discrets 42 reliés respectivement aux calculateurs 200.5, 200.6. Les deux au- tres ports Ethernet 20 et les deux autres ports de sortie discrets 42 du dispositif de raccordement lb, de même que le port Ethernet de chaînage 30 et le port de sortie discret 43, ne sont pas connectés. En fonctionnement, l'opérateur qui désire charger ou décharger des données dans un des calculateurs doit raccorder l'unité de chargement et déchargement 100 au dispositif de raccordement la, à une source d'alimentation et au capteur vol/sol (ou « air/ground ») 110 de l'aéronef. Le dispositif de raccordement la est alors alimenté en énergie électrique. Les données sont transmises à un calculateur en émettant au préalable une trame de commande de commutation mentionnant un identifiant M (qui vaut 1, 2, 3, 4...) correspondant au calculateur en question. Si une trame de données arrive au dispositif de raccordement la à destination du calculateur 200.M : - si M est inférieur à N (représentant le nombre de ports Ethernet 20 du dispositif de raccordement la), l'unité de commande 60 commande le sélecteur 50 pour re- lier le port Ethernet 10 au port Ethernet 20 n°M auquel le calculateur 200.M est relié de manière à envoyer la trame de données vers ce calculateur ; - si M est supérieur à N, l'unité de commande 60 du dispositif de raccordement la envoie une trame de don- nées avec un identifiant corrigé M-N au dispositif de raccordement lb en commandant le sélecteur 50 pour relier le port Ethernet 10 au port Ethernet de chaînage 30 et le port d'entrée discret 41 au port de sortie discret 43. L'unité de commande 60 du dispositif de raccordement lb est alors alimentée et commande le sélecteur 50 pour re- lier le port Ethernet 10 au port Ethernet 20 n°M-N auquel est raccordé le calculateur 200.M de manière à lui envoyer les données. Ainsi, de manière plus détaillée, dans l'hypothèse où le chargement des données concerne le cal- culateur 200.2, l'opérateur émet via le dispositif de chargement et déchargement 100 une trame UDP de commutation contenant le numéro du port Ethernet 20 à connecter, soit ici le port Ethernet 20 n°2. A sa réception, l'unité de commande 60 du dispositif de raccordement la vérifie que le numéro du port est inférieur au nombre de ports Ethernet 20 qu'il possède. Si tel est le cas, l'unité de commande 60 commande alors les sélecteurs 51, 52 dans la position correspondante. Le calculateur 200.2 est alors prêt au chargement de données. Le dispositif de chargement et déchargement 100 émet une nouvelle trame UDP contenant une demande de statut à l'unité de commande 60 qui répond à cette demande en renvoyant le numéro du port Ethernet 20 connecté via le sélecteur 51. Si la réponse de l'unité de commande 60 est conforme à ce qui est attendu, le dispositif de chargement et déchargement 100 émet les trames de données à charger. Il est ainsi procédé pour chaque calculateur dans lequel des données doivent être chargées. Il en est de même pour les calculateurs desquels des données doivent être déchargées. Dans l'hypothèse où le chargement des données concerne le calculateur 200.5, l'opérateur émet via le dispositif de chargement et déchargement 100 une trame UDP contenant le numéro du port Ethernet 20 à connecter, soit ici le port Ethernet 20 n°5 dans l'architecture globale du système de raccordement. A sa réception, l'unité de commande 60 du dispositif de raccordement la vérifie que le numéro du port Ethernet 20 est inférieur au nombre de ports Ethernet 20 qu'il possède. Si tel n'est pas le cas, l'unité de commande 60 soustrait le nombre total de ports Ethernet 20 du dispositif la au numéro contenu dans la trame et élabore une trame UDP de commande de commuta- tion dans laquelle il introduit le résultat de cette soustraction, ici 1. L'unité de commande 60 commande alors les sélecteurs 51, 52 de manière à connecter le port Ethernet de chaînage 30 et le port de sortie discret 43 et transmet la trame UDP au dispositif de raccordement lb. L'unité de commande 60 du dispositif de raccordement lb fonctionne de la même manière que le dispositif de raccordement la. Il est ensuite procédé à une vérification de sta- tut comme précédemment. La trame de statut renvoyée par l'unité de commande 60 du dispositif de raccordement lb contient le numéro du port Ethernet 20 connecté via le sélecteur 50 et est transmise au dispositif de raccorde- ment la. L'unité de commande 60 du dispositif de raccor- dement la élabore une trame de statut dans laquelle elle introduit comme numéro de port Ethernet 20 connecté la somme du numéro transmis par le dispositif de raccordement lb et du nombre de ports Ethernet 20 du dispositif de raccordement la. Si la trame de statut est conforme à ce qui est attendu, le dispositif de chargement et déchargement 100 émet les trames de données à charger. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée au mode de réalisation décrit mais englobe toute variante entrant dans le champ de l'invention telle que définie par les revendications. En particulier, bien que le dispositif de raccor- dement 1 décrit ne puisse ici être raccordé qu'à quatre calculateurs 200, il va de soi que le dispositif de rac- cordement 1 peut être agencé pour pouvoir être raccordé à un nombre différent de calculateurs 200. Il est possible d'utiliser un seul dispositif de raccordement ou plusieurs dispositifs de raccordement reliés en cascade, le nombre de dispositifs de raccordement pouvant être égal à un, deux ou plus. Les ports d'entrée et de sortie du signal discret sont facultatifs en particulier dans les applications non aéronautiques. Le circuit logique programmable de l'unité de commande 60 peut être remplacé par tout moyen équivalent et notamment des composants discrets, un microcontrôleur ou autre. L'autorisation ou l'interdiction du chargement et du déchargement de données peut être associée à une acti- vation d'un autre type de détecteur ou à l'actionnement manuel d'un bouton dédié à cet effet. L'autorisation ou l'interdiction du chargement et du déchargement de données a été prévue en liaison avec l'activation ou la désactivation du capteur 110 : il peut être prévu un moyen permettant de forcer l'autorisation par exemple en cas d'opérations de maintenance particulières. Il est possible d'alimenter en permanence tout ou partie des dispositifs de raccordement soit directement soit via l'unité de chargement et déchargement 100. L'alimentation permanente des dispositifs de raccordement est intéressante en ce qu'elle autorise la réalisation périodique de diagnostics de bon fonctionnement en dehors d'une sélection et / ou d'un chargement ou déchargement de données à venir. Il est possible de prévoir deux entrées de si- gnaux discrets sur les dispositifs de raccordement. Sur l'une de ces entrées arrive directement le signal discret en provenance de l'unité de chargement et déchargement 100 et sur l'autre de ces entrées arrive le signal dis- cret provenant d'un dispositif de raccordement amont. La sélection d'un port d'un dispositif de raccordement n'est alors possible que si le signal discret est présent sur les deux entrées dudit dispositif de raccordement (pour le dispositif de raccordement le plus en amont, les deux entrées sont reliées directement à l'unité de chargement et déchargement). L'invention est applicable à tout type de bus numérique et notamment de type AFDX et toute autre déclinaison d'Ethernet. L'invention s'applique également à tout débit (par exemple gigabit) et tout support (par exemple fibre optique) d'Ethernet. REVENDICATIONS1. Dispositif (1) de raccordement sélectif d'au moins un premier équipement informatique (100) à une plu- ralité de deuxièmes équipements informatiques (200), com- prenant un premier port Ethernet (10) de raccordement au premier équipement, des deuxièmes ports Ethernet (20) de raccordement à chacun des deuxièmes équipements, un sélecteur (50) agencé pour relier physiquement et de ma- nière sélective le premier port Ethernet aux deuxièmes ports Ethernet, et une unité de commande du sélecteur (60). 2. Dispositif selon la revendication 1, dans lequel le sélecteur (50) comporte une position de décon- nexion de tous les deuxièmes ports Ethernet (20). 3. Dispositif selon la revendication 2, dans le-quel l'unité de commande (60) est programmée de telle ma-nière que le sélecteur (50) soit dans la position de dé-connexion de tous les deuxièmes ports Ethernet (20) lors- que l'unité de commande n'est pas alimentée. 4. Dispositif selon la revendication 1, un port d'entrée (41) d'un signal discret. 5. Dispositif selon la revendication 4, au moins autant de ports de sortie (42) du discret que de deuxièmes ports Ethernet (20) et nant nant compre- compre-signal le sélec- teur (50) est agencé pour relier physiquement et de manière sélective le port d'entrée discret (41) aux ports de sortie discrets. 6. Dispositif selon la revendication 4, dans le- quel l'unité de commande (60) est programmée de telle ma- nière que le sélecteur (50) soit dans une position de déconnexion de tous les ports de sortie discrets (42) lorsqu'aucun signal discret n'est présent sur le port d'entrée (41). 7. Dispositif selon la revendication 4, compre-nant un port de sortie discret (43) de chaînage à au moins un dispositif de raccordement(1) de même type et l'unité de commande (60) est agencée pour transmettre à ce dernier une trame qui ne serait pas destinée aux deuxièmes équipements (200) auxquels le dispositif de raccordement (1) est raccordé. 8. Dispositif selon la revendication 1, comprenant un port Ethernet (30) de chaînage à au moins un dispositif de raccordement de même type et l'unité de com- mande (60) est agencée pour transmettre à ce dernier une trame qui ne serait pas destinée aux deuxièmes équipements (200) auxquels le dispositif de raccordement (1) est raccordé. 9. Ensemble de traitement de données comprenant des équipements (100) reliés à au moins un dispositif de raccordement (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes.