Réseaux temps réel embarqués dans l'automobile

Contexte et contraintes

Protocoles utilisés dans le monde automobile

C'est, au début des années 1980, que la société Bosch conçoit le réseau CAN. Initialement développé pour le constructeur automobile Mercedes, ce réseau s'implante très rapidement dans la plupart des véhicules .
Après les années 1990, la plupart des constructeurs s'emploie à l'utiliser. CAN devient donc le type de réseau le plus répandu dans l'automobile. Cependant d'autres réseaux vont apparaître tout d'abord afin d'apporter de nouvelles fonctionnalités car le secteur automobile évolue sans cesse. Mais encore dans le but de concurrencer le réseau CAN.
Il faut bien comprendre que les systèmes embarqués sont utilisés pour réaliser des fonctions bien précises dans un véhicule. Pour ce faire, il faut distinguer quatre grands domaines :

Les quatres grands domaines dans l'automobile

On peut se poser la question, mais pourquoi diviser ainsi le véhicule en quatre domaines? La réponse est simple : débit et performance.

En effet tous ces domaines ne nécessitent pas le même besoin en terme de bande passante. De plus, il ne relève pas tous du temps réel critique. Evidemment les contrôles du freinage ou des équipements de sécurité demanderont de réagir quasi instantanément tandis que, par exemple, lire un contenu multimédia ou encore activer la climatisation ne le demanderont pas. Qu'existe t-il aujourd'hui pour gérer les actions temps réels ? La technique TDMA, bien évidemment. Les réseaux suivants existent aujourd'hui pour réaliser cette tâche : Pour les réseaux ne demandant pas de réactivité temps réels, ni de grand besoin en terme de bande passante, les réseaux suivants sont utilisés : Et enfin il nous manque la solution pour le domaine qu'est le multimédia. Ce domaine ne relève pas du temps critique mais a besoin d'un débit important afin de satisfaire les clients en terme de qualité de service. Le procole MOST est utilisé à titre.

Dans les années 1990, l'organisme SAE, décrit une classification des réseaux en fonction des débits proposés :

Les débits des grands domaines dans l'automobile Les débits et type de réseaux des grands domaines dans l'automobile


Nous allons à présent expliquer brièvement les fonctions et l'utilité de ces domaines. Commençons tout d'abord par le domaine du châssis. Ce dernier gère la sécurité au sein du véhicule. En fonction de l'état de la route, de l'état du véhicule, ce domaine va permettre de contrôler au mieux les fonctions de sécurité offertes au sein d'une automobile, comme l'ABS, l'ESP etc... Ce domaine doit répondre en terme de temps réponse, instantanément. Il relève bien évidemment du temps réel critique. Il en va de même pour le domaine du moteur. Ce dernier quant à lui doit s'occuper de contrôler le moteur en fonction des sollicitations du conducteur et en fonction de l'état du véhicule. Sans aucune raison, les actions du conducteur ne doivent pas être respectées dans l'ordre, c'est pourquoi ce domaine demande une ordonnançabilité sans faille. Comme pour le châssis, le moteur relève également du temps réel critique.

Le domaine multimédia ne relève pas du temps réel critique mais nécessite un besoin important en bande passante. Ce besoin en débit s'explique par la qualité de service dû aux clients. Le client doit être satisfait du temps de réponse offert par les applications multimédias.
Le dernier domaine est celui de l'habitacle. Il concerne entre autre la climatisation, les essuie-glaces, les rétroviseurs, les sièges etc... En d'autres termes il concerne, ce à quoi chaque conducteur peut gérer en dehors du moteur. Ce domaine ne relève pas du temps critique et n'a pas besoin d'une bande passante importante. Le fonctionnement de ce domaine est généralement assuré par des stations maîtres qui vont consulter les autres stations et capteurs, pour en extraire les principales informations.