ES2221092T3 - Unidad funcional para un control programable con memoria de funcion de redundancia. - Google Patents
Unidad funcional para un control programable con memoria de funcion de redundancia.Info
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Abstract
PARA QUE EN UNA UNIDAD DE FUNCIONAMIENTO PARA UN LUGAR ENCHUFABLE DE UN CONTROL PROGRAMABLE CON MEMORIA PREVISTO CON MULTIPLES LUGARES DE ENCHUFE, DONDE LA UNIDAD DE FUNCIONAMIENTO ABARCA CONEXIONES PARA UN BUS DE SISTEMA, UN BUS DE DIRECCION, Y UN BUS DE CONTROL Y CON UNA CPU COORDINADA POR MEDIO DE ACCESOS DE ESCRITURA Y DE LECTURA PUEDAN SER COMUNICADA Y DONDE LA CPU PUEDA CEDER SEÑALES A TRAVES DEL BUS DE CONTROL, QUE MUESTRAN UNIDADES DE FUNCIONAMIENTO, LA CPU ESTA ENCHUFADA RESPECTIVAMENTE PARA LA SEÑALIZACION EN UN LUGAR ENCHUFABLE, Y PARA SUAVIZAR LAS RESTRICCIONES DE SISTEMAS PROGRAMABLES CON MEMORIA HABITUALES CON REFERENCIA A LA SEÑALIZACION DE UN ESTADO DE OCUPACION. PARA PERMITIR UNA UTILIZACION FLEXIBLE DE LAS FUENTES COORDINADAS CON LAS UNIDADES DE FUNCIONAMIENTO RESPECTIVAS, SE HA PREVISTO QUE CADA UNIDAD DE FUNCIONAMIENTO ABARQUE UN MEDIO DE MEMORIA, QUE ALMACENE AL MENOS LOS NUMEROS DE UN LUGAR DE ENCHUFE, EN EL QUE NO SE ENCHUFA NINGUNA OTRA UNIDAD DE FUNCIONAMIENTO ACTIVA, Y QUE LOS MEDIOS ABARQUEN LA OCUPACION DE ESTE LUGAR DE ENCHUFE, EN DONDE NO SE ENCHUFA NINGUNA OTRA UNIDAD DE FUNCIONAMIENTO ACTIVA, SUMINISTRANDO DIARIAMENTE SOBRE EL BUS DE DIRECCION.
Description
Unidad funcional para un control programable con
memoria con función de redundancia.
La invención se refiere a una unidad funcional
enchufable para un control programable con memoria según el
preámbulo de la reivindicación 1 así como a un control programable
con memoria según la reivindicación 8.
Se conocen por el documento DE 423 39 030 A1 así
como por el documento EP 0 674 786 B1 controles programables con
memoria con unidades funcionales enchufables, en las que el sistema
de bus de los controles comprende un bus del sistema así como un
bus de direcciones con líneas de selección correspondientes y un
bus de control. A las unidades funcionales enchufables conduce,
respectivamente, una línea de selección, que está conectada con una
de las líneas del bus de direcciones. La CPU correspondiente puede
emitir señales a través del bus de control que inducen a las
unidades funcionales a señalizara la CPU a través de las líneas de
selección, que conducen al bus de direcciones, que estas líneas de
selección están enchufadas en un puesto de enchufe determinado.
Para establecer si están disponibles unidades funcionales
enchufables en el sistema, se lleva a cabo en este caso la
señalización a través de una línea colectora y se realiza el
reconocimiento exactamente a través de aquella línea de selección,
que está asociada en cada caso exactamente a este puesto de enchufe.
De esta manera se puede reconocer, en efecto, por la CPU asociada
exactamente el puesto de enchufe, en el que está enchufada una
unidad funcional, pero la unidad funcional respectiva solamente
dispone de una única conexión de selección y de esta manera la
unidad funcional convencional no puede reconocer dónde ésta está
enchufada. Sin embargo, esto puede ser un inconveniente grande en
determinados casos. Si, por ejemplo, una unidad funcional enchufada
presenta un defecto, entonces la zona de recursos, que está
asociada a esta unidad funcional, se vuelve de esta manera
totalmente inútil en determinadas circunstancias. Esto significa
que los aparatos conectados con la unidad funcional y que se
encuentran aguas abajo, no pueden ser ya direccionados y no está ya
disponible el área de la memoria asociada al puesto de enchufe,
ocupada por la unidad funcional. Los sistemas convencionales
generan en este caso, de acuerdo con su programación, un mensaje de
error o interrumpen el estado de funcionamiento actual del control
programable con memoria. La ejecución del programa en curso se
puede retrasar en este caso hasta la substitución de la unidad
funcional errónea o bien hasta su reparación o incluso en
determinadas circunstancias se puede interrumpir totalmente.
Por lo tanto, la invención tiene el cometido de
aliviar las limitaciones de los sistemas programables con memoria
convencionales con relación a la señalización de un estado ocupado
y, además, posibilitar una utilización más flexible de los recursos
asociados a las unidades funcionales respectivas.
Este cometido se soluciona de una manera
extraordinariamente sorprendente ya con las características de la
reivindicación 1 así como con un control programable con memoria
según la reivindicación 8.
En la invención no se requieren ya las líneas de
selección convencionales, que son guiadas, respectivamente, en una
línea de direcciones asociada a la unidad funcional enchufable,
sino que se accede sin señalización sobre la línea de selección
directamente al bus de direcciones, que se designa a continuación
como bus de selección de la periferia, y a través de la unidad
funcional según la invención se indica sobre el bus de direcciones
como ocupado solamente cualquier puesto de enchufe, en el que no
está enchufada otra unidad funcional activa. De esta manera, se
puede indicar que están ocupadas áreas de memoria libres
discrecionales y se puede disponer libremente de sus recursos. Por
ejemplo, si un puesto de enchufe es erróneo, la unidad funcional
según la invención puede utilizar los recursos de este puesto de
enchufe desde otro puesto de enchufe ocupado realmente por
ésta.
Además, la unidad funcional según la invención
puede utilizar los recursos, es decir, los espacios de direcciones
o bien las áreas de entrada / salida asociados en cada caso a un
puesto de enchufe también de varios puestos de enchufe libres para
sí sola e indicarlos como ocupados y de esta manera acceder a un
volumen de datos esencialmente más alto. Con este fin es sumamente
ventajoso que los medios de memoria de la unidad funcional memoricen
los números de más que un espacio de memoria e indiquen la
ocupación de estos espacios de enchufe a través de la unidad
funcional sobre el bus de direcciones.
Además, se puede realizar por primera vez, en
general, la señalización de la ocupación de los puestos de enchufe
de una manera dinámica desde la unidad funcional enchufable
propiamente dicha. Puesto que en los sistemas actuales, por ejemplo
con instalaciones de comunicaciones de guías de ondas, pueden
aparecer caudales de datos muy altos, se pueden transmitir en
aplicaciones de este tipo con la unidad funcional según la
invención cantidades de datos mucho más elevadas que lo que era
posible, en general, hasta ahora. De esta manera, o bien se puede
conectar un múltiplo de aparatos periféricos o se pueden transmitir
en determinadas circunstancias datos adicionales para el control de
estos aparatos.
Además, en el caso de que se puedan enchufar
varias unidades funcionales, que están conectadas entre sí de una
manera más ventajosa por medio de un canal de configuración, a
través del cual se indica la ocupación de los puestos de enchufe,
para los que la unidad funcional indica una ocupación al bus de
direcciones, se puede ajustar el estado de ocupación de los puestos
de enchufe entre sí y se puede llevar a cabo una asociación
dinámica de los puestos de enchufe así como de sus recursos.
De esta manera, se puede reconocer igualmente el
fallo de otra unidad funcional según la invención y puede ser
asumida su funcionalidad directamente por una unidad todavía
intacta. Tales unidades funcionales enchufables pueden estar
provistas externamente, de la manera bien conocida por el técnico,
con conexiones múltiples correspondientes con aparatos periféricos,
de manera que la emulación de la unidad funcional enchufable
errónea no conduce a un fallo de la función de los aparatos
periféricos.
De la manera según la invención, se puede
reconocer igualmente el fallo de una unidad funcional convencional
a través de la ausencia de su señalización de la ocupación del
puesto de enchufe y se puede emular también la unidad funcional
convencional.
Si se deposita de una manera más ventajosa en la
instalación de memoria de la unidad funcional según la invención un
estado teórico y un estado real de la ocupación con unidades
funcionales enchufables, se puede comparar éste por medio de una
instalación de comparación y se puede generar una señal de control
en el caso de una desviación del estado real con respecto al estado
teórico. Puesto que esta señal de control representa el fallo de
las unidades funcionales reconocidas como erróneas, sobre la base
de esta señal se puede llevar a cabo su emulación a través de una
unidad funcional según la invención destinada tal fin desde el
principio.
Además, es ventajoso que la unidad funcional
según la invención disponga de una línea de mensajes, por medio de
la cual se notifica la desviación del valor real con respecto al
valor teórico y se reconoce a través de la CPU asociada. En este
caso, la CPU puede indicar el funcionamiento erróneo en
instalaciones de representación asociadas e incluso puede retirar
sin la interrupción de los grupos estructurales o aparatos
periféricos la unidad funcional defectuosa fuera del sistema y
puede substituirla a continuación por una unidad funcional intacta.
En este caso, de una manera especialmente ventajosa, después del
reconocimiento de la nueva ocupación a través de la unidad funcional
enchufable según la invención, se termina la emulación de la unidad
funcional enchufable defectuosa.
A continuación se describe en detalle la
invención con referencia a los dibujos adjuntos con la ayuda de
formas de realización preferidas. En este caso:
La figura 1 muestra una representación
esquemática de los grupos estructurales de una unidad funcional
según la invención con función de redundancia.
La figura 2 muestra el sistema de bus de un
control programable con memoria convencional.
La figura 3 muestra curvas de señales de tiempo
de la unidad funcional con función de redundancia durante el
funcionamiento en un control programable con memoria
convencional.
A continuación se hace referencia en primer lugar
a la figura 1, que representa una unidad funcional según la
invención designada, en general, con 1.
La unidad funcional 1 comprende medios de
conexión 2 representados como cuadrados oscuros, que establecen una
conexión de la unidad 1 con el sistema de bus 3 del control
programable con memoria.
Para la mejor comprensión del sistema de bus 3
del control programable con memoria se hace referencia a la figura
2, en la que se representa más exactamente este sistema de bus. El
sistema de bus 3 comprende un bus del sistema 4 con un bus de datos
así como un bus de direcciones de memoria para el intercambio de
datos del proceso entre la CPU asociada y las unidades funcionales
enchufables y comprende un bus de control 5 así como un bus de
direcciones 6 designado también como bus de selección de la
periferia.
En el control programable con memoria
convencional, cada línea de selección 7 conduce hacia un lugar de
conexión predefinido e igual para todos los puestos de enchufe, en
el que las unidades funcionales enchufables convencionales
señalizan su señal de ocupación al bus de direcciones 6.
No obstante, en los ejemplos de realización según
la invención, no se llevan a cabo accesos a las líneas de selección
7 y no están presentes conexiones correspondientes.
En su lugar, la unidad funcional 1 comprende
medios de memoria 8, 9 configurados con preferencia como registro,
en los que está memorizada la dirección de un puesto de enchufe
libre o de un puesto de enchufe, en el que está enchufada una
unidad funcional no activa.
Si se señaliza a través de una línea colectora
del bus de control 5 a la unidad funcional enchufable 1 la
solicitud para indicar a la CPU su puesto de enchufe, entonces la
unidad funcional 1 emite su puesto de enchufe, cuyos recursos son
utilizados, directamente al bus de direcciones 6. La dirección de
este puesto de enchufe no tiene que coincidir con el puesto de
enchufe insertado realmente y, en otra forma de realización según
la invención, se emiten desde una única unidad funcional 1, a
solicitud correspondiente de la CPU, las direcciones de varios
puestos de enchufe en el bus de direcciones 6. En el último caso,
los recursos correspondientes de todas las direcciones de puestos
de enchufe emitidas, como por ejemplo sus áreas de memoria útiles,
son utilizados de esta manera como áreas de entrada / áreas de
salida de una única unidad funcional según la invención.
Estas direcciones pueden ser alimentadas a la
unidad funcional 1 a través del sistema de bus, bajo el control de
un software de usuario correspondiente o, en una configuración
alternativa, se pueden ajustar en la unidad funcional 1 propiamente
dicha con conmutadores DIP no representados en los dibujos.
En una forma de realización preferida, el
registro 9 comprende una representación de un mapa binario de
puestos de enchufe ocupados con otras unidades funcionales activas
así como por puestos de enchufe remanentes, es decir, libres para
la utilización.
Esta máscara binaria puede comprender también
otras unidades funcionales, que son emuladas en el caso de un fallo
de las mismas por la unidad funcional 1 según la invención.
A tal fin se memoriza en el registro 8 la
ocupación real del control programable con memoria con unidades
funcionales y se compara a través del comparador 10 con el estado
teórico depositado en el registro 9. Si existe una desviación entre
el estado teórico y el estado real, entonces el comparador 10 puede
comunicar esto a una unidad de interfaz 11, que genera en la línea
12 una señal de aviso, que comunica la ocupación errónea a la CPU
asociada.
Además, se transmite sobre un canal de
configuración está ocupación errónea hacia unidades funcionales
externas o hacia otras unidades funcionales según la invención.
Además, a través del canal de configuración 13 se puede
predeterminar para la unidad funcional 1 el valor del mapa binario
para el registro 9 también a partir de otras fuentes de datos.
El estado real reconocido se puede comunicar, en
las unidades funcionales 1 según la invención, directamente entre
ellas a través del canal de configuración o se puede realizar una
asignación dinámica de los puestos de enchufe a unidades
funcionales según la invención a través del canal de configuración
13.
Sin embargo, si debe emularse una unidad
funcional convencional, se puede reconocer su ausencia a través del
fallo de la señal asociada sobre el bus de direcciones 6 por medio
de la reproducción de estas señales en el registro 8 y a través de
la comparación con el registro 9.
Si se utilizan en un sistema programable con
memoria unidades funcionales con funcionalidad discrepante, es
decir, con comportamiento de tiempo discrepante entre sí o con
comportamiento diferente con respecto a la comunicación con
unidades periférica, una unidad funcional 1 según la invención
puede depositar también la funcionalidad de una unidad discrepante
en medios de memoria asociados, no representados en las figuras,
para emular también estas unidades en caso necesario.
Puesto que se pueden emular diferentes unidades
funcionales con una única unidad funcional según la comunicación, o
bien se pueden substituir en caso necesario, en una forma de
realización preferida solamente está programada una única unidad
funcional 1 según la invención, de manera que ésta intercepta el
fallo de todas las otras unidades funcionales en el sistema. A tal
fin, únicamente hay que conectar las conexiones de la periferia de
las unidades restantes con la unidad funcional 1 según la
invención. A través de una lógica de selección asociada, que
establece, por medio de los datos transmitidos a través del canal
de configuración 13, una conexión exclusiva con la periferia de la
unidad funcional defectuosa, se puede asegurar la emulación de corta
duración del grupo estructural averiado.
En la figura 3 se representa a modo de ejemplo el
comportamiento de tiempo que aparece durante el funcionamiento.
Con el signo de referencia 14 se designa la señal
sobre la línea del bus de control 5, que induce a las unidades
funcionales a emitir sobre sus líneas de selección 7 su señal de
ocupación. El signo de referencia 15 representa la curva de la
señal de una unidad funcional convencional, como aparece en una de
las líneas de selección 7.
El signo de referencia 16 representa la curva de
la señal de una unidad funcional según la invención directamente
sobre el bus de direcciones 6.
El ciclo de tiempo de las señales se comporta de
la siguiente manera. Una CPU asociada consulta la ocupación del
sistema a través de la activación de la señal de control en el
instante t_{1}. A continuación, las unidades funcionales
presentes en el instante t_{2} señalizan su presencia sobre la
línea de selección 7 correspondiente.
La unidad funcional 1 según la invención puede
emitir igualmente en el instante t_{2} la señal de ocupación de
los puestos de enchufe administrados por ella directamente sobre el
bus de direcciones 6 o puede verificar en primer lugar si están
presentes las señales de ocupación de todas las unidades
funcionales a emular por ella y después de la inscripción del estado
real se comienza con la operación de comparación.
Una vez concluida la comparación del estado real
con el estado teórico se emite en el instante t_{4} la señal de
todos los puestos de enchufe a administrar por la unidad funcional
1 según la invención y se reconoce en el instante t_{5} por la
CPU asociada.
Los instantes t_{3} y t_{4} son seleccionados
siempre en este caso por medio de unidades funcionales
correspondientemente rápidas, de manera que éstos se encuentran
antes que el instante t_{5} y de esta manera se consigue una
señalización segura del estado ocupado respectivo. De esta manera,
se inicia ya antes del instante t_{5} también la emulación de
unidades funcionales erróneas y se evita una parada del
sistema.
Está, además, en el marco de la invención proveer
la unidad funcional 1 con otros grupos estructurales habituales,
como por ejemplo otras memorias de acoplamiento 17 o conexiones de
bus 18, como por ejemplo con buses periféricos.
- 1
- Unidad funcional según la invención
- 2
- Medios de conexión
- 3
- Sistema de bus
- 4
- Bus del sistema
- 5
- Bus de control
- 6
- Bus de direcciones, bus de selección de la periferia
- 7
- Línea de selección
- 8
- Medio de memoria, registro con ocupación teórica
- 9
- Medio de memoria, registro con ocupación real
- 10
- Comparador
- 11
- Unidad de interfaz
- 12
- Línea
- 13
- Canal de configuración
- 14
- Curva de la señal en la línea del bus de control
- 15
- Curva de la señal en la línea de selección de una unidad funcional enchufable convencional
- 16
- Curva de la señal sobre el bus de direcciones en una unidad funcional según la invención
- 17
- Memoria de acoplamiento
- 18
- Otra conexión de bus
Claims (8)
1. Unidad funcional para un puesto de enchufe de
un control programable con memoria provisto con varios puestos de
enchufe, comprendiendo la unidad funcional (1) conexiones para un
bus del sistema (4), un bus de direcciones (6) y un bus de control
(5) y que se puede comunicar con una CPU asociada por medio de
accesos de lectura y de escritura y pudiendo emitir la CPU a través
del bus de control (5) señales que instruyen a las unidades
funcionales a señalizar a la CPU en cada caso que éstas están
enchufadas en un puesto de enchufe, caracterizada porque la
unidad funcional comprende medios de memoria (8, 9), que memorizan
al menos el número o dirección de un puesto de enchufe, en el que
no está enchufada otra unidad funcional activa, y comprende medios
(2) para emitir la ocupación de este puesto de enchufe, en el que
no está enchufada otra unidad funcional activa, directamente sobre
el bus de direcciones (6).
2. Unidad funcional según la reivindicación 1,
caracterizada porque los medios de memoria (8, 9) memorizan
los números o direcciones de más que un puesto de enchufe, y se
indica la ocupación de estos puestos de enchufe a través de la
unidad funcional (1) sobre el bus de direcciones (6).
3. Unidad funcional según la reivindicación 1 ó
2, caracterizada porque están depositados un estado teórico
y un estado real del equipamiento de la unidad funcional en la
instalación de memoria (8, 9) y se comparan por medio de una
instalación de comparación (10), siendo generada una señal de
control (13) en el caso de una desviación del estado real con
respecto al estado teórico, que representa el fallo como ausencia
de unidades funcionales reconocidas y activa su emulación a través
de una unidad funcional (1) definida con anterioridad.
4. Unidad funcional según la reivindicación 3,
caracterizada, además, por una línea de mensajes (12) por
medio de la cual se señaliza la desviación del estado real con
respecto al estado teórico.
5. Unidad funcional según la reivindicación 3 ó
4, caracterizada, además, por un canal de configuración
(13), a través del cual se comunica la ocupación de los puestos de
enchufe, para los que la unidad funcional (1) indica una ocupación
al bus de direcciones (13) y las otras unidades funcionales
respectivas, que son emuladas en caso de fallo de las mismas.
6. Unidad funcional según la reivindicación 3, 4
ó 5, caracterizada, además, por una instalación de memoria
(8, 9), en la que está memorizada la funcionalidad de otra unidad
funcional enchufada en el sistema programable con memoria y en el
caso de fallo de esta otra unidad funcional, se emula la
funcionalidad de esta unidad funcional y se asume su puesto de
enchufe.
7. Unidad funcional según la reivindicación 3,
caracterizada porque la unidad funcional (1) emula de una
manera definida varias unidades funcionales en el caso de fallo de
las mismas.
8. Control programable con memoria,
caracterizado por al menos una unidad funcional según una de
las reivindicaciones 1 a 7.
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