ES2310539T3 - Sistema bus con control de lineas durante la fase de reposo. - Google Patents

Abstract

Un método para operar un sistema bus con una fase de baja potencia en la que los participantes de bus están en un estado de bajo consumo de corriente en comparación con el estado de emisión activa, caracterizado porque los participantes de bus abandonan la fase de baja potencia cuando ambos conductores de bus (1,2) están activos por mas tiempo que un periodo de tiempo predeterminado, en donde durante una fase de baja potencia se envía cíclicamente mediante un primer participante (3) de bus por lo menos un impulso sobre el bus cuya duración no llega al periodo de tiempo predeterminado y el cual es recibido y evaluado por lo menos por un segundo participante (4) de bus para vigilar los dos conductores de bus (1,2).

Description

Sistema bus con control de líneas durante la fase de reposo.

El invento se refiere a un sistema bus con una fase de baja potencia en la cual los participantes del bus se encuentran en un estado de consumo reducido de corriente comparado con el estado de transmisión activa, el cual abandonan cuando los conductores del bus están activos un intervalo de tiempo mas largo que el predeterminado. Este tipo de sistemas bus, que por ejemplo puede tratarse de un Bus CAN, ya son conocidos. Este tipo de fases de baja potencia están previstas para reducir el consumo de corriente de los participantes del bus durante tiempos de inactividad. Esto es lógico, por ejemplo, en vehículos móviles con una reserva reducida de energía.

En una solución conocida por el documento WO99/46888 los participantes del bus pueden ser conectados por medio de señales de maniobra desde un estado de reposo a un estado de disponibilidad y de allí al estado normal. Por el documento DE 196 37 312 se conoce una red cuyo master está en situación de colocar en un modo de ahorro de corriente a los demás participantes del bus.

En las soluciones conocidas los participantes del bus permanecen tanto tiempo en la fase de baja potencia hasta que sobre el bus se transmite activamente durante un periodo de tiempo que sobrepasa un periodo de tiempo predeterminado, que se trata de un tiempo tipo despertador. Si este tiempo predeterminado del estado activo del bus se sobrepasa los participantes del bus abandonan la fase de baja potencia y pasan al estado de servicio en el que pueden enviar o recibir datos por el bus. Una configuración de este tipo de la fase de baja potencia es conocida por ejemplo de los transceptores con las denominaciones de tipo PCA 82 C 252, TJA 1053 TJA 1054 de la firma Philips.

Es mucho más deseable, incluso durante una de esas fases de baja potencia, el vigilar el estado del bus, especialmente comprobar si el bus sigue trabajando correctamente o si los conductores del bus están cortados. Con la solución según el estado de la técnica esto no es posible.

Por tanto es misión del invento el desarrollar aun más el sistema bus anteriormente mencionado de manera que incluso durante la fase de baja potencia sea posible comprobar una vigilancia del funcionamiento del bus.

Esta misión queda resuelta por un sistema bus del tipo mencionado al comienzo porque los participantes del bus abandonan la fase de baja potencia si los conductores (1,2) de bus están activos mas tiempo que un periodo de tiempo predeterminado, en donde durante una fase de baja potencia un primer participante (3) del bus envía cíclicamente por lo menos un impulso cuya duración no alcanza el periodo predeterminado de tiempo y el cual es recibido y valorado por lo menos por un segundo participante (4) del bus para vigilar los conductores (1,2) del bus.

Una vigilancia del estado del bus es con ello posible, incluso durante una fase de baja potencia, porque durante una fase de baja potencia un participante da un impulso sobre el bus de datos que se repite cíclicamente, en donde la duración en el tiempo de ese impulso o de los impulsos debe ser elegida de manera que quede por debajo del periodo de tiempo predeterminado. Esto tiene como consecuencia que los participantes "normales" del bus no son despertados por este impulso, puesto que la duración del impulso es más corta que el periodo de tiempo predeterminado, pero los participantes del bus solo abandonan la fase de baja potencia cuando sobre el bus surgen uno o varios impulsos cuya duración sobrepasa ese periodo de tiempo.

Está previsto por lo menos otro participante del bus que incluso durante una fase de baja potencia vigila los conductores del bus. Esta vigilancia puede ser realizada en su caso también a un ritmo cíclico. Si durante una fase de baja potencia este segundo participante del bus recibe cíclicamente esos impulsos, entonces esto significa un funcionamiento sin problemas del bus. Si estos impulsos dejan de ser recibidos por el segundo participante del bus entonces hay un funcionamiento defectuoso del bus.

Para esta comprobación del funcionamiento del sistema bus durante una fase de baja potencia solo deben ser despertados cíclicamente el primer y el segundo participante del bus para enviar o recibir el impulso. Otros participantes del bus pueden permanecer en la fase de baja potencia. A pesar de ello de esta manera también es posible una comprobación cíclica del funcionamiento del bus durante la fase de baja potencia.

Según una configuración del invento acorde con la reivindicación 2 el segundo participante del bus puede ventajosamente entonces emitir una señal de alarma cuando durante la fase de baja potencia comprueba que el impulso normalmente producido cíclicamente por el primer participante del bus desaparece, que por ejemplo señale a los participantes del bus que el funcionamiento del bus es defectuoso. Esto puede ser utilizado, por ejemplo en automóviles, para instalaciones de alarma enmalladas para mediante este sistema bus realizar simultáneamente una comprobación del sistema bus y disparar entonces la alarma cuando el sistema de bus es defectuoso, por ejemplo por
manipulación.

Para también en el primer participante emisor del bus producir un ahorro de energía durante la fase de baja potencia está previsto, según otra configuración del invento acorde con la reivindicación 3, que el participante del bus se encuentre normalmente en la fase de baja potencia y para enviar el impulso cíclico se despierte precisamente en ese ciclo mediante mediante una conexión perro vigilante.

Lo mismo vale de acuerdo con otra configuración del invento de acuerdo con la reivindicación 3 para el segundo participante de bus que valora el impulso enviado cíclicamente, el cual ventajosamente es despertado cíclicamente para valorar el impulso mediante un circuito perro guardian. También aquí de esta manera se conserva una parte esencial de las ventajas de ahorro de energía de la fase de baja potencia.

A continuación, sobre la base del dibujo, se describe con mas detalle un ejemplo constructivo.

El dibujo muestra en forma de un diagrama de bloques un Bus CAN así como un primer participante 3 y un segundo participante 4.

Al bus CAN que presenta conductores 1 y 2 hay conectados participantes que no están representados. Estos participantes, al igual que el primer participante 2 y el segundo participante 3, transmiten sus datos por los conductores 1 y 2 del bus CAN de forma diferencial, es decir, un bit que hay que transmitir es transmitido de tal manera dominante que se eleva el potencial, por ejemplo del conductor 1, mientras que se reduce el del conductor 2. El funcionamiento y el protocolo de un bus CAN de este tipo está fijado por la especificación ISO 11898.

En soluciones conocidas para el ahorro de energía está prevista una llamada fase de baja potencia a la que pueden ser desplazados los participantes. Los participantes del bus se despiertan de esta fase de baja potencia solo cuando sobre los conductores 1 y 2 emerge una señal dominante durante un tiempo mas largo que un periodo de tiempo predeterminado.

Si los participantes del bus se encuentran en la fase de baja potencia, no existe ninguna posibilidad, en las soluciones de acuerdo con el estado de la técnica, para comprobar el funcionamiento del bus o de los conductores de bus 1 y 2, puesto que todos los participantes del bus están inactivos.

Para determinadas aplicaciones en automóviles existe el deseo de comprobar el funcionamiento del bus en continuo. Esto es deseable en automóviles, por ejemplo, en instalaciones de alarma enmalladas mediante este bus.

Entonces, de acuerdo con el invento, está previsto un primer participante 3 de bus que durante la fase de baja potencia emite por lo menos un impulso que se repite con un ritmo cíclico, de una determinada duración que no sobrepasa el periodo de tiempo predeterminado.

Además está previsto por lo menos un segundo participante 4 de bus que con el mismo ritmo cíclicamente repetido comprueba si recibe el impulso enviado por el primer participante 3. Si este es el caso, entonces el bus trabaja correctamente. Sin embargo, si el participante 4 no recibe este impulso entonces existe un fallo en el funcionamiento del bus CAN, y el segundo participante 4 puede provocar una alarma correspondiente.

A continuación se entrará con mas detalle en el funcionamiento del primer participante 3 y del segundo participante 4, sobre la base de un diagrama de bloques.

El diagrama de bloques muestra que el primer participante 3 de bus presenta un transceptor 5 que crea la conexión con los conductores 1 y 2 del bus CAN y puede recibir datos desde éste o enviar datos sobre éste.

Con el transceptor 5 está acoplado un microcontrolador 6 con una función perro guardián. El microcontrolador 6 controla al transceptor 5 y maneja por ejemplo, el protocolo bus del bus CAN. Sin embargo, de acuerdo con el invento, en el microcontrolador 6 esta integrada también una función perro guardián la cual, entonces, cuando el primer participante 3 y el bus CAN se encuentran en una fase de baja potencia, "despierta" a intervalos cíclicos al primer participante 3 y el transceptor 5 organiza que sobre los conductores 1 y 2 del bus CAN se envíe un impulso. Entonces hay que tener en cuenta que la duración en el tiempo de este impulso debe ser menor que aquel periodo de tiempo predeterminado en el que en caso de bus dominante los participantes de bus que se encuentran en la fase de baja potencia se despiertan, de manera que abandonan esa fase de baja potencia.

El circuito perro guardián en el microprocesador 6 origina con esto, que mediante el transceptor se transmita, repitiéndose cíclicamente, un impulso dominante sobre los conductores 1 y 2 del bus CAN sin que su duración provoque que los otros participantes del bus se despierten. Esto es valido especialmente para otros participantes del bus, no representados en la figura, que no vigilan este impulso.

De acuerdo con el invento, en el sistema de bus esta previsto un segundo participante 4 de bus que presenta un transceptor 7 con el que están acoplados ambos conductores 1 y 2 del bus CAN. El transceptor 7 está controlado a su vez por un microcontrolador 8 en el que igualmente está integrada una función de perro guardián.

En el segundo participante 4 de bus está previsto además un comparador 9 el cual compara el potencial del segundo conductor 2 de bus con un potencial de referencia Ref1. Un segundo comparador 10 compara el potencial del primer conductor 1 de bus con un segundo potencial de referencia.

Si sobre ambos conductores 1 y 2 de bus se transmite un bit dominante, entonces el potencial del conductor 1 de bus sobrepasa durante este tiempo el del potencial de referencia Ref2, y el segundo comparador 10 emite una correspondiente señal de salida. De manera similar, en el caso de un bit dominante transmitido por el conductor 2 de bus, como consecuencia de la caída de potencial por este conductor, el comparador 9 emite una señal cuando el potencial de este conductor queda por debajo del primer potencial de referencia Ref1.

En el caso de un funcionamiento normal del bus de datos ambos comparadores 9 y 10 deberían enviar cada uno una señal durante todo el tiempo que sobre el bus de daos se está enviando un bit dominante. Para la valoración de fallo acorde con el invento se enlazan ambas señales de salida de los comparadores 9 y 10 mediante una puerta "O" 11 cuya señal de salida se envía al microcontrolador 8 del segundo participante 4 de bus.

El microcontrolador 8 valora la señal de salida de la puerta "O" 11 en el ciclo arriba mencionado, siempre que en una fase de baja potencia el primer participante 3 de bus envía un impulso por los conductores 1 y 2 de bus. Exactamente en este mismo ciclo, en el caso de un funcionamiento correcto del bus CAN, tanto el comparador 9 como el comparador 10 deberían ambos emitir una señal la cual alcanza la puerta "O" en el microcontrolador 8 y allí es valorada por él.

En el ejemplo constructivo se parte, como consecuencia del enlace de ambas señales de salida de los comparadores 9 y 10 sede de la puerta "o" 11, de que es suficiente si uno de los conductores 1 y del bus CAN ejecuta una función correcta puesto que en este caso todavía está garantizado un correcto funcionamiento del bus. Con ello la valoración mediante el microcontrolador 8 se realiza de tal manera que precisamente entonces, cuando uno de los dos comparadores 9 o 10 emite una señal de salida, se parte de un correcto funcionamiento del bus.

Si por el contrario, el microprocesador 8 confirma que en el ciclo antes mencionado no recibe ninguna señal de la puerta "O" 11 entonces ni sobre el conductor 1 de bus ni sobre el conductor 2 de bus se ha recibido el impulso enviado por el primer participante 3 de bus. Con ello existe un fallo del bus. En este caso el microprocesador 8 del segundo participante 4 de bus puede emitir ventajosamente una señal de alarma.

Como resultado, mediante el sistema bus acorde con el invento se consigue también en una fase de baja potencia una vigilancia del funcionamiento del bus o de los conductores 1 y 2 de bus. Para ello solamente deben de abandonar el primer participante 1 de bus y el segundo participante 2 de bus cíclicamente durante corto tiempo la fase de baja potencia. Todos los restantes participantes de bus pueden permanecer en la fase de baja potencia también durante esta fase de vigilancia.

Con esto, a pesar de la posible comprobación del funcionamiento del bus en su fase de baja potencia, no es necesario un "despertar" de la mayor parte de los participantes del bus. También, dependiendo de la aplicación, los participantes 3 y 4 de bus pueden permanecer largo tiempo en su fase de baja potencia y solo deben ser despertados cíclicamente para la fase de prueba. El tiempo del ciclo se obtiene de la velocidad necesaria de reacción en las manipulaciones de los cables.

Claims (6)

1. Un método para operar un sistema bus con una fase de baja potencia en la que los participantes de bus están en un estado de bajo consumo de corriente en comparación con el estado de emisión activa, caracterizado porque los participantes de bus abandonan la fase de baja potencia cuando ambos conductores de bus (1,2) están activos por mas tiempo que un periodo de tiempo predeterminado, en donde durante una fase de baja potencia se envía cíclicamente mediante un primer participante (3) de bus por lo menos un impulso sobre el bus cuya duración no llega al periodo de tiempo predeterminado y el cual es recibido y evaluado por lo menos por un segundo participante (4) de bus para vigilar los dos conductores de bus (1,2).

2. Procedimiento para operar un sistema de bus de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque el segundo participante (4) de bus que esta valorando el impulso enviado cíclicamente sobre el bus durante una fase de baja potencia, emite una señal de alarma cuando él no recibe el impulso durante por lo menos un ciclo.

3. Procedimiento para operar un sistema de bus de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque el primer participante (3) de bus que tiene que enviar el impulso durante una fase de baja potencia es despertado cíclicamente mediante un circuito de perro guardián para enviar el impulso.

4. Procedimiento para operar un sistema de bus de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque el sistema de bus se trata de un bus CAN.

5. Procedimiento para operar un sistema de bus de acuerdo con la reivindicación 4, caracterizado porque el impulso enviado cíclicamente durante una fase de baja potencia sobre el bus es enviado por los dos conductores de bus (1,2).

6. Procedimiento para operar un sistema de bus de acuerdo con la reivindicación 1 y 5, caracterizado porque el segundo participante (4) de bus que esta valorando el impulso enviado cíclicamente sobre el bus durante una fase de baja potencia realiza cíclicamente una evaluación de ambos conductores de bus (1,2) mediante dos comparadores (9,10) y un circuito perro guardián, y entonces emite una señal de alarma cuando el impulso enviado cíclicamente durante una fase de baja potencia sobre el bus no aparece en ambos conductores de bus (1,2).