Connecteurs MIL-DTL-38999 : fonctionnement, interfaces et intégration dans les systèmes durcis

Les connecteurs MIL-DTL-38999 désignent une famille de connecteurs électriques circulaires haute densité conçus pour les environnements sévères. Ils sont notamment utilisés dans les secteurs de la défense, de l’aéronautique, du naval et des systèmes terrestres lorsque les contraintes mécaniques, environnementales ou d’intégration rendent une connectique informatique conventionnelle moins adaptée.

Selon la configuration retenue, cette connectique peut participer à l’intégration de fonctions très différentes : alimentation, Ethernet, interfaces série, CAN Bus, USB, vidéo, signaux discrets, synchronisation ou encore interfaces issues de cartes d’extension.

ECRIN Systems intègre des connecteurs MIL-DTL-38999 sur plusieurs de ses calculateurs, serveurs et équipements réseau durcis, notamment ONYX, ONYX-Ultra, la famille nanoONYX, ONYX-AGX, µTOPAZE, QUARTZ et OPALE-Rugged.

L’enjeu ne consiste cependant pas simplement à remplacer un connecteur RJ45, USB ou vidéo par un connecteur militaire. La connectique doit être conçue avec l’ensemble du système : électronique, câblage, mécanique, compatibilité électromagnétique, environnement, maintenance et intégration dans la plateforme finale.

• MIL-DTL-38999 désigne une famille de connecteurs et non un protocole de communication.
• Le signal transporté dépend de la configuration des contacts, du câblage, du pinout et de l’intégration électrique retenue.
• La présence d’un connecteur MIL-DTL-38999 ne signifie pas qu’un équipement complet est automatiquement qualifié MIL-STD-810, MIL-STD-461 ou DO-160.
• Dans un système durci, le connecteur doit être considéré avec le câble, le blindage, le backshell, le châssis, les filtres et les contraintes de la plateforme.

MIL-DTL-38999 définit une famille de connecteurs électriques circulaires haute densité résistants aux environnements sévères.

Il ne s’agit pas d’un connecteur unique. La configuration peut notamment varier selon la série, la taille du boîtier, l’arrangement et le type de contacts, le mode d’accouplement, les signaux transportés et les contraintes de l’application.

Cette modularité permet d’adapter une même famille de connectique à des besoins très différents.

Un point est essentiel : MIL-DTL-38999 ne définit ni Ethernet, ni USB, ni CAN Bus, ni RS-232, ni une interface vidéo.

Ethernet, USB, CAN, RS-232 ou RS-422 correspondent à des interfaces ou protocoles électriques et de communication. MIL-DTL-38999 concerne la connectique utilisée pour réaliser l’interconnexion physique, selon une configuration compatible avec les caractéristiques électriques du signal.

Sur un ordinateur conventionnel, les interfaces sont généralement directement accessibles au travers de connecteurs standards tels que RJ45, USB, HDMI, DisplayPort ou DB9.

Dans un système embarqué soumis à des vibrations, des chocs, de la poussière, de l’humidité, un environnement salin ou des contraintes de compatibilité électromagnétique, l’intégration des E/S doit être étudiée à l’échelle du système complet.

La connectique doit notamment rester cohérente avec la mécanique du châssis, le câblage de la plateforme, l’espace disponible, les contraintes environnementales, les exigences CEM, les opérations de maintenance et la nature des signaux transportés.

Le connecteur devient ainsi un élément fonctionnel de l’intégration du calculateur, au même titre que l’alimentation, le stockage, le refroidissement ou les cartes d’E/S.

Selon le connecteur, les contacts, le câblage et la configuration du système, différentes fonctions peuvent être intégrées : alimentation électrique, Ethernet, interfaces série, CAN Bus, USB, vidéo, GPIO, signaux de synchronisation ou interfaces provenant de cartes d’extension.

Dans les systèmes ECRIN, cette approche se retrouve sous plusieurs formes.

Sur QUARTZ, les interfaces Ethernet cuivre et les interfaces fibre des versions concernées sont intégrées dans une plateforme utilisant des connecteurs MIL-DTL-38999.

Les calculateurs ONYX et nanoONYX utilisent également cette connectique pour différentes E/S. ONYX peut notamment regrouper alimentation, Ethernet, USB, interfaces série, vidéo, audio, GPIO et interfaces provenant des extensions internes.

Certaines plateformes combinent toutefois plusieurs familles de connecteurs rugged. C’est notamment le cas d’ONYX-AGX, qui utilise des connecteurs MIL-DTL-38999 mais également des connectiques spécifiques comme HDMI FTV, USB-C FTV ou µCOM pour certaines interfaces haut débit.

De la même manière, nanoONYX-USB3 conserve la logique de connectique durcie de la famille nanoONYX tout en proposant deux interfaces USB 3.0 sur connecteurs USB-C rugged.

Cette distinction est importante : la présence de connecteurs MIL-DTL-38999 sur une plateforme ne signifie pas nécessairement que toutes ses interfaces utilisent exclusivement cette connectique.

Le choix doit intervenir suffisamment tôt dans le développement du système.

La bonne démarche consiste donc à définir une solution d’interconnexion complète et non à choisir isolément une référence de connecteur.

La connectique est intégrée différemment selon la fonction du système et les interfaces nécessaires.

Ces exemples illustrent un point important : le choix de la connectique dépend de la fonction du système et de son environnement d’intégration. Il n’existe pas une configuration MIL-DTL-38999 universelle applicable à tous les calculateurs.

MIL-DTL-38999 et MIL-STD-810 ne définissent pas la même chose.

MIL-DTL-38999 concerne une famille de connecteurs électriques circulaires.

MIL-STD-810 rassemble des méthodes d’essais permettant d’évaluer un équipement vis-à-vis de différentes contraintes environnementales.

La présence d’un connecteur MIL-DTL-38999 ne signifie donc pas qu’un calculateur, un serveur ou un switch est automatiquement qualifié selon MIL-STD-810.

La qualification doit être considérée au niveau de l’équipement complet et de sa configuration.

Selon les plateformes ECRIN, les systèmes peuvent également être concernés par MIL-STD-461 pour les contraintes électromagnétiques, DO-160 pour différentes contraintes aéronautiques, MIL-STD-1275 pour l’alimentation de certaines plateformes militaires ou par un indice de protection IP.

Les références et niveaux applicables doivent toujours être vérifiés produit par produit.

Une connectique pensée dès la conception du système

Dans une plateforme embarquée, la connectique influence directement le câblage interne, l’implantation mécanique, le routage des signaux, la CEM, l’accessibilité pour la maintenance et la répartition des E/S.

Cette problématique doit donc être prise en compte dès les premières phases d’intégration.

L’approche Modified COTS d’ECRIN Systems permet, selon la plateforme et le projet, d’adapter certaines E/S, les zones de connexion, la face avant ou arrière, les cartes d’extension et différentes configurations matérielles.

Cette souplesse est particulièrement utile lorsqu’un calculateur doit s’interfacer avec un câblage existant ou avec une définition imposée par la plateforme finale.

Non.

Cette connectique est principalement utilisée sur les systèmes ECRIN destinés aux environnements sévères.

D’autres plateformes peuvent utiliser des connecteurs informatiques conventionnels ou proposer des adaptations de connectique selon le projet.

Par exemple, µOPALE V2 peut recevoir des connecteurs I/O arrière rugged MIL-SPEC sur demande, tandis que la famille OPALE V2 offre différentes possibilités de personnalisation des interfaces avant et arrière.

Il convient donc de vérifier la définition exacte de chaque système plutôt que de généraliser une caractéristique à l’ensemble de la gamme ECRIN.

Dans un équipement embarqué soumis à des contraintes sévères, la connectique ne peut pas être traitée comme un simple accessoire. Elle fait partie de l’intégration mécanique, électrique et environnementale du système.

Le choix doit prendre en compte les interfaces à transporter, le câblage, le blindage, la CEM, l’environnement, la maintenance et les contraintes de la plateforme finale.

ECRIN Systems conçoit et adapte ses calculateurs, serveurs et équipements réseau en tenant compte de ces paramètres. Pour un projet nécessitant une connectique MIL-DTL-38999, des E/S spécifiques ou l’adaptation d’une plateforme COTS, nos équipes peuvent étudier la configuration la mieux adaptée aux contraintes d’intégration.