Conception et réalisation d'un syst`eme d'instrumentation ... - CoDE

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1.3. INSTRUMENTATION DISTRIBU ÉE Fig. 1.6 – Architecture et déploiement typique d’une installation utilisant GPIB-Enet. Le réseau se subdivise en 2 composantes principales : le Thin Ethernet global, à large rayon d’action, et les bus locaux GPIB qui forment les noeuds du réseau global. GPIB-Enet se déploie typiquement sur des LAN ou des WAN via une interface 10Base- T Thin Ethernet ou 100Base-T. l’exploitation du protocole IPX est également possible, bien que dans la pratique, seul le protocole IP soit utilisé. Chaque concentrateur GPIB possède donc une adresse unique qui doit être fixée dès la mise sur réseau. Pour se faire deux scénarios sont possibles. Le premier scénario de configuration consiste en l’utilisation d’un ordinateur tiers. Celuici adressera l’instrument au moyen des adresses MAC qu’il sait être présentes à un moment donné sur le réseau. Le PC procède par une approche d’”essais erreur” jusqu’à ce qu’il trouve un appareil valide. Ayant reconnu les instruments disponibles sur le sous-réseau local, il peut communiquer avec eux au moyen d’un protocole de bas niveau et imposer une configuration reflétant la structure du réseau local : adresse IP, passerelle, etc. Une deuxième approche consiste à laisser l’appareil interroger un serveur DHCP présent sur le sous-réseau et laisser celui-ci lui fournir des données valides permettant l’autoconfiguration. La technique DHCP a été mise au point afin d’apporter une solution au problème de la configuration des paramètres réseau d’une machine mise soudainement en connexion sur ce dernier. La machine apparaissant émet des paquets de propagation (broadcast packets) signalant sa présence et comportant une information faisant part de 17
1.3. INSTRUMENTATION DISTRIBU ÉE son souhait de bénéficier de l’aide d’un serveur DHCP pour se configurer. Si une telle machine est présente à ce moment, elle établira, en fonction de règles de décision quant à la gestion du lot d’adresses disponibles, une liste de paramètres qu’elle renverra à la machine demandeuse. Ces informations sont notamment : une adresse IP, celle de la passerelle du réseau, l’adresse du serveur de nom utilisable, le masque de sous-réseau, ainsi qu’un temps de prêt au bout duquel il faudra recontacter le DHCP afin de renouveler les informations. La combinaison hybride ainsi obtenue en mettant en oeuvre des noeuds GPIB-Enet sur un réseau de type Thin Ethernet permet des débits pratiques d’information maximum de l’ordre de 800 kB/s depuis un élément de la chaîne GPIB jusqu’à un autre noeud réseau. Un tel débit est relativement équivalent à ce que l’on peut observer entre un appareil et une carte dédiée d’une chaîne GPIB purement locale. Il apparaît donc que l’utilisation des concentrateurs GPIB-Enet est totalement transparente pour autant que le réseau soit fort peu sollicité par d’autres types d’activité, non liées à la prise de mesure. Il est donc évident qu’il y a un manque de maîtrise du débit maximal d’information qui va pouvoir être acquis en temps réel depuis la source. L’ampleur du réseau local ainsi que son architecture conditionneront grandement la disposition des appareils et l’étendue maximale utile de l’expérimentation. Notons enfin qu’aucun mécanisme ne nous permet de garantir l’état de bon fonctionnement des éléments du réseau GPIB-Enet. Seuls des mécanismes logiciels supplémentaires, intégrés par dessus la couche matérielle, permettraient de fournir à tout moment des renseignements relatifs au bon état de marche des appareils. Cette solution générant du trafic supplémentaire, croissant exponentiellement avec le nombre de noeuds à contrôler, réduit d’autant plus la largeur de bande passante disponible au transport de l’information, détériorant la qualité globale du système. 1.3.4 Limitations l’utilisation de réseaux d’instruments, quoique résolvant un nombre non négligeable de problèmes soulevés par l’instrumentation locale et intégrant efficacement cette nouvelle dimension de l’informatique que sont les intranets et l’Internet, fait apparaître des problèmes de mise en oeuvre spécifiques. En effet, la latence fort faible présentée par les réseaux locaux peut s’ avérer critique lors de la généralisation de la mise en oeuvre d’expériences d’instrumentation à distance telles que celles décrites dans [21], [5] et [16]. Cette utilisation des possibilités de l’Internet n’est en fait qu’une généralisation ou plutôt une globalisation des techniques sous-tendant l’instrumentation locale. Lors d’une telle expérience, la latence induite par le transfert de l’information ainsi que l’apparition asynchrone des résultats prohibent la conception d’un système de mesure en temps de réel. Une solution efficace [17] consiste à segmenter l’installation en cellules de traitement et à assigner le contrôle de chacune de celles-ci à une unité de traitement spécialisée. Ces unités servent d’interface avec les éléments distants du système et sont à même de prendre en charge les décisions et une partie du post-traitement, rendant ainsi le contrôle en temps réel possible dans chacune des 18
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