Exercice 1 : Débi binaire 1 On souhaie ransmere un flo d images coninu enre deux équipemens. Chaque image possède 200*250 pixels. Elle es codée en RVB. Chaque couleur es codée sur 256 niveaux. La source éme un flo d images idenique à celui de la élévision soi 25 images par seconde. On fai l hypohèse qu il n y a aucun proocole addiionnel. 1. Calculer le débi binaire D1 de la source en codage RZ simple. Débi binaire : 200*250 pixels Chaque pixel RVB e chaque couleur 256 niveaux => 8 bis par couleur soi 8*3*25 images par seconde D1 = 200*250*8*3*25 = 30000000 bis par seconde = 30 Mega bis par seconde. Donc 30 Mega Bauds en codage RZ. On rajoue sur le codage RZ précéden, un codage de ype Mancheser. 2. En déduire le nouveau débi binaire D2 apparen de la source. Quel avanage appore le codage Mancheser, quel es l inconvénien du codage Mancheser. Pour un codage Mancheser, il fau inroduire une horloge qui perme le codage, cee horloge à une période elle que : 1 période = la durée d un bi. Le OU exclusif qui perme le codage inrodui des variaions supplémenaires sur le signal à ransmere. Ces variaions son à la même fréquence que celle de l horloge. La fréquence es doublée Le code Mancheser à la différence d un RZ (ou NRZ simple) es auoporeur de son horloge. Exercice 2 : Débi uile par rappor au débi oal Bi _ Mancheser = Hor loge Bi On souhaie ransmere des informaions élémenaires consiuées chacune de 8 bis. Une première ransmission de ype asynchrone es mise en place. Elle conien un bi de sar, un bi de parié paire e un bi de sop. 1. Définir le rôle du bi de parié. Commen se calcule la parié. Proposer un monage simple pour obenir la parié d un mo de 8 bis. Bi de parié : Il ser à conrôler la qualié d un échange (souven uilisé dans le proocole asynchrone RS232). La parié se calcule à parir d un simple monage à OU Exclusif en Cascade. 2. Calculer le pourcenage de débi uile par rappor au débi oal. Nombre de bis uiles sur une rame : 8 Nombre de bis oal sur une rame : 1(sar) + 8 +1(sop) + 1 (parié)= 11 Soi 8/11 = 72 % On regroupe mainenan les informaions par rame. Chaque rame es consiuée de 13 informaions. Ces rames son encadrées par un flag de dépar e un flag de fin. Ces flags pariculiers son codés sur 8 bis. Une somme de conrôle (Checksum) es créée e es adjoine à l ensemble. Cee somme de conrôle es elle-même consiuée de 8 bis. 3. Calculer le pourcenage de débi uile par rappor au débi oal en mode asynchrone. Trame oale : 13 + 1flag dépar + 1flag fin + 1checksum = 16 oces. Ces oces demanden 3 bis supplémenaires (sar, parié,sop) soi le nombre de bis ransmis es de 16 * 11 = 176. Le nombre de bis uile es «seulemen» de 13 * 8 = 104. Soi 104 / 176 = 59 % Pour la rame précédene, on passe en mode synchrone avec horloge exérieure, sans proocole addiionnel ou en conservan le bi de parié pour chaque oce ransmis. 4. Calculer le pourcenage de débi uile par rappor au débi oal en mode synchrone. Mode synchrone / Pour chaque oce, il n y a plus que le bi de parié supplémenaire. On a 16 * (8+1) = 144 Le nombre de bis uile es le même 13 * 8 = 104. Soi 104 / 144 = 72 % 5. Proposer une méhode pour créer la somme de conrôle. Pour créer la somme de conrôle e la calibrer sur 8 bis, il es possible d ajouer oues les informaions de la rame (paern de débu (8 bis) + 13 informaions (chacune sur 8 bis) + paern de fin) e de diviser cee somme par 256. Le rese de la division es nécessairemen compris enre 0 e 255 donc codable sur 8 bis. On crée alors le checksum que l on inclura avan le paern de fin. (idem exemple de cours) DR2-b
Exercice 3 : Aénuaion V On défini le gain enre VS e VE par GdB= 20log V Une ligne présene une aénuaion de 25 db e on pose VE = 1 V. S E avec VS e VE exprimés en Vol. 1. Calculer la ension présene en sorie de la ligne. Jusifier la nécessié d uiliser des ensions plus élevées en dépar de ligne. En déduire le rôle des répéieurs. Si on a une d aénuaion, alors G qui représene le gain sera égal à 25. Il semble éviden qu il faille une ension plus élevée en enrée Une deuxième ligne es ajouée en fin de première ligne. Cee ligne présene une aénuaion de 10 db. 2. Monrer que l aénuaion oale es de 35 db. On noe G1, la première aénuaion e G2 la seconde. Exercice 4 : Débi binaire 2 Soi une aénuaion oale de 35 db. lnv On défini le débi binaire D = R log 2 V = R avec : ln 2 D : Débi binaire en bis.s-1; R : Rapidié de modulaion en baud ; V : Valence du signal émis. 1. Monrer que pour une ransmission binaire en RZ ou NRZ (ou NRZI) uilisan seulemen deux niveaux de ension (signal bivalen), le débi binaire e la rapidié de modulaion son équivalenes. En codage RZ, NRZ ou NRZI, le nombre de symbole uilisé es seulemen de 2 (bivalence du signal). Donc V=2 On en dédui que 2 = = ln V ln D R.log V R. = R. = R héo 2 ln 2 ln 2 Une voie de ransmission peu véhiculer 4 signaux disincs (signal quadrivalen) ; sa rapidié de modulaion es R = 1200 bauds. Quel es le débi binaire de cee ligne? Dans ce cas, le nombre de symboles disponibles dans le codage es de 4 (quadrivalence du signal). On obien donc : lnv ln 4 D = R.log V = R. = R. = 2. R = 2400Bis / s héo 2 ln 2 ln 2 2. Commen évolue ce débi binaire si la voie de ransmission véhicule un signal ocovalen? Dans ce cas, le nombre de symboles disponibles dans le codage es de 8 (ocovalence). On obien donc : lnv ln8 D = R.log V = R. = R. = 3. R = 3600Bis / s héo 2 ln 2 ln 2
Exercice 5 : Classe IP Masque de sous réseau e nombre d hôes 1 On peu lire pour un réseau l informaion suivane : 195.0.0.0/28. 1. Quel es le nombre de bis qui composen le masque de sous réseau e quelle es la valeur de ce masque. D après le cours,dans ce réseau le masque es consiué de 28 bis fixés à 1 (les 4 aures son fixés à 0). On obien alors : 1111.1111 1111.1111 1111.1111 1111.0000. Le masque es donc 255.255.255.240. 2. Quel es le numéro du réseau? opéraion de ET logique (binaire) enre l adresse IP de l hôe e le masque de sous réseau pour déerminer le numéro du réseau : Le numéro de réseau es bien 195.0.0.0 La dernière adresse disponible dans ce réseau es l adresse de Broadcas (diffusion générale). 3. Préciser quelle es l adresse de Broadcas e en déduire le nombre d hôes disponibles dans ce réseau. Le dernier oce représene les ordinaeurs du réseau. L adresse 0000)2 n'exise pas e l adresse (1111)2 es réservée pour le broadcas. L adresse de broadcas es la dernière possible compe enu du masque soi 195.0.0.15. Il y a donc 14 hôes possibles. Exercice 6 : Classe IP Masque de sous réseau e nombre d hôes 2 On souhaie segmener le réseau 174.18.0.0/16 en sous réseaux disincs. Cee segmenaion va suivre les recommandaions de la RFC950, c'es-à-dire que l on va s inerdire les sous réseaux don les bis son ous à 0 ou ous à 1. On souhaie à priori obenir 8 sous réseaux. (Dans la praique e pour suivre les recommandaions précédenes, seuls 6 sous réseaux seron disponibles au final.) 1. Donner le masque général uilisé pour les sous réseaux. Le réseau iniial es 174.18.0.0/16, le masque de sous réseau de base es consiué de 16 bis à 1. Pour délimier 8 sous réseaux, il fau inroduire 3 bis supplémenaires. On obien alors pour ous les réseaux le même masque de sous réseaux soi 1111.1111 1111.1111 111 donc 255.255.224.0 2. Donner les adresses de chaque sous réseaux e le nombre d hôes disponibles. Les réseaux son donc vus de ma manière suivane : Parie de l adresse masquée Calcul de l adresse réseau (mélange décimal + binaire) 000 Inerdi 001 (174)10(18)10 (00100000)2(00000000)2 010 (174)10(18)10 (01000000)2(00000000)2 011 (174)10(18)10 (01100000)2(00000000)2 100 (174)10(18)10 (10000000)2(00000000)2 101 (174)10(18)10 (10100000)2(00000000)2 110 (174)10(18)10 (11000000)2(00000000)2 111 Inerdi Adresse réseau décimal e écriure condensée (174)10(18)10(32)10(0)10 174.18.32.0/19 (174)10(18)10(64)10(0)10 174.18.64.0/19 (174)10(18)10(96)10(0)10 174.18.96.0/19 (174)10(18)10(128)10(0)10 174.18.128.0/19 (174)10(18)10(160)10(0)10 174.18.160.0/19 3. Pour chacun des 6 sous réseaux, préciser l adresse de Broadcas. Pour chaque réseau le nombre d hôes es de 2 13 2, soi 8190 hôes. (174)10(18)10(192)10(0)10 174.18.192.0/19 Première IP uilisable Dernière IP uilisable Broadcas (174)10(18)10(32)10(1)10 (174)10(18)10(63)10(254)10 (174)10(18)10(63)10(255)10 (174)10(18)10(64)10(1)10 (174)10(18)10(95)10(254)10 (174)10(18)10(95)10(255)10 (174)10(18)10(96)10(1)10 (174)10(18)10(127)10(254)10 (174)10(18)10(127)10(255)10 (174)10(18)10(128)10(1)10 (174)10(18)10(159)10(254)10 (174)10(18)10(159)10(255)10 (174)10(18)10(160)10(1)10 (174)10(18)10(191)10(254)10 (174)10(18)10(191)10(255)10 (174)10(18)10(192)10(1)10 (174)10(18)10(223)10(254)10 (174)10(18)10(223)10(255)10
Exercice 7 : Pores Laérales Coulissanes de monospace Mise en siuaion Les fabricans d'auomobiles, face à une concurrence consammen croissane, conçoiven divers accessoires afin de saisfaire une clienèle oujours plus exigeane. Dans cee logique, cerains monospaces possèden deux Pores Laérales Coulissanes (noées par la suie PLC) équipées d un sysème élecromécanique d ouverure e fermeure auomaique. La commande du mooréduceur e de la gâche élecrique, qui perme de verrouiller la pore lorsqu elle es fermée, es gérée par le Module De Commande (noé par la suie MDC), qui communique avec le calculaeur cenral du véhicule e les divers composans concernés via le réseau muliplexé (bus CAN). Principe de foncionnemen de l ouverure e de la fermeure d'une PLC L ordre d ouverure/fermeure auomaique d une PLC es obenu : - soi par une pression sur un bouon poussoir siué sur la console de plafonnier, à l avan du véhicule ; - soi par une pression sur un bouon poussoir siué sur le monan de la PLC commandée ; - soi par la élécommande haue fréquence (HF) du pore-clé ; Remarque : ce ordre es ransmis au MDC via le bus CAN* du véhicule. Bouons poussoir de la console de plafonnier Bouon poussoir du monan de la PLC (gauche) Bouons de la élécommande * Le bus CAN (Conroller Area Nework) es une liaison filaire permean de communiquer des informaions numériques enre plusieurs calculaeurs implanés sur le véhicule. Lorsque la pore es fermée, une demande d ouverure déclenche : - le déverrouillage par la commande de la gâche élecrique ; - l ouverure de la pore laérale par l enroulemen du câble arrière (foncion ani-pincemen acivée, voir conraine C3 ci-dessous). Lorsque la pore es ouvere, une demande de fermeure déclenche : - la fermeure de la pore par l enroulemen du câble avan jusqu au verrouillage «au 1 er cran» par la gâche élecrique de la serrure (foncion ani-pincemen oujours acivée) ; - la désacivaion de la foncion ani-pincemen suivie de la compression du join de pore par une augmenaion de l effor de fermeure ; - le verrouillage de la pore «au 2 ème cran» par la gâche élecrique de la serrure. Exigences du cahier des charges
Le disposiif d ouverure/fermeure de la pore doi saisfaire aux conraines suivanes : Req1 : Permere l ouverure/fermeure auomaique de la pore en respecan une durée d ouverure comprise enre 3 e 4 secondes. Req2 : Auoriser une manoeuvre manuelle de la pore en cas d absence d alimenaion. Req3 : Répondre aux condiions de sécurié des personnes. Une foncion ani-pincemen doi permere de déecer un obsacle lors de l ouverure/fermeure, puis de : - commander l arrê du mouvemen de la pore si la pore es en rain de s'ouvrir ; - commander l ouverure complèe de la pore si la pore es en rain de se fermer. Req4 : Assurer l éanchéié de la pore par écrasemen du join en posiion pore fermée. Req5 : Inerdire la manœuvre auomaique de la pore lorsque la viesse du véhicule es supérieure à 5 km h -1. Req6 : Permere au calculaeur cenral de déecer une anomalie de foncionnemen (déérioraion du mécanisme par exemple) e d en informer le conduceur. Req7 : Permere un déverrouillage en cas d acciden e sopper oues les manœuvres en cours. Descripion séquenielle 1. En vous aidan de la descripion chronologique du cycle d ouverure/fermeure du documen DT2, compléer le diagramme d éa du documen DR1 décrivan d un poin de vue uilisaeur le cycle d ouverure/fermeure de la pore dans le cas d un foncionnemen normal. La commande de l embrayage ne sera pas prise en compe. (voirdr) Communicaion avec le calculaeur cenral L obje de cee éude es de déerminer commen le calculaeur cenral (via le bus CAN) peu déecer un dysfoncionnemen afin de valider la conraine C6 (exemple : suie à une demande d ouverure, la pore ne s es pas ouvere). À l aide du documen echnique DT2 répondre aux quesions suivanes : 2. Compléer le ableau du DR1, en explician le codage de la colonne «Données» pour chaque numéro de rame 3, 4, 5 e 22 circulan sur le bus CAN, puis déerminer alors la durée d ouverure ouver de la pore à parir de l ordre de commande. 3. Compléer sur l oscillogramme du DR2, les valeurs binaires des champs IDENT (idenifian) e DATA (Donnée) de l oscillogramme e reporer ces valeurs dans les ableaux correspondans en éliminan les bi-suffings (voir la remarque faie sur DT2). Transcoder ces valeurs en hexadécimal puis en déduire alors le(s) numéro(s) de(s) rame(s) du relevé (DT2) qui correspond(en) à ce oscillogramme. 4. Imaginer e commener succincemen commen le calculaeur pourrai déecer une panne du sysème de moorisaion de la PLC en uilisan les informaions qui circulen sur le bus CAN, afin de respecer la l exigence Req6. Descripion chronologique d un cycle d ouverure/fermeure d une PLC
Ordre d ouverure/fermeure Demande d ouverure/fermeure Demande d ouverure/fermeure Commande gâche élecrique Ouvrir gâche Éa de la gâche (conac) Pore déverrouillée Pore verrouillée au 2 ème cran Pore verrouillée au 1 er cran Signal de commande de puissance du moeur (par MLI) Alimener moeur «puissance normale» Alimener moeur puissance maximale Signaux de commande du sens de roaion du moeur Piloer moeur sens horaire Piloer moeur sens rigo Signal de commande de l embrayage Alimener embrayage Posiion de la pore (impulsions du codeur) Ni : nombre d impulsions compées par le MDC Alimener embrayage Ni : 1 2 3 4 154 155 156 155 154 153 3 2 1 0 Éa de la pore (conac) Pore fermée Pore non fermée Pore fermée PLC PLC en cours d ouverure PLC PLC en cours de fermeure PLC DT2 Relevé de rames sur le bus CAN, lors d une ouverure de PLC N de rame Heure Idenifian Longueur Données (DATA)
1 00:00:07.9119 755 3 02 10 C0 2 00:00:07.9274 655 3 02 50 C0 3 00:00:08.0314 755 4 03 30 80 00 4 00:00:08.2272 655 4 03 70 80 01 5 00:00:08.4230 755 4 03 30 80 01 6 00:00:08.6188 655 4 03 70 80 01 7 00:00:08.8146 755 4 03 30 80 01 8 00:00:09.0103 655 4 03 70 80 01 9 00:00:09.2061 755 4 03 30 80 01 10 00:00:09.4019 655 4 03 70 80 01 11 00:00:09.5977 755 4 03 30 80 01 12 00:00:09.7935 655 4 03 70 80 01 13 00:00:09.9883 755 4 03 30 80 01 14 00:00:10.1851 655 4 03 70 80 01 15 00:00:10.3809 755 4 03 30 80 01 16 00:00:10.5767 655 4 03 70 80 01 17 00:00:10.7725 755 4 03 30 80 01 18 00:00:10.9682 655 4 03 70 80 01 19 00:00:11.1640 755 4 03 30 80 01 20 00:00:11.3598 655 4 03 70 80 01 21 00:00:11.5556 755 4 03 30 80 01 22 00:00:11.7525 655 4 03 70 80 02 23 00:00:11.9472 755 4 03 30 80 01 24 00:00:12.1430 655 4 03 70 80 02
Descripion des rames (suies ordonnées d oces) Pour une requêe (Idenifian 755) : Pour une réponse (Idenifian 655) : 4 oces de descripion en hexadécimal 4 oces de descripion en hexadécimal 2 oces enêe : 03 30 1 oce pour Commande de piloage : 80 : piloage PLC gauche A0 : piloage acionneur de serrure gauche B0 : piloage PLC droie D0 : piloage acionneur de serrure droie E0 : émission son de mouvemen de pore 1 oce pour Type de la commande : 00 : demande d ouverure/fermeure 01 : demande d éa 11 : demande d arrê 2 oces enêe : 03 70 1 oce pour Numéro de sorie piloée : 80 : PLC gauche A0 : acionneur de serrure gauche B0 : PLC droie D0 : acionneur de serrure droie E0 : buzzer 1 oce pour Compe-rendu : 00 : mouvemen non lancé 01 : mouvemen en cours 02 : mouvemen erminé Remarque (oscillogramme e bi-suffing) Lorsque les bis son ransmis sur le bus CAN, si 5 bis consécuifs du champ DATA son de même valeur, un bi de valeur opposée es auomaiquemen rajoué. Ce bi supplémenaire, di bi-suffing, ser au conrôle des erreurs de ransmission. Il ne fai pas parie de la valeur binaire du champ DATA. Il doi donc êre supprimé pour décoder la valeur du champ DATA.
Diagramme d éa à compléer Aene DR1 Enry/ verrouiller pore Do/ Fermer pore Alim embrayage Ouvrir pore Demande d ouverure/fermeure E pore fermée Demande d ouverure/fermeure E pore ouvere Commander sens ani horaire Alim moeur P normale Enry/ ouvrir gâche Do/ Alim embrayage 1er cran de la gâche aein Commander sens horaire Alim moeur P normale Pore non fermée [ Ni=156] Do/ Fermer pore 2 Alim embrayage Commander sens ani horaire Alim moeur P max Décodage de rames sur le bus CAN 2ème cran de la gâche aein Ligne 3 : 755 4 03 30 80 00 03 30 80 00 requêe piloage PLC gauche demande d ouverure/fermeure Ligne 4 : 655 4 03 70 80 01 03 70 80 01 réponse PLC gauche mouvemen en cours Ligne 5 : 755 4 03 30 80 01 03 30 80 01 requêe piloage PLC gauche demande d éa Ligne 22 : 655 4 03 70 80 02 03 70 80 02 réponse PLC gauche mouvemen erminé - l ordre d ouverure éan donné à la ligne 3 c es à dire à l heure : 00:00:08.0314 - l ouverure erminée es consaée à la ligne 22 c es à dire à l heure : 00:00:11.7525 La durée d ouverure es égale à la différence des deux emps : ouver = 00:00:11.7525-00:00:08.0314 = 3,7 secondes
TD réseau- proocole de communicaion Oscillogramme relevé sur le bus CAN Décodage de la rame : le poids for es ransmis en premier IDENT (valeur binaire relevée) : 1 1 0 0 1 0 1 0 1 0 1 IDENT (valeur hexadécimale ranscodée) : $ 655 DATA (valeur binaire relevée) : O 0 0 0 0 0 1 1 0 1 1 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 4 $ 03 70 80 02 22 ou 24 DATA (valeur hexadécimale ranscodée) : Numéro(s) de(s) rame(s) : La durée maximale prévue pour ouvrir la pore éan de 4 secondes, si 4 seconde après la demande d ouverure, la réponse «mouvemen erminé» n es pas obenue alors cela signifie qu il y a eu un problème (peu-êre une panne du sysème de moorisaion de la PLC). 0