Arquitectura genérica de radar.

Arquitectura de sistema electrónico que comprende una pluralidad de nodos de tratamiento

(31, 41), realizando cada nodo de tratamiento una función o una parte de una función que lleva a cabo el sistema, intercambiando cada nodo de tratamiento (53) unos datos (52, 59, 54, 55, 511) con otros nodos de tratamiento (51, 56, 57) a través de conexiones síncronas o asíncronas y tratando estos datos de manera autónoma conforme a su secuenciación interna, de tal modo que se realizan unos tratamientos síncronos y asíncronos de estos datos, estando los datos acompañados por un encabezamiento (58, 510) genérico que comprende informaciones que identifican una fase de funcionamiento del sistema a la cual se refieren y unas informaciones que definen, para el conjunto de los nodos de tratamiento, todos los parámetros necesarios para su funcionamiento para la fase considerada;

caracterizada por que comprende, además, una conexión (110) única en serie de sincronización que da servicio a todos los nodos de tratamiento y que proporciona a todos los nodos de tratamiento un reloj de referencia (81), con una frecuencia fija en la cual está codificado un mensaje general de sincronización que comprende una señal de sincronización (44, 86) que determina el instante en el que el reloj de referencia lleva un mensaje de sincronización (84), una fecha de referencia y un encabezamiento simplificado, comprendiendo el encabezamiento simplificado informaciones que identifican una fase de datos de funcionamiento del sistema;

comprendiendo cada nodo de tratamiento unos medios de interfaz (34) con la conexión de sincronización, configurados para:

- realizar una secuenciación interna autónoma a partir del reloj de referencia (83), realizándose la secuenciación al sintetizar los relojes internos a partir del reloj de referencia;

- utilizar el encabezamiento simplificado (46) del mensaje de sincronización de tal modo que identifique la fase de funcionamiento indicada en el encabezamiento simplificado, y realizar un tratamiento síncrono (42) de los datos relativos a esta fase de funcionamiento, considerando el tratamiento a un dato (52) como relativo a la fase de funcionamiento considerada si el encabezamiento genérico (47) al que está asociado contiene informaciones que identifican la misma fase de funcionamiento que la que contiene el encabezamiento simplificado (46) del mensaje de sincronización considerado.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/EP2006/063059.

Solicitante: THALES.

Nacionalidad solicitante: Francia.

Dirección: 45, RUE DE VILLIERS 92200 NEUILLY-SUR-SEINE FRANCIA.

Inventor/es: ELLEAUME, PHILIPPE.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION H — ELECTRICIDAD > TECNICA DE LAS COMUNICACIONES ELECTRICAS > COMUNICACIONES MULTIPLEX (peculiar de la transmisión... > Sistemas múltiplex de división de tiempos (H04J... > H04J3/06 (Disposiciones de sincronización)

PDF original: ES-2525422_T3.pdf

 

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Fragmento de la descripción:

Arquitectura genérica de radar Campo de la invención

La invención se refiere al campo general de las arquitecturas de sistemas electrónicos y/o informáticos complejos y en particular al campo de las estructuras de Intercambio de Información entre los diferentes elementos de dichas arquitecturas. Resulta especialmente conveniente para los sistemas complejos para los cuales los intercambios adoptan la forma de flujos irregulares de datos generados por unas funciones de tratamiento con duraciones variables en el tiempo.

Se aplica en particular a la construcción de sensores electromagnéticos o acústicos, como los radares y los sonares. Contexto de la invención - Técnica anterior

Los diseñadores actuales de sensores electromagnéticos o acústicos se enfrentan con nuevos problemas vinculados en particular a la gran complejidad de las funciones que realizan los subconjuntos de tratamiento que componen estos sistemas. La complejidad de estas funciones se debe tanto a la complejidad de las operaciones realizadas como a la gran variación de las cantidades de información (flujos de información) tratadas de una fase de funcionamiento del sistema a otra. De este modo, una misma función puede tener que tratar tanto un flujo de datos de gran tamaño como un flujo de datos de tamaño muy corto. Puede Incluso tener que tratar alternancias variables de flujos de datos largos y de flujos de datos cortos. Esto implica en particular que, para una misma función, el tiempo de tratamiento pueden variar en gran medida, generando esta variabilidad como consecuencia una irregularidad a lo largo del tiempo de los flujos de datos transmitidos de una unidad funcional autónoma, o nodo de tratamiento, a otra. Las funciones realizadas son, por otra parte, cada vez más elaboradas y conllevan unas cargas de cálculo cada vez mayores y unas secuencias cada vez más complejas.

Este Incremento presente y sobre todo futuro de las prestaciones deseadas encaja mal con las arquitecturas clásicas en torno a las cuales se diseñan en particular los sistemas actuales. Estas arquitecturas se basan, por lo general, en el desarrollo de máquinas síncronas que realizan tareas efectivamente autónomas, pero cuyo conjunto de secuenciación está garantizado por medio de señales emitidas por un nodo de tratamiento particular y cuyos Intercambios están estrechamente sincronizados. Ahora bien, la Irregularidad de los flujos de datos hace muy difícil el desarrollo de un nodo de tratamiento de este tipo.

Este tipo de arquitecturas tienen como efecto dividir los sistemas así diseñados en conjuntos de subconjuntos que realizan tareas de tratamiento, estando cada subconjunto sincronizado por un juego de señales de sincronización específico, proporcionado por un subconjunto encargado de generar las diferentes señales de sincronización. De este modo estas dificultan un enfoque de diseño más integrado en el cual el sistema se considera en su conjunto como una única máquina multifuncional.

Esta partición asociada a un excesivamente grande sincronismo de los intercambios conduce a que el sistema realizado padezca una limitación de su capacidad de tratamiento, en términos de cantidad de información tratada. Esta limitación directamente imputable a la arquitectura adoptada dificulta el incremento necesario de la capacidad de cálculo de los sistemas, incremento que los nodos de tratamiento que componen el subconjunto serían, por otra parte, capaces de soportar por separado.

Esta limitación hace que las arquitecturas clásicas sean difíciles de adoptar por sistemas futuros para los cuales el nivel de rendimiento está directamente ligado a la capacidad de cálculo y a la adaptabilidad a las variaciones de los flujos de datos.

Otro inconveniente de las arquitecturas actuales está ligado a la organización de la secuenciación de los diferentes nodos de tratamiento en torno a una secuenciador general responsable de la sincronización del conjunto y que envía a cada uno de los otros nodos de tratamiento el conjunto de las señales de sincronización que este necesita. Esta producción centralizada de las señales de sincronización se traduce en la práctica en la presencia en los sistemas desarrollados de un número muy grande de conexiones físicas, lo que hace que la fabricación y la actualización de dichos sistemas sean delicadas y dificulta su capacidad de evolución.

El documento publicado por F. Sivrikaya y otros, titulado "TIME SYNCHRONISATION IN SENSOR NETWORKS: A SURVEY" en la revista IEEE NETWORK, IEEE SERVICE CENTER, New-York, US, vol. 18, n° 4, julio de 24 (24-7) (ISSN: 89-844), páginas 45 a 5, presenta un estado de la técnica existente, relativo a las soluciones técnicas conocidas que permiten sincronizar de manera permanente los intercambios de datos entre dos o varios equipos remotos. Las soluciones propuestas permiten, en particular, superar las derivas de las referencias locales de tiempo y de los tiempos de propagación de los datos. Por el contrario, ninguna de las soluciones descritas permite que un equipo autónomo en materia de secuenciación, integrado en un conjunto de equipos y que coopera por medio de intercambios asincronos con los demás equipos de este conjunto para realizar una función global, realice de manera simple un tratamiento de los datos de los que dispone que sea síncrono con una referencia de tiempo común al conjunto de los equipos.

Por otra parte, la solicitud de patente US 26141631 de Yuklo Kadowaki, publicada el 23 de febrero de 26 y titulada "Method and apparatus for serial communication system capable of identifying slave apparatus using halfduplex channel communication method", describe un protocolo de comunicación en serie entre dos equipos de acuerdo con el cual los datos intercambiados entre los dos equipos se transmiten en forma de una señal de reloj modulada por los datos a transmitir.

Presentación de la invención

Uno de los objetos de la invención es permitir que un sistema que consta de una pluralidad de subconjuntos utilice de forma óptima las capacidades de cálculo de cada uno de los nodos de tratamiento que los forman, teniendo en cuenta el hecho de que en una cadena de tareas dada, cada nodo de tratamiento tiene que llevar a cabo la (o las) tarea(s) que le concierne(n) según un ritmo que puede ser variable en el tiempo en función en particular de las variaciones del flujo de los datos tratados.

Otro objeto es permitir diseñar unos sistemas que puedan evolucionar, un sistema que pueda integrar a lo largo de su vida subconjuntos y/o nodos de tratamiento cuya capacidad de cálculo habrá evolucionado de tal modo que la capacidad de tratamiento del sistema en su conjunto se pueda incrementar.

Otro de los objetos también es facilitar la fabricación, el mantenimiento en condiciones de funcionamiento y el mantenimiento de sistemas cada vez más complejos, limitando en particular el tipo y el número de conexiones físicas.

Para ello, la invención tiene por objeto una arquitectura de sistema electrónico, en particular una arquitectura de sistema de detección radar, que consta de una pluralidad de nodos de tratamiento en el cual cada nodo realiza una función o una parte de una función que lleva a cabo el sistema. Esta arquitectura se caracteriza por:

- una conexión única de sincronización que envía a todos los módulos un mensaje común de sincronización que consta de un encabezamiento simplificado, una señal de sincronización, un reloj de base y una fecha de referencia comunes, permitiendo el encabezamiento simplificado determinar a qué flujo de datos se aplica la información de sincronización;

- una pluralidad de conexiones asincronas de intercambios de datos, permitiendo cada conexión el intercambio de mensajes específicos entre dos nodos de tratamiento... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Arquitectura de sistema electrónico que comprende una pluralidad de nodos de tratamiento (31, 41), realizando cada nodo de tratamiento una función o una parte de una función que lleva a cabo el sistema, intercambiando cada nodo de tratamiento (53) unos datos (52, 59, 54, 55, 511) con otros nodos de tratamiento (51, 56, 57) a través de conexiones síncronas o asincronas y tratando estos datos de manera autónoma conforme a su secuenciación interna, de tal modo que se realizan unos tratamientos síncronos y asincronos de estos datos, estando los datos acompañados por un encabezamiento (58, 51) genérico que comprende informaciones que identifican una fase de funcionamiento del sistema a la cual se refieren y unas informaciones que definen, para el conjunto de los nodos de tratamiento, todos los parámetros necesarios para su funcionamiento para la fase considerada;

caracterizada porque comprende, además, una conexión (11) única en serie de sincronización que da servicio a todos los nodos de tratamiento y que proporciona a todos los nodos de tratamiento un reloj de referencia (81), con una frecuencia fija en la cual está codificado un mensaje general de sincronización que comprende una señal de sincronización (44, 86) que determina el instante en el que el reloj de referencia lleva un mensaje de sincronización (84), una fecha de referencia y un encabezamiento simplificado, comprendiendo el encabezamiento simplificado informaciones que identifican una fase de datos de funcionamiento del sistema;

comprendiendo cada nodo de tratamiento unos medios de interfaz (34) con la conexión de sincronización, configurados para:

- realizar una secuenciación interna autónoma a partir del reloj de referencia (83), realizándose la secuenciación al sintetizar los relojes internos a partir del reloj de referencia;

- utilizar el encabezamiento simplificado (46) del mensaje de sincronización de tal modo que identifique la fase de funcionamiento indicada en el encabezamiento simplificado, y realizar un tratamiento síncrono (42) de los datos relativos a esta fase de funcionamiento, considerando el tratamiento a un dato (52) como relativo a la fase de funcionamiento considerada si el encabezamiento genérico (47) al que está asociado contiene informaciones que identifican la misma fase de funcionamiento que la que contiene el encabezamiento simplificado (46) del mensaje de sincronización considerado.

2. Arquitectura de sistema electrónico de acuerdo con la reivindicación 1, según la cual cada nodo de tratamiento (31, 41) comprende unos medios propios para implementar una fecha local y para comparar de forma periódica esta fecha local con la fecha de referencia.

3. Arquitectura de sistema electrónico de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 o 2, en la que la conexión de sincronización transmite un reloj de temporización R (83), una señal de sincronización (86) y unas tramas de datos binarios (87, 88), transmitiéndose la señal de sincronización y los datos binarios que forman las tramas mediante la modulación del factor de forma del reloj R, conservando la modulación la distancia temporal (T) constante que separa los flancos ascendentes del reloj R.

4. Arquitectura de acuerdo con la reivindicación 3, en la cual la modulación del factor de forma del reloj R comprende 3 estados:

- un estado (88) para el cual el estado alto del reloj R tiene una duración igual a la del estado bajo, siendo el factor de forma igual a 'A\

- un estado 1 (87) para el cual el estado alto del reloj R tiene una duración superior a la del estado bajo, siendo el factor de forma superior a 'A\

- un estado -1 (86) para el cual el estado alto del reloj R tiene una duración inferior a la del estado bajo, siendo el factor de forma inferior a 'A,

codificándose los valores de los datos binarios de las tramas en los dos estados (88) y 1 (87), identificándose la señal de sincronización por el código -1 (86).

5. Arquitectura de acuerdo con una de las reivindicaciones 3 a 4, en la cual la transmisión de una trama de datos en la conexión de sincronización está señalada por la transmisión de una señal de sincronización.

6. Arquitectura de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 3 a 5, en la cual cada nodo de tratamiento (31, 41) lleva a cabo la sincronización de sus relojes lentos por medio de la señal de sincronización (86).

7. Arquitectura de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 3 a 6, en la cual la señal de sincronización (86) es emitida de forma periódica, acompañada de una trama de datos (84) que contiene informaciones útiles de sincronización o una trama ficticia que contiene datos no significativos.

8. Arquitectura de acuerdo con la reivindicación 7, en la cual cada trama transmitida (84) comprende un campo de bits que permite indicar si esta trama es una trama real o si es una trama ficticia.

9. Arquitectura de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 3 a 8, en la cual la señal de sincronización (86) es transmitida en una conexión de sincronización en forma de una secuencia ternaria cuya estructura se

selecciona de tal modo que la detección de la señal de sincronización por los subconjuntos sea realizada por medio de un correlador ternario mediante la detección de un pico de correlación.

1. Arquitectura de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 3 a 9, en la cual las informaciones contenidas en la trama binaria son sometidas a una codificación por medio de un código detector y corrector de errores.

11. Sistema de radar que comprende unos medios de tratamiento formados por una pluralidad de subconjuntos,

comprendiendo cada subconjunto una pluralidad de nodos de tratamiento (31, 41), realizando cada nodo de tratamiento de manera autónoma una función o una parte de una función que llevan a cabo los medios de tratamiento, caracterizado por que cada nodo tratamiento está configurado para interconectarse con una pluralidad de conexiones asincronas de intercambios de datos y una conexión de sincronización, y formar una arquitectura de 1 acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 1.