Couverture ElectroniqueS n°127

Le bus VME, en dépit de son âge, reste toujours très utilisé, notamment sur les marchés de la défense. Et même si les châssis VME sont remplacés par des systèmes CompactPCI ou parfois par des solutions à base de System-on-modules, l'innovation pour ce bus reste de mise avec l'avènement de systèmes commutés dotés d'une bande passante élevée. Le bus VME (Versa module eurocard) vient de fêter ses vingt-cinq années d'existence. En effet, c'est en octobre 1981 que les bases techniques de ce bus fond de panier ont été explicitées conjointement par les sociétés Mostek (aujourd'hui disparue) Motorola et Philips/Signetics. Dès le départ, cette spécification de bus parallèle 16/32 bits a rencontré un succès industriel, notamment en France, où elle a été adoptée par Thomson pour la conception de cartes à base de processeurs 68000 de Motorola. Face au développement très rapide du concept, en mars 1983, les travaux de standardisation du bus ont été engagés auprès de l'IEEE. Travaux qui ont abouti en 1987 à la publication de la norme IEEE-P1014, intégrant de nombreuses améliorations par rapport à la proposition initiale de 1981 (adjonction de nouveaux cycles, chronogrammes améliorés, création de blocs fonctionnels…). Parallèlement, le Vita (VME international trade association), créé en 1984, fédère depuis plus de vingt ans l'ensemble des initiatives technologiques qui assurent l'évolution du bus, à l'origine de son extraordinaire longévité (figure). Car force est de constater que le bus VME, malgré les annonces régulières de sa mort annoncée liées à l'apparition de technologies concurrentes (en particulier CompactPCI hier et MicroTCA aujourd'hui), continue à jouer un rôle très important sur le marché des architectures matérielles. Des études de marché américaines (VDC) montrent par exemple que le marché mondial du bus VME, estimé à environ 900 M$, les produits militaires sur étagère représentant 50 % de ce chiffre global, devrait croître encore en valeur de 7 % pour l'année 2006. A noter que la France joue un rôle particulier sur ce marché, car en Europe c'est elle qui compte le plus grand nombre d'applications VME, non seulement pour ce qui a trait aux projets existants, mais aussi pour les nouveaux développements. VXS (Ansi/Vita 41) : VMEbus switched serial Comme le standard Vita 31.1, la norme VXS ajoute un connecteur P0 entre P1 et P2. Mais ici il s'agit d'un connecteur à sept rangées, dits « MultiGig », capable de supporter des signaux d'une bande passante de plusieurs GHz. Ce connecteur ajoute un lien différentiel haut débit afin de satisfaire des exigences de commutation sérielle pour des réseaux comme InfiniBand, Serial RapidIO, PCI Express ou 10 Gigabit Ethernet. Les cartes traditionnelles VME sans connecteur P0 peuvent être insérées dans le fond de panier, assurant ainsi une compatibilité ascendante entre cartes VME. Le standard VXS autorise aussi la notion de « hot swap » (insertion/extraction « à chaud » de cartes) et des mécanismes d'alignement pour les cartes. Quant aux protocoles de gestion de système, ils sont en cours d'examen au sein de plusieurs groupes de travail du Vita. Via cette approche, en combinant le bus VME traditionnel avec cet accès à des options de commutation de réseau de très haut débit, VXS est une offre intéressante notamment pour la conception de calculateurs embarqués dédié à des traitements de données à très haut débit : acquisition et le traitement d'images par radar, réseaux de communication militaires, etc. A ce sujet, il existe des projets d'implantation à base de quatre cartes VXS entièrement redondantes (maillage total entre cartes processeurs, standard Vita 41.7 en cours de ratification), qui rendrait possible des taux de transferts maximum de 7,5 Go/s entre les emplacements, ce qui serait plus rapide que les taux de transferts envisagés pour le standard VPX (encadré I), estimés à 5 Go/s environ. Ce standard augmente ainsi à cinq le nombre d'emplacements de commutation, contre deux pour les systèmes actuels (photo C). Un autre projet d'extension, le Vita 41.6, a pour objet de rajouter un plan de contrôle Gigabit Ethernet sur le fond de panier. Ce plan de contrôle gérerait toutes les opérations locales de contrôle et d'ajustage du système, rendant ainsi possible des options de gestion sans broches additionnelles et n'interférant pas avec le réseau de commutation. Des fonds de panier hybrides, qui accueillent aussi bien des emplacements VME traditionnels que des nouvelles cartes VXS, sont en outre disponibles dès maintenant sur le marché. I. - VPX (Vita 46) pour une architecture entièrement commutée Alors que le standard VXS utilise des connecteurs différentiels « MultiGig » à sept rangées uniquement sur les emplacements P0 et les emplacements de commutation, la proposition de standard VPX (non encore ratifiée par l'Ansi) propose de généraliser le concept, pour ne plus communiquer en fond de panier qu'avec des liaisons point-à-point et réaliser ainsi des systèmes entièrement distribués (ce qui est impossible avec le standard VXS avec lequel on ne peut bâtir que des systèmes centralisés avec des topologies en étoile ou double étoile). La ligne de connecteurs MultiGig définis par le standard offre sept blocs de connexion, soit un total de 328 broches disponibles sur une carte VPX, à comparer aux 205 existantes sur une carte VME64x. Un avantage significatif mais qui représente un défi. Car avec le VPX on quitte la route traditionnelle du VME, puisqu'il n'existe pas de compatibilité ascendante avec les cartes VME existantes. Cependant, le fond de panier défini dans la norme, bien qu'incompatible d'un point de vue mécanique pour les cartes VME actuelles, reste compatible d'un point de vue électrique. D'où la possibilité pour certaines applications spécifiques de développer un fond de panier capable d'accueillir des cartes traditionnelles et des nouvelles cartes VPX (photo). II. - Quelques pistes suivies par le Vita Au-delà de la définition de nouvelles architectures, le Vita Travaille sur de nombreuses autres spécifications en cours de développement. Citons par exemple les standards : Vita 48, qui concerne des solutions de refroidissement innovantes (incluant le refroidissement par écoulement d'un liquide) pour des cartes existantes, dans des systèmes dotés d'exigences fortes en termes de refroidissements. Vita 52, qui organise une collaboration entre les secteurs militaires et industries, afin d'assurer une migration en douceur de l'electronique vers des techniques de fabrication sans plomb. Vita 58, qui a pour objet une spécification pour des châssis modulaires servant à accueillir des cartes électroniques dans des environnements sévères et mobiles.

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