RESEAUX EMBARQUES (REM)

Des architectures de communication partagée sont utilisés depuis les années 80 pour les applications temps réel, pour remplacer les liens dédiés, beaucoup trop coûteux en terme de câblage et ne passant pas à l’échelle. Dans un premier temps, des solutions de type bus de terrain, dédiées à des contextes applicatifs particuliers, se sont imposées. Elles permettent la maîtrise des latences de communication et sont encore largement utilisées aujourd’hui. Le module se déroule de la manière suivante.

• Nous introduisons la problématique générale des communications temps réel et les différents paradigmes de communication utilisés.

• Nous étudions Controller Area Network (CAN), les méthodes d’analyse temporelles associées et les évolutions du protocole.

• Nous présentons des solutions alternatives du domaine de l’automobile, en particulier Flexray.

• Nous présentons les technologies Mil-Std-1553 et Spacewire utilisées dans le domaine spatial.

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Des architectures de communication partagée sont utilisés depuis les années 80 pour les applications temps réel, pour remplacer les liens dédiés, beaucoup trop coûteux en terme de câblage et ne passant pas à l’échelle. Dans un premier temps, des solutions de type bus de terrain, dédiées à des contextes applicatifs particuliers, se sont imposées. Elles permettent la maîtrise des latences de communication, mais offrent le plus souvent un débit limité. Elles sont donc peu à peu remplacées par des solutions de type Ethernet temps réel, qui offrent un débit beaucoup plus important et une meilleure intégration du système dans son environnement. Le module se déroule de la manière suivante.

• Nous introduisons la problématique générale des solutions de type Ethernet temps réel en l’illustrant par un petit nombre de solutions historiques.

• Nous étudions le réseau Ethernet commuté avion (AFDX) avec un focus particulier sur l’analyse pire cas mise en œuvre par les industriels.

• Nous montrons les problèmes posés par le partage d’un réseau Ethernet temps réel entre des flux avec différents niveaux de criticité. Nous présentons différentes solutions de qualité de service permettant de contrôler ce partage.

• Nous nous intéressons plus particulièrement à la solution Ethernet TSN qui est aujourd’hui envisagée pour de nombreux contextes applicatifs.

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Le projet permet d'illustrer le fonctionnement d'un réseau de communication temps réel étudié dans l'UE.
Il s'agit de développer les équipements réseau, tels que des commutateurs, dont le comportement correspond à celui d'un équipement de communication réel embarqué.
Pour réaliser ce comportement, les étudiants utilisent la librairie DPDK (Data Plane Development Kit) et/ou langage P4 (Programming Protocol-independent Packet Processors) qui permet
de programmer des cartes Ethernet.
Des stations sont aussi modifiées de manière à simuler le comportement de calculateurs avioniques, automobiles, ...
Le respect des contraintes de temps est un aspect important de l'exécution de ces équipements.
La mesure des données de temps, latence de transmission, délais de bout en bout, ..., fait partie du travail à réaliser.

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