Un autre avantage de cette carte est de pouvoir coexister à proximité d’autres technologies sans fil, telles que Bluetooth et le 802.11. En ce qui concerne la gestion de l’énergie, l’utilisation de plusieurs modes de fonctionnement (ready, standby, sleep, and hibernation) minimise la consommation d’énergie.
Les principales caractéristiques de cette carte sont énumérées ci-dessous:
Technologie Certified Wireless USB ; spécifications de la couche PHY et MAC de type WiMedia ;
Débit de données jusqu’{ 480 Mbit/s ;
Bande de fréquences de 3,168 à 4,752 GHz (autorisée pour Europe);
Consommation énergétique inferieure à 1.5W ;
Antenne RF amovibles.
L’utilisation de ces cartes nous permet dans un premier temps de tester leurs performances, ainsi que le fonctionnement en présence d’autres types d’antennes (i.e.
antennes directives).
Nous utiliserons également cette plateforme pour traiter un des points durs de ce projet, la synchronisation, par l’intégration et le test des cartes NI PCI-1588. Il faut noter que les campagnes de tests associées à la synchronisation nous ont permis de montrer une incompatibilité fonctionnelle entre les cartes Wisair et les cartes NI PCI-1588, qui se traduit par une dégradation de performances en terme de précision de la synchronisation. Par conséquent, les cartes Wisair n’ont pas été retenues dans le cadre de notre projet.
Nous présenterons en détails ces tests ainsi que les résultats obtenus dans le dernier chapitre de ce manuscrit (chapitre V).
II.3.2 Carte NI PCI-1588
Concernant toujours le problème de la synchronisation, nous avons décidé de tester le matériel utilisé aujourd’hui en filaire (cartes NI PCI-1588) pour une application sans fil.
Ainsi, ces cartes sont basées sur la norme IEEE-1588 Precision Time Protocol pour synchroniser les horloges des ordinateurs dans un réseau. La carte PCI-1588 utilise un connecteur standard RJ-45 Ethernet et fonctionne en mode maitre-esclave. La fréquence et la phase de l’horloge présentes sur la carte sont ajustées automatiquement par un FPGA embarqué.
La carte PCI-1588 synchronise son horloge en générant des signaux synchronisés via plusieurs interfaces (Figure II.25):
Des lignes PFI pour synchroniser des dispositifs autres que des PCI-1588 (comme des instruments traditionnels ou des automates via des connecteurs SMB) ;
Une interface RTSI qui permet la synchronisation d’autres cartes PCI dans le même PC.
74 II.3 Description de la plateforme matérielle
Figure II.25 Carte NI PCI-1588.
La grande précision d’horodatage fournie par le standard IEEE-1588, permet à ces cartes d’être utilisées pour corréler des évènements distribués.
En fonction de la connectique choisie par l’utilisateur, la déviation standard des horloges sera de :
33 ns pour une connexion directe de type Ethernet { travers un câble d’une longueur moyenne de 3m ;
48 ns pour une connexion via un hub;
75 ns pour une connexion via un switch.
Nous pouvons donc constater que les performances de la norme IEEE-1588 correspondent aux contraintes de notre application. En contrepartie, les tests en présence d’une liaison sans fil se rapprochent de ces contraintes, sans pour autant les satisfaire. Cette norme va donc servir de point de départ pour l’élaboration d’une solution de synchronisation hybride.
Les résultats obtenus suite à ces campagnes de tests, ainsi que les résultats concernant la nouvelle solution de synchronisation seront présentés dans le chapitre V de ce manuscrit.
II.3.3 Plateforme ML410
Pour développer la partie réseau, nous avons choisi de travailler avec la carte ML410 de Xilinx. Cette carte { l’avantage de contenir un FPGA possédant à la fois une partie logique ainsi qu’une partie programmable en C.
Cette plateforme contient, principalement, les éléments suivants (Figure II.26):
Un FPGA Virtex 4 XC4VFX60 ;
Un processeur PowerPC FPGA's 405 ;
Un processeur MicroBlaze FPGA's ;
Des modules d'E/S qui s'étendent de l'UART à bas débit à la vitesse élevée du RocketIO Multi-Gigabit Transceivers (TMU) ;
Une unité ATX d’alimentation ;
Une mémoire de 64 Mo DDR ;
Une mémoire amovible de 256 Mo DDR2 DIMM ;
4 Slots PCI de (3.3V et 5V) ;
Un écran LCD pour l’affichage ;
Un standard de communication JTAG pour la programmation du FPGA ;
Une carte Compact Flash.
Figure II.26 La plateforme ML410 FPGA-Xilinx.
Cette plateforme est équipée d’un FPGA Virtex-4 FX conçu pour des applications embarquées demandant des hautes vitesses. A cet effet, plusieurs entrées/sorties hautes vitesses sont disponibles telles que les ports PCI express accessibles par l’intermédiaire des RocketIO Multi-Gigabit Transceivers (MGT, 622 Mb/s à 6,5 Gb/s).
Le tri-mode Ethernet MAC permet de bénéficier du Gigabit Ethernet sur 2 ports RJ45, mais aussi de vitesses plus conventionnelles : 10/100 Mb/s. Enfin, deux connecteurs d’extension { haute vitesse permettent de coupler la carte avec une autre sans diminuer les performances.
Au cœur du système, nous trouvons le Virtex-4 FX 60. Ce FPGA est idéal dans le cadre du travail qui doit être réalisé puisqu’il contient aussi une partie logique reprogrammable.
La partie logique peut contenir jusqu'à 200.000 cellules logiques, des tables LUT (Look-Up Table), des registres et des blocs RAM intégrés : 416 kB. La conception peut être faite soit en VHDL, soit en Verilog par l’intermédiaire des logiciels fournis par Xilinx.
Ils peuvent aussi être équipés de deux blocs mémoires : l'un de 64 Mo DDR intégré à la carte et l'autre de 256 Mo DDR2 (à connecter).
Enfin, le XC4VFX60 comporte 128 blocs XtremeDSP (Digital Signal Processing), chaque bloc est constitué de deux blocs DSP48. Ces derniers sont équipés d'additionneurs de multiplicateurs, d'accumulateurs qui combinés ensembles, permettent de créer des fonctions complexes sans avoir besoin de ressources logiques. Il est par exemple possible de mettre en place pour le traitement du signal différent types de filtre FIR (Filtre à réponse Impulsionelle Finie).
L’intérêt d’utiliser ces types de cartes est qu’elles permettront le développement des couches basses par les électroniciens, ainsi que le développement de nos propositions concernant les couches hautes, sur le même support matériel.