ES2342230T3 - Dispositivo de control de comunicacion punto a punto entre un modulo y un bus de transmision. - Google Patents

Abstract

Dispositivo de control de comunicación punto a punto entre un módulo (10) y un bus de transmisión (22), comprendiendo el dispositivo un circuito impreso (20) que lleva el bus de transmisión (22) y que comprende un elemento de conexión (21) destinado a conectar el módulo (10) con el bus de transmisión (22), caracterizado porque el circuito impreso (20) comprende: - una unidad de control de comunicación (23) dispuesta entre el bus de transmisión (22) y el elemento de conexión (21), comprendiendo dicha unidad (23) al menos un conjunto de comunicación bidireccional (231, 232) dotado de puertas lógicas de tres estados de comunicación unidireccional (24E, 24R) dispuestas mutuamente invertidas, - un circuito lógico de control (30) de dichas puertas lógicas (24E, 24R) que aplica a las puertas lógicas (24E, 24R) señales de control (25E, 25R) de comunicación unidireccional, establecidas a partir de una señal de estado de comunicación (DATAVAL, DELVAL) recibida del módulo (10).

Description

Dispositivo de control de comunicación punto a punto entre un módulo y un bus de transmisión.

La presente invención se refiere a un dispositivo de control de comunicación punto a punto entre un módulo y un bus de transmisión. La invención encuentra una aplicación particularmente ventajosa en el ámbito de los autómatas programables.

Un autómata programable o PLC ("Programmable Logical Controller") es un equipo de automatismo capaz de dirigir, controlar y/o vigilar uno o varios procesos, particularmente en el ámbito de los automatismos industriales, de la construcción o de la distribución eléctrica.

De construcción generalmente modular, un autómata programable PLC está compuesto por diferentes módulos que se comunican entre sí por un bus de transmisión, denominado generalmente bus "fond de panier" (llamado también bus "backplane")(tarjeta compuesta por un bus). Los módulos se fijan mecánicamente en un bastidor, el cual comprende un circuito impreso que soporta igualmente el bus fond de panier así como los elementos de conexión destinados a cooperar con conectores presentes generalmente en la parte posterior de los módulos con el fin de realizar la conexión necesaria entre los módulos y el bus. El número de módulos depende bien entendido del tamaño y del tipo de proceso a automatizar.

Típicamente, un autómata programable puede comprender:

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un módulo de alimentación que proporciona las diferentes tensiones a los otros módulos a través del bus fond de panier.

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un módulo de unidad central UC que comprende un logicial montado ("firmware") (microprogramación en memoria muerta) que integra un sistema de explotación OS en tiempo real, y un programa de aplicación o programa de usuario, que contiene las instrucciones a ejecutar por el logicial montado para realizar las operaciones de automatismo deseadas. El módulo UC comprende también generalmente una conexión frontal delantera a herramientas de programación de tipo ordenador personal PC.

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módulos de entradas/salidas E/S de diversos tipos en función del proceso a controlar, tales como E/S digitales o TOR, analógicos, de recuento, etc. Estos módulos E/S están conectados con sensores y accionadores que participan en la gestión automatizada del proceso.

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uno o varios módulos de comunicación con redes de comunicación (Ethernet, CAN,...) o unidades de interconexión hombre-máquina (pantalla, teclado,...).

A título de ejemplo, un módulo de entradas/salidas puede comprender entre 1 y 32 vías E/S, pudiendo un autómata PLC ser capaz según los modelos a gestionar varios centenares de vías E/S. En caso de necesidad, varios bastidores son por consiguiente conectados entre sí en un mismo PLC. Así, en función de la aplicación y del proceso a automatizar, un autómata PLC puede comprender un gran número de módulos. Es el usuario del autómata PLC el que decide por consiguiente el número y el posicionamiento de los módulos en un bastidor, en función de su aplicación.

Existen buses paralelos de transmisión fond de panier, pero en adelante, el bus de transmisión fond de panier es a menudo un bus en serie. Generalmente, un bus en serie comprende varias líneas de transmisión bidireccionales y es del tipo de puntos múltiples en el sentido en que las líneas bidireccionales pasan por todos los elementos de conexión y conectores asociados con los diferentes módulos conectados con el bus.

La impedancia equivalente cada línea del bus fond de panier (línea + conectores módulos + capacidad de entrada de los módulos) varía enormemente en función del número de módulos conectados y de su emplazamiento respectivo en el bastidor, haciendo el dimensionamiento de las señales del bus difícil incluso imposible (= desadaptación de las señales). El dimensionamiento de cada línea de puntos múltiples de un bus fond de panier, es decir principalmente el valor de la impedancia característica Z_{0} retenido para la línea así como su adaptación en cada uno de los extremos de las líneas, depende en efecto de la presencia o no de los módulos en el fond de panier. Por ejemplo, cuanto más importante es el número de módulos conectados con el bus fond de panier, más baja es la impedancia característica eficaz Z_{0eff}.

Ahora bien, como se acaba de ver, es el usuario el que en función de su aplicación fija el número así como el emplazamiento de los módulos conectados en un bastidor. Con ello sucede naturalmente que un dimensionamiento óptimo no puede ser obtenido de forma sistemática, produciendo entonces un riesgo de consumo elevado debido a la baja impedancia equivalente de la línea y un riesgo de desadaptación de las señales, tendiendo como consecuencia suplementaria que una señal desadaptada provoque una radiación electromagnética importante y genere más armónicas.

Este fenómeno de inestabilidad es tanto más acusado cuando la tensión de las señales de bus es elegida baja (por ejemplo una tensión de 3,3 V en lugar de una tensión habitual de 5 V) con el fin de consumir menos energía (tecnología llamada "low power") (baja potencia). Un dimensionamiento ha mostrado que la manera de enfocar tradicional de líneas multipuntos/multiconectores no se adapta a esta tecnología de "low power".

También, un fin de la invención es proponer un dispositivo que permita garantizar la capacidad del bus de transmisión fond de panier, y por consiguiente la calidad de la señal, sea cual fuere el número de módulos conectados y sea cual fuere su emplazamiento.

Para ello, la invención propone, en un bus de transmisión fond de panier multipuntos, transformar las líneas de comunicación bidireccional multipuntos en otras tantas conexiones punto a punto entre el bus y cada módulo autómata conectado con el bus multipuntos, y esto de forma transparente respecto a los módulos conectados.

Conforme a la invención, este fin se logra gracias a un dispositivo de control de comunicación punto a punto entre un módulo y un bus de transmisión, comprendiendo el dispositivo un circuito impreso que lleva el bus de transmisión y que comprende un elemento de conexión destinado a conectar el módulo con el bus de transmisión. El circuito impreso comprende una unidad de control de comunicación dispuesta entre el bus de transmisión y el elemento de conexión, comprendiendo la indicada unidad puertas lógicas de comunicación unidireccional, y un circuito lógico de control de las indicadas puertas lógicas.

Así, el control de la comunicación bidireccional de las señales del bus en dirección a un módulo es por consiguiente desviado al circuito impreso de fond de panier, lo cual hace la impedancia del bus independiente del número y del emplazamiento de los módulos conectados. Ventajosamente, el bus de transmisión de puntos múltiples ve de forma permanente un número fijo de unidades de control de comunicación, y cada módulo ve una línea bidireccional punto a punto con la unidad de control de comunicación correspondiente.

Solo se encuentra por consiguiente modificada la topología física del bus, sin que su principio y las capas superiores del protocolo sean por ello afectadas. El cambio de topología es transparente respecto a los elementos materiales (entrada, salida, tiempos de acceso de los módulos) y del logicial aplicativo que gestiona el protocolo del bus. Las ventajas son las siguientes:

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optimización de la integridad de la señal sean cuales fuere el número y el emplazamiento de los módulos en el bus fond de panier,

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reducción de la radiación electromagnética emitida,

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coste módico gracias a la disminución de las obligaciones de realización del circuito impreso que lleva las líneas del bus, pues las líneas punto a punto son bastante menos fastidiosas que las líneas multipuntos a nivel de control de impedancia, conéctica sin impedancia controlada, familia lógica convencional. Resulta así posible compensar el coste del circuito lógico de control suplementario añadido,

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extensión posible a voluntad, dentro de los límites del bus multipuntos interno con el fond de panier,

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transparencia con respecto al usuario pues solo le atañe la capa física del protocolo de comunicación.

Según una característica, el circuito de control es apto para aplicar a las puertas lógicas señales de control de comunicación unidireccional establecidas a partir de una señal de estado de comunicación recibida por el módulo.

Según otra característica, las indicadas señales de control se establecen igualmente por el circuito de control a partir de una señal representativa del estado de funcionamiento del módulo.

Esta última disposición permite autorizar solo la comunicación entre el bus y el módulo si este último está correctamente conectado y en estado de comunicación.

El documento US556810 describe un sistema que permite asegurar la conexión/desconexión de un módulo de extensión enlazado mediante un conector con el bus de transmisión de un equipo electrónico, aislando eléctricamente las líneas de conexión potencia y data durante esta manipulación. Para ello, el sistema incorpora medios para detectar un movimiento del módulo de extensión, permitiendo entonces estos medios que un circuito de control aísle o ponga en alta impedancia (tri-stated) las líneas de conexión, con el objeto de evitar sobretensiones o parásitos. Sin embargo, este sistema no permite habilitar la comunicación entre el bus y el módulo solamente cuando este último está conectado correctamente y se halla en estado de comunicar.

La invención permite en efecto resolver otro problema técnico relacionado con la utilización de un autómata. En funcionamiento normal, si uno de los módulos no funciona, se desea poder sustituirlo sin interferir con los demás módulos del autómata PLC. Es preciso por consiguiente extraer el módulo que falla mientras se encuentra bajo tensión, luego introducir un módulo de sustitución, sin perturbar el resto de la configuración del autómata y el desarrollo del programa. Es lo que se llama la función de sustitución en caliente o "hot swap". La misma situación se presenta cuando el cliente usuario decide, en función de su aplicación o de su proceso, retirar un módulo de un emplazamiento de un bastidor y/o añadir uno en un emplazamiento vacío.

Para resolver las dificultades relacionadas con la intercambiabilidad de los módulos en caliente, una primera solución ha sido propuesta consistente en realizar un secuenciamiento en el tiempo de la conexión eléctrica entre el elemento de conexión de fond de panier y el conector presente en el módulo en función de las señales aplicadas, con el fin por ejemplo de asegurar el orden de conexión siguiente durante la inserción de un módulo: masa, tensión positiva de alimentación, señales útiles, etc. A este respecto, la solución propuesta conocida prevé proporcionar longitudes diferentes, conforme al orden de conexión deseada, a las diferentes clavijas del elemento de conexión de fond de panier o del conector del módulo.

La ventaja de esta solución es la de estar seguro del secuenciamiento de las señales en la introducción y en la extracción del módulo de fond de panier. Por ejemplo, la señal de masa permanece siempre conectada más tiempo que la tensión positiva de alimentación, por consiguiente la clavija correspondiente será más larga.

Por el contrario, este sistema conocido presenta varios inconvenientes, particularmente el desgaste mecánico así como su coste ya que utiliza conectores específicos no convencionales. Además, es preciso prever una importante longitud de las clavijas con el fin de crear diferencias de longitud suficientes para obtener intervalos de tiempo necesarios a las secuencias de introducción/extracción. Estas longitudes importantes para las clavijas de los conectores pueden mostrarse incompatibles con la ocupación de espacio total del autómata programable.

Una segunda solución existente consiste en introducir el conector del módulo en el elemento de conexión de fond de panier por rotación alrededor de un eje, lo cual permite obtener que las clavijas próximas al eje de rotación sean conectadas antes que las que se encuentran más alejadas, en la introducción de un módulo según un movimiento de rotación alrededor del eje.

La ventaja de este sistema es idéntica a la que ha sido anteriormente descrita. Su principal inconveniente es imponer especificaciones suplementarias a conectores no previstos inicialmente para esta función. Además, la tolerancia resulta difícil de realizar para productos de pequeñas dimensiones pues los conectores comprenderán clavijas que se encuentran muy próximas las unas de las otras, y puede resultar por consiguiente difícil disponer de un comportamiento reproducible en cualquier circunstancia.

También otro fin de la invención es proponer un dispositivo que permita la introducción en caliente de un módulo en el bus de transmisión, sin perturbar el funcionamiento de los demás módulos ya presentes ni perturbar las señales de comunicación que circulan por el bus, y evitando las tensiones mecánicas relacionadas con la realización de las clavijas y conectores como en los sistemas conocidos descritos más arriba.

Para ello, según otra característica, el dispositivo de la invención comprende medios que están presentes en el módulo para generar la señal representativa del estado de funcionamiento del módulo. Los indicados medios para generar la señal de validación comprenden un componente lógico que recibe en entrada al menos una señal de entrada característica de un estado del módulo y que proporciona la indicada señal de validación únicamente cuando la indicada señal de entrada es representativa de un estado de funcionamiento del módulo compatible con la puesta en comunicación del módulo con el bus de transmisión.

Según otra característica, el circuito de control comprende una puerta lógica OU entre una pluralidad de señales de estado recibidas de una pluralidad de módulos, siendo la indicada puerta OU apta para proporcionar una señal de estado común de comunicación relativa a la pluralidad de módulos. La pluralidad de módulos conectados con una puerta lógica OU constituye entonces un "módulo virtual". Un conjunto de módulos virtuales puede ser ensamblado de la misma manera que los módulos individuales reales, y así seguidamente sobre varios niveles jerárquicos. Esta jerarquía permite optimizar el enrutamiento y limitar la carga capacitiva a nivel de las líneas multi-
puntos.

La invención describe igualmente un equipamiento de automatismo que comprende un bus de transmisión y una pluralidad de módulos susceptibles de conectarse con el bus de transmisión y que comprende al menos un dispositivo de control de comunicación de este tipo.

Según la invención, el equipo de automatismo puede igualmente comprender un sistema mecánico de inserción y de extracción del módulo mediante rotación alrededor de un eje. Este sistema permite particularmente secuenciar el orden de desaparición de señales en el momento del movimiento de rotación realizado durante la extracción del módulo. Por ejemplo, el punto común (0V) de la alimentación eléctrica del módulo puede aplicarse en un punto del elemento de conexión situado en la proximidad de dicho eje de rotación, y la indicada entrada de control está conectada con un punto del elemento de conexión situado en la proximidad de un extremo del elemento de conexión opuesto al del indicado eje de rotación.

Esta utilización combina el dispositivo conforme a la invención y el sistema de introducción/extracción por rotación descrito más arriba. Esta combinación se puede en efecto realizar incluso con pequeñas dimensiones del equipo de automatismo, pues el dispositivo de la invención ha permitido reducir el número de clavijas necesarias y resulta entonces más fácil espaciarlas, para obtener una distancia suficiente.

Por otro lado, se desprende de la definición que acaba de darse de la invención que ésta no se limita al único ámbito de los autómatas programables y que se extiende a cualquier sistema modular basado en un bus de transmisión del tipo "fond de panier" de medio flujo y bajo coste, pero en donde la noción de integridad de la señal es primordial.

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Otras características y ventajas aparecerán en la descripción detallada que sigue haciendo referencia a un modo de realización dado a título de ejemplo y representado por los dibujos adjuntos en los cuales:

- la figura 1 proporciona un esquema de principio de un dispositivo de control de comunicación punto a punto conforme a la invención,

- la figura 2 representa muy esquemáticamente un ejemplo clásico del bus fond de panier en un autómata programable.

Haciendo referencia a la figura 2, un equipo de automatismo modular del tipo autómata programable, presenta una parte fija de tipo fond de panier ("backplane") que comprende un circuito impreso 20 de fond de panier, en el cual varios módulos 10, tales como los módulos E/S, pueden ser conectados o desconectados a voluntad. Este circuito impreso 20 lleva un bus de transmisión multipuntos 22 que ponen en comunicación los diferentes emplazamientos de módulos del equipo de automatismo.

El circuito fond de panier 20 comprende una pluralidad de elementos de conexión 21, de tipo clavijas o conectores fond de panier, estando cada uno destinado para recibir un conector 11 correspondiente (de tipo clavijas o conector complementario del elemento de conexión 21) de un módulo 10 cuando este es introducido en un emplazamiento del bastidor del equipo de automatismo. Una vez introducido, la conexión eléctrica entre el elemento de conexión 21 y el conector 11 del módulo 10 permite particularmente al módulo 10 ser eléctricamente alimentado y ser susceptible de comunicar con otros módulos del equipo de automatismo a través del bus de transmisión 22.

El bus 22 correspondiente al ejemplo de la figura 1 es un bus en serie multipuntos que comprende principalmente dos líneas 221, 222 de transmisión bidireccional:

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una línea 221 DEL (para delimitador) que corresponde a un reloj de bus proporcionado por medio de espacios almenados (por ejemplo a una frecuencia del orden de una decena de MHz) por el módulo maestro del intercambio de comunicación,

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una línea 222 DATA de transporte de datos realmente intercambiados en el bus 22.

El bus en serie 22 es de maestro flotante. La designación del módulo maestro se determina por una línea suplementaria del bus, no representada y llamada vía de arbitraje, cuyo funcionamiento es independiente de las disposiciones de la invención. Esta vía de arbitraje bidireccional está en efecto gestionada directamente en multipuntos entre los diferentes módulos, lo cual no presenta inconvenientes pues la frecuencia de esta señal de arbitraje es mucho más baja que las otras señales del bus.

Un módulo maestro puede tomar la iniciativa de un intercambio en el bus. Un módulo esclavo se encuentra permanentemente a la escucha del bus y solo puede responder a una petición del módulo maestro. Por defecto, todos los módulos que no emiten escuchan. Cuando un módulo no es maestro, debe por consiguiente permanecer en recepción a la escucha de una petición eventual emitida por el maestro del bus. En cualquier momento, un módulo conoce su cometido: bien sea es el maestro y por consiguiente el emisor único en el bus, o bien se encuentra a la escucha del bus. La vía de arbitraje permite gestionar la designación del módulo maestro flotante.

En realidad, la línea DATA 222 está compuesta por dos señales, a saber una señal DATA bidireccional que transporta efectivamente los datos y una señal unidireccional de estado de comunicación DATAVAL que permite distinguir el emisor de datos en el bus 22. Como lo muestra la figura 1, esta señal DATAVAL es emitida por cada módulo 10. Por defecto, un módulo posiciona sistemáticamente su señal DATAVAL de forma que sea permanentemente receptor de los datos que circulan por el bus 22, por ejemplo proporcionando a DATAVAL el valor lógico 0. Cuando un módulo 10 desea emitir, invierte la señal DATAVAL al valor lógico 1 durante todo el tiempo de emisión de sus datos.

Las explicaciones que acaban de facilitarse para la línea DATA 222 se aplican de la misma manera a la línea DEL 221 que comprende por consiguiente en realidad una señal DEL y una señal DELVAL. Con el fin de simplificar, solo se ha ilustrado en la figura 1 el funcionamiento relacionado con la línea DATA del bus.

Según la invención, el dispositivo de control de comunicación comprende una unidad de control de comunicación 23 que está dispuesta en el circuito 20 entre el elemento de conexión 21 y las líneas de transmisión del bus 22, y que sirve para controlar la comunicación entre un módulo 10 y el bus 22.

La unidad 23 juega así el papel de barrera lógica de comunicación entre el módulo 10 y el bus 22. La misma está compuesta por dos conjuntos de comunicación bidireccional 231, 232 conectados respectivamente con las líneas de transmisión DEL 221 y DATA 222 del bus 22. Cada conjunto 231, 232 comprende dos componentes de comunicación unidireccional que están dispuestos de forma contrapeada uno con relación al otro con el fin de permitir o no la comunicación entre el módulo 10 y el bus 22 en una u otra dirección. Estos componentes unidireccionales están referenciados con 24_{E} en el sentido emisión (módulo en dirección al bus) y 24_{R} en el sentido recepción (bus en dirección al módulo). Están constituidos, en el ejemplo presentado, por puertas lógicas de tres estados (llamadas también buffers tri-state).

Así, en un bastidor, existe una unidad 23 de control de comunicación a nivel de cada emplazamiento de módulo del cual se desea controlar la comunicación con el bus 22. La presencia de una unidad 23 en cada emplazamiento de módulo permite pasar de un bus fond de panier multipuntos a una comunicación punto a punto entre cada unidad 23 y el módulo 10 correspondiente.

Cada una de las puertas lógicas de tres estados 24_{E}, respectivamente 24_{R}, comprende una entrada de control 25_{E}, respectivamente 25_{R}, cuyo funcionamiento es el siguiente:

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si la señal aplicada en la entrada de control de la puerta lógica de tres estados es una señal de validación de valor lógico 1, la entrada de la puerta lógica 24_{E}, respectivamente 24_{R} es recopilada a la salida de la puerta lógica. El módulo 10 puede entonces comunicarse con el bus 22 en emisión, respectivamente en recepción.

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por el contrario, si la señal aplicada a la entrada de control de la puerta lógica de tres estados es una señal de pasivación de valor lógico 0, la misma se pone en un estado de alta impedancia, lo cual aisla su salida y cualquier comunicación entre el módulo 10 y el bus 22 es impedida a través de este componente.

Ventajosamente, cuando la señal de pasivación se aplica a la entrada de control de una puerta lógica de tres estados, ello crea en efecto una elevada impedancia entre las entradas y las salidas de esta puerta lógica, es decir entre las señales del bus de transmisión presentes en el circuito fond de panier y las señales del bus de transmisión presentes en el elemento de conexión del módulo correspondiente.

Se puede apreciar en la figura 1 que el dispositivo de control de comunicación comprende igualmente un circuito lógico de control 30 destinado particularmente para proporcionar las entradas de control de comunicación unidireccionales 25_{E} y 25_{R} de las puertas lógicas de tres estados 24_{E} y 24_{R}, en función de las señales de estado DATAVAL y DELVAL proporcionadas por el módulo 10, como se ha explicado más arriba.

Por otra parte, el circuito lógico 30 tiene igualmente en cuenta una señal de validación, procedente del módulo 10 y representativa del estado de funcionamiento del módulo 10. La figura 1 muestra igualmente que el módulo 10 comprende un componente electrónico lógico 12 apto para generar una salida S conectada en la entrada en las puertas lógicas "ET" (o "AND") 31_{E} y 31_{R} del circuito lógico 30.

La salida S es generada por el componente lógico 12 a partir de una o varias señales de entrada S_{1}, S_{2}, S_{3}, S_{4},... representativas de un estado de funcionamiento del módulo 10. El principio es que si la componente lógica 12 establece que los valores de esta o estas señales de entrada son compatibles con una puesta en comunicación satisfactoria del módulo 10 con el bus 22, la salida S proporciona una señal de validación de valor 1 con el fin de activar los conjuntos 231, 232. A la inversa, si el módulo 10 no está listo para ponerse en comunicación debido a que al menos una de las señales de entrada S_{1}, S_{2}, S_{3}, S_{4}, ... indica que el módulo 10 no se encuentra en un estado compatible para una comunicación satisfactoria con el bus 22, la salida S del componente lógico 12 proporciona una señal de pasivación de valor 0, lo cual inhibe los conjuntos 231, 232.

En el marco de realizaciones muy sencillas, una sola señal de entrada S_{1} del componente lógico 12 puede ser considerada, particularmente estando conectado a la tensión positiva (por ejemplo +5V) del módulo por medio de una resistencia. En este caso, la señal de validación de valor 1 indica solamente que el módulo 10 se encuentra alimentado.

En la práctica, es preferible sin embargo que la salida S del componente lógico 12 resulte de una combinación de un conjunto de condiciones lógicas establecidas en una pluralidad de señales S_{1}, S_{2}, S_{3}, S_{4}, ... características de diferentes estados o funcionamientos del módulo 10, como por ejemplo la presencia de alimentación(es) del módulo, la ausencia de fallo en el módulo, la confirmación de una buena ejecución de una secuencia de comprobación o de inicialización del módulo, etc... Esto permite asegurarse de que el módulo 10 está no solamente correctamente alimentado sino igualmente en estado de funcionar correctamente antes de que sea puesto en comunicación con el bus 22.

Se puede también considerar una secuencia lógica de inicio a ejecutar antes de proporcionar la señal de validación: detección de un umbral de tensión suficiente en el módulo, luego etapa de espera para asegurarse de que se ha completado la introducción de las señales y la precarga de condensadores, y luego ejecución de una secuencia de cebado en el interior del módulo, etc.

Indistintamente, el componente lógico 12 puede estar integrado por un microprocesador del módulo 10 o puede constituir un componente particular.

Se puede igualmente apreciar en la figura 1 la presencia en el circuito fond de panier 20 de un módulo de pasivación 26 destinado para generar una señal de pasivación mediante retroceso a la masa a través de una resistencia de bajo valor cuando el módulo 10 no está conectado al fond de panier, y por consiguiente cuando la salida S no se encuentra presente en el elemento de conexión 21. Así, cuando el módulo 10 no está introducido en el bastidor, se asegura ventajosamente de forma permanente el aislamiento entre las señales del bus 22 en el circuito fond de panier 20 y el elemento de conexión 21.

Es evidente que, según el tipo y las características de los conjuntos de comunicación bidireccionales 231, 232 utilizados, los valores de las señales lógicas de validación y de pasivación aplicados a las entradas de control 25_{E} y 25_{R} podrían indistintamente invertirse, a saber 0 para la señal de validación y 1 para la señal de pasivación. En este caso, la generación de la salida S se modificaría en consecuencia y la resistencia del módulo 26 retrocedería a la tensión positiva del circuito 20.

La señal DATAVAL y la salida S de estado de funcionamiento del módulo 10 son tratadas por las puertas "ET" 31_{E} y 31_{R} del circuito lógico 30. En el ejemplo presentado, la puerta "ET" 31_{E} recibe directamente en entrada la salida S y la señal DATAVAL y proporciona una salida conectada con la entrada de control de comunicación unidireccional 25_{E} para dirigir la puerta 24_{E} correspondiente. La puerta "ET" 31_{R} recibe en entrada la salida S y la inversa de la señal DATAVAL y proporciona una salida conectada con la entrada de control de comunicación unidireccional 25_{R} para dirigir la puerta 24_{R} correspondiente. El funcionamiento es entonces el siguiente:

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Si la salida S proporciona una señal de validación (es decir por ejemplo = 1), indicando que el módulo 10 está listo para ponerse en comunicación, y si la señal DATAVAL se encuentra en 1, indicando que el módulo 10 está listo para emitir en el bus 22, entonces la entrada de control 25_{E} del componente unidireccional de emisión 24_{E} del conjunto 232 asociado con la línea DATA 222 es validada, mientras que la entrada de control 25_{R} del componente de recepción 24_{R} es invalidada (componente 24_{R} en estado de alta impedancia). Se permite así únicamente la comunicación en el sentido emisión (es decir dirección módulo 10 a bus 22).

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Si la salida S proporciona una señal de validación y si la señal DATAVAL se encuentra en 0 indicando que el módulo 10 se encuentra en espera de recepción de mensajes procedentes del bus 22, entonces la entrada de control 25_{R} del componente de recepción 24_{R} asociado con la línea DATA 222 es validada, mientras que la entrada de control 25_{E} del componente de emisión 24_{E} es invalidada (componente 24_{E} en estado de alta impedancia). Se permite así únicamente la comunicación en el sentido recepción (es decir dirección bus 22 a módulo 10).

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Si la salida S proporciona una señal de pasivación (es decir = 0) indicando que el módulo 10 no se ha introducido, mal introducido o fuera del estado de comunicación, las entradas de control 25_{E} y 25_{R} equivalen 0 y ello crea una alta impedancia entre las entradas y las salidas de los dos componentes unidireccionales 24_{E} y 24_{R} del conjunto 232, impidiendo así toda comunicación del módulo 10 con la línea DATA 222 del bus 22. De esta manera, el bus fond de panier no es afectado por eventuales señales parásitas durante la extracción del módulo 10 y cuando el módulo 10 no se ha introducido.

El funcionamiento descrito anteriormente es idéntico para la señal DELVAL asociada con la salida S y los componentes unidireccionales del conjunto 231 que gestionan la línea DEL 221 del bus 22.

Se puede por consiguiente observar que el bus 22 ve así siempre el mismo número de unidades de control de comunicación 23 sean cuales fueren el número y el emplazamiento de los módulos realmente presentes en el soporte y en estado de funcionar. La impedancia y la topología son fijas por lo tanto independientes precisamente del número y del emplazamiento de los módulos.

Por otro lado, la utilización de las señales DATAVAL y DELVAL, ya disponibles a nivel del módulo 10, permite una realización a menor coste del circuito de control 30 de los componentes unidireccionales 24_{E} y 24_{R}.

De preferencia, el circuito de control 30 está constituido por un módulo lógico realizado en tecnología CPLD ("Complex Programmble Logical Device"). Un módulo CPLD es un componente que comprende puertas lógicas preprogramadas en una memoria interna de tipo FLASH. Permite realizar rápidamente a menor coste ecuaciones lógicas elementales simples entre diferentes señales, sin necesitar microprocesador o ASIC específico.

Por razones de optimización y de coste, un solo módulo CPLD 30 puede tratar la lógica correspondiente a una pluralidad de emplazamientos en el bus 22 y puede por consiguiente gestionar varias unidades de control de comunicación 23, por ejemplo cuatro. Es un compromiso entre modularidad y coste. En este caso, para un bastidor de 12 emplazamientos, solamente tres módulos CPLD serían entonces necesarios.

Además, puede resultar más ventajoso implementar los diferentes conjuntos bidireccionales 231 y 232 fuera de los módulos CPLD, con el fin de colocar estos conjuntos lo más cerca de los elementos de conexión 21 y por consiguiente minimizar la distancia de la conexión punto a punto entre la unidad 23 y el módulo 10.

Con el fin de reducir también los costes, los conjuntos bidireccionales 231, 232 utilizan una tecnología lógica convencional más económica, como por ejemplo LVC, TTL, CMOS.

Por otro lado, el circuito de control 30 comprende una puerta "OU" (u "OR") 33 que recibe las señales de estado de comunicación DATAVAL de los diferentes módulos 10 conectados en emplazamientos que son gestionados por este mismo circuito de control 30. A la salida, la puerta "OU" 33 proporciona una señal global de estado de comunicación DATAVAL_GLO, que es la imagen del conjunto de módulos gestionados por el circuito 30. De igual modo, el circuito 30 comprende también otra puerta "OU" no representada en la figura 1 que recibe las señales DELVAL para proporcionar una señal global DELVAL_GLO.

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Así, el conjunto de módulos gestionados por el circuito 30 constituyen entonces un "módulo virtual global" que proporciona las señales globales de estado de comunicación DATAVAL_GLO y DELVAL_GLO (de forma equivalente a un módulo 10 que proporciona las señales DATAVAL y DELVAL). Como se ha indicado más arriba, conjuntos de tales módulos virtuales pueden ser conectados del mismo modo, y así sucesivamente en varios niveles jerárquicos.

Claims (9)

1. Dispositivo de control de comunicación punto a punto entre un módulo (10) y un bus de transmisión (22), comprendiendo el dispositivo un circuito impreso (20) que lleva el bus de transmisión (22) y que comprende un elemento de conexión (21) destinado a conectar el módulo (10) con el bus de transmisión (22), caracterizado porque el circuito impreso (20) comprende:

- una unidad de control de comunicación (23) dispuesta entre el bus de transmisión (22) y el elemento de conexión (21), comprendiendo dicha unidad (23) al menos un conjunto de comunicación bidireccional (231, 232) dotado de puertas lógicas de tres estados de comunicación unidireccional (24_{E}, 24_{R}) dispuestas mutuamente invertidas,

- un circuito lógico de control (30) de dichas puertas lógicas (24_{E}, 24_{R}) que aplica a las puertas lógicas (24_{E}, 24_{R}) señales de control (25_{E}, 25_{R}) de comunicación unidireccional, establecidas a partir de una señal de estado de comunicación (DATAVAL, DELVAL) recibida del módulo (10).

2. Dispositivo según la reivindicación 1, caracterizado porque cada puerta lógica (24_{E}, 24_{R}) se encuentra en un estado de alta impedancia en ausencia de la señal de control correspondiente (25_{E}, 25_{R}).

3. Dispositivo según la reivindicación 1, caracterizado porque el circuito de control (30) comprende una puerta lógica OU (33) que recibe en su entrada una pluralidad de señales de estado de comunicación (DATAVAL, DELVAL) de una pluralidad de módulos (10), y que proporciona a su salida una señal global de estado de comunicación (DATAVAL_GLO, DELVAL_GLO) relativa a dicha pluralidad de módulos.

4. Dispositivo según la reivindicación 1, caracterizado porque el circuito de control (30) se realiza en tecnología CPLD.

5. Dispositivo según la reivindicación 1, caracterizado porque las señales de control (25_{E}, 25_{R}) también son establecidas por el circuito de control (30) a partir de una señal de validación representativa del estado de funcionamiento del módulo (10).

6. Dispositivo según la reivindicación 5, caracterizado porque comprende medios (12) presentes en el módulo (10) para generar dicha señal de validación representativa del estado de funcionamiento del módulo (10).

7. Dispositivo según la reivindicación 6, caracterizado porque dichos medios para generar la señal de validación comprenden un componente lógico (12) que recibe en su entrada al menos una señal de entrada (S_{1}, S_{2}, S_{3}, S_{4}) característica de un estado del módulo (10) y que proporciona una salida (S), generando dicha salida (S) dicha señal de validación cuando dicha señal de entrada (S_{1}, S_{2}, S_{3}, S_{4}) es representativa de un estado de funcionamiento del módulo compatible con la puesta en comunicación del módulo (10) con el bus de transmisión (22).

8. Dispositivo según la reivindicación 1, caracterizado porque la unidad de control de comunicación (23) comprende dos conjuntos de comunicación bidireccionales (231, 232) dotados cada uno de dos puertas lógicas unidireccionales (24_{E}, 24_{R}) dispuestas mutuamente invertidas.

9. Equipo de automatismo que comprende un bus de transmisión (22) y una pluralidad de módulos (10) susceptibles de conectarse con el bus de transmisión (22), caracterizado porque comprende al menos un dispositivo de control de comunicación según una de las reivindicaciones precedentes.