FR3041197A1 - Calculateur avionique avec module de routage integre, reseau de communication et installation de communication associes, et aeronef comprenant une telle installation de communication - Google Patents

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Abstract

Ce calculateur avionique (14), destiné à être embarqué à bord d'un aéronef (10), le calculateur avionique (14) comprend un boitier de protection (26) et au moins un module (28) parmi un module de traitement d'informations apte à exécuter au moins une application logicielle, un module de gestion d'entrées/sorties et un module de gestion d'alimentation électrique, chaque module (28) étant disposé à l'intérieur du boitier (26). Le calculateur avionique (14) comprend en outre un module de routage (36) disposé à l'intérieur du boitier (26), le module de routage (36) comportant plusieurs ports de communication (38) et étant configuré pour transmettre au moins un message depuis un port de communication d'entrée (38) vers un port de communication de sortie (38).

Description

Calculateur avionique avec module de routage intégré, réseau de communication et installation de communication associés, et aéronef comprenant une telle installation de communication
La présente invention concerne un calculateur avionique, destiné à être embarqué à bord d'un aéronef.
La présente invention concerne également un réseau de communication, comprenant plusieurs commutateurs réseau, chaque commutateur réseau comportant plusieurs ports de communication. L’invention concerne également une installation de communication comprenant plusieurs équipements électroniques et un tel réseau de communication. L’invention concerne également un aéronef comprenant une telle installation de communication. L’invention concerne plus particulièrement le domaine des réseaux de communication avioniques, installés à bord d’aéronefs, comprenant des commutateurs réseau qui sont alors de préférence conformes à la norme ARINC 664. L’invention concerne également le domaine des réseaux de communication redondants, c’est-à-dire des réseaux de communication comprenant plusieurs commutateurs réseau et autorisant plusieurs chemins de communication via différents commutateurs réseau. De tels réseaux redondants permettent la communication de données entre deux équipements électroniques connectés au réseau de communication, malgré la défaillance de l’un des commutateurs réseau.
On connaît un réseau de communication avionique avec redondance, un tel réseau comprenant deux chaînes de communication indépendantes, également appelées plans de communication (plan A, plan B), agencées en parallèle (ou en miroir). Chaque plan de communication comporte un ou plusieurs commutateurs réseau (de l'anglais switch), les commutateurs réseau de chaque plan étant reliés les uns aux autres le cas échéant. Deux commutateurs réseau successifs d’un plan de communication sont reliés entre eux par une liaison bidirectionnelle de données afin de permettre une communication des données dans les deux sens entre les deux commutateurs réseau. Chaque commutateur réseau est réalisé sous forme d’un appareil électronique dédié, conforme à la norme ARINC 664.
Les équipements électroniques, également appelés équipements abonnés, devant communiquer via ce réseau de commutateurs sont reliés à un commutateur de chaque chaîne de communication pour obtenir une redondance de communication via les deux plans en parallèle. Le nombre de commutateurs réseau est de préférence identique d’un plan de communication à l’autre, et le réseau de communication est alors dit en plans-miroirs (Plan A, Plan B).
Toutefois, un tel réseau de communication est particulièrement complexe avec de nombreux commutateurs réseau et équipements abonnés.
Le but de l’invention est donc de proposer un calculateur avionique permettant de simplifier la communication au sein de l’aéronef. A cet effet, l’invention a pour objet un calculateur avionique, destiné à être embarqué à bord d’un aéronef, le calculateur avionique comprenant : - un boîtier de protection, - au moins un module parmi un module de traitement d’informations apte à exécuter au moins une application logicielle, un module de gestion d’entrées/sorties et un module de gestion d’alimentation électrique, chaque module étant disposé à l’intérieur du boîtier, et - un module de routage disposé à l’intérieur du boîtier, le module de routage comportant plusieurs ports de communication et étant configuré pour transmettre au moins un message depuis un port de communication d’entrée vers un port de communication de sortie.
Le calculateur avionique selon l’invention permet alors, en intégrant en outre un module de routage disposé à l'intérieur de son boîtier, de simplifier de manière importante le réseau de communication au sein de l’aéronef, en supprimant le besoin de commutateurs réseau additionnels, et ainsi de diminuer le coût, le volume, la consommation électrique et le poids d’électronique à bord de l’aéronef. En effet, le module de routage intégré à ce calculateur est alors configuré pour remplir la fonction d’un commutateur réseau apte à communiquer directement avec le ou les autres commutateurs réseau.
Autrement dit, le calculateur avionique selon l’invention remplit sa ou ses fonctionnalités initiales, telles qu’une fonctionnalité de traitement d’informations mise en oeuvre par le module de traitement d’informations et/ou une fonctionnalité de gestion des entrées/sorties mise en oeuvre par le module de gestion d’entrée/sortie, et/ou une fonctionnalité de gestion d’alimentation électrique mise en oeuvre par le module de gestion d’alimentation électrique, tout en assurant une fonctionnalité supplémentaire de routage de messages depuis le port de communication d’entrée vers le port de communication de sortie, cette fonctionnalité de routage étant habituellement assurée par un commutateur réseau dédié, externe à un calculateur avionique de l’état de la technique. La fonctionnalité de traitement d’informations est, par exemple, une fonctionnalité de mise en œuvre d’un ou plusieurs traitements avioniques, tels qu’une gestion de vol, ou encore une gestion d'actionneur(s) de l’aéronef (freinage, pilotage automatique, etc..), ou une fonctionnalité de visualisation d’informations, ou encore une fonctionnalité de gestion de mémoire, la mémoire ayant une taille typiquement comprise entre 2Go et 128 Go.
Le module de traitement d’informations est alors un module électronique comportant de préférence un processeur apte à exécuter au moins une application logicielle, l’application étant un logiciel applicatif avionique dans le cas d’une mise en œuvre de traitement(s) avionique(s), une application graphique dans le cas d’une visualisation d’informations et le processeur formant alors préférentiellement un processeur graphique, ou bien étant associé à un processeur graphique, configuré pour construire des images et générer un affichage d’informations sur un écran, ou encore une application de gestion de la mémoire dans le cas de la fonctionnalité de gestion de mémoire. Le cas échéant, l’écran est déporté et dissocié du module de traitement d’informations, ou bien intégré au module de traitement d’informations.
En variante ou en complément, le module de gestion d’entrée/sortie est un module électronique configuré pour acquérir et/ou émettre des signaux de type avionique (signaux discrets, signaux analogiques, bus ARINC 429, bus CAN, etc..), notamment des signaux audio ou des signaux radioélectriques, le module de gestion d’entrée/sortie permettant alors d’acquérir des informations de capteurs et/ou de contrôler des actionneurs de l’aéronef.
En variante ou en complément, le module de gestion d’alimentation électrique est un module électronique comportant au moins un convertisseur d’énergie électrique, le module de gestion d'alimentation électrique étant alors configuré pour délivrer une ou plusieurs tensions d’alimentation à des équipements avioniques externes au calculateur, à partir d’une énergie électrique reçue de la part d’un réseau électrique de l’aéronef.
Suivant d’autres aspects avantageux de l’invention, le calculateur avionique comprend une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prises isolément ou suivant toutes les combinaisons techniquement possibles : - le module de routage est conforme à la norme ARINC 664 ; - le module de routage et au moins partiellement le ou les modules choisis parmi le module de traitement d’informations, le module de gestion d’entrées/sorties et le module de gestion d’alimentation électrique sont réalisés sous forme d’une unique carte électronique ; - le calculateur avionique comprend en outre un superviseur disposé à l’intérieur du boîtier, le superviseur étant configuré pour superviser le module de routage ; - le calculateur avionique comprend en outre un module d’émission/réception de données, le module d’émission/réception comportant au moins un port de communication et étant relié à au moins un module parmi le module de traitement d’informations et le module de gestion d’entrées/sorties, et le calculateur avionique comprend en outre une liaison interne de données disposée à l'intérieur du boîtier et reliant le module d’émission/réception au module de routage de manière bidirectionnelle ; - le module de routage est désactivable, et le module d’émission/réception est alors apte à être connecté à un autre module de routage, externe au calculateur avionique, via ledit module de routage désactivé et formant une passerelle entre le module d’émission/réception et le module de routage externe ; - le module de routage est déconnectable du module d’émission/réception, tout en étant apte à être connecté à un autre module de routage, externe au calculateur avionique ; - le module de routage et le module d'émission/réception sont réalisés sous forme d’un unique composant électronique ; - le module de routage est configuré pour transmettre au moins un message depuis le port de communication d’entrée vers le port de communication de sortie, selon une première table de configuration de connexion du module de routage à un ou plusieurs modules de routage externes distants du calculateur avionique, et le module d’émission/réception est configuré pour échanger des données, via au moins un module de routage, avec des équipements avioniques externes au calculateur avionique, selon une deuxième table de configuration de connexions du calculateur avionique avec les équipements avioniques ; - les première et deuxième tables de configuration sont prédéfinies et stockées dans le calculateur avionique ; - les première et deuxième tables de configuration sont distinctes l’une de l’autre ; - les première et deuxième tables de configuration forment une unique table de configuration. L’invention a également pour objet un réseau de communication, adapté pour interconnecter des équipements électroniques, le réseau de communication comprenant : - un ensemble d’au moins deux commutateurs réseau, chaque commutateur réseau comportant plusieurs ports de communication, et - au moins une liaison externe de données, chaque liaison externe de données étant configurée pour relier de manière bidirectionnelle un commutateur réseau à un autre commutateur réseau de l’ensemble, via les ports de communication correspondants, au moins deux commutateurs réseau distincts étant configurés pour être connectés directement à un même équipement électronique, dans lequel au moins l'un des commutateurs réseau est mis en œuvre via un module de routage d’un calculateur avionique tel que défini ci-dessus. L’invention a également pour objet une installation de communication, comprenant plusieurs équipements électroniques et un réseau de communication disposé entre les équipements électroniques, le réseau de communication étant tel que défini ci-dessus. L’invention a également pour objet un aéronef comprenant une installation de communication telle que définie ci-dessus.
Ces caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple non limitatif, et faite en référence aux dessins annexés, sur lesquels : - la figure 1 est une représentation schématique d’un aéronef équipé d’une installation de communication comprenant deux équipements avioniques et un réseau de communication disposé entre les équipements avioniques, le réseau de communication étant formé par quatre calculateurs avioniques selon l’invention, chaque calculateur comportant un module de routage ; - la figure 2 est une représentation schématique d’un calculateur avionique de la figure 1 selon un premier exemple de réalisation ; - les figure 3 et 4 sont des vues analogues à celle de la figure 2 selon un deuxième exemple de réalisation, et respectivement selon un troisième exemple de réalisation ; - la figure 5 est une représentation schématique de trois calculateurs avioniques de la figure 1, connectés entre eux, dont un calculateur ayant son module de routage désactivé ; et - la figure 6 est une représentation schématique d’un calculateur avionique de la figure 1 intégrant un module de routage, connecté à un autre calculateur distant, cet autre calculateur distant comportant un superviseur du module de routage.
Sur la figure 1, un aéronef 10 comprend une installation de communication 12. L’aéronef 10 est de préférence un avion. En variante, l’aéronef 10 est un hélicoptère, ou encore un drone piloté à distance par un pilote. L’aéronef 10 comprend au moins un calculateur avionique 14, et de préférence plusieurs calculateurs avioniques 14. Dans l’exemple de la figure 1, l’aéronef 10 comporte quatre calculateurs avioniques 14 interconnectés entre eux via des liaisons externes de données 16. L’installation de communication 12 comprend plusieurs équipements électroniques 18 et un réseau de communication 20 disposé entre les équipements électroniques 18, ledit réseau 20 comportant un ensemble 22 d’au moins deux commutateurs réseau 24 et une pluralité de liaisons externes de données 16 reliant les commutateurs réseaux 24. L’installation de communication 12 est de préférence une installation avionique destinée à être agencée à bord de l’aéronef 10, et les équipements électroniques 18 sont alors des équipements avioniques, de préférence conformes à la norme ARINC 664, chaque commutateur réseau 24 étant alors également de préférence conforme à la norme ARINC 664.
Chaque calculateur avionique 14 est destiné à être embarqué à bord de l’aéronef 10 et comprend un boîtier de protection 26 formant l’enveloppe externe du calculateur avionique.
Chaque calculateur avionique 14 comprend également au moins un module électronique 28, également appelé module électronique fonctionnel, choisi parmi un module de traitement d’informations 30 apte à exécuter au moins une application logicielle 32, visible sur la figure 2, un module de gestion d’entrées/sorties 34, visible sur la figure 3, et un module, non représenté, de gestion d’alimentation électrique, chaque module électronique fonctionnel 28 étant disposé à l’intérieur du boîtier 26.
Selon l’invention, chaque calculateur avionique 14 comprend en outre un module de routage 36 disposé à l’intérieur du boîtier 26, le module de routage 36 comportant plusieurs ports de communication 38 et étant configuré pour transmettre au moins un message depuis l’un des ports de communication 38, formant port de communication d’entrée, vers l’un des ports de communication 38, formant port de communication de sortie.
Dans l’exemple de la figure 1, les calculateurs avioniques 14 sont alors reliés entre eux via les liaisons externes 16 et forment en outre le réseau de communication 20 de par les modules de routage 36 intégrés à chaque calculateur avionique 14 et remplissant chacun la fonction de routage d’un commutateur réseau.
Chaque calculateur avionique 14 comprend en outre un module 40 d'émission/réception de données, le module d'émission/réception 40 comportant au moins un port de communication 38 et étant relié à au moins un module électronique fonctionnel 28 parmi le module de traitement d’informations 30,le module de gestion d’entrées/sorties 34, et le module de gestion d’alimentation électrique.
Chaque calculateur avionique 14 comprend en outre une liaison interne de données 42 disposée à l’intérieur du boîtier 26 et reliant le module d’émission/réception 40 au module de routage 36 de manière bidirectionnelle.
En complément facultatif, au moins un calculateur avionique 14 comprend en outre un superviseur 44 disposé à l’intérieur du boîtier 26, le superviseur 44 étant configuré pour superviser le module de routage 36. Dans l’exemple de la figure 1, chaque calculateur avionique 14 comprend son propre superviseur 44, le superviseur 44 étant alors de préférence intégré au module électronique fonctionnel 28. Dans l’exemple de la figure 5, chaque calculateur avionique 14 comporte également son propre superviseur 44, celui-ci étant également intégré dans le module électronique fonctionnel 28.
En variante, comme représenté sur la figure 6, le superviseur 44 est inclus dans un équipement électronique distant du calculateur avionique 14, par exemple dans un module électronique fonctionnel 28 de cet équipement électronique. Selon cette variante, le superviseur 44 configuré pour superviser le module de routage 36 intégré dans le calculateur avionique 14 selon l’invention n’est alors pas disposé à l’intérieur du boîtier 26 dudit calculateur avionique, et est déporté dans l’équipement électronique 18 externe au calculateur avionique. L’équipement électronique externe 18 comporte son propre module d’émission/réception 40, et le module de routage 36 intégré au calculateur avionique 14 est alors connecté à ce module d’émission/réception 40 inclus dans l’équipement électronique externe 18. Selon cette variante, le superviseur 44 est configuré pour superviser le moteur de routage 36 qui lui est associé via le réseau de communication 20, en particulier via les liaisons externes de données 16.
Dans l’exemple de la figure 6, le module d’émission/réception 40 intégré au calculateur avionique 14 et le module d'émission/réception 40 inclus dans l’équipement électronique 18 sont chacun connectés via une liaison externe 16 respective à un module de routage 36 indépendant, qui est externe à la fois au calculateur avionique 14 et à l’équipement électronique 18. Le module d’émission/réception 40 et le module de routage 36 intégrés dans le calculateur avionique 14 sont également connectés entre eux via une liaison interne 42 correspondante.
Chaque calculateur avionique 14 et chaque équipement électronique 18 est de préférence un appareil électronique d’un système avionique, comprenant par exemple un ou plusieurs des systèmes suivants : système de visualisation, système d’alerte, système de gestion du vol de l’aéronef, également FMS (de l’anglais Flight Management System), système de positionnement par satellite, également appelé GPS (de l’anglais Global Positionning System), système de référence inertielle, également appelé 1RS (de l’anglais Inertial Reference System), système de maintenance centralisée ou d’enregistrement, système de pilotage automatique. Plus généralement, ce peut être n’importe quel équipement électronique embarqué à bord de l’aéronef, y compris les équipements de contrôle des systèmes de bord : moteur, carburant, train d’atterrissage, freinage, conditionnement d’air, pressurisation et détection d'incendie.
Par convention, dans la suite de la description, chaque calculateur avionique 14 correspond à un appareil électronique de système avionique dans lequel est intégré un moteur de routage 36 respectif, et chaque équipement électronique 18 correspond à un appareil électronique abonné au réseau de communication 20, tout en étant dépourvu de module de routage 36, l’équipement électronique 18 comprenant simplement un module d’émission/réception 40 respectif.
Chaque liaison externe 16 est configurée pour relier de manière bidirectionnelle un commutateur réseau 24 à un autre commutateur réseau 24 de l’ensemble 22, via leur port de communication 38 correspondant, ou bien un équipement électronique abonné 18 à un commutateur réseau 24, également via leur port de communication 38 correspondant.
Chaque liaison externe 16 est dite bidirectionnelle lorsqu’elle permet la transmission des données dans les deux sens de communication entre les deux commutateurs réseaux 24 reliés par ladite liaison externe ou bien entre l’équipement abonné 18 et le commutateur réseau 24 correspondant, depuis l'une vers l’autre et inversement.
Chaque liaison externe de données 16 est de préférence une liaison Ethernet. En particulier, chaque liaison externe 16 est de préférence conforme à la norme ARINC 664.
Chaque liaison externe 16 est de préférence une liaison filaire, telle qu’une liaison électrique ou une liaison en fibre optique. Chaque liaison externe 16 est configurée pour permettre un certain débit de données, compris par exemple entre 10 Mégabits par seconde et 10 Gigabits par seconde.
Chaque équipement électronique 18 comprend au moins deux ports de communication 38 distincts. Dans l’exemple de la figure 1, chaque équipement électronique 18 comporte un module d’émission/réception 40 respectif, et ledit module d’émission/réception 40 a exactement deux ports de communication 38.
Chaque équipement électronique 18 abonné au réseau de communication 20 est relié à au moins deux commutateurs réseaux 24 distincts, via un port de communication 38 respectif pour chaque commutateur réseau 24.
Le réseau de communication 20 comprend l’ensemble 22 des commutateurs réseau 24 et la pluralité de liaisons externes 16. Le réseau de communication 20 est configuré pour interconnecter les équipements électroniques 18, dits équipements abonnés. Le réseau de communication 20 est de préférence conforme à la norme ARINC 664, chaque commutateur réseau 24 et les différentes liaisons de données externes 16 étant alors conformes à la norme ARINC 664.
Au moins deux commutateurs réseaux 24 distincts sont configurés pour être connectés directement à un même équipement abonné 18, et ce pour chaque équipement abonné 18 afin d’avoir un réseau de communication 20 redondant. Autrement dit, chaque équipement électronique 18 abonné au réseau de communication est connecté directement à au moins deux commutateurs réseau distincts 24 du réseau de communication 20.
Chaque commutateur réseau 24 (de l’anglais switch) comporte plusieurs ports de communication 38, également appelés ports de connexion. Chaque commutateur réseau 24 est, par exemple, un commutateur Ethernet.
Chaque commutateur réseau 24 est alors configuré pour transmettre au moins un message depuis un port de communication 38, dit port d’entrée, vers un port de communication 38, dit port de sortie, selon une première table 46 de configuration des connexions entre les commutateurs réseau 24 de l’ensemble 22.
Tous les commutateurs réseau 24 de l’ensemble 22 sont par exemple identiques. Ceci permet alors d'améliorer l’interopérabilité du réseau de communication 20.
Le nombre de commutateurs réseau 24 de l’ensemble 22 est supérieur ou égal à 3, et de préférence égal à 3 ou 4. Dans l’exemple de la figure 1, le nombre de commutateurs réseau 24 est égal à 4. Un tel nombre de commutateurs réseau 24 permet d’avoir un réseau de communication 20 peu encombrant et peu coûteux, tout en offrant une bonne fiabilité, malgré la défaillance éventuelle d’un commutateur réseau 24.
Dans l’exemple de la figure 1, les commutateurs réseau 24 de l’ensemble 22 sont disposés suivant deux plans de communication (plan A, plan B) agencés en parallèle (ou en miroir).
En variante, non représentée, les commutateurs réseau 24 de l’ensemble 22 sont disposés suivant une architecture réseau telle que décrite dans la demande FR 15 00647 déposée le 31 mars 2015 par le demandeur.
En outre, selon l’invention, au moins l’un des commutateurs réseau 24 est mis en oeuvre via le module de routage 36 d’un calculateur avionique 14 respectif. Plus précisément, au moins l’un des commutateurs réseau 24 est formé par le module de routage 36 et le superviseur 44 associé, le module de routage 36 et le superviseur 44 associé étant intégrés dans un unique calculateur avionique 14 correspondant ou bien intégrés chacun dans un calculateur respectif, comme décrit précédemment.
Dans l’exemple de la figure 1, chaque commutateur réseau 24 est mis en œuvre par le module de routage 36 d’un calculateur avionique 14 respectif. Dans cet exemple, chaque module de routage 36 et chaque superviseur 44 associé formant chaque commutateur réseau 24 sont à chaque fois intégrés dans un unique calculateur avionique 14 respectif.
Chaque boîtier de protection 26 présente un encombrement réduit, plusieurs calculateurs avioniques 14 étant susceptibles d’être embarqués à l’intérieur de l’aéronef 10. Chaque boîtier de protection 26 présente par exemple des dimensions inférieures à 1 m x 1 m x 1 m, de préférence des dimensions inférieures à 0,25 m x 0,4 m x 0,2 m, de préférence encore des dimensions inférieures à 0,06 m x 0,35 m x 0,17 m.
Chaque module électronique 28 intégré dans un calculateur avionique 14 correspondant est configuré pour mettre en œuvre une fonction, telle qu’une fonction de traitement d'informations lorsque le module 28 est un module de traitement d’informations 30 apte à exécuter au moins une application logicielle 32, ou encore telle qu’une fonction de gestion d'entrées/sorties lorsque le module 28 est un module de gestion d'entrées/sorties 34, ou encore telle qu’une fonction de gestion d’alimentation électrique lorsque le module 28 est un module de gestion d’alimentation électrique. Chaque module électronique 28 est alors également appelé module électronique fonctionnel.
Dans l’exemple de la figure 2, le module électronique fonctionnel 28 intégré au calculateur avionique 14 est le module de traitement d’informations 30 apte à exécuter plusieurs applications logicielles 32. Le module de traitement d’informations 30 comporte une unité de traitement d’informations 50 formée par exemple d’un processeur 52, également appelé CPU (de l’anglais Central Processing Unit) et d’une mémoire 54 associée au processeur 52. La mémoire 54 est apte à stocker plusieurs applications logicielles 32, et le processeur 52 est apte à exécuter chacune de ces applications logicielles 32.
En complément facultatif, le module de traitement d'informations 30 comporte en outre une unité de supervision 56. Dans l’exemple de la figure 2, l’unité de supervision 56 inclut le superviseur 44 du module de routage 36.
Autrement dit, le module de traitement d’informations 30 est un module électronique offrant des ressources partagées de traitement d’informations et permettant ainsi l’accueil d’applications logicielles 32. Chaque application logicielle 32 est, par exemple, un logiciel applicatif avionique apte à mettre en œuvre un ou plusieurs traitement(s) avionique(s) ; ou une application graphique pour la visualisation d’informations, le processeur 52 formant alors préférentiellement un processeur graphique, ou bien étant associé à un processeur graphique, configuré pour construire des images et générer un affichage d’informations sur un écran ; ou encore une application de gestion d’une mémoire de stockage de masse, telle qu'une mémoire ayant une taille supérieure à 2 Go, de préférence comprise entre 2 Go et 128 Go. Le cas échéant, l’écran, non représenté, est déporté et dissocié du module de traitement d’informations, ou bien intégré au module de traitement d’informations.
Dans l’exemple de la figure 2, le calculateur avionique 14 comprend alors le module de traitement d’informations 30 et en outre le module de routage 36, ainsi que le module d’émission/réception 40, le module de routage 36 et le module d’émission/réception 40 étant reliés entre eux par une liaison interne 42 correspondante.
Dans l’exemple de la figure 3, le module électronique fonctionnel 28 intégré au calculateur avionique 14 est également le module de traitement d’informations 30, et le calculateur avionique 14 comprend en outre la première table de configuration 46, la première table de configuration 46 contenant alors les configurations de connexion du module de routage 36 à un ou plusieurs modules 36 externe distants du calculateur avionique 14 et/ou à un ou plusieurs commutateurs réseau 24 externes au calculateur avionique 14. Dans l’exemple de la figure 3, le calculateur avionique 14 comprend en outre une deuxième table de configuration 58, la deuxième table 58 contenant les configurations de connexion du calculateur avionique 14 avec d’autres appareils avioniques, c’est-à-dire avec d’autres calculateurs avioniques 14 et/ou d’autres équipements abonnés 18, la deuxième table de configuration 58 étant utilisée par le module d’émission/réception 40.
Dans l’exemple de la figure 3, les première 46 et deuxième 58 tables de configuration sont distinctes l'une de l’autre. En variante, non représentée, les première et deuxième tables de configuration 46, 58 sont réalisées sous forme d'une unique table de configuration.
Les première 46 et deuxième 58 tables de configuration sont par exemple reliées chacune à l’unité de supervision 56. En variante, la première table de configuration 46 est reliée directement au module de routage 36.
Les première 46 et deuxième 58 tables de configuration sont de préférence prédéfinies et stockées dans le calculateur avionique 14, comme représenté sur la figure 3.
Dans l’exemple de la figure 4, le module électronique fonctionnel 28 intégré au calculateur avionique 14 est le module de gestion d’entrées/sorties 34. Le module de gestion d’entrée/sortie 34 est un module électronique configuré pour acquérir et/ou émettre des signaux de type avionique (signaux discrets, signaux analogiques, bus ARINC 429, bus CAN, etc..), notamment des signaux audio ou des signaux radioélectriques, le module de gestion d'entrée/sortie 34 permettant alors d’acquérir des informations de capteurs et/ou de commander des actionneurs de l’aéronef 10.
Le module de gestion d’entrées/sorties 34 comporte par exemple le processeur 52, une interface d’entrées/sorties 60 et une unité de gestion des entrées/sorties 62. L'unité de gestion d’entrées/sorties 62 comporte par exemple le superviseur 44 du module de routage 36.. Les entrées/sorties sont des entrées/sorties nécessaires au fonctionnement d’applications du système avionique, telles que des entrées/sorties discrètes, et/ou analogiques, et/ou conformes à la norme ARINC 429, et/ou de type CAN. L’unité de gestion d’entrées/sorties 62 comprend en outre des applications relatives à la gestion des entrées/sorties, telles qu’une application de surveillance des entrées/sorties 64, une application de chargement de données 66, une application de concentration des données 68 ou encore une autre application 70.
Dans l’exemple de la figure 4, le calculateur avionique 14 comprend alors le module de gestion d’entrées/sorties 34, et en outre le module de routage 36 ainsi que le module d’émission/réception 40, le module de routage 36 et le module d’émission/réception 40 étant reliés entre eux par une liaison interne 42 correspondante.
En variante non représentée, le module électronique fonctionnel 28 intégré au calculateur avionique 14 est le module de gestion d’alimentation électrique. Le module de gestion d’alimentation électrique est un module électronique comportant au moins un convertisseur d’énergie électrique, le module de gestion d’alimentation électrique étant alors configuré pour fournir une ou plusieurs tensions d’alimentation à des équipements avioniques externes au calculateur, à partir d’une énergie électrique reçue de la part d’un réseau électrique de l'aéronef. Le convertisseur d’énergie électrique est connu en soi, et est par exemple un convertisseur alternatif-alternatif (AC-AC), ou un convertisseur alternatif-continu (AC-DC), un convertisseur continu-alternatif (DC-AC), ou encore un convertisseur continu-continu (DC-DC).
En variante encore, non représentée, le calculateur avionique 14 comprend plusieurs modules parmi le module de traitement d’informations 30, le module de gestion d’entrées/sorties 34 et le module de gestion d’alimentation électrique.
Chaque module de routage 36 comporte plusieurs ports de communication 38 et est configuré pour transmettre au moins un message depuis un port de communication d’entrée vers un port de communication de sortie. Chaque module de routage 36 est de préférence conforme à la norme ARINC 664.
Chaque module de routage 36 est également appelé moteur de routage (de l’anglais switch engine), et est configuré pour mettre en œuvre la couche 2 du modèle OSI.
Le module de routage 36 et au moins partiellement le ou les modules électroniques fonctionnels 28 intégrés dans le calculateur avionique sont de préférence réalisés sous forme d’une unique carte électronique.
En complément facultatif, le module de routage 36 est utilisable selon différents modes de fonctionnement : - un mode normal, dans lequel le module de routage 36 est connecté à au moins un autre module du calculateur 14 parmi le module fonctionnel 28 et le module d’émission/réception 40, et communique avec le ou les modules 28, 40 auxquels il est connecté ; - un mode désactivé, dans lequel le module de routage 36 est connecté à au moins un autre module du calculateur 14 parmi le module fonctionnel 28 et le module d’émission/réception 40, mais en formant seulement une passerelle entre un équipement externe au calculateur 14, tel qu’un module de routage externe, et ledit module parmi le module fonctionnel 28 et le module d’émission/réception 40 ; et - un mode déconnecté, dans lequel le module de routage 36 n’est connecté à aucun autre module du calculateur 14, tout en étant apte à être connecté à un autre module de routage 36, externe au calculateur avionique 14.
Lorsque le module de routage 36 est en mode désactivé, le module de routage 36 est également dit configuré en mode transparent, le module de routage 36 formant seulement une passerelle.
Le module de routage 36 est toujours disposé mécaniquement à l’intérieur du boîtier de protection 26, quel que soit le mode de fonctionnement dans lequel il se trouve parmi les modes normal, désactivé et déconnecté.
Autrement dit, le module de routage 36 est désactivable (passage en mode désactivé), comme représenté sur la figure 5. Le module d’émission/réception 40 est alors apte à être connecté à un module de routage 36 externe distant du calculateur avionique 14, via ledit module de routage désactivé qui forme une passerelle entre le module d’émission/réception 40 et le module de routage externe 36. Autrement dit, lorsque le module de routage 36 est désactivé, le module de routage 36 est passant et le calculateur avionique 14 se comporte alors comme un simple équipement électronique abonné 18.
En complément ou en variante, le module de routage 36 est déconnectable (passage en mode déconnecté, non représenté) du module d’émission/réception 40, voire de tout autre module du calculateur 14 parmi le module fonctionnel 28 et le module d’émission/réception 40. Lorsque déconnecté, le module de routage 36 est néanmoins apte à être connecté à un autre module de routage 36, externe audit calculateur 14 et distant de ce dernier. En mode déconnecté, la liaison interne 42 entre le module de routage 36 et le module d’émission/réception 40 est alors inutilisée.
Dans l’exemple des figures 1 à 6, le module de routage 36 et le module d’émission/réception 40 sont réalisés chacun sous forme d’un composant électronique respectif.
En variante non représentée, lorsque le module de routage 36 et le module d’émission/réception 40 sont disposés au sein d’un unique calculateur avionique 14, le module de routage 36 et le module d'émission/réception 40 sont également réalisables sous forme d'un unique composant électronique, ce qui permet de simplifier encore davantage l’architecture du calculateur avionique 14 selon l’invention.
La transmission des messages par le module de routage 36 depuis le port de communication d’entrée vers le port de communication de sortie est effectuée selon le contenu de la première table de configuration 46 qui définit les configurations de connexion dudit module de routage 36 avec les autres modules de routage 36 et/ou avec les autres commutateurs réseau 24.
Chaque port de communication 38 est, par exemple, un port Ethernet, en particulier un port conforme à la norme ARINC 664.
Chaque module d’émission/réception 40 (de l’anglais End System au sens de la norme ARINC 664 partie 7) est configuré pour échanger des données, via au moins un module de routage 36 correspondant, avec des équipements avioniques externes au calculateur avionique 14, selon la deuxième table de configuration 58, cette deuxième table de configuration 58 contenant les informations de configuration des connexions de ce calculateur avionique 14 avec les autres équipements avioniques 18 et/ou autres calculateurs avioniques.
Chaque module d’émission/réception 40 est de préférence conforme à la norme ARINC 664, en particulier à la partie 7 de cette norme.
Chaque superviseur 44 est configuré pour effectuer la supervision du module de routage 36, qui lui est associé, en particulier pour effectuer une ou plusieurs des actions suivantes relatives audit module de routage 36 : démarrage, gestion de la configuration, mise à jour, surveillance et gestion de pannes.
Ainsi, le calculateur avionique 14 selon l’invention permet de réduire le nombre d’équipements embarqués à bord de l’aéronef 10 en intégrant le module de routage 36, alors que, dans l’état de la technique, celui-ci est habituellement inclus dans un commutateur réseau dédié.
Dans l’exemple de la figure 1, tous les commutateurs réseau 24 sont mis en œuvre par des modules de routage 36 intégrés dans des calculateurs avioniques 14 respectifs, ce qui permet alors de s’affranchir de quatre commutateurs réseau dédiés.
Le réseau de communication 20 selon l’invention présente alors une masse et un volume réduits, ainsi qu’une plus faible consommation électrique, de par la diminution du nombre d’appareils formant le réseau de communication 20.
Ceci permet également de réduire les coûts de maintenance de l’aéronef 10.
Le réseau de communication 20 selon l’invention permet également d’améliorer le câblage à l’intérieur de l’aéronef 10, notamment de limiter le nombre de liaisons de données externes 16, certaines liaisons de données étant désormais internes au calculateur avionique 14, comme décrit précédemment avec la liaison interne 42 entre le module d’émission/réception 40 et le module de routage 36 lorsque ces deux modules 36, 40 sont disposés à l’intérieur d’un même et unique boîtier de protection 26.
En complément facultatif, le fait que le module de routage 36 soit désactivable permet d’améliorer encore l’évolutivité du réseau de communication 20, un seul et même calculateur avionique 14 pouvant alors fonctionner soit comme un commutateur réseau, soit un calculateur non dédié au réseau, soit comme les deux à la fois.
On conçoit ainsi que le calculateur avionique 14 selon l’invention permet de simplifier la communication au sein de l’aéronef 10.

Claims (15)

  1. REVENDICATIONS
    1. Calculateur avionique (14), destiné à être embarqué à bord d’un aéronef (10), le calculateur avionique (14) comprenant : - un boîtier de protection (26) et - au moins un module (28) parmi un module de traitement d’informations (30) apte à exécuter au moins une application logicielle (32), un module de gestion d’entrées/sorties (34) et un module de gestion d’alimentation électrique, chaque module (28) étant disposé à l’intérieur du boîtier (26), caractérisé en ce que le calculateur avionique (14) comprend en outre un module de routage (36) disposé à l’intérieur du boîtier (26), le module de routage (36) comportant plusieurs ports de communication (38) et étant configuré pour transmettre au moins un message depuis un port de communication d’entrée (38) vers un port de communication de sortie (38).
  2. 2. Calculateur avionique (14) selon la revendication 1, dans lequel le module de routage (36) est conforme à la norme ARINC 664.
  3. 3. Calculateur avionique (14) selon la revendication 1 ou 2, dans lequel le module de routage (36) et au moins partiellement le ou les modules (28) choisis parmi le module de traitement d’informations (30), le module de gestion d’entrées/sorties (34) et le module de gestion d’alimentation électrique sont réalisés sous forme d'une unique carte électronique.
  4. 4. Calculateur avionique (14) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le calculateur avionique (14) comprend en outre un superviseur (44) disposé à l’intérieur du boîtier (26), le superviseur (44) étant configuré pour superviser le module de routage (36).
  5. 5. Calculateur avionique (14) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le calculateur avionique (14) comprend en outre un module (40) d’émission/réception de données, le module d’émission/réception (40) comportant au moins un port de communication (38) et étant relié à au moins un module (28) parmi le module de traitement d’informations (30) et le module de gestion d’entrées/sorties (34), et dans lequel le calculateur avionique (14) comprend en outre une liaison interne de données (42) disposée à l’intérieur du boîtier (26) et reliant le module d’émission/réception (40) au module de routage (36) de manière bidirectionnelle.
  6. 6. Calculateur avionique (14) selon la revendication 5, dans lequel le module de routage (36) est désactivable, et le module d'émission/réception (40) est alors apte à être connecté à un autre module de routage (36), externe au calculateur avionique (14), via ledit module de routage (36) désactivé et formant une passerelle entre le module d'émission/réception (40) et le module de routage (36) externe.
  7. 7. Calculateur avionique (14) selon la revendication 5 ou 6, dans lequel le module de routage (36) est déconnectable du module d’émission/réception (40), tout en étant apte à être connecté à un autre module de routage (36), externe au calculateur avionique (14).
  8. 8. Calculateur avionique (14) selon l’une quelconque des revendications 5 à 7, dans lequel le module de routage (36) et le module d’émission/réception (40) sont réalisés sous forme d’un unique composant électronique.
  9. 9. Calculateur avionique (14) selon l’une quelconque des revendications 5 à 8, dans lequel le module de routage (36) est configuré pour transmettre au moins un message depuis le port de communication d’entrée (38) vers le port de communication de sortie (38), selon une première table (46) de configuration de connexion du module de routage (36) à un ou plusieurs modules de routage (36) externes distant du calculateur avionique (14), et dans lequel le module d’émission/réception (40) est configuré pour échanger des données, via au moins un module de routage (36), avec des équipements avioniques (18) externes au calculateur avionique (14), selon une deuxième table (58) de configuration de connexions du calculateur avionique (14) avec les équipements avioniques (18).
  10. 10. Calculateur avionique (14) selon la revendication 9, dans lequel les première et deuxième tables de configuration (46, 58) sont prédéfinies et stockées dans le calculateur avionique.
  11. 11. Calculateur avionique (14) selon la revendication 9 ou 10, dans lequel les première et deuxième tables de configuration (46, 58) sont distinctes l’une de l’autre.
  12. 12. Calculateur avionique (14) selon la revendication 9 ou 10, dans lequel les première et deuxième tables de configuration (46, 58) forment une unique table de configuration.
  13. 13. Réseau de communication (20), adapté pour interconnecter des équipements électroniques (18), le réseau de communication (20) comprenant : - un ensemble (22) d’au moins deux commutateurs réseau (24), chaque commutateur réseau (24) comportant plusieurs ports de communication (38), et - au moins une liaison externe de données (16), chaque liaison externe de données (16) étant configurée pour relier de manière bidirectionnelle un commutateur réseau (24) à un autre commutateur réseau (24) de l’ensemble (22), via les ports de communication (38) correspondants, au moins deux commutateurs réseau (24) distincts étant configurés pour être connectés directement à un même équipement électronique (18), caractérisé en ce qu’au moins l’un des commutateurs réseau (24) est mis en oeuvre via un module de routage d’un calculateur avionique (14) selon l’une quelconque des revendications précédentes.
  14. 14. - Installation de communication (12), comprenant : - plusieurs équipements électroniques (18), et - un réseau de communication (20) disposé entre les équipements électroniques (18), caractérisée en ce que le réseau de communication (20) est conforme à la revendication 13.
  15. 15. -Aéronef (10) comprenant une installation de communication (12), caractérisé en ce que l’installation de communication (12) est conforme à la revendication 14.
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