ARINC 717 et 573 : lire les trames qui alimentent un enregistreur de vol

Où se place l'ARINC 717

Sur un avion de transport, les paramètres de vol viennent de dizaines de systèmes, par des bus ARINC 429, des discrets et des lignes analogiques. Une unité d'acquisition des données de vol — FDAU, ou DFDAU lorsqu'elle traite aussi les données — les rassemble, échantillonne chacun à la cadence qu'imposent la réglementation et l'exploitant, et les range dans un seul flux série. Ce flux alimente l'enregistreur de vol protégé au crash et, par une sortie auxiliaire, souvent un enregistreur à accès rapide (QAR) dont l'exploitant décharge le support pour le suivi des vols.

L'ARINC 573 a défini ce flux pour la première génération d'enregistreurs de vol numériques, à 64 mots par seconde. L'ARINC 717 a gardé la même structure de trame en l'étendant à des cadences plus élevées : d'où les deux noms associés, un lecteur de l'un lisant l'autre dès qu'il connaît la cadence.

La trame, mot par mot

L'unité du flux est un mot de 12 bits. Les mots sont regroupés en sous-trames d'exactement une seconde, et quatre sous-trames forment une trame de quatre secondes, répétée tant que l'enregistreur tourne.

• Cadence : 64, 128, 256, 512 ou 1 024 mots par seconde dans la plupart des installations, fixe pour un appareil donné — de 768 à 12 288 bits par seconde.
• Mots de synchro : le premier mot de chaque sous-trame est un motif fixe — 247, 5B8, A47 et DB8 en hexadécimal pour les sous-trames 1 à 4 —, si bien qu'un décodeur sait à la fois où commence une sous-trame et laquelle c'est.
• Mots de données : chaque autre mot est un créneau d'échantillonnage. Un paramètre occupe des bits donnés de mots donnés dans des sous-trames données ; un paramètre lent peut n'apparaître qu'une fois par trame, un rapide plusieurs fois par sous-trame.
• Supertrame : les paramètres qui varient très lentement se partagent un créneau sur 16 trames, soit une supertrame de 64 secondes, distinguées par un compteur de trames porté par le flux.

Dans un mot, un paramètre peut occuper les douze bits ou quelques-uns seulement, et celui qui demande plus de résolution peut déborder sur deux mots. Les valeurs peuvent être en binaire pur, en complément à deux, en BCD ou sous la forme d'un simple bit discret, puis mises à l'échelle par une résolution et un décalage, ou par une table d'étalonnage. Rien de tout cela n'est porté par le flux : tout vient de la documentation.

Le côté électrique

L'entrée de l'enregistreur utilise le codage Harvard bi-phase, ou HBP : un code autosynchronisé, avec une transition à chaque limite de bit et une de plus au milieu de chaque 1, si bien que le récepteur retrouve l'horloge dans les données elles-mêmes. Les sorties auxiliaires, comme celle qui alimente un enregistreur à accès rapide, peuvent utiliser à la place le bipolaire avec retour à zéro, ou BPRZ. Un récepteur réglé sur le mauvais codage voit du bruit — ou, pire, des valeurs plausibles et fausses.

Pour une dérivation d'essais en vol, la règle est celle de toute ligne certifiée : haute impédance, écoute seule, qualification pour l'installation, et accord de celui qui détient la certification de l'appareil. Rien de ce que fait l'enregistreur d'essais — mise sous tension, panne, débranchement — ne doit perturber la ligne qui alimente l'enregistreur de vol.

Le document de trame : celui qui compte

La structure de trame est la même sur tous les appareils ; la signification de chaque mot, non. Elle se trouve dans le document de trame : fourni par l'avionneur ou l'exploitant, il donne pour chaque paramètre ses mots, ses bits et ses sous-trames, sa cadence, son codage et sa conversion en unités physiques. Ces documents sont propres à un type, souvent à une flotte, parfois à un seul appareil après une modification, et ils sont fréquemment remis sous accord de confidentialité.

L'ARINC 647A normalise une forme électronique de cette documentation, pour qu'un logiciel charge le document de trame au lieu que quelqu'un le ressaisisse depuis un PDF. Servez-vous-en quand elle existe : la plupart des erreurs de décodage sont des erreurs de saisie.

Enregistrer l'ARINC 717 dans une installation d'essais

Les équipes d'essais en vol se branchent sur la sortie de l'unité d'acquisition pour une raison simple : elle porte des dizaines de paramètres de l'appareil, déjà échantillonnés, qui demanderaient sinon chacun leur interface et leur câblage. Enregistrée à côté des voies d'essais, elle place la vision qu'a l'appareil de son propre vol sur la même base de temps que l'instrumentation.

• Enregistrez le flux tel que reçu, bit pour bit, et horodatez-le sur la référence de temps commune de l'installation. Décoder à l'enregistrement, c'est renoncer à corriger plus tard un document de trame.
• Dans un fichier IRIG 106 Chapter 10, un flux ARINC 717 est couramment enregistré comme une voie PCM, sa trame étant décrite dans le TMATS.
• Gardez l'état de synchronisation de trame avec les données : une période sans accrochage doit apparaître comme un manque, jamais comme des valeurs figées.
• Notez la révision du document de trame utilisée à chaque vol : un même appareil peut changer de trame après une modification.

Où le décodage se trompe

Après l'ARINC 717

Les appareils récents font passer les données de vol sur des réseaux : les enregistreurs conformes à l'ARINC 767 reçoivent leurs données par Ethernet, et les listes de paramètres dépassent de loin ce que peut porter un flux série de mots de 12 bits. L'ARINC 717 restera pourtant en service pendant des décennies sur les flottes existantes, et sur chacune d'elles, c'est la trame décrite ici qui alimente l'enregistreur.