Architecture des matériels

1 - Schéma d'ensemble :

Le cahier des charges :

L’équation à résoudre est simple : produire les 3 vues externes, avec un fps d’au moins 30, pour à la fois une bonne fluidité visuelle, mais également un fonctionnement correct de A320 FMGS, le tout sans multiplier les PC : la solution “habituelle” est d’affecter un PC à chaque vue, PC synchronisés par un quatrième PC, et d’y rajouter 2 à 3 PC pour faire fonctionner l’avionique, prendre en compte les diverses commandes, piloter les nombreux panels, et afficher les divers instruments ; une répartition judicieuse des applications, des processeurs puissants, et le multi-threading permettent d’atteindre l’objectif avec seulement 3 PC !

Les 2 PC qui produisent les vues externes sont équipés d'une CPU et d'un GPU les plus puissants possible
CPU et GPU les plus puissants possibles pour MC2 et MC3

La solution ne doit pas impliquer de restriction au niveau graphique, ni être dégradée par les si fréquents OOM qui accompagnent les scènes chargées.

FSX, en exploitant mal les coeurs de la CPU, et contraint par son développement en 32 bits, rendait la chose très compliquée ;  P3Dv4, en passant au 64 bits et en mettant à contribution la puissance importante des cartes graphiques, offre enfin les moyens de résoudre la difficulté.

Le noeud du problème est que la principale charge de P3D réside dans la production d’une vue externe ; schématiquement, multiplier le nombre de vues par 3 équivaut à diviser le fps par presque 3 ; dans ces conditions, produire un fps d’au moins 30 est hors de portée d’un PC des années 2015.

Il s’agit de répartir la charge :
– le logiciel Wideview permet d’affecter la production des vues FSX ou P3D sur plusieurs PC (Wideview existe en version 64 bits) ; dans ce contexte, l’un des PC P3D devient serveur : il diffuse sur le réseau, vers les autres PC P3D, la position et l’attitude de l’avion ; chacune de ces instances P3D clientes adopte ces paramètres pour calculer la/les vues externes.
– le logiciel A320 FMGS est modulaire : il comporte un noyau serveur, le reste des modules peut être réparti sur le réseau. Le serveur doit être installé sur la même machine que le P3D maître.

La solution : 3 PC

La solution en découle :
– un PC le plus puissant possible accueille le serveur A320 FMGS et le serveur P3D ; au moment de la construction de l’architecture, la CPU la plus puissante est le 7700k, que j’acquiers pour l’occasion et que je dote d’une des GPU également les plus performantes, la GTX 1070, ainsi que d’un SSD au format M2 MVMe (960 EVO 550 Go) tout aussi époustouflant ; une RAM de 16 Go est suffisante. Les premiers tests montrent que cette machine est tout à fait capable de faire tourner ces 2 serveurs et de produire la vue externe avant.
– un second PC accueille une seconde instance de P3D, et est en charge de produire les vues externes gauches et droite ; là aussi, grosse charge, que je confie à un 4790k (mon ancien serveur, déjà bien vitaminé), couplé à l’excellent GPU GTX 1070 ; 2 vues exigent, je gonfle la RAM à 32 Go. Ce PC servant également aux sauvegardes, je rajoute au SSD de 250 Go un HDD de 4G0. Les tests démontrent facilement la capacité de la machine à suivre en bonne synchronisation le serveur P3D.
– Un troisième PC est en charge de faire fonctionner les divers modules clients de A320 FMGS ; dans un premier temps, j’y mettrai également SIOC, qui anime toutes les cartes interfaces, mais le serveur s’avérant suffisamment disponible, j’y transférerai SIOC, qui gagne à être proche du serveur A320 FMGS ; ce PC est animé par un honorable 2600k, et équipé de 2 cartes graphiques, une Radeon 7970 et une Radeon 7800 pour piloter 4 écrans (instruments et contrôle) (configuration graphique luxueuse, j’avais ces cartes et des problèmes de connectique m’ont conduit à mettre 2 CG, malgré le fait que la carte mère en embarque également une).

Toutes les commandes (throttle, sidestick, tiller, palonnier) sont directement connectées sur le PC serveur (c’est mieux), tous les panels également via un jeu de cartes “Iocards”.

Les sons disposent de 2 sorties :
– un ensemble 2.0 sur le serveur, pour tous les sons cabines,
– un ensemble 5.1 sur le client A320 FMGS pour les sons moteurs.

Les performances attendues sont au rendez-vous (voir “3 vdp et un écran cylindrique”).

2 - Les cartes d'entrée-sortie :

Une douzaine d'IOcards pour interfacer le cockpit
Plus de 1000 I/O digitales et entrées analogiques

J’ai retenu la solution Iocards de Open-cockpit : simple, aisément programmable, peu coûteuse, et très répandue.

Chacun des 4 ensembles MIP haut, MIP bas, Pedestal et Overhead est interfacé au serveur par une carte Master, complémentée selon les besoins par des cartes USB output, USB axe, USB key, ainsi même qu’une carte Relay et une carte Bodnar BU0836A.

Toutes ces cartes sont connectées au serveur via USB, à l’exception des cartes master qui, regroupées par jusqu’à 4, sont connectées via une carte USB expansion.

Un Hub alimenté de bonne qualité est indispensable.

 

– Master : 32 entrées digitales, 64 sorties digitales, 4 entrées analogiques, 1 bus pour 4 cartes Displays.
– USB output : 64 sorties digitales, 5 sorties analogiques.
– USB axe : 5 entrées analogiques, 3×8 entrées digitales.
– USB key : 8×11 entrées digitales.
– Display : jusqu’à 16 afficheurs 7 segments.
– Relay : 7 relais, 5 entrées analogiques.

Les entrées sorties des cartes master sont distribuées par une douzaine de cartes entrées/sorties qui ne font que mettre ces connections à disposition via borniers à vis.

Toutes ces cartes, ainsi que les plus de 200 led du cockpit, sont alimentées par une alimentation de PC (350W). Le rétroéclairage est alimenté séparément par plusieurs variateurs 220/12V.

3 - Les vidéo-projecteurs :

L’affichage des 3 vues est confié à 3 vidéo-projecteurs : au regard de mes contraintes d’espace, il me faut des vdp à ultra courte focale, qui, en offrant une image de grande taille à faible distance, me permettent de les positionner sur le shell, à l’avant du toit.

Ces vdp sont rares et assez coûteux, il faut se contenter d’une résolution de 1280×800 (une résolution supérieure est financièrement inaccessible). J’ai finalement opté pour des Mitsubishi WD390U-EST, qui offrent un “throw-ratio” phénoménal de 0,35 : une image projetée à 35 cm de l’écran mesure 1 m de large !

Attention, 3 vdp dégagent beaucoup de chaleur, grosse aération ou climatisation nécessaire par temps chaud.

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