Brevet FR2984540A1 — publié le 20130621

Procédé et dispositif de détection de la déconnexion d'un périphérique à un équipement La présente invention concerne un procédé et un dispositif de détection d'un périphérique externe avec lequel il est apte à communiquer à travers un bus, par exemple un bus de type I2C. Elle s'applique notamment à la détection automatique de la présence ou de l'absence d'un bouchon à connecter sur un appareil, par exemple un équipement dont l'usage est sécurisé. Des équipements sensibles du point de vue de la sécurité, par exemple des postes de radiocommunications HF (Hautes Fréquences) cryptés nécessitent des mécanismes de protection. A titre d'illustration, un terminal HF peut comprendre un connecteur sur lequel l'opérateur radio connecte un bouchon comprenant une clé d'authentification et/ou de chiffrement des données, par exemple un bouchon de type CIK (« Crypto Ignition Key »). Le terminal ne peut pas fonctionner tant qu'un bouchon n'y est pas connecté. Un moyen connu pour assurer le fonctionnement d'un bouchon est d'utiliser un bus de type I2C, lequel comprend un premier fil transportant des données (SDA pour « Serial Data Line »), et un deuxième fil transportant un signal d'horloge (SCL pour « Serial Clock ») de l'équipement maître vers le périphérique esclave. Le bouchon, placé en mode esclave (« slave ») communique ainsi avec le terminal configuré en maître. Des moyens permettant au terminal de déterminer si un bouchon est connecté ou non sont néanmoins nécessaires. Selon une première technique, l'opérateur active une commande sur le terminal une fois qu'il a connecté le bouchon, de manière à indiquer manuellement à ce terminal qu'un bouchon y est connecté, que le terminal est désormais opérationnel. Cependant, cette solution n'est pas très satisfaisante, ni en termes d'ergonomie pour l'opérateur, ni en termes de complexité du terminal, celui-ci requérant des moyens de commandes spécifiques pour activer son fonctionnement. Aussi, d'autres solutions, permettant une détection automatique du bouchon ont été proposées. Classiquement, une première solution consiste à faire de la scrutation (parfois qualifié du terme anglo-saxon de « polling ») sur le fil de données du bus ; à l'adresse du bouchon. Cette solution, qui impose une scrutation permanente, nuit aux performances de temps réel du terminal. Une deuxième solution connue consiste à ajouter un signal polarisé sur un lien électrique dédié entre le terminal et le bouchon, le signal 5 transporté par ce lien électrique prenant par exemple deux états : un état bas lorsque le bouchon est déconnecté du terminal et un état haut lorsque le bouchon y est connecté. Toutefois, cette deuxième solution occupe une broche de connexion supplémentaire sur le connecteur destiné à recevoir le périphérique, ce qui est pénalisant dans les applications où les broches de 10 connexions sont peu nombreuses et toutes utilisées. Un but de l'invention est de détecter automatiquement et sans scrutation la connexion ou la déconnexion d'un périphérique apte à communiquer avec l'équipement sur un bus ne comprenant, au plus, que 15 deux fils. A cet effet, l'invention a pour objet un dispositif apte à détecter la déconnexion d'un périphérique à un bus comprenant un lien électrique apte à transporter un signal d'horloge comportant au moins un premier niveau et un deuxième niveau de potentiel, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de tirage de tension pour maintenir le signal transporté par ledit lien au 20 premier niveau lorsque le périphérique est déconnecté, le périphérique comprenant des moyens de polarisation pour que ledit signal transporté puisse atteindre le deuxième niveau de potentiel lorsque le périphérique est connecté au dispositif, le dispositif comprenant un module de mesure de l'état du signal transporté sur ledit lien électrique apte à générer un signal 25 indicateur lorsque ledit signal transporté demeure au premier niveau pendant une durée supérieure à une durée prédéterminée. Par exemple, le premier niveau de potentiel est un niveau bas, le deuxième niveau est un niveau haut. Le dispositif selon l'invention permet d'éviter l'utilisation d'un fil de données du bus ou un fil dédié pour détecter la 30 présence ou l'absence du périphérique. Le fil d'horloge à deux niveaux de potentiel est exploité en forçant le potentiel du signal qui le parcourt au niveau bas lorsque le périphérique est déconnecté et, grâce à des moyens de polarisation choisis de manière adéquate, en permettant à ce signal d'atteindre le niveau haut lorsque le périphérique est connecté ; un module de mesure permet alors de détecter le cas où le signal reste au niveau bas pendant une durée trop longue pour être due à une simple activité du bus. Selon un mode de réalisation du dispositif selon l'invention, les moyens de tirage comprennent une résistance de tirage vers une masse, les 5 moyens de polarisation comprenant une résistance polarisée pouvant être connectée au dit lien électrique, la résistance de tirage étant connectée au dit lien, la valeur de ladite résistance de tirage étant choisie en fonction de la valeur de ladite résistance polarisée pour que ledit signal transporté puisse atteindre le deuxième niveau de potentiel lorsque le périphérique est 10 connecté au dispositif. Avantageusement, le module de mesure est apte à générer un signal indicateur de la connexion du périphérique lorsque ledit signal transporté est au deuxième niveau. Ce mode de réalisation permet de détecter la connexion du périphérique à l'équipement. 15 Selon un mode de réalisation du dispositif selon l'invention, le signal transporté sur le lien électrique est un signal d'horloge prenant alternativement un niveau haut et un niveau bas, et ladite durée prédéterminée est égale à une demi-période d'horloge. Par exemple, lorsque l'horloge est cadencée à 100kHz, la durée prédéterminée est égale à 5ps. 20 Selon un mode de réalisation du dispositif selon l'invention, la valeur de la résistance de tirage vers la masse est au moins dix fois supérieure à la résistance de polarisation comprise par le périphérique. L'écart de valeur entre la résistance de tirage vers la masse (pull-down) et la résistance de polarisation (pull-up) doit être suffisant pour que lorsque le 25 périphérique est connecté, le potentiel du signal d'horloge ne soit pas maintenu au premier niveau de potentiel quelle que soit l'activité du bus. Le bus peut comprendre également un deuxième lien électrique apte à transporter des signaux de données, le bus comprenant un module maître apte à générer un signal d'horloge sur le premier lien électrique, le 30 signal d'horloge étant mis au premier niveau lorsque des signaux de données sont émis par le bus. Par exemple, le bus peut être un bus de type I2C. L'invention a également pour objet un périphérique apte à être connecté à un bus comprenant un lien électrique apte à transporter un signal 35 d'horloge, le signal transporté sur ledit lien étant généré par un équipement comprenant un dispositif de détection de la déconnexion dudit périphérique au bus, le dispositif comprenant une résistance de tirage vers une masse, ladite résistance étant connectée au dit lien, le dispositif comprenant un module de mesure de l'état du signal transporté sur ledit lien électrique apte à générer un signal indicateur lorsque ledit signal transporté est au premier niveau pendant une durée supérieure à une durée prédéterminée, le périphérique étant caractérisé en ce qu'il comprend une résistance polarisée, ladite résistance étant configurée pour être connectée sur le lien électrique lorsque le périphérique est connecté au bus, la valeur de ladite résistance étant choisie en fonction de ladite résistance de tirage pour que ledit signal transporté par ledit lien puisse prendre un deuxième niveau de potentiel lorsque le périphérique est connecté au dispositif. L'invention a également pour objet un procédé de détection de la déconnexion d'un périphérique initialement connecté à un bus comprenant un lien électrique apte à transporter un signal d'horloge, un dispositif de détection tel que décrit plus haut étant connecté au bus, caractérisé en ce qu'il comprend au moins les étapes suivantes : ^ on déconnecte le périphérique du bus, de sorte que le signal transporté par ledit lien passe au premier niveau; ^ le module de mesure commence à mesurer la durée écoulée pendant laquelle le signal transporté par ledit lien est au premier niveau ; ^ après une durée prédéterminée, le module émet un signal indiquant l'état de déconnexion du périphérique. L'invention a également pour objet un procédé de détection de la connexion d'un périphérique initialement déconnecté à un bus comprenant un lien électrique apte à transporter un signal d'horloge, un dispositif de détection tel que décrit plus haut étant connecté au bus, caractérisé en ce qu'il comprend au moins les étapes suivantes : ^ on connecte le périphérique au bus ; ^ si le signal transporté par ledit lien repasse au deuxième niveau, le module émet un signal indiquant l'état de connexion du périphérique. L'invention a également pour objet un terminal de radiocommunications comprenant un bus pourvu d'un fil d'horloge sur lequel la résistance polarisée d'un périphérique externe peut être connectée, ledit terminal étant caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif de détection, tel que décrit plus haut, dudit périphérique. D'autres caractéristiques apparaîtront à la lecture de la description 5 détaillée donnée à titre d'exemple et non limitative qui suit faite en regard de dessins annexés qui représentent : la figure la, un schéma illustrant l'état du dispositif selon l'invention lorsqu'un bouchon est connecté ; la figure 1 b, un schéma illustrant l'état du dispositif selon l'invention 10 lorsqu'aucun bouchon n'est connecté ; la figure 2, un chronogramme montrant l'évolution du signal d'horloge en fonction de l'état de connexion du périphérique. La figure 1 a illustre par un schéma l'état du dispositif selon 15 l'invention lorsqu'un périphérique y est connecté et la figure 1 b illustre l'état du dispositif selon l'invention lorsqu'aucun périphérique n'y est connecté. Dans l'exemple, le dispositif 101 est disposé dans un équipement 100 à sécuriser, l'équipement 100 comprenant un connecteur sur lequel vient se brancher un périphérique 102, par exemple sous la forme d'un bouchon. 20 Le dispositif 101 se connecte sur un bus de type I2C, lequel comprend un fil apte à transporter des données en mode half-duplex (c'est-à-dire un mode de transmission bidirectionnel alterné) et un fil 115 apte à transporter un signal d'horloge généré par le module maître 111 du bus, le signal d'horloge prenant alternativement un état haut de tension et un état 25 bas, par exemple à une fréquence de 100kHz. Le niveau bas correspond dans l'exemple à un moment d'activité du bus, le niveau haut correspondant à un moment d'inactivité du bus. Le dispositif 101 est mis en oeuvre de sorte que lorsque le périphérique 102 est connecté à l'équipement, ce périphérique 102 est également connecté au dispositif 101 via le fil 115. 30 Le dispositif 101 comprend un module de mesure 113 qui est connecté au fil d'horloge 115 du bus. Ce module de mesure 113 permet de mesurer la tension du signal circulant sur le fil d'horloge 115 et est apte à générer au moins un signal de sortie 114a , 114b en fonction des mesures effectuées. Dans l'exemple, le module de mesure est apte à générer deux 35 signaux 114a, 114b de sortie distincts. Une résistance de tirage 117 connectée à une masse électrique 119 est connectée au fil d'horloge 115 du bus, de manière à maintenir le niveau du signal d'horloge à l'état bas lorsque l'extrémité du bus n'est connectée à aucun périphérique (voir plus loin la figure 1b). Le périphérique 102 comprend une résistance polarisée 121 par une source de tension VDD. Cette résistance 121 est reliée à un fil destiné à être connecté sur le fil d'horloge 115 du bus. Dans l'exemple, la valeur de la résistance de polarisation 121 est choisie environ égale à un dixième de la valeur de la résistance de tirage 117. Par exemple, la résistance de tirage 117 est de 33 Kohms, tandis que la résistance de polarisation 121 est de 3,8Kohms. Cette différence de valeur permet de maintenir un niveau de signal haut dans le fil d'horloge lorsque le périphérique 102 est connecté à l'équipement 100. Lorsque le périphérique 101 est connecté à l'équipement 100, le 15 signal d'horloge généré par le module maître 111 du bus est transporté jusqu'au périphérique 102. Grâce à la résistance de polarisation 121, le signal sur le fil d'horloge est au niveau haut lorsque l'horloge est au repos. Ainsi, le module de mesure 113 indique qu'un périphérique 102 est connecté à l'équipement 100 lorsque le signal d'horloge est au niveau 20 haut ou lorsque le signal reste au niveau bas pendant une durée inférieure ou égale à une demi-période d'horloge. A contrario, le module de mesure 113 indique qu'aucun périphérique 102 n'est connecté lorsque le signal d'horloge reste au niveau bas pendant une durée supérieure à une demi-période d'horloge. En effet, lorsque le périphérique 102 n'est pas connecté 25 au bus de l'équipement, le courant circulant sur le fil d'horloge 115 est ramené vers la masse électrique 119. Pour diffuser l'information selon laquelle le périphérique 102 est connecté ou déconnecté de l'équipement 100, le module 113 comprend deux sorties 114a, 114b, la première sortie 114a permettant d'émettre un signal de 30 présence (connexion) du périphérique 102, la deuxième sortie 114b permettant d'émettre un signal d'absence (déconnexion) du périphérique 102. Selon un autre mode de réalisation du dispositif selon l'invention, le module 113 ne comporte qu'une sortie apte à émettre un signal différent selon que le périphérique 102 est connecté ou non à l'équipement 100. 35 La figure 2 montre par un chronogramme l'évolution du signal d'horloge en fonction de l'état de connexion du périphérique ainsi que l'évolution du signal de présence généré par le dispositif selon l'invention. Dans un premier temps 201, le périphérique 102 est connecté à 5 l'équipement 100, puis dans un deuxième temps 202, le périphérique 102 est déconnecté, et enfin reconnecté dans un troisième temps 203. Un signal 207 indiquant l'état de connexion du périphérique 102 est généré par le module de mesure 113. Dans l'exemple, l'état haut de ce signal 207 indique que le périphérique 102 est connecté à l'équipement, l'état 10 bas indiquant que le périphérique 102 est déconnecté. Le signal 205 sur le fil d'horloge, dit « signal d'horloge », passe alternativement de l'état haut à l'état bas, l'état bas n'étant jamais maintenu par le module maître 111 (cf. figure 1 a) pendant une durée supérieure à une durée prédéterminée (Tmax). Dans l'exemple, il est à noter que le module 15 maître 111 n'émet de signal d'horloge 205 que lorsque le périphérique 102 est détecté comme étant connecté à l'équipement 100. Selon une mise en oeuvre du dispositif selon l'invention, le module de mesure 113 commence ses mesures sur front descendant du signal d'horloge. Pendant que le périphérique 102 est connecté sur l'équipement 20 100 (cf. figure 1 a), le module de mesure 113 débute ainsi une mesure de durée à un instant 211, lorsque le signal d'horloge 205 passe de l'état haut à l'état bas, puis interrompt sa mesure lorsque le signal 205 repasse 212 à l'état haut. Le module 113 peut alors générer un signal 213 indiquant la connexion du périphérique 102. Il est à noter que la durée mesurée par le 25 module 113 est nécessairement inférieure à la durée prédéterminée (Tmax). Le signal 207 indicateur de la présence ou de l'absence du périphérique est mis à jour (dans l'exemple, celui-ci était déjà à l'état haut, donc l'état reste inchangé). Alternativement, aucun signal 213 indicateur de connexion n'est émis tant que le signal indicateur 207 est à l'état haut (indiquant que le 30 périphérique 102 est déjà connecté). Ensuite, le périphérique est déconnecté 208 de l'équipement 100 (cf. figure 1 b). Le signal d'horloge 205 passe alors à l'état bas, tiré vers la masse 119, l'extrémité du fil d'horloge du côté esclave étant sur impédance infinie. Le module 113 débute sa mesure de durée sur le front descendant du 35 signal d'horloge 205. Ce signal 205 demeure à l'état bas tant que le périphérique 102 n'est pas reconnecté à l'équipement 100 de manière à polariser le signal d'horloge. Ainsi, après l'écoulement de la durée prédéterminée (Tmax), le module de mesure 113 peut générer un signal 214 indiquant l'absence du périphérique 102. Le signal indicateur 207 passe alors à l'état bas pour marquer l'absence (autrement dit la déconnexion) du périphérique 102. Par la suite, le périphérique 102 est reconnecté 209 (cf. figure 1 a) et le signal d'horloge 205 repasse à l'état haut. Le niveau haut du signal d'horologe 205 indique la présence du périphérique 102. . Le signal 10 indicateur 207 change d'état et repasse alors à l'état haut. Le dispositif selon l'invention présente plusieurs avantages. Il ne nécessite aucun signal supplémentaire dédié à la détection de présence du périphérique, il utilise très peu de composants, grâce à sa simplicité de mise 15 en oeuvre et il utilise très peu de surface de circuit, ce qui constitue un avantage déterminant pour tous les appareils portatifs, tels que, par exemple les terminaux de radiocommunications HF sécurisés. REVENDICATIONS1. Dispositif (101) apte à détecter la déconnexion d'un périphérique (102) à un bus comprenant un lien électrique (115) apte à transporter un signal d'horloge comportant au moins un premier niveau et un deuxième niveau de potentiel, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de tirage de tension (117, 119) pour maintenir le signal transporté (205) par ledit lien (115) au premier niveau lorsque le périphérique (102) est déconnecté, le périphérique (102) comprenant des moyens de polarisation (VDD, 121) pour que ledit signal transporté (205) puisse atteindre le deuxième niveau de potentiel lorsque le périphérique (102) est connecté au dispositif (101), le dispositif comprenant un module de mesure (113) de l'état du signal transporté (205) sur ledit lien électrique (115) apte à générer un signal indicateur (214) lorsque ledit signal transporté (205) demeure au premier niveau pendant une durée supérieure à une durée prédéterminée. 2. Dispositif (101) selon la revendication 1, dans lequel les moyens de tirage comprennent une résistance de tirage (117) vers une masse (119), les moyens de polarisation comprenant une résistance polarisée (121) pouvant être connectée au dit lien électrique (115), la résistance de tirage (117) étant connectée au dit lien (115), la valeur de ladite résistance de tirage (117) étant choisie en fonction de la valeur de ladite résistance polarisée (121) pour que ledit signal transporté (205) puisse atteindre le deuxième niveau de potentiel lorsque le périphérique (102) est connecté au dispositif (101). 3. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, dans lequel le module de mesure (113) est apte à générer un signal indicateur (216) de la connexion du périphérique lorsque ledit signal transporté (205) est au deuxième niveau. 4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, le signal transporté sur le lien électrique (115) étant un signal d'horloge(205) prenant alternativement un niveau haut et un niveau bas, dans lequel ladite durée prédéterminée (TMAX) est égale à une demi-période d'horloge. 5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 à 4, dans lequel la valeur de la résistance de tirage (117) vers la masse (119) est au moins dix fois supérieure à la résistance de polarisation (121) comprise par le périphérique (102). 6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le bus comprend également un deuxième lien électrique apte à transporter des signaux de données, le bus comprenant un module maître (111) apte à générer un signal d'horloge sur le premier lien électrique (115), le signal d'horloge étant mis au premier niveau lorsque des signaux de données sont émis par le bus. 7. Périphérique (102) apte à être connecté à un bus comprenant un lien électrique (115) apte à transporter un signal d'horloge (205), le signal transporté (205) sur ledit lien (115) étant généré par un équipement (100) comprenant un dispositif (101) de détection de la déconnexion dudit périphérique (102) au bus, le dispositif comprenant une résistance de tirage (117) vers une masse (119), ladite résistance (117) étant connectée au dit lien (115), le dispositif (101) comprenant un module de mesure (113) de l'état du signal transporté (205) sur ledit lien électrique (115) apte à générer un signal indicateur lorsque ledit signal transporté (205) est au premier niveau pendant une durée supérieure à une durée prédéterminée, le périphérique étant caractérisé en ce qu'il comprend une résistance (121) polarisée, ladite résistance (121) étant configurée pour être connectée sur le lien électrique (115) lorsque le périphérique est connecté au bus, la valeur de ladite résistance (121) étant choisie en fonction de ladite résistance de tirage (117) pour que ledit signal transporté (205) par ledit lien (115) puisse prendre un deuxième niveau de potentiel lorsque le périphérique (102) est connecté au dispositif (101).35 8. Procédé de détection de la déconnexion (208) d'un périphérique (102) initialement connecté à un bus comprenant un lien électrique (115) apte à transporter un signal d'horloge (205), un dispositif de détection selon l'une des revendications 1 à 6 étant connecté au bus, caractérisé en ce qu'il comprend au moins les étapes suivantes : ^ on déconnecte (208) le périphérique (102) du bus, de sorte que le signal transporté par ledit lien (115) passe au premier niveau; ^ le module de mesure (113) commence à mesurer la durée écoulée pendant laquelle le signal (205) transporté par ledit lien (115) est au premier niveau ; ^ après une durée prédéterminée (TMAX), le module (113) émet un signal (214) indiquant l'état de déconnexion du périphérique (102). 9. Procédé de détection de la connexion (209) d'un périphérique (102) initialement déconnecté à un bus comprenant un lien électrique (115) apte à transporter un signal d'horloge (205), un dispositif de détection selon l'une des revendications 1 à 6 étant connecté au bus, caractérisé en ce qu'il comprend au moins les étapes suivantes : ^ on connecte (209) le périphérique (102) au bus ; ^ si le signal (205) transporté par ledit lien (115) repasse au deuxième niveau, le module (113) émet un signal (216) indiquant l'état de connexion du périphérique (102). 10. Terminal de radiocommunications comprenant un bus pourvu d'un fil d'horloge (115) sur lequel la résistance polarisée d'un périphérique externe (102) peut être connectée, ledit terminal étant caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif de détection (100) dudit périphérique (102) selon l'une des revendications 1 à 6.