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Systèmes de bus

Tout réseau de transmission de données est aussi puissant que son élément le plus faible. Les performances des ordinateurs ont certes considérablement augmenté en matière de vitesse de processeur, de vitesse d’accès à la mémoire ainsi que de vitesse et d’architecture de bus, mais il convient toujours, encore aujourd’hui, de choisir avec soin les ordinateurs et le système d’exploitation, en particulier en cas de fortes sollicitations.

De par notre grande expérience, nous savons exactement quels facteurs influencent les performances d’un PC dans le cas d’une application de vision exigeante. Nous sommes ainsi en mesure de fournir des PC (avec interfaces de vison incluses) préconfigurés, prémontés et testés (les interfaces du système de vision incluses) et de garantir que nos clients puissent profiter d’un système toujours parfaitement adapté à leurs exigences. Tous les systèmes STEMMER IMAGING sont conçus et testés de sorte à atteindre des débits de données maximaux avec toutes nos cartes d’acquisition. Par ailleurs, il faut savoir que de nombreux PC standard ne sont pas conçus pour exécuter des applications de vision industrielle et qu’ils n’ont pas été testés pour supporter les débits de données requis par ces applications. Notre service de validation réduit le temps nécessaire à l’intégration du système pour nos clients et leur offre plus de sécurité, en surveillant constamment le cycle de vie des différents composants et en proposant toujours des solutions compatibles lorsqu’un PC n’est plus disponible.

Architecture de bus PC

Depuis le développement des premières interfaces PC/AT, la configuration des systèmes a beaucoup évolué. Actuellement, les PC travaillent principalement avec deux standards d’interfaces internes : le bus PCI et le bus PCI-Express. Le bus ISA n’étant quasiment plus utilisé de nos jours, il ne sera pas traité ici. Le paragraphe suivant vous aidera à choisir le bus idéal pour atteindre des performances optimales. À l’heure actuelle, les PC sont équipés d’interfaces PCI ou PCI-Express. Cependant, on constate que les bus PCI-Express gagnent du terrain par rapport aux bus PCI.

Bus PCI

Beaucoup pensent que le bus PCI est universellement compatible. Or, on oublie trop souvent que les anciennes cartes PCI fonctionnaient avec des signaux 5 V, tandis que les nouvelles cartes-mères ne prennent en charge que des signaux 3,3 V. Comme le montre le dessin suivant, tous les appareils sur le bus PCI utilisent le même canal de données ; la bande passante disponible est donc répartie entre ces différents appareils.

PCI Express (PCIe)

PCI Express (Peripheral Component Interconnect Express) est un standard d’extension pour relier des périphériques avec le chipset d’un processeur. Le PCI Express est le successeur du PCI et offre, par rapport à son prédécesseur, un taux de transfert de données plus élevé par broche.

Avec le PCI Express (en abrégé « PCIe »), les données sont réparties en lignes de données (lanes) : « x1 » correspond à une ligne, « x4 » correspond à 4 lignes. À l’heure actuelle, les ordinateurs standard sont disponibles avec x1, x4, x8 et x16, et avec une extension optionnelle à x32, x48 et x64 exclusivement pour serveurs. Comme les données sont saisies de manière sérielle, seules 4 broches sont nécessaires pour chaque ligne. Cela permet de multiplier par deux le débit de données, alors que la surface dédiée aux connecteurs n’augmente que très légèrement. En outre, le transfert de données maximal peut se faire simultanément dans les deux sens.

Dans un système avec plusieurs emplacements PCIe, le bus fonctionne de point à point et chaque appareil profite de toute la bande passante. Ce n’est pas le cas pour le PCI standard. En effet, les débits de données y sont répartis sur tous les emplacements. Avec le bus PCI-Express, chaque appareil utilise sa propre ligne qui transmet les données depuis et vers un commutateur (switch) fonctionnant comme un commutateur de réseau. Lorsqu’on démarre le PC, le système de bus PCI-Express détecte et identifie tous les appareils branchés, puis il crée une image qui est ensuite utilisée pour classer les différents flux de données.

La compatibilité est telle qu’une carte, présentant moins de lanes que le support auquel elle est connectée, fonctionne tout de même au débit de données maximal de la carte. En revanche, il est impossible de connecter une carte à plusieurs lanes sur un emplacement conçu pour un nombre inférieur de lignes.

Parmi les fonctions avancées du bus PCIe, on compte une gestion moderne de l’énergie, ainsi que des caractéristiques telles que le trafic de données en temps réel, Hot-Plug/Hot-Swap, la sécurité des données et le traitement des erreurs. Étant donné que les nouveaux développements dans le domaine de la transmission de données permettent d’atteindre des cadences d’horloge plus élevées, le rendement par ligne augmente également sur les nouveaux modèles PCIe.

Le tableau suivant représente les débits de données théoriques pour PCI Express :

Thunderbolt

Développé à l’origine sous le nom de « Light Peak », Thunderbolt est une interface de matériel garantissant la connexion de périphériques externes sur un ordinateur.

Elle combine PCI Express (PCIe) et DisplayPort dans un signal sériel avec une connexion de courant continu, via un câble unique et en utilisant le même connecteur que le Mini Display Port (MDP). Il est ainsi possible de connecter jusqu’à six appareils périphériques via une seule connexion.

Avec le temps, on s’attend à ce que cette interface devienne une interface standard pour composants informatiques.