LE TRANSFERT. Le transfert reste donc incontournable, et on distingue ainsi le transfert indirect et le transfert direct

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1 14 LE TRANSFERT La mémoire des appareils étant limitée, il est necessaire après une séance de prise de vue de transférer les fichiers-image sur un support annexe pour libérer la mémoire interne. Ceci est d autant plus impérieux quand on se trouve en pleine nature sans moyens techniques supplémentaires. Le procédé le plus rentable reste donc le transfert régulier des images sur un ordinateur offrant des capacités de stockage étendues comme un ordinateur de bureau ou un portable (notebook ). Une autre solution est possible pour augmenter la capacité de prise de vue tout en maintenant un certain degré d autonomie, telle l utilisation conjointe avec un PDA Personal Digital Assistant, bloc-note électronique. Cette combinaison a été adoptée chez CASIO avec son Cassiopeia, disposant d un port série RS 232 et pouvant être relié aux appareils de la série QV de la marque, gérée par le logiciel QV-LINK. Le transfert reste donc incontournable, et on distingue ainsi le transfert indirect et le transfert direct

2 LE TRANSFERT INDIRECT Dans ce cas, les fichiers sont stockés sur un support amovible, une carte (compact-flash, PCMCIA ou SmartMedia), sur une disquette 3 1/2 standard comme sur les SONY Mavica MVC FD5 et FD7, qui sera vidée par le biais d un adaptateur ou d un lecteur dans l ordinateur hôte. Les disquettes L avantage de la disquette est une capacité de stockage illimitée, à faible coût sans recours à des drivers spéciaux. Au prix du support et à raison de 15 à 20 photos par disquette, c est sans conteste le procédé le plus rentable en termes d économie et d ergonomie : le système est vraiment autonome et ne necessite aucune station de transfert. Un système similaire est développé par la société IOMEGA (le fabriquant des lecteurs JAZZ et ZIP) et consiste en une super disquette miniature, d une capacité de 40 Mo à un prix supposé de moins de 60,00 F. Ce système non encore implanté sur un photoscope porte le nom de IOMEGA Clik!. Les cartes Sur une machine portable ( laptop ou notebook) il existe d origine un port PCMCIA destiné à étendre les possibilités d entrées-sorties (modems, disques durs, cartes réseau...). Le chapitre sur les cartes mémoire nous a éclairé sur le principe de l adaptateur mis en oeuvre pour réaliser l interfaçage entre le type de carte utilisé par le photoscope et le port PCMCIA. Sur une machine de bureau par contre, ce port n est disponible qu en option et les constructeurs ont adopté la solution du lecteur externe se connectant comme un périphérique sur le port série ou parallèle. La société SANDISK commercialise ainsi un lecteur externe au format CompactFlash, sous l appellation ImageMate. Le logiciel fourni (le driver ) fait apparaître l appareil comme un nouveau lecteur, et lui affecte une lettre d unité (F: par exemple ). Les fichiers contenus dans la carte sont donc accesibles directement et peuvent être stockés dans un répertoire, un album ou exploités directement dans un logiciel de retouche d image. L avantage du transfert indirect est que la présence du photoscope n est plus indispensable et qu il n existe aucune liaison physique entre l appareil et l ordinateur. L universalité du système réside dans le format des fichiers conforme au standard DOS avec FAT en 16 bits et noms de fichiers au format 8.3. Pour aller plus loin dans ce sens, on peut imaginer un ordinateur équipé d un adaptateur pour cartes d un certain type (SmartMédia par exemple), capable de lire les fichiers enregistrés par n importe quel photoscope pourvu de ce support

3 Cette configuration serait interessante dans le bureau de rédaction d un quotidien où les reporters pourraient vider leurs photos, même étant équipés de matériel de marques différentes, pour peu que les fichiers-image soient au format DOS 8.3 FAT 16. LE TRANSFERT DIRECT L appareil photo est ici relié directement à l ordinateur, par câble ou par faisceau infra-rouge et les données sont transmises à partir de la mémoire interne. La connectique et les protocoles de transmission ne sont malheureusement pas normalisés et dépendent de chaque constructeur selon les drivers fournis. Citons quand même un troisième mode, dit par insertion directe, qui n est ni indirect (pas de support intermédiaire) ni par câble ou faisceau. Ce type de transfert concerne les TOSHIBA PDR-2 et NIKON Coolpix 100 possédants par construction une forme spéciale, celle d une carte PCMCIA accessible après ouverture du boîtier arrière, et qui se glissent dans un port du même format. On économise le câble et le temps passé aux branchements, la vitesse de transfert est très élevée, mais il faut que l ordinateur hôte dispose du port en question. Pour cette raison, ces deux appareils sont idéaux en utilisation conjointe sur un ordinateur portable, sur le terrain (imaginons un professionnel de l immobilier par exemple). Le transfert par câble Pour les appareils numériques, il existe trois types principaux de liaison câblée : la liaison par port série RS 232, le port USB et le bus IEEE La liaison série RS 232 Connue sous le nom de V.24 en europe et RS 232 aux U.S.A., est certainement la plus utilisée car utilisant un port présent sur toutes les machines. La connexion s effectue par une prise DB-9 ou DB-25 à l arrière de l ordinateur. Sur l appareil photo, on utilise selon les constructeurs, une prise de type Jack stéréo 3,5 mm, comme sur le KODAK DC200/210, ou une prise mini-din à 8 broches, solution retenue par VIVITAR sur le Vivicam 3000 ou par EPSON sur le PC-500. Le tableau 17 de l annexe B donne le brochage de ces différents connecteurs. Les prises arrières Le premier problème qui risque d apparaître est l occupation de ce port par la souris ou un modem. Si l ordinateur est équipé d une prise souris PS/2, on libère ainsi le port série composé en général de deux prises mâles, une DB-9 à

4 broches et une DB-25 à 25 broches. La première est en général reconnue par la machine comme étant le port COM 1 et la seconde le COM 2. Si le COM 1 est occupé par la souris, le COM 2 à 25 broches peut dans ce cas être utilisé par le photoscope via un adaptateur (l appareil est équipé d origine d un câble pourvu d une prise DB-9) DB-9/DB-25. Il faudra donc débrancher le modem le cas échéant. Si les branchements/débranchements sont fastidieux, il reste encore la possibilité d étendre les ports par l adjonction d une carte interne d entrées/sortie offrant deux ports série supplémentaires, reconnus comme étant les COM3 et COM4. La vitesse de transmission Au cours de la transmission en série des données, les bits transitent sur les fils un par un, à la queue-leu-leu. Le nombre de bits par seconde dans le fil (le débit) se mesure en BAUD. Un baud est la mesure d une vitesse de transmission de un bit par seconde. Ces valeurs sont normalisées et on trouve actuellement des vitesses de 9600, 19200, 38400, et bauds. La transmission des informations (les octets) s effectue dans les deux sens entre l ordinateur et l appareil. Le minimum de fils necessaire pour assurer une liaison série est de trois fils ( un aller, un retour et une masse commune). Le canal d émission est repéré TxD (Transmit Data), celui de reception RxD (Receive Data). Une telle conception autorise une liaison dite en Full Duplex, c est-à-dire que l échande des données est simultané, un des terminaux peut emettre et recevoir en même temps. Du moins en théorie... La façon dont sont envoyés les octets s effectue de façon asynchrone, c est-à-dire sans horloge de synchronisation piour cadencer le flux. Les informations transitent à une vitesse définie extérieurement, en général par programme. Cette tâche est dévolue à un circuit intégré spécifique, un UART Universal Asynchronous Receiver Transmiter ou emetteur/receptepteur universel asynchrone dont le MOTOROLA MC16C450 est le plus représentatif (il remplace le poussif 8250 des antiquités limitées à un taux maximum de 9600 bauds). Les octets sont expédiés précédés d un bit de départ : Start Bit, 8 bits de données : Data Bits, d un ou deux bits de stop : Stop Bits et enfin d un bit de parité : Parity Bit. Ce dernier bit permet de determiner le nombre de bits à un ou à zéro dans l octet de données et sa valeur dépend donc du contenu de chaque octet (si la parité est paire et que l octet contient 3 bits à 1 par exemple, le bit de parité sera égal à 1 pour que 3+1=4, nombre pair). -154

5 Sur le KODAK DC20, qui n utilise qu un câble trifilaire (Txd, Rxd et masse) le format est le suivant : un bit de start, 8 bits de données, un bit de stop et parité paire. Il faut donc envoyer 10 bits pour transmettre un octet de donnée. Le débit maximum étant de bauds, on ne pourra transmettre que / 11 = octets par seconde. On trouve dans la litterature technique les deux unités suivantes, qu il ne faut pas confondre : la première est bps pour bits par seconde et la deuxième est Bps pour Byte (octet) par seconde. Notre calcul nous donne donc une vitesse de transmission de Bps. Ceci est de toutes façons une valeur maximum théorique, car il n y a pas de vérification que tout est bien passé sans perte. L appareil et l ordinateur n utilisent pas les autres signaux spéciaux disponibles à savoir les DSR, RTS et CTS utilisés pour la gestion du transfert. Le dialogue que permet d établir ces lignes porte le nom de hand shaking ou poignée de main. La solution adoptée quand on utilise pas ce protocole de dialogue est la transmission avec les données, de valeurs de contrôle, des octets dits de cheksum qui sont des espèces de preuves par neuf que tout a bien été transmis intégralement. En réalité, le cheksum est un ou exclusif, une combinaison logique des différents octets transmis. Pour ces différentes raisons, le débit global de la ligne est limité à quelques bauds (bps) et la vitesse de transmission des données tombe à 3500 octets par seconde (Bps). On comprend pourquoi le transfert par câble trifilaire d un total de 20 images d un poid individuel d une centaine de Ko demande plus de 10 minutes. Le VIVICAM 3000 qui dispose d une liaison plus étoffée est un peu plus rapide dans ce domaine. Aspect technique Le protocole mis en oeuvre dans le port série RS 232 peut se résumer au schéma suivant : (Cf Figure 79) Sens du transfert Bit de poids faible (LSB) 8 bits de données Bit de poids fort (MSB) Bits de stop 1 logique 0 logique Bit de start FIG.79 - Protocole RS Bit de parité

6 La norme RS232 prévoit pour les signaux de commande CD, DTR, DSR, et CTS un niveau logique haut (bit=1) représenté par une tension comprise entre +3 V et +27 V et un niveau logique bas (bit=0) représenté par une tension comprise entre -3 V et - 27 V, ces niveaux sont inversés pour les signaux RxD et TxD. Une adaptation est donc necessaire pour la liaison avec les différents composants fonctionnant en 5 V. La possibilité de forcer les lignes de commande dans un état haut est mis à profit dans certains appareils pour simuler une source d alimentation extérieure dans un but d augmenter l autonomie. Le dialogue Le dialogue entre le photoscope et l ordinateur va se traduire par l envoi à travers les câbles d une série d octets, interprétés selon le cas commes des données ou des commandes, suivies ou non par des octets de contrôle et de vérification. Sur le CASIO QV-10 par exemple, l envoi à partir de l ordinateur des 5 octets suivants : h05 h44 h41 h03 h06 sur le port série fera apparaître sur l écran de contrôle l image N 3. Si par contre on envoie la séquence h05 h44 h50 h06 une mire en couleur apparaitra sur le même écran (réglage du contraste). Dans tous les cas, le QV-10 répondra par l émission de deux octets h06 XX où l octet XX est une somme de contrôle (cheksum). Sur le KODAK DC20, et dans le même esprit, l envoi d une commande s effectue par défaut avec les paramètres suivants : 8 bits de données, 1 bit de stop, parité paire. Si l appareil est branché sur le port COM2 et que la vitesse de transmission est fixée à bauds, cette configuration peut être obtenue directement par la commande DOS : MODE COM2:38400,E,8,1. Une commande est toujours constituée de 8 octets et se termine toujours par la valeur h1a (Ctrl-Z). Si tout se passe bien, l appareil se règle pour un débit de bps et renvoie l octet hd1. La séquence suivante : h77 h00 h00 h00 h00 h00 h00 h1a déclenche l appareil et une photo est prise. L octet de réponse hd1 est émis au moment exact de l ouverture de l obturateur et peut être utilisé pour la synchronisation d un flash externe par exemple. Le port USB Le port USB pour Universal Serial Bus (bus série universel) a été conçu pour remplacer le port série RS232 et offrir des caractéristiques -156-

7 techniques plus poussées. Il est né d un consortium de grands noms de la micro-informatique : Intel, Microsoft, IBM, Compaq etc... d un constat évident, le port série traditionnel ne peut servir qu un périphérique à la fois et se trouve limité à quatre voies. Le port USB, comme son nom l indique, est un bus et peut donc servir plusieurs composants simultanément, le nombre maximum de 127 périphérique est atteint avec un débit total (chacun se partage les ressources) de 12 Mbits par seconde. Il est reconnu par Windows 98 (des patches existent pour les anciennes versions de Windows 95). Gros avantage, il est Plug and Play (branchez et ça marche) autrement dit, un périphérique USB tel un clavier, une souris ou un moniteur doit être reconnu immédiatement sans intervention de l utilisateur (du moins sur le papier...). Il autorise aussi le branchement/débranchement à chaud (Hot Plug) ou si vous préférez sous tension, sans éteindre aucun appareil. Cette particularité est intéressante pour une utilisation occasionnelle du périphérique, comme en photographie numérique. Le seul fabricant à offrir ce mode de transfert est KODAK avec ses modèles DC220 et DC260. Aspect technique Le connecteur spécial à quatre plots et son brochage sont donnés dans le tableau 18 de l annexe B. La transmission s effectue par un câble à quatre fils dont deux servent pour les lignes d alimentation (0V et +Vcc) et deux autres pour le transit des données en Half Duplex, dans un seul sens à la fois. La longueur maximum est de 3 à 5 m selon la vitesse de transmission (de 1,5 Mbps à 12 Mbps). Le protocole mis en oeuvre est assez différent de celui utilisé pour la norme RS232. L état bas de la ligne, le 0 logique est défini par une tension comprise entre 0,3 V et 3,6 V. Le 1 logique par une tension supérieure à 2,8 V. Les deux lignes de transmission D+ et D- véhiculent une différence de tension dont l amplitude caractérise l état logique de la donnée. Un delta D ( D) de (D+) - (D-) inférieur à 200 mv est interprété comme un 0 logique et un delta D supérieur à +200 mv comme un 1 logique. La méthode est celle du NRZI Non Return to Zero Invert, où les 0 et les 1 sont codés par le passage d un niveau à un autre, sans référence à la masse (0V). Les lignes d alimentation doivent fournir un Vcc de 5V avec un -157-

8 courant minimum de 100 ma par périphérique. Les octets sont envoyés avec le bit le moins significatif (LSB least Significant Bit) en premier. Protocole Le protocole adopté par le groupe USB est celui de la transmission par paquets. Dans ce mode, les données sont envoyées sur la ligne, par blocs de 1024 octets, encadrés de valeurs spéciales, des marqueurs ou PID Packets IDentifiers et d une somme de contrôle, CRC Cyclic Redundency Check pour vérifier l intégralité des valeurs transmises. Le principe de l envoi des paquets sur le bus commun permet de s affranchir du soucis de savoir à qui sont adréssées les données. Chaque paquet étant associé à un identificateur et à une adresse de destination. Le fonctionnement global est donc bien celui d un bus : un canal de transmission commun avec des périphériques connectés. La répartition s effectue sur chaque périphérique par une double prise qui réalise le chaînage aux autres maillons, avec une extension éventuelle par un HUB, sorte de prise multiple. La figure 80 ci-dessous montre la structure d un paquet USB. 8 bits 0 à 1023 octets 16 bits PID Donnees CRC MSB LSB Sens de transmission Fig Paquet USB - Le BUS IEEE 1394 Ce nom charmant vient du fait que depuis de nombreuses années, l IEEE, Institute of Electrical and Electronic Engineers travaille sur les architectures de bus. On connaissait déjà l interface parallèle bidirectionnelle IEEE 1284 ou le célèbre IEEE 488 des stations de mesure. La dernière tentative couronnée de succès porte le numéro 1394 et a donc donné son nom au standard. La société Apple, depuis sa Vénus, nous a habitué a plus de poésie, et pour ne pas faillir à la tradition, a préféré un nom plus évocateur de la puissance disponible, celui de FireWire (anneau de feu) pour son implémentation de la norme. Apparu avec l essor de la vidéo numérique et des débits élevés qu elle exige pour les liaisons avec les disques durs volumineux, le bus IEEE 1394 est prévu pour supporter des débits supérieurs à 100 Mbps (jusqu à 400 Mbps). Ce haut débit s explique aisément par le besoin de transmettre par -158-

9 exemple une séquence vidéo plein écran (VGA) en couleurs 24 bits à 25 images/seconde. Le calcul donne immédiatement : 640 X 480 X 24 X 25 = 184 Mbps. Raison pour laquelle tous les camescopes numériques actuels comme les CANON XL-1 ou SONY DSR-PD1 sont équipés de ce connecteur aux normes IEEE Dans le domaine de l image fixe, le seul photoscope du marché équipé de ce système de transmission est le KODAK DCS 315, appareil professionnel constitué d un boitier NIKON pronéa 6i et d un dos numérique KODAK. C est d ailleurs le premier appareil numérique au format APS. Aspect technique Le connecteur s est inspiré de celui de la GameBoy de NINTENDO et présente donc toutes les caractéristiques de sécurité pour l utilisateur. Le câble spécial à 6 fils comporte les deux lignes d alimentation des périphériques et deux paires torsadées blindées pour la transmission différentielle des données, avec une paire par canal (emetteur et recepteur séparés). Le bus peut piloter jusqu à 63 périphériques sur une distance maxi de 4,5 m. Le protocole choisi est ici aussi celui des paquets, de façon asynchrone ou isochrone (le débit est constant et fixé à l avance), avec identificateurs d adresse. Le très haut degré de technicité requis et le niveau de qualité obtenu le reservent à des applications professionnelles. LE TRANSFERT PAR INFRA-ROUGE Ce type de transmission a l énorme avantage de ne pas necessiter de câble et donc de dispenser l utilisateur d aller se perdre dans l arrière déjà fortement encombré de sa machine et de risquer d abîmer les connecteurs par des fréquents branchements et débranchements. L inconvénient est bien sûr l obligation de disposer sur l ordinateur hôte du transmetteur idoine, qui s il se trouve déjà sur de nombreux portables, est très rare sur une machine de bureau. L imprimante BJC50 de CANON dispose d une telle liaison et communique avec l ordinateur sans câble de liaison. Dans le domaine de la photo numérique, il existe quelques constructeurs à fournir des modèles équipés de liaison infra-rouge. Citons par exemple le SONY DSC F1 ou les KODAK DC210, DC220 et DC260 équipés de l interface IrDA. La norme IrDA Ce sigle est l acronyme de Infra-Red Data Association, qui réunit plus d une centaine de constructeurs ayant décidé d unir leurs efforts pour mettre au point un système de transmission sans fil par faisceau infra-rouge

10 Les caractéristiques sont les suivantes : distance maximum de liaison fixée à un mètre, en vue directe (sans obstacle), angle d émission du faisceau limité à plus ou moins 15 degrés de part et d autree de l axe optique, vitesse de transmission maximum théorique de 4 Mbps, limitée sur ordinateur à bps, fréquence des radiations fixée à 880 nm. Le port série doit être configuré de la façon suivante : 1 bit de start, 8 bits de données, pas de parité et un bit de stop. La liaison s effectue en Half Duplex pour éviter les phénomènes parasites dûs à la reflexion des éclairs lumineux. Le protocole Les données sont transmises avec le bit le moins significatif en premier, encadrées de marqueurs spécifiques : SOF Start Of Frame, valeur hc0 et EOF End Of Frame, valeur hc1. Les données elles-mêmes sont accompagnées de leur adresse, d un octet de commande et de deux octets de cheksum, selon le schéma suivant (Cf. Figure 81). Sens de transmission FRAME SOF LCA TYPE Données CRC EOF hc0 1 Octet 1 Octet 2 Octets hc1 Fig Protocole IrDA - La partie logicielle de la norme (le software Layer) se compose de trois modules principaux, le IrLAP, Ir Link Access Protocol, le IrLMP, Ir Link Management Protocol, et le TinyTP, Tiny Transport Protocol qui gèrent les flux et quelques autres fonctions annexes. Aspect technique Champ de données La norme étant prévue pour plusieurs type de débits, nous allons pour la suite nous limiter au cas le plus fréquent de transmission sur photoscope : le bas débit, ou inférieur à bps. Dans ce cas précis, un 0 logique est représenté par l émission d une impulsion de lumière infra-rouge d une largeur de 3/16 ème de la fréquence d horloge (égale au maximum à 1,843 Mhz). Le 1 logique est représenté par l absence d impulsion. L émission est confiée à une diode émettrice de lumière (en anglais LED, Light Emitting Diode) travaillant à 880 nm. La reception est assurée par une photodiode PIN (PIN signifie Pregion Intrinsec/région Nregion, fabrication -160-

11 spéciale d une jonction PN fortement dopée). Pour éviter les interférences avec les infra-rouge naturels, les niveaux sont codés par trois impulsions de largeur fixe. Les deux composants peuvent être regroupés dans le même boîtier comme le modèle HSDL 1000 de Hewlett-Packard, spécialement développé pour la transmission IrDA. L interfaçage avec l UART de l ordinateur (le MC 16C550 par exemple) est assuré par des circuits spécifiques, comme le TIR 1000 de Texas Instruments. qui s occupe de toute la partie codage et décodage selon les normes IrDA. La figure 82 ci-dessous donne le schéma de principe d un module de transmission typique. LED I.R TIR C550 IR_TxD U_TxD Sout U_RxD Sin +Vcc 16xCLK IR_RxD BaudOut Reset Reset Photodiode PIN Fig schéma du module IrDA - Les signaux U_TxD et U_RxD sont respectivement les données en provenance de l UART et celles reçues par le module IrDA, non codées et représentées par des niveaux de tension. Les signaux IR_Txd et IR_RxD sont des impulsions électriques représentatives des éclairs de lumière échangés entre les appareils. L entrée 16xCLK reçoit la vitesse de transmission établie par l UART et assure ainsi une largeur variable des impulsions de codage pour que ces dernières soient 16 fois plus nombreuses que la vitesse exprimée en BAUD. Cette fréquence maximale est de 1,843 MHz. Le codage Un niveau 0 sur la broche U_TxD est traduit par le codeur par l envoi de 3 impulsions sur la sortie IR_TxD, donc vers la LED infra-rouge qui émet 3 brefs éclairs. Un niveau 1 sur cette même broche se traduit par une sortie IR_TxD toujours au repos. Ceci est illustré par le chronogramme de la figure 114 ci-dessous : -161-

12 U_TxD xCLK IR_TxD 1 16 Le décodage Fig.83 - Décodage IrDA - Le circuit à photodiode fonctionne en logique inversée, c est-à-dire qu à la réception d un éclair lumineux, la ligne passe à l état bas. Dans ce cas, la reception d un 0 logique se traduit par le maintient de la ligne au niveau bas. En l absence d impulsions, la ligne U_RxD doit se maintenir au niveau bas pendant 16 cycles d horloge, conformément au chronogrammes ci dessous (CF. Figure 84). Niveau Logique 16 cycles 16 cycles 16 cycles 16 cycles 16xCLK 1 U_TxD IR_TxD IR_RxD 0 1 U_RxD 0 Temp Fig Chronogrammes de codage/décodage IrDA

13 CONCLUSION En guise de conclusion, nous dirons que chaque système possède ses avantages et inconvénients, mais que dans le domaine grand public, la solution la plus répandue (pour des raisons de coût) reste la liaison série par câble RS232. La norme IrDA commence à poindre et répond bien aux exigences de rapidité et d ergonomie mais sera certainement supplantée par le bus USB ci-celui-ci continue à faire partie intégrante des machines livrées actuellement. Le bus IEEE 1394 bien que très performant ne répond pas aux besoins de l amateur et restera l apanage des professionnels. Citons enfin deux autres solutions originales : une liaison par port parallèle pour le CANON PowerShot 600, par le biais d un socle spécial et l interface SCSI pour le Fujifilm DS