ES2275171T3 - Sistema de bus de datos. - Google Patents
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Abstract
Procedimiento para operar un terminal (12) que recibe y transmite datos a través de una línea de bus (4, 6) y que comprende los pasos de: - control de la línea de bus (4, 6) para determinar si la línea de bus (4, 6) está ocupada; - determinación de si el terminal (12) está transmitiendo datos a la línea de bus (4, 6); y - supresión de la transmisión de datos del terminal (12) a la línea de bus por medio de la desconexión del terminal (12), si se detecta que el terminal (12) está transmitiendo datos a la línea de bus (4, 6) y que la línea de bus (4, 6) está ocupada; donde el terminal (12) realiza automáticamente y sin un control externo la supresión de la transmisión de datos a la línea de bus (4, 6); donde el terminal (12) se opera en, como mínimo, un sistema de bus seleccionado del grupo de un sistema de bus CAN, un sistema de bus ARINC 629 y un sistema de bus MIL-SDT 1553.
Description
Sistema de bus de datos.
La presente invención se refiere a buses de
datos en general. Particularmente, la presente invención se refiere
a un procedimiento para operar un terminal que recibe y transmite
datos a través de una línea de bus, un terminal para la conexión a
una línea de bus y un sistema de buses de datos con una línea de bus
y un terminal.
En las aplicaciones como por ejemplo en la
industria del automóvil o la construcción aeronáutica se utilizan
actualmente de forma creciente sistemas de buses en lugar de los
complicados sistemas de mazos de cables. Así se consigue un
mantenimiento más fácil del sistema lo mismo que un menor costo de
cableado y un peso menor. En este sentido se llegó, especialmente
en la industria del automóvil, a un acuerdo en cuanto a un estándar
común sobre buses, a saber, el sistema de buses CAN según DIN ISO
11898. En la construcción aeronáutica existe, por ejemplo, el
estándar ARINC 629 y el estándar MIL-SDT 1553.
Especialmente al aplicarlo en la construcción aeronáutica, es
necesario que el sistema de buses sea resistente contra defectos. La
atención se centra aquí en evitar un colapso de la comunicación por
el funcionamiento defectuoso de un solo aparato de mando o del
terminal.
En estos sistemas de buses de datos puede
ocurrir de hecho que un aparato defectuoso o un terminal defectuoso
perturbe la totalidad del bus. Un ejemplo típico de este caso es el
llamado "Babbling idiot", es decir un aparato o terminal que
transcribe a un bus de forma continua informaciones sin sentido. En
caso extremo, esto conduce a que ya no es posible ninguna
comunicación entre los otros aparatos/terminales conectados con la
misma línea de buses.
Hasta la fecha, esto solamente se puede impedir
o evitar de forma insuficiente por medidas externas, controlando
los diferentes emisores por medios externos y desconectando los
mismos desde el exterior al presentarse un "Babbling Idiot".
Esto representa un mayor trabajo en cuanto a enlaces y además un
mayor costo.
Por la EP 0 237 839 A2 se conoce un sistema de
comunicación para la transmisión de informaciones de datos a través
de un bus de datos entre dos o varios microprocesadores de usuario
conectados con un bus de datos.
La EP 1 170 903 A2 revela una unidad de
controlador de bus para un nodo de red de una red de comunicación
de datos con activación en función del tiempo.
La WO 02/088972 revela un sistema para el
mantenimiento de un cronometraje limpio y una comunicación sin
defectos en un bus de red con un bus de potencia que comprende,
como mínimo, un aparato de red, un controlador de red y, como
mínimo, un elemento de protección del bus.
El objetivo de la presente invención consiste en
evitar que un sistema de bus quede bloqueado por un "Babbling
Idiot".
De acuerdo con un ejemplo de ejecución de la
presente invención según se indica en la reivindicación 1, se
proporciona un procedimiento para operar un terminal que recibe y
emite datos a través de una línea de bus. La línea de bus es
controlada para determinar si está ocupada, es decir si se
transmiten datos a través de la línea de bus. También se determina
si el correspondiente terminal está enviando al mismo tiempo datos a
la línea de bus. Según el procedimiento se impide el envío de datos
del terminal a la línea de bus mediante la desconexión del
terminal, si se determina que el terminal está enviando datos a la
línea de bus y la línea de bus está ocupada. El terminal se opera
en, como mínimo, un sistema de bus seleccionado del grupo de un
sistema de buses CAN, un sistema de buses ARINC 629 y un sistema de
buses MIL-SDT 1553.
En otras palabras, según este ejemplo de
ejecución de la presente invención se impide la transmisión de datos
del terminal a la línea de bus o se bloquea o desconecta el
terminal si el terminal está emitiendo aunque el bus no esté
libre.
Ventajosamente, esto permite una desconexión o
supresión de la transmisión de datos de un terminal cuando el mismo
resulta ser un "Babbling Idiot", es decir si el mismo envía
datos a la línea de bus a pesar de que la misma está ocupada.
Según otro ejemplo de ejecución de la presente
invención se indica un terminal para la conexión con una línea de
bus, para poder recibir y transmitir datos a través de la línea de
bus. El terminal comprende un circuito de control para controlar la
línea de bus para determinar si la línea de bus está ocupada.
Además, el terminal comprende un circuito de detección de
transmisión para determinar si el terminal envía datos a la línea de
bus, así como un circuito de supresión de transmisión para impedir
la transmisión de datos a la línea de bus por medio de la
desconexión del terminal, si se determina que el terminal está
enviando datos a la línea de bus a pesar de que la misma está
ocupada. El terminal se opera en, como mínimo, un sistema de bus
seleccionado del grupo de un sistema de buses CAN, un sistema de
buses ARINC 629 y un sistema de buses MIL-SDT
1553.
De forma y manera ventajosa se indica según este
ejemplo de ejecución de la presente invención un terminal que
impide, por completo sin control externo, es decir por si mismo, una
transmisión de datos a la línea de bus si se detecta que esta
transmisión de datos no está autorizada. Así se conoce un
funcionamiento defectuoso del emisor o del terminal con mayor
seguridad que según el estado de la técnica actual, se reconoce
dentro del terminal y se impide.
Según otro ejemplo de ejecución de la presente
invención se indica un sistema de bus de datos con una línea de bus
y un terminal. En este sistema de bus de datos el terminal está
configurado con un circuito de control, un circuito de detección de
emisión y un circuito de supresión de emisión de manera que se
controlan las líneas de emisión y recepción del terminal y, tan
pronto como se detecta un envío no autorizado por el terminal o un
emisor del terminal, se impide la transmisión de datos mediante la
desconexión del terminal. Una transmisión no autorizada se detecta,
por ejemplo, debido a que el emisor o el terminal intenta introducir
datos en la línea de datos a pesar de que la misma no está libre o
está ocupada. El terminal se opera en, como mínimo, un sistema de
bus seleccionado del grupo de un sistema de bus CAN, un sistema de
bus ARINC 629 y un sistema de bus MILSDT 1553.
Se puede considerar como núcleo de un ejemplo de
ejecución de la presente invención que se controlan ambas, es decir
la línea de emisión y recepción del terminal y si se determina una
transmisión no autorizada por la línea de transmisión, es decir si
el emisor está transmitiendo a pesar de que el bus no está libre, se
determina que existe un fallo y se desconecta el emisor.
De las subreivindicaciones se deducen otros
ejemplos de ejecución ventajosos de la presente invención.
A continuación se describen ejemplos de
ejecución de la presente invención haciendo referencia a las figuras
adjuntas.
La figura 1, muestra un diagrama de flujo de un
ejemplo de ejecución de un procedimiento para la operación de un
terminal en un sistema de bus de acuerdo con la presente
invención.
La figura 2, muestra un diagrama de bloques de
un primer ejemplo de ejecución de un sistema de bus de datos con un
primer ejemplo de ejecución de un terminal según la presente
invención.
La figura 3, muestra un diagrama de bloques
simplificado de un segundo ejemplo de ejecución de un sistema de
bus de datos con un segundo ejemplo de ejecución de un terminal
según la presente invención.
La figura 1 muestra un diagrama de flujo
simplificado de un ejemplo de ejecución de un procedimiento para
operar un terminal que recibe y emite datos a través de una línea de
bus.
Como se puede ver en la figura 1, después del
arranque en el paso S1 se determina en el paso S2 si el bus, es
decir la línea de bus, está ocupada o no. Si se determina en el paso
S2 que la línea de bus está ocupada, se sigue con el paso S3 en el
que se determina si el emisor del terminal está transmitiendo o no.
Si en el paso S3 se determina que el emisor está transmitiendo se
sigue con el paso S4 en el que se determina que existe un error y
se desconecta el emisor. Después del paso S4 se sigue con el paso S5
donde finaliza el proceso.
Si en el paso S2 se determina que el bus no está
ocupado retrocede el proceso de forma recursiva. Si en el paso S3
se determina que el emisor no está transmitiendo, el proceso
retrocede de forma recursiva hasta el paso S2.
El procedimiento representado en la figura 1
puede realizarse, por ejemplo, de manera que se controlan una línea
de transmisión y una línea de recepción desde y hasta un terminal
conectado con una línea de bus y que se impide una transmisión de
datos del terminal si se detecta que existe un tráfico de datos
tanto en la línea de entrada como también en la línea de
transmisión. Un tráfico de datos diferente en la línea de recepción
y en la línea de transmisión significa que los datos de la línea de
transmisión difieren de los datos de la línea de recepción.
Los pasos del procedimiento mostrados en la
figura 1 se realizan de manera y forma ventajosa en el
correspondiente terminal conectado con la línea de bus. De esta
forma no es necesario ningún control externo. Esto permite también
una gran flexibilidad del sistema de bus debido a que, por ejemplo,
al añadir un terminal nuevo no es necesario adaptar ningún mando o
ninguna coordinación externa. Además, se incrementa la resistencia
del sistema de bus a los fallos.
La figura 2 muestra un diagrama de bloques
simplificado de un primer ejemplo de ejecución de un sistema de bus
con un primer ejemplo de ejecución de un terminal según la presente
invención.
Como se puede ver en la figura 2, el sistema de
bus tiene un bus de datos 2 con dos líneas de datos 4 y 6
conectadas cada una a través de las correspondientes líneas de
derivación 8 y 10 con un acoplador direccional 14 en el terminal
12. Además del acoplador direccional 14, el terminal 12 comprende un
receptor 22, un emisor 24, dos circuitos de detección de transmisor
26 y 28, un comparador de tensiones 30 así como una puerta Y 32
cuya salida está conectada con el emisor como "transmit
disable" (desactivar transmisión).
El acoplador direccional 14 está conectado con
el emisor 24 a través de líneas de transmisión T_{x} 18 y 20.
Además, el acoplador direccional 14 está conectado con el receptor
22 a través de líneas de recepción R_{x} 14 y 16. Las líneas de
recepción R_{x} 14 y 16 también constituyen las señales de entrada
para el circuito detector de transmisor 26 y el comparador de
tensiones 30. Las salidas de los circuitos de detección del
transmisor 26 y 28 así como del comparador de tensiones 30 forman
las entradas de la puerta Y 32.
El modo de operación del circuito del terminal
representado en la figura 2 es como sigue: Si existe una señal en
el bus de datos 2 se produce una distribución por el acoplador
direccional 14 entre las líneas de transmisión T_{x} y las líneas
de recepción R_{x}. Las líneas T_{x} y R_{x} son controladas
por los circuitos de detección de transmisores 26 y 28 mediante
medición de señales. Los circuitos detectores de transmisor 26 y 28
generan una señal de salida si existe una tensión de señalización
correspondiente en T_{x} ó R_{x}. Al mismo tiempo, el
comparador de tensiones 30 compara el contenido de señales de
T_{x} y R_{x}. El comparador de tensiones 30 genera una señal
de salida solamente si los contenidos de las señales de entrada, es
decir de T_{x} y R_{x}, son diferentes.
Si el emisor 24 inicia de forma arbitraria una
transmisión de datos a través del bus de datos 2 durante una
transmisión al bus de datos 2, se cumplen las siguientes
condiciones:
- 1.
- En la línea T_{x} se detecta una señal debido a la cual el circuito detector de transmisor 28 genera una señal de salida.
- 2.
- Se detecta una señal en el circuito R_{x} después de lo cual el circuito detector de transmisor 26 genera una señal de salida.
- 3.
- El comparador de tensiones detecta que la señal de emisión (en T_{x}, es decir en las líneas 18 y 20) es diferente a la señal de recepción (R_{x}, es decir en las líneas 14 y 16) y genera, por lo tanto, una señal de salida.
Estas tres condiciones 1 a 3 son enlazadas ahora
a través de la puerta Y la cual desconecta entonces el emisor a
través de "transmit disable". De esta forma se proporciona un
sistema lógico dentro del terminal 12 que suprime o bien impide una
transmisión no autorizada del emisor 24. De este forma se evita que
el terminal 12 se convierta en un "Babbling Idiot".
La figura 3 muestra un diagrama de bloques
simplificado de un segundo ejemplo de ejecución de un sistema de
bus de datos con un segundo ejemplo de ejecución de un terminal
según la presente invención. En la figura 3 se utilizan para los
mismos elementos o elementos correspondientes las mismas referencias
que en la figura 2.
El bus de datos 2 en la figura 3 es una fibra de
vidrio. Por lo tanto, el sistema de transmisión de datos
representado en la figura 3 es un sistema óptico de transmisión de
datos. Puesto que los elementos 14, 16, 18, 20, 22, 24, 26, 28, 30
y 32 ya se han descrito con referencia a la figura 2, nos remitimos
en este sentido a la correspondiente descripción de la figura 2. El
modo operativo de estos elementos en el ejemplo de ejecución
representado en la figura 3 corresponde al modo operativo de estos
elementos en el ejemplo de ejecución representado en la figura
2.
En la figura 3, las señales ópticas del bus de
datos 2 son desacopladas de la fibra de vidrio por medio de
acopladores bifurcados 40 y 42 y son transmitidas a través de un
acoplador en cruz 44 a un convertidor electroóptico 46 del lado del
emisor y un convertidor optoeléctrico 48 del lado del receptor. Los
convertidores electroópticos 46 y 48 convierten las señales
eléctricas que entran o bien salen del terminal en señales ópticas
que se acoplan entonces en la fibra de vidrio a través del
acoplador en cruz 44 y los acopladores bifurcados 40 y 42. Los
convertidores electroópticos 46 y 48 también convierten las señales
ópticas desacopladas de la fibra de vidrio por el acoplador
bifurcado 40 y 42 y el acoplador en cruz 44 en señales eléctricas
que forman la señal de transmisión T_{x} en las líneas 18 y 20 y
la señal de recepción de R_{x} en las líneas 14 y 16.
Como ya se ha mencionado más arriba, según la
presente invención se detecta e impide con una seguridad muy grande
dentro del terminal un funcionamiento erróneo del emisor. De esta
forma no es necesario prever un mando o un control externo que
desconecta, por ejemplo, un emisor convertido en "Babbling
Idiot". De esta manera se evita un bloqueo de la red.
Claims (15)
1. Procedimiento para operar un terminal (12)
que recibe y transmite datos a través de una línea de bus (4, 6) y
que comprende los pasos de:
- -
- control de la línea de bus (4, 6) para determinar si la línea de bus (4, 6) está ocupada;
- -
- determinación de si el terminal (12) está transmitiendo
- datos a la línea de bus (4, 6); y
- -
- supresión de la transmisión de datos del terminal (12) a la línea de bus por medio de la desconexión del terminal (12), si se detecta que el terminal (12) está transmitiendo datos a la línea de bus (4, 6) y que la línea de bus (4,6) está ocupada;
- donde el terminal (12) realiza automáticamente y sin un control externo la supresión de la transmisión de datos a la línea de bus (4, 6);
- donde el terminal (12) se opera en, como mínimo, un sistema de bus seleccionado del grupo de un sistema de bus CAN, un sistema de bus ARINC 629 y un sistema de bus MIL-SDT 1553.
2. Procedimiento según la reivindicación 1,
caracterizado porque se controlan una
línea de transmisión y una línea de recepción hacia y desde el
terminal (12) y se impide una transmisión de datos del terminal
(12) cuando se detecta que existe un tráfico de datos diferentes
tanto en la línea de recepción como también en la línea de
transmisión.
3. Procedimiento según la reivindicación 1 ó
2,
caracterizado porque el control de la
línea de bus (4, 6) para determinar si la línea de bus (4, 6) está
ocupada, determina si el terminal (12) transmite datos a la línea
de bus (4, 6) e impide la transmisión de datos dentro del terminal
(12).
4. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 1 a 3, que comprende, además, los pasos de:
- -
- acoplamiento de una señal de emisión de una línea de transmisión del terminal a la línea de bus (4, 6) de manera que la señal de transmisión no es transmitida a una línea de recepción del terminal; y
- -
- desacoplamiento de una señal de la línea de bus (4, 6) a la terminal (12) de manera que la señal es transmitida a la línea de transmisión y la línea de recepción del terminal.
5. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 1 a 4,
caracterizado porque el procedimiento se
utiliza en un bus de datos (2) eléctrico o un bus de datos (2)
óptico en un avión.
6. Terminal para la conexión a una línea de bus
para recibir y transmitir datos a través de la línea de bus, que
comprende:
- -
- un circuito de control (26) para vigilar la línea de bus (4, 6) para determinar si la línea de bus (4, 6) está ocupada;
- -
- un circuito de detección de emisión (28) para determinar si el terminal (12) está transmitiendo datos a la línea de bus (4, 6); y
- -
- un circuito de supresión de emisión (32) para impedir la transmisión de datos del terminal (12) a la línea de bus por medio de la desconexión del terminal (12) si se detecta que el terminal (12) está enviando datos a la línea de bus (4, 6) y que la línea de bus (4, 6) está ocupada,
caracterizado porque el circuito de
supresión de transmisión (32) está diseñado de manera que el
terminal (12) realiza automáticamente y libre de un control externo
la supresión de transmisión de datos a la línea de bus;
caracterizado porque el terminal (12) se
opera en, como mínimo, un sistema de bus seleccionado del grupo de
un sistema de bus CAN, un sistema de bus ARINC 629 y un sistema de
bus MIL-SDT 1553.
7. Terminal según la reivindicación 6,
caracterizado porque se controlan una
línea de transmisión y una línea de recepción hacia y desde el
terminal (12) por medio del circuito de control (26) y el circuito
de detección de transmisión (28) y se impide una transmisión de
datos del terminal (12) por medio del circuito de supresión de
transmisión (32) si se detecta que existe un tráfico de datos no
idéntico, tanto en la línea de recepción como también en la línea de
transmisión.
8. Terminal según la reivindicación 6 ó 7,
caracterizado porque el control de la
línea de bus (4, 6) para detectar si la línea de bus (4, 6) está
ocupada realiza la determinación de si el terminal (12) envía datos
a la línea de bus (4, 6) y la supresión de la transmisión de datos
dentro del terminal (12), estando el circuito de control (26), el
circuito de detección de transmisión (28) y el circuito de
supresión de transmisión (32) dispuestos en el terminal (12).
9. Terminal según una de las reivindicaciones 6
a 8,
caracterizado porque el terminal (12)
está conectado con la línea de bus (4, 6) por medio de un acoplador
(14, 44), el acoplador (14, 44) transmite a la línea de bus (4, 6)
una señal de emisión de una línea de transmisión del terminal y el
acoplador (14, 44) transmite a la línea de recepción y a la línea de
emisión del terminal una señal de la línea de bus (4, 6).
10. Terminal según una de las reivindicaciones 6
a 9,
caracterizado porque el terminal puede
conectarse en un avión como bus de datos (2) eléctrico o como bus de
datos (2) óptico.
11. Sistema de bus de datos con una línea de bus
(4, 6) y un terminal (12) conectado con la línea de bus (4, 6) para
recibir y transmitir datos a través de la línea de bus (4, 6),
caracterizado porque el terminal (12) comprende:
- -
- un circuito de control (26) para controlar la línea de bus (4, 6) y detectar si la línea de bus (4, 6) está ocupada;
- -
- un circuito de detección de transmisión (28) para determinar si el terminal (12) está transmitiendo datos a la línea de bus (4, 6);
- -
- un circuito de supresión de transmisión (32) para impedir la transmisión de datos a la línea de bus (4, 6) si se detecta que el terminal está transmitiendo datos a la línea de bus (4, 6) y que la línea de bus (4, 6) está ocupada;
caracterizado porque el circuito de
supresión de transmisión (32) está diseñado de manera que el
terminal realiza automáticamente y libre de un control externo la
supresión de la transmisión de datos a la línea de bus (4, 6)
mediante la desconexión del terminal (12);
caracterizado porque el terminal (12)
opera en, como mínimo, un sistema de bus seleccionado del grupo de
un sistema de bus CAN, un sistema de bus ARINC 629 y un sistema de
bus MIL-SDT 1553.
12. Sistema de bus de datos según la
reivindicación 11,
caracterizado porque se controlan una
línea de transmisión y una línea de recepción hacia y desde el
terminal (12) por medio del circuito de control (26) y el circuito
de detección de transmisión (28), y se impide una transmisión de
datos del terminal (12) por medio del circuito de supresión de
transmisión (32) si se detecta que existe un tráfico de datos
diferentes tanto en la línea de recepción como también en la línea
de transmisión.
13. Sistema de bus de datos según la
reivindicación 11 ó 12,
caracterizado porque el control de la
línea de bus (4, 6) para determinar si la línea de bus (4, 6) está
ocupada, transmite la determinación si el terminal (12) envía datos
a la línea de bus (4, 6) y se realiza la supresión de transmisión
de datos dentro del terminal (12) estando el circuito de control
(26), el circuito de detección de transmisión (28) y el circuito de
supresión de transmisión (32) dispuestos en el terminal.
14. Sistema de bus de datos según una de las
reivindicaciones 11 a 13,
caracterizado porque el terminal (12)
está conectado con la línea de bus (4, 6) por medio de un acoplador,
donde el acoplador (14, 44) transmite una señalización de emisión
de una línea de emisión del terminal (12) a la línea de bus (4, 6)
sin transmitirla a una línea de recepción del terminal (12) y donde
el acoplador (14, 44) transmite una señal de la línea de bus (4, 6)
y el terminal (12) a la línea de recepción y la línea de emisión
del terminal.
15. Sistema de bus de datos según una de las
reivindicaciones 11 a 14,
caracterizado porque el sistema de bus de
datos es un bus de datos (2) eléctrico o un bus de datos (2) óptico
en un avión.
Applications Claiming Priority (2)
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|---|---|---|---|
| DE10360873A DE10360873B4 (de) | 2003-12-23 | 2003-12-23 | Verfahren zum Betreiben eines Terminals, Terminal und Datenbussystem |
| DE10360873 | 2003-12-23 |
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| ES2275171T3 true ES2275171T3 (es) | 2007-06-01 |
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