- La génération du code pilotant les systèmes de test indispensables à la validation de nombreux produits électroniques peut conduire à des erreurs de commutation si une solution de commutation relativement complexe est mise en œuvre.
- Dans ce cas, le recours à un logiciel de routage et de commutation doit, selon Pickering Interfaces, être sérieusement envisagé pour compléter le panel d’outils du programmation implémentés.
- Pickering Interfaces expose les bénéfices d’un logiciel de commutation et de routage tel que Switch Path Manager, atouts inaccessibles aux solutions de programmation bas niveau.
Les équipements électroniques gagnent en complexité. Ils intègrent toujours plus de fonctions et d’entrées/sorties. Leur test devient donc de plus en plus difficile. Pour plus d’efficacité, un système de test exploite généralement un dispositif de commutation afin d’assurer le partage des instruments ainsi que la distribution des puissances et des charges. L’élément sous test (UUT pour Unit Under Test) devenant plus complexe, et la nécessité de tester simultanément plusieurs UUT sur un même système, rendent plus compliqués la mise en oeuvre de solutions de commutation. Des erreurs de programmation peuvent éventuellement conduire à appliquer une puissance sur un point de test inapproprié, créer des courts-circuits, ou s’interfacer avec un instrument qui ne convient pas. Cela peut entraîner la génération de faux défauts, endommager l’UUT voire même le système de test. C’est pour cela que l’intégration d’un logiciel de routage et de commutation de signaux à la stratégie de test doit sérieusement être envisagée.
Les logiciels de routage et de commutation permettent de déployer, simplement, avec souplesse, et avec un minimum de programmation, des applications de commutation. Cet article présente une application exploitant plusieurs modules de commutation conduisant à la mise en oeuvre d’une séquence de test complexe. Il présente ainsi concrètement les bénéfices apportés par un logiciel de commutation et de routage. Dans ce cas de figure, c’est la solution Switch Path Manager de Pickering qui est exploitée mais tout autre logiciel présente en principe les mêmes atouts.
Avec des systèmes de commutation de faible envergure ou lorsque de simples modules de commutation sont mis en oeuvre, l’utilisateur exploite généralement les pilotes logiciels (drivers) de l’équipement avec l’API fournie pour contrôler les relais. De simples commandes Ouverture et Fermeture associées à d’autres paramètres tel que les numéros de module ou de canal permettent de contrôler le relais souhaité. C’est une procédure relativement simple présentant très peu de risques d’erreur.
Quel que soit le programme de test, l’utilisateur doit toujours prendre garde d’éviter par de simples opérations de commutation de créer des court-circuits ou des dysfonctionnements. Le risque d’erreur augmente bien entendu significativement avec le nombre de relais impliqués.
L’exemple ci-dessous présente une mesure de résistance 4 fils. Un multimètre numérique (DMM) et l’élément sous test (DUT : canal 1, 2, & 3) sont branchés sur l’axe X de la matrice rendant cette simple configuration de commutation un peu plus complexe.
Pour réaliser une mesure correcte, les quatre chemins de signaux entre le DMM et le DUT doivent être convenablement configurés. Tous les points d’intersection sur les 4 axes Y doivent être fermés à la position X correcte. Si l’un d’entre eux est mal ajusté, cela entraînera des erreurs de mesure ou d’éventuels courts-circuits au niveau des terminaisons adjacentes du DUT. Autre exemple : une autre mesure 4 fils de résistance est réalisée avec la seconde matrice. Deux relais de deux pôles relient en cascade les deux matrices en se connectant en position 1 à 4 sur le bus Y. Il faut maintenant programmer plusieurs relais répartis sur trois modules distincts afin d’obtenir une mesure correcte.
La complexité du système de commutation augmente évidemment lorsque plusieurs modules reliés les uns aux autres doivent être configurés pour acheminer correctement les signaux de test. Un logiciel de routage et de commutation tel que Switch Path Manager de Pickering a pour objectif de simplifier, via une interface conviviale, cette phase de configuration tout en prenant en considération l’ensemble des aspects liés à la sécurité.
Switch Path Manager décrit virtuellement n’importe quelle architecture de commutation et traite toutes les données enregistrées d’un projet pour exécuter le routage et la commutation des signaux. Une bibliothèque de modules de commutation, multivendeur et indépendante de toute plate-forme, fournit les modèles qui seront intégrés au projet. Les interconnexions physiques ainsi que les terminaisons doivent en outre être définies. Les terminaisons sont les points de connexion des instruments de mesure et de génération de stimuli ainsi que tous les points d’accès à l’UUT. Le routage des signaux s’effectue par le biais des fonctions Point à point ou Point à Multipoint. Les relais appropriés sont commandés pour établir la liaison entre ces terminaisons. Le routeur n’interférera jamais avec les chemins existants. Il cherchera une voie dérivée et délivrera un message d’erreur si il n’y parvient pas.
Prenons l’exemple précédent et intéressons nous maintenant à une mesure de résistance 4 fils en R2 (canal 2) avec le DMM. Pour établir les quatre liaisons, quatre fonctions CONNECT doivent être appelées. En utilisant le pilote (driver) de l’équipement, dans une une telle configuration, 18 commandes Close doivent être exécutées. L’augmentation du nombre de commandes, exige par ailleurs une bonne connaissance du système pour déterminer quelles interconnexions doivent être exploitées.
Configuration du système de commutation avec la fonction d’Auto-routage
- Connexion des terminaisons (DMM+, R2a) – pour les déconnecter : Déconnexion des terminaisons (DMM+, R2a), etc.
- Connexion des terminaisons (s+, R2b)
- Connexion des terminaisons (DMM-, R2c)
- Connexion des terminaisons (s-, R2d)
Configuration du système de commutation par le biais des pilotes logiciels (drivers)
- Fermeture des points d’intersection (module1, y1, x1) – pour la déconnexion: Ouverture des points d’intersection (module1, y1, x1), etc.
- Fermeture des points d’intersection (module1, y2, x2)
- Fermeture des points d’intersection (module1, y3, x5)
- Fermeture des points d’intersection (module1, y4, x6)
- Fermeture des points d’intersection (module1, y1, x29)
- Fermeture des points d’intersection (module1, y2, x31)
- Fermeture des points d’intersection (module1, y3, x30)
- Fermeture des points d’intersection (module1, y4, x28)
- Fermeture du canal(module2, ch3) – pour l’ouverture : Ouverture du canal (module2, ch3), etc.
- Fermeture du canal(module2, ch4)
- Fermeture des points d’intersection (module3, y1, x4)
- Fermeture des points d’intersection (module3, y6, x3)
- Fermeture des points d’intersection (module3, y7, x1)
- Fermeture des points d’intersection (module3, y8, x2)
- Fermeture des points d’intersection (module3, y1, x14)
- Fermeture des points d’intersection (module3, y6, x6)
- Fermeture des points d’intersection (module3, y7, x8)
- Fermeture des points d’intersection (module3, y8, x12)
Pour des chemins récurrents, il peut être plus efficace de créer des liaisons fixes plutôt que de faire appel à des connexions de terminaison à terminaison. Ces liaisons peuvent être groupés pour simplifier leur connexion ainsi que leur déconnexion. Chaque chemin indépendant porte un attribut appelé Auto-Route ou Satic-Route. Ainsi déterminer à l’avance si un routage sélectionne un chemin indépendant basé sur l’état actuel ou statique du commutateur, pourrait échouer si une route existante bloque le chemin.
Pour la mesure R2 en 4 fils, quatre voies (R2_DMM-, R2_DMM +, R2_DMMs +, R2_DMMs-) sont réunies dans un groupe (GRP_DMM_R2) et commutées ensemble par de simples commandes Connect Route Group :
- ConnectRouteGroup (GRP_DMM_R2) – pour déconnecter le groupe : DisconnectRouteGroup(GRP_DMM_R2)
Switch Path Manager assure aussi la commande de relais indépendant : un groupe d’un ou plusieurs relais est appelé par la fonction:
- ConnectRelayGroup (RELAYGRP) – pour déconnecter le groupe : DisconnectRelayGroup(RELAYGRP)
Par exemple, le groupe de relais RELAYGRP contient les informations relatives aux points d’interconnexion Y2 / X10, Y2 / X11, Y3 / X10, Y3 / X11.
Détection de court-circuit
Un aspect très important à prendre en compte lors du choix d’un logiciel de commutation et de routage, est sa capacité de détection de court-circuit. Le routage, s’il n’est pas réalisé correctement, peut en effet engendrer des courts-circuits dans le système de commutation. La configuration ci-dessous présente deux systèmes de commutation interconnectés par l’intermédiaire d’un relais en position fermé. Une liaison entre A et B étant établie, la mise en place d’une liaison entre C à D pourrait provoquer un fâcheux court-circuit des deux systèmes. La fonction de détection de court-circuit de Switch Path Manager élimine ce risque en envoyant un message d’erreur et n’autorisant pas le recours à cette seconde voie.
Un autre exemple, illustré par la figure ci-dessous, met en évidence l’utilité de la fonction de détection de court-circuit lors de l’exploitation de relais multi-pôles: deux matrices sont reliées entre elles sur leurs lignes Y1 et Y2 via un relais 2 pôles. Les chemins de routage des signaux représentés en bleu et vert ont déjà été commutés. Une autre voie de routage du signal, de X1, côté gauche, à X3, côté droit, permettrait l’acheminement du signal par l’un des deux pôles du relais. Switch Path Manager empêche cependant sa fermeture; puisque que sur le premier pôle, les chemins de routage existants, représentés en vert et bleu, seraient alors court-circuités par inadvertance.
Isolation du signal
Si des conducteurs de signaux du système de commutation utilisés pour le routage ne sont pas isolés, cela peut entraîner des connexions indésirables et donc des courts-circuits. Dans le cas de figure illustré par les deux schémas de principe ci-dessous, c’est ce qui peut arriver en lançant la commande suivante :
- Établir deux connexions indépendantes Y1-Y4 et Y2-Y3.
Le système de routage recherche la voie inutilisée la plus appropriée et commute les inter-connexions indépendamment de ce qui est connecté. Ci-dessous, la figure 1 montre une connexion non désirée aux conducteurs DMM+ et s+. Cela se produit parce que le routeur ne sait pas quels signaux sont appliqués à des noeuds donnés. La figure 2 présente un routage par des voies absolument libres ne présentant aucune connexion avec l’environnement extérieur. Cela a été rendu possible car les terminaisons X1, X2, X5 et X6 (utilisées par le DMM) ont été spécifiées comme “isolées” lors de la configuration du système .
Figure 1
Figure 2
Autres considérations
Support : le logiciel de commutation et de routage que vous envisagez d’adopter doit disposer des pilotes (drivers) pour tous les modules de commutation spécifiés. Si ce n’est pas le cas, il faut se demander si il est aisé de se les procurer.
Interface logicielle : le logiciel de commutation et de routage doit s’interfacer facilement avec le principal langage de programmation de l’ensemble de l’application de test. Il est donc important qu’il s’interface entre autres avec les langages C, C ++.
Vitesse d’exécution : la vitesse de commutation et la performance du logiciel de routage ne sont pas les seuls paramètres à prendre en considération. De tels systèmes seront un peu moins réactifs qu’une application de commutation spécifiquement programmée et optimisée pour une configuration précise. Cela se vérifie notamment pour de petites configurations de commutation exploitant un ou très peu de modules de commutation. Les temps de réaction ne dépasseront pas cependant quelques millisecondes.
