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Analyse du déterminisme et de la fiabilité du protocole PCI express dans un contexte de certification avionique

Beaulieu, Steve (2012). Analyse du déterminisme et de la fiabilité du protocole PCI express dans un contexte de certification avionique. Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

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Résumé

L’avionique classique n’a plus à démontrer ses capacités en termes de fiabilité. Cependant, des contraintes économiques ont poussé les avionneurs à moderniser les systèmes existants. Ainsi, les systèmes avioniques modulaires intégrés (IMA) ont vu le jour dans le but de réduire la masse, le volume et la consommation électrique du matériel embarqué.

Pour combler les besoins en communication des systèmes IMA, les bus de données traditionnels sont devenus limitatifs. Bien que les protocoles actuels comme l’AFDX (Avionics Full Duplex Switched Ethernet) soient très performants, d’autres alternatives sont envisageables. Par conséquent, ce mémoire propose une étude du protocole PCI Express en vue de son utilisation dans les systèmes avioniques.

La caractérisation des bus de communication a permis d’identifier les éléments pertinents en lien avec les exigences imposées par les autorités de certification avionique. Ainsi, les contraintes relatives au déterminisme et à la fiabilité représentent les éléments principaux de cette recherche. Un travail assidu a permis d’extraire des spécifications tous les mécanismes lui conférant sa fiabilité et son déterminisme.

Ce travail avait comme deuxième objectif le développement d’une plateforme d’expérimentation dans le but de valider les concepts théoriques. Des expérimentations ont ainsi permis de tester les éléments critiques en lien avec les objectifs de cette recherche.

Finalement, mentionnons que les résultats de cette recherche permettent de démontrer que le protocole PCI Express possède les caractéristiques essentielles exigées par les autorités de certification avionique. En effet, en plus de ses nombreux mécanismes de fiabilité, ce protocole possède un mode de fonctionnement entièrement déterministe.

Résumé traduit

Over the years, federated avionics has demonstrated its capabilities in terms of reliability. However, economic constraints have led manufacturers to upgrade existing systems. Thus, the integrated modular avionics (IMA) have emerged in order to reduce the size, weight and power of embedded systems.

To meet the communication needs of IMA systems, new data bus architectures and protocols are required. Although current protocols such as AFDX (Avionics Full Duplex Switched Ethernet) are very effective, other alternatives are possible. Therefore, this master’s thesis proposes a study of the PCI Express protocol for use in avionics systems.

The characterization of the communication bus has identified the relevant factors in relation to requirements imposed by the avionics certification authorities. Thus, constraints on the determinism and reliability are the main focus of this research. An extensive work has been done to extract from the specification all the mechanisms conferring reliability and determinism.

The second objective of this research was to develop an experimental platform to validate the theoretical concepts. Experiments were conducted to test the critical elements related to the objectives of this research.

Finally, the results of this research demonstrate that the PCI Express protocol possesses the essential characteristics required by the avionics certification authorities. Indeed, in addition to its multiple mechanisms of reliability, the protocol has a deterministic mode of operation.

Type de document: Mémoire ou thèse (Mémoire de maîtrise électronique)
Renseignements supplémentaires: "Mémoire présenté à l'École de technologie supérieure comme exigence partielle à l'obtention de la maîtrise en génie électrique" Bibliogr. : f. [147]-150.
Mots-clés libres: Avionique. Avionique Certification. PCI (Bus) Fiabilité. AFDX, Déterminisme, Donnée, Express, IMA, Protocole, Bus de données.
Directeur de mémoire/thèse:
Directeur de mémoire/thèse
Boland, Jean-François
Co-directeurs de mémoire/thèse:
Co-directeurs de mémoire/thèse
Bois, Guy
Programme: Maîtrise en ingénierie > Génie électrique
Date de dépôt: 14 mars 2012 14:43
Dernière modification: 02 mars 2017 20:50
URI: http://espace.etsmtl.ca/id/eprint/965

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