ES2567252T3 - Interfaz periférica serie (serial-peripheral-interface) con reducida cantidad de líneas de conexión - Google Patents

Interfaz periférica serie (serial-peripheral-interface) con reducida cantidad de líneas de conexión Download PDF

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Abstract

Sistema de comunicación electrónico, que incluye al menos una primera una primera y una segunda unidad de comunicación (1, 2), que están conectadas entre sí a través de al menos una primera línea de datos (3), presentando el sistema de comunicación un protocolo de transmisión de datos según el cual en al menos un primer modo de transmisión de datos para la transmisión síncrona de datos la primera unidad de comunicación (1) transmite al menos una vez una señal de reloj a través de la primera línea de datos (3) a la segunda unidad de comunicación (2) y estando configurado el protocolo de transmisión de datos tal que una señal de datos de la segunda unidad de comunicación (2) incluye exactamente un bit relativo al primer modo de transmisión de datos, caracterizado porque la segunda unidad de comunicación (2) transmite la señal de datos como respuesta a la señal de reloj a través de la primera línea de datos (3) a la primera unidad de comunicación (1), emitiendo un flanco ascendente y/o descendente de la señal de reloj de la segunda unidad de comunicación una orden de emisión y porque el protocolo de transmisión de datos está configurado al menos respecto al primer modo de transmisión de datos tal que la señal de datos como señal de salida de la segunda unidad de comunicación (2) y la señal de reloj de la primera unidad de comunicación (1) se superponen sobre la primera línea de datos (3) o porque la señal de datos de la segunda unidad de comunicación (2) sobremodula la señal de reloj de la primera unidad de comunicación (1) sobre la primera línea de datos (3), determinando la señal de datos el valor de la señal sobre la primera línea de datos.

Description

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INTERFAZ PERIFERICA SERIE (SERIAL-PERIPHERAL-INTERFACE) CON REDUCIDA CANTIDAD DE
LINEAS DE CONEXION
DESCRIPCION
La invencion se refiere a un sistema de comunicacion electronico segun el preambulo de la reivindicacion 1, a un procedimiento para transmitir datos entre al menos una primera unidad de comunicacion y al menos una segunda unidad de comunicacion, asf como a la utilizacion del sistema de comunicacion en velmculos automoviles.
Bajo el nombre “Serial-Peripheral-Interface” (interfaz periferica serie) se conoce una norma de bus de datos que permite una transmision de datos bidireccional, smcrona y serie entre una unidad master (maestro) y diversas unidades slave (esclavo). Allf incluye el correspondiente sistema de comunicacion desde luego al menos tres lmeas entre la unidad master y una primera unidad slave para una transmision de datos bidireccional, siendo dos lmeas de datos y una lmea de impulsos de reloj. Cuando se trata de varias unidades slave, necesita cada una de estas unidades una lmea de seleccion adicional para la unidad master.
En este contexto describe el documento WO 2007/144412 un procedimiento para transmitir datos de medida desde un dispositivo sensor a un equipo de control. El dispositivo sensor y el equipo de control estan unidos allf mediante un bus de datos, por ejemplo mediante un bus CAN. El equipo de control envfa mensajes de sincronizacion al dispositivo sensor, colocando la recepcion de un mensaje de sincronizacion o bien la recepcion de varios mensajes de sincronizacion, segun un patron de tiempos predeterminado, en el dispositivo sensor el mismo - en funcion del patron de tiempos - en un modo smcrono o en un modo asmcrono. En el modo smcrono envfa el dispositivo sensor mensajes de datos en sincroma con la recepcion de los mensajes de sincronizacion al equipo de control, es decir, el equipo de control envfa mensajes de datos a una distancia fija en el tiempo de la recepcion de los mensajes de sincronizacion. Asf le resulta posible al equipo de control conducir los mensajes de datos adaptados a sus tiempos de bucle (loop).
Por el documento US 4 689 740 se conoce un sistema para transmitir datos que incluye una pluralidad de estaciones de comunicacion, unidas en cada caso mediante una lmea de senales de reloj y una lmea de transmision de datos. La lmea de senales de reloj sirve para transmitir la senal de reloj, mientras la lmea de transmision de datos sirve de para la transmision de datos propiamente dicha. El documento US 4 689 740 describe al respecto una posibilidad de transmision de datos en sincroma de bits en la que el abonado de comunicacion que figura en cada caso como master prescribe y transmite continuamente una senal de reloj a traves de una lmea de senales de reloj. Para provocar el envfo de datos por parte de un slave, envfa el master una senal de peticion de datos, que se presenta simultaneamente a traves de la lmea de senales de reloj y de la lmea de transmision de datos. Cuando un slave recibe la senal de peticion de datos, comienza la misma a transmitir datos en sincroma de bits. Entonces solo es posible una modificacion del nivel de la lmea de transmision de datos mediante el slave en instantes en los que el master envfa a traves de la lmea de senales de reloj un “0”.
La invencion se ha formulado el objetivo de proponer un sistema de comunicacion y un procedimiento para transmitir datos que sean relativamente economicos y/o puedan realizarse con relativamente pocas lmeas de conexion.
Este objetivo se logra segun la invencion mediante el sistema de comunicacion electronico segun la reivindicacion 1 y el procedimiento segun la reivindicacion 16.
La primera unidad de comunicacion y al menos la segunda unidad de comunicacion estan conectadas entre sf preferentemente a traves de la primera lmea de datos como unica lmea de datos.
La cantidad relativamente baja de lmeas, en particular lmeas de datos, con especial preferencia una unica lmea de datos, posibilita en base al protocolo de transmision de datos correspondiente a la invencion importantes ahorros en costes respecto a sistemas de comunicacion con varias lmeas de datos.
Bajo transmision de una senal de datos y/o de otra senal a traves de una lmea, en particular a traves de la primera lmea de datos, se entiende preferiblemente el envrn de la senal a traves de la lmea y/o la aplicacion de la senal a la lmea.
Bajo senal de reloj se entiende preferiblemente una senal de un reloj (clock) y bajo unidad generadora de impulsos un reloj o unidad de reloj.
El protocolo de transmision de datos esta configurado preferiblemente tal que la senal de datos de la segunda unidad de comunicacion incluye en relacion con el primer modo de transmision una cantidad definida de bits, en particular exactamente un bit.
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Se prefiere que el protocolo de transmision de datos este configurado en relacion con el primer modo de transmision de datos tal que un mensaje que incluya en particular al menos una informacion definida, que puede interpretarse separadamente, de la segunda unidad de comunicacion a la primera unidad de comunicacion incluya varias senales de datos. Con especial preferencia incluye este mensaje exactamente una informacion.
Bajo mensaje se entiende por ejemplo un valor codificado de una magnitud ffsica o de un parametro de servicio de un sensor o actuador captada por un elemento sensor.
El protocolo de transmision de datos esta configurado al menos respecto al primer modo de transmision de datos preferiblemente tal que las senales de reloj de la primera unidad de comunicacion y la senal de datos de la segunda unidad de comunicacion se transmiten esencialmente a la vez a traves de la primera lmea de datos.
Es conveniente que la primera unidad de comunicacion y al menos la segunda unidad de comunicacion esten conectadas entre sf a traves de una lmea de masa adicional y/o una lmea de potencial de referencia y/o a traves de una lmea adicional de suministro de energfa. Con especial preferencia se utiliza ademas la primera lmea de datos adicionalmente tambien como lmea de suministro de energfa, lo cual se denominara a continuacion interfaz de dos hilos.
Se prefiere que el protocolo de transmision de datos este configurado al menos en relacion con el primer modo de transmision de datos tal que la senal de datos como senal de salida de la segunda unidad de comunicacion y la senal de reloj o la senal de peticion de datos de la primera unidad de comunicacion se superpongan sobre la primera lmea de datos o que la senal de datos de la segunda unidad de comunicacion sobremodule la senal del reloj o la senal de peticion de datos de la primera unidad de comunicacion sobre la primera lmea de datos, determinando la senal de datos en particular el valor de la senal sobre la primera lmea de datos.
Preferiblemente no dispone al menos la segunda unidad de comunicacion de ninguna unidad generadora de impulsos propia o bien presenta la misma una unidad generadora de impulsos que no funciona en sincroma con una unidad generadora de impulsos de la primera unidad de comunicacion y/o que en comparacion con la unidad generadora de impulsos de la primera unidad de comunicacion presenta una precision en el ritmo inferior o bien mayores oscilaciones en el ritmo.
La segunda unidad de comunicacion esta configurada preferiblemente tal que su tiempo de respuesta a la senal de peticion de datos o la senal de reloj de la primera unidad de comunicacion se encuentra dentro de un intervalo de tiempo definido, en particular inferior o mas corto que la duracion de un periodo o de un multiplo de la duracion de un periodo de la senal de reloj de la primera unidad de comunicacion y/o del ritmo de la unidad generadora de impulsos de la primera unidad de comunicacion. Con especial preferencia esta configurada al menos la segunda unidad de comunicacion y/o la primera unidad slave tal que la misma presenta un tiempo de respuesta garantizado a al menos una senal definida de la primera unidad de comunicacion y de esta manera puede funcionar en tiempo real.
La primera unidad de comunicacion presenta preferiblemente una salida de datos o bien conexion de salida de datos que esta unida directa o indirectamente con la primera lmea de datos, aportandose o aplicandose a esta salida de datos o bien conexion de salida de datos la senal de reloj con la senal de peticion de datos de la primera unidad de comunicacion.
El sistema de comunicacion esta configurado preferiblemente como sistema de comunicacion de interfaz periferica serie (Serial-Peripheral-Interface) con un cantidad reducida de lmeas, en particular con exactamente una lmea de transmision de informacion, estando configuradas al menos la primera unidad de comunicacion y/o al menos la segunda unidad de comunicacion esencialmente suficientes para un estandar Serial-Peripheral-Interface. La primera unidad de comunicacion presenta a este respecto en particular al menos una conexion de datos y una conexion de impulsos, que opera en sincroma de impulsos o bien estan asociadas a una unidad generadora de impulsos comun. Alternativamente presenta la primera unidad de comunicacion dos conexiones de datos, de las cuales una conexion de datos opera como entrada de datos y una conexion de datos como salida de datos, operando las conexiones de datos en sincroma entre sf La primera unidad de comunicacion presenta con especial preferencia una salida de datos y una entrada de datos, estando conectadas las mismas, directa o indirectamente con la primera lmea de datos.
El sistema de comunicacion presenta preferiblemente al menos una lmea de conmutacion, configurada y conectada tal que con la misma puede conmutarse entre un servicio sin lmea de impulsos separada al menos entre la primera y la segunda unidad de comunicacion y un servicio segun el estandar serial- peripheral-interface con lmea de impulsos separada al menos entre la primera y la segunda unidad de comunicacion. La unidad de comunicacion se controla en particular mediante la primera unidad de
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comunicacion, presentando esta con especial preferencia una conexion de conmutacion adicional y estando unida esta conexion de conmutacion con especial preferencia con la lmea de conmutacion a traves de al menos una lmea de union.
El protocolo de transmision de datos esta configurado convenientemente tal que la primera unidad de comunicacion transmite en un segundo modo de transmision de datos una senal de datos y una senal de peticion de datos o senal de reloj esencialmente a la vez y/o la senal de reloj alojada en la senal de datos y/o una senal de reloj de datos comun a traves de la primera lmea de datos al menos a la segunda unidad de comunicacion.
Se prefiere que el protocolo de transmision de datos este configurado tal que un proceso de comunicacion definido, en particular el correspondiente en cada caso, incluye a la transmision de un paquete de sincronizacion y/o de un paquete de identificacion y/o de un paquete de ordenes y/o de un paquete de direcciones desde la primera unidad de comunicacion a al menos la segunda unidad de comunicacion a traves de la primera lmea de datos.
La primera unidad de comunicacion y/o la segunda unidad de comunicacion presentan preferiblemente una etapa push-pull (en contrafase, conduccion-bloqueo) con un High-Side-Driver (controlador de flanco de subida) y un Low-Side-Driver (controlador de flanco de bajada) o un High-Side-Driver con una resistencia Pull-Down (de derivacion hacia abajo) opcional o un Low-Side-Driver con una resistencia Pull- Up (de derivacion hacia arriba) opcional. En particular presentan en cada caso la primera y la segunda unidad de comunicacion una etapa push-pull que preferiblemente tambien se denomina etapa en contrafase, para aplicar la correspondiente senal de salida a la primera lmea de datos. Bajo un High-Side- Driver se entiende al respecto con especial preferencia un circuito electronico que aplica una senal “high” (alta) conectada activamente a la primera lmea de datos y/o ajusta una magnitud electrica sobre la primera lmea de datos a un valor “high” definido. Bajo un Low-Side-Driver se entiende entonces con especial preferencia correspondientemente un circuito electronico para colocar una senal de”low” (baja) o bien valor de senal “low” conectada activamente o bien aplicar un potencial electrico, esencialmente correspondiente a un potencial de masa.
Se prefiere que la primera y al menos la segunda unidad de comunicacion asf como el protocolo de transmision de datos esten configurados tal que la senal de datos y/o la senal de peticion de datos o la senal de reloj se transmitan mediante valores definidos de la intensidad y/o tension o mediante transmision optica de datos sobre la primera lmea de datos. Al respecto esta previsto que la senal de datos y/o la senal de peticion de datos o la senal de reloj esten codificadas mediante una forma de senal definida, que incluye al menos un flanco de senal definido y/o al menos un impulso de senal y/o al menos una pausa de impulso de senal.
Es conveniente que la primera unidad de comunicacion este configurada como unidad master y la segunda unidad de comunicacion como unidad slave y que en particular el protocolo de transmision de datos este configurado tal que el primer modo de transmision de datos este disenado como modo de transmision de datos Slave-Send (envfo desde el esclavo) y/o el segundo modo de transmision de datos como Master-Send (envfo desde el maestro).
La primera unidad de comunicacion esta conectada con al menos la segunda unidad de comunicacion mediante una interfaz de dos hilos, a traves de la que se transmiten informaciones unidireccionales o bidireccionales codificadas en intensidad. En particular se alimenta de energfa electrica entonces el segundo equipo de comunicacion mediante esta interfaz de dos hilos.
La segunda unidad de comunicacion esta configurada convenientemente tal que la misma puede recibir e interpretar autonomamente un paquete de identificacion y/o un paquete de ordenes y/o un paquete de direcciones y/o un paquete de finalizacion de la primera unidad de comunicacion.
Se prefiere que al menos la segunda unidad de comunicacion este configurada tal que la misma interpreta el paquete de identificacion en cuanto a la eleccion de al menos dos procedimientos de acceso definidos y se coloca tras esta interpretacion autonomamente en un modo de servicio definido y/o transmite una respuesta definida a la primera unidad de comunicacion, en particular segun el primer modo de transmision de datos y/u origina y ejecuta autonomamente una actividad, incluyendo esta actividad interna en particular la memorizacion de un dato definido o de varios datos definidos en una o varias direcciones de memoria definidas.
La segunda unidad de comunicacion esta integrada preferiblemente en una unidad de sensor y/o actuador.
El sistema de comunicacion incluye convenientemente varias unidades de comunicacion "slave", configuradas esencialmente en cada caso correspondiendo a la segunda unidad de comunicacion y que
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en particular estan conectadas en cada caso mediante una unica lmea de datos con la primera unidad de comunicacion.
El procedimiento se perfecciona preferentemente incluyendo la senal de datos de la segunda unidad de comunicacion respecto al primer modo de comunicacion una cantidad definida de bits, en particular exactamente un bit.
Al menos respecto al primer modo de transmision de datos, se transmiten convenientemente la senal de reloj de la primera unidad de comunicacion y la senal de datos de la segunda unidad de comunicacion esencialmente a la vez a traves de la primera lmea de datos.
Se prefiere que la segunda unidad de comunicacion envfe la senal de datos como respuesta a la senal de peticion de datos o a la senal de reloj de la primera unidad de comunicacion dentro de un intervalo de tiempo definido, que en particular es inferior a la duracion de un periodo o un multiplo de la duracion de un periodo de la senal de reloj de la primera unidad de comunicacion y/o del ritmo de una unidad generadora de impulsos de la primera unidad de comunicacion.
Es conveniente que la primera unidad de comunicacion transmita en un segundo modo de transmision de datos una senal de datos y una senal de peticion de datos/senal de reloj esencialmente a la vez y/o alojada la senal de reloj en la senal de datos y/o una senal de datos y de reloj comun a traves de la primera lmea de datos al menos a la segunda unidad de comunicacion.
La primera unidad de comunicacion transmite preferiblemente al comienzo de un proceso de comunicacion definido, en particular cerrado en sf mismo, un paquete de sincronizacion a traves de la primera lmea de datos al menos a la segunda unidad de comunicacion.
Alternativa y preferiblemente o en particular adicionalmente, transmite la segunda unidad de comunicacion al comienzo de un proceso de emision propio un paquete de sincronizacion al menos a la primera unidad de comunicacion.
Bajo paquete de sincronizacion se entiende convenientemente una senal configurada tal que pueda identificarse ineqmvocamente y/o una correspondiente secuencia senal/datos, configurada tal que pueda obtenerse de su aparicion o bien del correspondiente instante de retencion o emision o de su configuracion una informacion de sincronizacion, mediante la cual puede sincronizar al menos una unidad de comunicacion su propia comunicacion con la otra unidad de comunicacion de la que procede el paquete de sincronizacion.
Se prefiere que en un proceso de comunicacion definido, en particular a continuacion, se transmita un paquete de sincronizacion y/o un paquete de identificacion y/o un paquete de ordenes y/o un paquete de direcciones desde la primera unidad de comunicacion a al menos la segunda unidad de comunicacion a traves de la primera lmea de datos. Mediante el paquete de identificacion puede elegir la primera unidad de comunicacion, en particular en todo momento, los abonados de comunicacion. Mediante el envfo de un paquete de sincronizacion puede iniciarse en todo momento un nuevo proceso de comunicacion. Ademas puede adaptarse mediante el paquete de sincronizacion la velocidad de transmision de datos. Mediante el paquete de identificacion puede definirse por ejemplo la eleccion espedfica de abonados de comunicacion dentro de un proceso de comunicacion.
Al final de un proceso de comunicacion definido se transmite convenientemente un paquete de finalizacion, que en particular incluye una suma de comprobacion, para poder identificar un mensaje transmitido defectuosamente.
Es conveniente que en un proceso de comunicacion definido, adicionalmente, se transmita un mensaje de la primera unidad de comunicacion a la segunda unidad de comunicacion segun el segundo modo de transmision de datos y/o un mensaje de la segunda unidad de comunicacion a la primera unidad de comunicacion segun el primer modo de transmision de datos, a traves de la primera lmea de datos.
Se prefiere que el paquete de sincronizacion incluya una senal de bloque de arranque ineqmvocamente identificable, que en particular presente una pausa de impulso de arranque de longitud definida y un impulso de arranque de longitud definida y/o una senal de pausa de impulso de arranque del impulso de arranque, presentando la relacion de duracion entre el impulso de arranque y la pausa del impulso de arranque una magnitud definida, en particular ineqmvocamente identificable y/o que presenta una secuencia inequivocamente identificable de impulsos de arranque y pausas de impulsos de arranque con duracion definida en cada caso. Con especial preferencia determina al menos la segunda unidad de comunicacion a partir de la senal del bloque de arranque inequivocamente identificable una magnitud de referencia del ritmo y realiza con preferencia muy especial a continuacion mediante esta magnitud de referencia del ritmo una adaptacion de un intervalo de tiempo propio definido senal de peticion de datos/senal de reloj -senal de respuesta o bien una adaptacion de un tiempo de respuesta propio.
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Es conveniente que el paquete de identificacion incluya una informacion relativa a la eleccion de al menos dos procedimientos de acceso definidos, que interpreta la segunda unidad de comunicacion y se coloca a continuacion a s^ misma en un modo de servicio definido y/o a continuacion de lo cual la segunda unidad de comunicacion transmite una respuesta definida a la primera unidad de comunicacion, en particular segun el primer modo de transmision de datos y/o origina y ejecuta autonomamente una actividad interna, incluyendo esta actividad interna en particular la memorizacion de un dato definido o de varios datos definidos en una o varias direcciones de memoria definidas.
El paquete de identificacion incluye preferentemente una informacion relativa a si el proceso de comunicacion actual se refiere a todas las otras unidades de comunicacion (“broadcast message”, mensaje de multidifusion), en particular a todas las unidades slave conectadas con la unidad de comunicacion emisora o a una o varias unidades de comunicacion individuales, por ejemplo solamente a la segunda unidad de comunicacion y estas han de esperar otras informaciones o si una o varias o todas las otras unidades de comunicacion deben ejecutar una o varias actividades o acciones internas definidas (EID o bien “event ID”), con lo que pueden provocarse sincronicamente una o varias de tales actividades internas. Mediante el paquete de identificacion puede elegirse asf durante el proceso o bien flexiblemente dentro de un proceso de comunicacion entre diversos tipos de comunicacion. Ademas pueden definirse los abonados de comunicacion y/o los destinatarios de la comunicacion o bien del correspondiente proceso de comunicacion.
El paquete de ordenes incluye con preferencia una informacion relativa a la clase de acceso de la primera unidad de comunicacion a la segunda unidad de comunicacion o a la inversa y al respecto en particular si debe realizarse un acceso de lectura y/o un acceso de escritura. Entonces define el paquete de ordenes con especial preferencia si se realiza un acceso a memoria directo o indirecto mediante un indicador de direccion. Adicionalmente define el paquete de ordenes con muy especial preferencia si debe accederse a una o varias direcciones de memoria y/o si debe ejecutarse un acceso a eleccion (“random access”, acceso aleatorio, en una direccion de memoria o “random burst”, rafaga aleatoria, en varias direcciones de memoria) o un acceso a memoria lineal o incremental (“incremental burst” para varias direcciones de memoria) o un acceso bit a bit (“read-modifywrite”, leer-modificar-escribir) o un acceso implfcito (“inherent”, inherente), en el que una o las varias direcciones de memoria son parte del comando u orden. Mediante esta clase de paquete de ordenes, que define al menos uno de los accesos antes descritos, puede realizarse un acceso flexible durante el proceso o bien dentro de un proceso de comunicacion, pudiendo adaptarse este acceso en forma del paquete de ordenes en funcion del estado de servicio mediante la primera unidad de comunicacion o bien la unidad master.
El paquete de direcciones, de los que al menos hay uno, que se transmite preferentemente despues de al menos un paquete de ordenes, define o incluye la informacion de la o las varias direcciones de memoria a las que debe realizarse un acceso de lectura y/o escritura.
El mensaje (“message”) incluye con preferencia un dato o varios datos o paquetes de datos, llevando asociados este dato/estos datos o paquetes de datos en particular en cada caso varias correspondientes senales de datos, que se transmiten a traves de la primera lmea de datos.
Es conveniente que el protocolo de transmision de datos este configurado tal que primeramente se transmita opcionalmente un paquete de sincronizacion, a continuacion uno o varios paquetes de identificacion, en particular un unico paquete de identificacion, a continuacion uno o varios paquetes de ordenes, en particular un unico paquete de ordenes, a continuacion uno o varios paquetes de direcciones, a continuacion un mensaje, que incluye uno o varios paquetes de datos, o varios mensajes, en particular un mensaje desde la primera unidad de comunicacion a la segunda y/o un mensaje de la segunda unidad de comunicacion a la primera y opcionalmente al final un paquete de finalizacion a traves de la primera lmea de datos.
Dentro de un proceso de comunicacion se transmiten o envfan de forma redundante con preferencia paquetes individuales o todos los paquetes o partes de un paquete, por ejemplo el paquete de identificacion y/o uno o varios paquetes de datos, con lo que puede incrementarse la fiabilidad del proceso de comunicacion. Las unidades de comunicacion y/o el protocolo de transmision de datos estan disenados en particular para tales transmisiones redundantes de datos o paquetes de datos.
Convenientemente se realiza dentro de un proceso de comunicacion una transmision de datos redundante invertida, por ejemplo de un mensaje, realizandose una transmision multiple de datos de un contenido de datos en diferente forma mediante acceso, en particular mediante el paquete de ordenes, a fuentes de datos redundantes (el mismo contenido de al menos dos fuentes de datos diferentes), en las que al menos una mantiene el contenido redundante en una forma o codificacion distinta (por ejemplo invertido).
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Preferentemente se realiza dentro de un proceso de comunicacion una transmision redundante del paquete de identificacion, realizandose un aseguramiento de las actividades de las unidades de comunicacion a sincronizar mediante transmision redundante del “Event ID” mediante de la primera unidad de comunicacion.
Alternativamente se realiza preferiblemente dentro de un proceso de comunicacion una transmision redundante invertida del paquete de identificacion, realizandose un aseguramiento de las actividades de las unidades de comunicacion a sincronizar mediante transmision redundante del “Event ID” en forma diferente (por ejemplo invertido).
Preferentemente se realiza dentro en un proceso de comunicacion la transmision de una informacion de estado, en la que la unidad de comunicacion a la que se realiza un acceso, por ejemplo la segunda unidad de comunicacion, comunica por sf misma, transmitiendo el estado, informaciones a la unidad de la que proviene del acceso, por ejemplo la primera unidad de comunicacion, informaciones sobre el estado de la unidad que transmite los datos y/o la validez de los datos. En particular se realiza una transmision de una informacion de estado configurable comunicando por sf misma la unidad de comunicacion a la que se realiza un acceso, mediante transmision de informaciones de estado dentro del proceso de comunicacion a la unidad de comunicacion de la que proviene el acceso, informaciones sobre el estado de la unidad que transmite los datos o la validez de los datos y pueden configurarse la clase y/o cantidad de las informaciones del estado a transmitir. Con especial preferencia se realiza la transmision de informacion de estado configurable durante el proceso transmitiendo por sf misma la unidad de comunicacion a la que se realiza el acceso, mediante transmision de informaciones de estado dentro del ciclo de comunicacion a la unidad de comunicacion de la que proviene el acceso, informaciones sobre el estado de la unidad que transmite los datos o la validez de los datos y la clase y/o la cantidad de informaciones de estado a transmitir del contenido de una celda de memoria de las unidades de comunicacion a las que se realiza el acceso, que puede modificarse mediante al menos otra unidad de comunicacion mientras dura el proceso.
Convenientemente se realiza dentro de un proceso de comunicacion la transmision de un eco acusando recibo la unidad a la que se realiza el acceso mediante al menos repeticion parcial de las informaciones transmitidas por la unidad que realiza el acceso, de la correcta recepcion, realizandose en particular una transmision de un eco del paquete de identificacion y/o del paquete de ordenes y/o del paquete de direcciones y/o del paquete de finalizacion, acusando recibo o confirmando la unidad de comunicacion a la que se realiza el acceso, por ejemplo la segunda unidad de comunicacion, mediante la transmision de una repeticion al menos parcial del correspondiente paquete a la primera unidad de comunicacion, de la recepcion del correspondiente paquete.
El paquete de finalizacion se transmite preferentemente como eco de una unidad de comunicacion a la que se ha accedido, por ejemplo la segunda unidad de comunicacion, de nuevo a la primera unidad de comunicacion, incluyendo ese eco una repeticion al menos parcial y/o datos de comprobacion formados y/o calculados en base a los datos/paquetes inicialmente transmitidos. Alternativamente se transmite preferiblemente el paquete de finalizacion de la unidad que realiza el acceso, por ejemplo de la primera unidad de comunicacion, a la/s otra/s unidad/es de comunicacion como repeticion al menos parcial y/o paquetes de datos de prueba al final de un proceso de comunicacion.
Se prefiere que dentro de un proceso de comunicacion se transmita una referencia de tiempo para determinar la antiguedad de un dato, formando la unidad a la que se realiza el acceso, por ejemplo la segunda unidad de comunicacion, una informacion de tiempo relativa a la antiguedad de datos y transmitiendola con los datos a la unidad que realiza el acceso.
Preferiblemente se transmite dentro de un proceso de comunicacion un contador de una referencia interna de tiempo, formando la unidad a la que se realiza el acceso una informacion de tiempo relativa a la antiguedad de los datos y transmitiendo la misma con los datos a la unidad que realiza el acceso, formandose la informacion de tiempo mediante computo de eventos internos K2 (por ejemplo reloj interno). Alternativamente se transmite preferiblemente un contador de una referencia de tiempo externa (MSG-CNT), formando la unidad a la que se realiza el acceso una informacion de tiempo relativa a la antiguedad de los datos y transmitiendola a la unidad que realiza el acceso, formandose la informacion de tiempo mediante computo de eventos externos (por ejemplo cantidad de ciclos de comunicacion detectados) relativos a la unidad a la que se realiza el acceso, por ejemplo la segunda unidad de comunicacion.
La primera unidad de comunicacion o unidad master esta incluida por ejemplo en un aparato de control y/o una unidad de control electronica y al menos la segunda unidad de comunicacion o primera unidad slave en particular en un sensor y/o actuador y/u otra unidad de control electronica.
El protocolo de transmision de datos define convenientemente una interfaz digital, que ofrece posibilidades de incrementar la velocidad de transmision de datos entre componentes o bien primera y
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segunda unidad de comunicacion o bien unidades master y slave, en las que junto a datos utiles tambien pueden transmitirse datos adicionales para asegurar la preparacion de senales y la transferencia de senales. Junto a las posibilidades de aumentar la seguridad, resistencia a perturbaciones y robustez de la transmision de datos, ofrecen las interfaces digitales una mayor flexibilidad y escalabilidad que por ejemplo las interfaces analogicas. Mediante la transmision de datos secuencial y la cantidad correspondientemente reducida de conductores de conexion o lmeas de conexion, en particular la unica lmea de datos, pueden minimizarse costes para la integracion de interfaces y potenciales fuentes de faltas debidas a problemas de contacto.
La invencion aqu descrita hace posible en particular la integracion de sensores, actuadores y aparatos de control con una cantidad minima de lmeas de conexion y comunicacion. Aqrn se conservan todas las ventajas de una transmision digital bidireccional de datos en cuanto a la seguridad de transmision, resistencia a las perturbaciones, robustez y flexibilidad con reducidos costes debido a la reducida cantidad de componentes de hardware y componentes de hardware estandar (modulo estandar Serial-Peripheral- Interface), lo cual reduce ademas el coste en software/overhead (cabecera) de codigo y la duracion del calculo.
La invencion se refiere correspondientemente ademas con preferencia a una unidad de comunicacion y/o un procedimiento de transmision de datos para una comunicacion bidireccional en serie de datos entre la primera unidad de comunicacion/unidad master, configurada en particular como microcontrolador, y la segunda unidad de comunicacion/primera unidad slave, configurada en particular como sensor o actuador, con una interfaz estandar Serial-Peripheral-Interface. Mediante reduccion a solamente una lmea de senales, manteniendo la funcionalidad completa, se obtiene una implementacion de interfaz eficiente en cuanto al costes y al desarrollo. La compatibilidad con la Serial-Peripheral-Interface smcrona estandarizada, que esta disponible en la mayona de los microcontroladores convencionales con 3 lmeas de senal + lmea Slave-Select, es posible tambien con esta unica en lmea de senales y/o la primera/unica lmea de datos y puede realizarse preferiblemente sin componentes logicos/electronicos adicionales o activadores de bus. En la transmision digital de datos no se falsea la senal, contrariamente a en la transmision analogica o casi digital, con lo que pueden transmitirse tambien otros datos utiles sin perdidas. Las tolerancias que se eliminan mediante la transmision de datos digital o bien en perdidas pueden distribuirse durante el diseno y durante la fabricacion en serie de sensores y actuadores de otra forma, lo cual repercute en una reduccion de costes.
El sistema de comunicacion presenta preferentemente en al menos una salida/entrada al menos de la segunda unidad de comunicacion y/o en al menos una salida/entrada de todas las unidades slave y/o de la primera unidad de comunicacion un diodo de proteccion frente a sobretensiones o bien “Transient Voltage Suppressor Diodes (TVS)”, que aumenta la robustez ESD del sistema.
Convenientemente presenta el sistema de comunicacion condensadores en lmeas de senales o bien al menos dos en la primera lmea de datos, que influyen sobre los tiempos de subida y bajada de los flancos de la senal y con ello sobre la emision parasita de manera deseada o definida.
Para garantizar un “idle high voltage level” (nivel de tension alta en vado) de la primera unidad de comunicacion, por ejemplo en una inicializacion, presenta la misma preferentemente una resistencia “pull up” que ajusta el valor de la senal sobre la primera lmea de datos a un valor “high” (alto) definido, en el caso de que ningun abonado de comunicacion transmita datos a traves de la primera lmea de datos.
Bajo el concepto OSPI se entiende preferiblemente una interfaz periferica serie monohilo (one wire serial peripheral interface).
El sistema de comunicacion presenta convenientemente una unica unidad master como primera unidad de comunicacion y ninguna lmea de transmision de impulsos de reloj separada.
La primera unidad de comunicacion/unidad master esta conectada preferentemente con una unidad de control electronica ECU, en particular integrada en la misma. La ECU recibe con especial preferencia los datos que se reciben de la unidad master y los evalua.
Es conveniente que segun el protocolo de transmision de datos la senal de peticion de datos de la primera unidad de comunicacion se transmita periodicamente con un ritmo indefinido o esporadicamente a al menos la segunda unidad de comunicacion a traves de la primera lmea de datos.
Se prefiere que segun el protocolo de transmision de datos la senal de peticion de datos de la primera unidad de comunicacion se utilice como fuente de impulsos para los impulsos periodicos de transferencia de datos y en particular como fuente de impulsos para al menos otra unidad de comunicacion imprecisa en cuanto al ritmo.
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La senal de peticion de datos se emite preferentemente desde la primera unidad de comunicacion sobre la primera lmea de datos /lmea de conexion comun o bien se aplica a la misma. La segunda unidad de comunicacion detecta la senal de peticion de datos y genera por su parte el correspondiente bit de la senal de datos sobre la primera lmea de datos comun. Tan pronto como la segunda unidad de comunicacion ha detectado la senal de peticion de la primera unidad de comunicacion, puede comenzar el envm de la senal de datos de la segunda unidad de comunicacion, en particular independientemente de la senal de peticion de datos en ese momento. En un diseno "dominante" de la segunda unidad de comunicacion corresponde la senal sumatoria sobre la primera lmea de datos en el instante de la captacion de datos mediante la primera unidad de comunicacion a la senal de datos de la primera unidad de comunicacion, sin que tenga que desconectarse forzosamente la senal de peticion de datos. Entonces pueden estar activas simultaneamente tanto la senal de peticion de datos como tambien la senal de datos.
Para la transmision de sus datos y senales de sincronizacion utilizan tanto la primera unidad de comunicacion como tambien la segunda unidad de comunicacion preferentemente la misma magnitud ffsica, por ejemplo tension o intensidad. Alternativamente se utilizan con preferencia distintas magnitudes ffsicas.
Preferentemente utilizan la primera y segunda unidad de comunicacion los mismos valores o bien gamas de valores o bien nivel de senal para la transmision de senales. Alternativamente utilizan las mismas distintos valores/gamas de valores/nivel de senal.
Cuando debe configurarse un slave para el master y a la inversa, debe asegurarse convenientemente mediante reconfiguracion del circuito de salida que un slave puede sobrescribir las senales del master sobre la lmea de conexion monohilo. A continuacion puede operar el nuevo master, por ejemplo con un modulo estandar “Serial-Peripheral-Interface” y el nuevo slave con una configuracion OSPI.
Ademas puede operar tambien un slave preferentemente sobre un convertidor OSPI, que extrae los impulsos de reloj de la senal de datos y los aporta sobre lmeas separadas. Asf pueden utilizarse unidades de comunicacion slave con modulos estandar Serial-Peripheral-Interface. La ventaja reside en que la transmision puede reducirse por tramos a al menos una lmea de conexion, que contiene tanto datos como tambien la senal de impulsos de reloj.
A una unidad master (master) pueden conectarse preferentemente una o varias unidades slave o bien unidades de comunicacion slave o bien slaves, pudiendo estar subordinadas a su vez unidades de comunicacion individuales e incluso unidades master para otras unidades de comunicacion slave subordinadas. Para ello deben disponer las primeras unidades de comunicacion que se utilizan como master para unidades de comunicacion subordinadas, convenientemente, de modulos “Serial-Peripheral- Interface”/OSPI separados o de la posibilidad de desacoplamiento del bus primario y/o de reconfiguracion sobre una configuracion master y/o slave.
El sistema de comunicacion electronico se basa preferentemente en una transmision de datos smcrona serie e incluye al menos una primera unidad de comunicacion o unidad master que inicia la comunicacion y al menos una segunda unidad de comunicacion o unidad slave K2 que reacciona al respecto, predeterminandose durante la comunicacion la base de tiempos para la transmision de los elementos de datos en ambos sentidos mediante la unidad que inicia la comunicacion.
El sistema de comunicacion electronico esta configurado preferiblemente para utilizarlo en el sector del automovil.
El sistema de comunicacion electronico esta configurado y/o disenado convenientemente para aplicaciones relevantes para la seguridad.
El sistema de comunicacion electronico incluye preferentemente un bus smcrono o alternativamente preferiblemente un bus asmcrono.
La invencion se refiere ademas a la utilizacion del sistema de comunicacion electronico en vehmulos automoviles. En particular esta previsto el sistema de comunicacion para integrar sensores, con especial preferencia sensores de presion y/o actuadores en un vefuculo automovil. Alternativamente se refiere la invencion preferentemente a la aplicacion del sistema de comunicacion electronico y del procedimiento en la tecnica de automatizacion.
La cantidad continuamente creciente de sensores, actuadores, componentes electricos de control y regulacion dentro de vefuculos automoviles convencionales y la exigencia simultanea de funcionalidades ampliadas con iguales o inferiores costes, exigen posibilidades flexibles y exigentes de comunicacion de aparatos de control y sensores/actuadores. Puesto que muchos de estos componentes tienen en el sector del automovil tambien una influencia importante sobre la dinamica de la marcha, deben observarse las
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correspondientes exigencias a la seguridad y robustez de las senales, datos y sistemas, que cumplen en particular el sistema de comunicacion y el procedimiento de transmision de datos correspondientes a la invencion.
Otras formas de ejecucion preferentes resultan de las reivindicaciones secundarias y de las siguientes descripciones de ejemplos de ejecucion en base a figuras.
En representacion esquematica muestran:
figura 1, 2 figuras 3, 4
figura 5 figura 6 figura 7
figura 8
figura 9
figura 10 figuras 11
figura 14 figura 15
sistemas de comunicacion a modo de ejemplo,
una transmision de datos a modo de ejemplo segun el primer modo de transmision de datos,
una forma de senal relativa al segundo modo de transmision de datos, un paquete de sincronizacion a modo de ejemplo,
un sistema de comunicacion a modo de ejemplo con componentes electronicos adicionales para mejorar la CEM (compatibilidad electromagnetica), un protocolo de transmision de datos a modo de ejemplo con un determinado formato de datos y/o formato de codigo,
un ejemplo de ejecucion del protocolo de transmision de datos en cuanto a un acceso de datos mediante la unidad que realiza el inicio o bien primera unidad de comunicacion (master),
los fundamentos del protocolo de transmision de datos, a 13 tres realizaciones alternativas a modo de ejemplo del primer modo de transmision de datos,
diferentes ejemplos de configuracion del sistema de comunicacion y el esquema de bloques de circuitos de un convertidor a modo de ejemplo.
La figura 1 muestra un sistema de comunicacion a modo de ejemplo con una primera unidad de comunicacion 1 o unidad master 1, que esta conectada mediante una primera lmea de datos 3 con una segunda unidad de comunicacion 2 o primera unidad slave, asf como otras unidades slave “OSPI slave” (one wire serial peripheral interface, interfaz periferica serie monohilo). La primera unidad de comunicacion presenta una unidad generadora de impulsos de reloj integrada, que proporciona la senal de reloj SCLK. Ademas presenta la unidad master 1 un canal de salida SIMO (slave in master out, esclavo con, master des) y un canal de entrada SOMI (slave out master in, esclavo des, master con), que segun el ejemplo estan conectados mediante respectivas resistencias R1, R2 con una primera lmea de datos 3. El canal de salida SIMO y el canal de entrada SOMI son controlados entonces por la unidad generadora de impulsos integrada o bien operada con la misma. La unidad master 1 transmite en un segundo modo de transmision de datos o bien un modo de transmision de datos de emision por el master a traves del canal de salida SIMO una senal de reloj SCLK, que proporciona internamente la unidad generadora de impulsos, simultaneamente con datos de salida. Las salidas de las unidades slave, como por ejemplo de la segunda unidad de comunicacion 2, se encuentran en cada caso en un estado de alto ohmiaje. Las unidades slave leen los datos SIMO a traves de la primera lmea de datos 3.
Las unidades slave transmiten por su parte en un primer modo de transmision o bien modo de transmision de datos de emision por slave sus datos independientemente del nivel de senal aplicado en ese momento a la primera lmea de datos 3 de la salida SIMO, sincronizandose el envfo por parte del slave de la correspondiente senal de datos, transmitiendose la senal de datos siempre como respuesta a una senal de reloj de la primera unidad de comunicacion 1 a traves de la primera lmea de datos 3. Esta senal de reloj se aplica a la salida SIMO de la unidad master 1 e igualmente se transmite a traves de la primera lmea de datos 3. La correspondiente senal de datos de la segunda unidad de comunicacion 2 o bien de la primera unidad slave 2 la recibe la unidad master 1 a traves de la entrada SOMI.
La primera lmea de datos 3 se denomina tambien segmento de bus “One Wire Serial Peripheral Interface”. Segun el ejemplo presenta cada unidad slave un diodo de proteccion frente a sobretensiones (Transient Voltage Suppressor Diodes) TVS, para lograr una mejor compatibilidad electromagnetica de la comunicacion con las unidades slave.
El ejemplo de ejecucion representado en la figura 2 del sistema de comunicacion presenta, a diferencia de la figura 1, una unidad multiplexadora adicional MUX, a la que estan conectadas todas las unidades slave “OSPI slave”. Adicionalmente esta conectada la unidad master 1 mediante una lmea de control 4 con la entrada de seleccion de la unidad multiplexadora MUX y controla asf la comunicacion mediante las unidades slave a traves de la primera lmea de datos 3 en cuanto a la eleccion de abonados. Por ejemplo presenta cada unidad slave un diodo de proteccion frente a sobretensiones (Transient Voltage Suppressor Diodes) TVS, para lograr una mejor compatibilidad electromagnetica de la comunicacion con las unidades slave. La unidad multiplexadora suprime por ejemplo senales de salida indeseadas de una unidad slave no elegida.
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La figura 3 muestra a modo de ejemplo un primer modo de transmision de datos o bien un modo de transmision de datos de emision por slave del protocolo de transmision de datos entre una primera unidad de comunicacion o unidad master y una segunda unidad de comunicacion o primera unidad slave. La senal de reloj SCLK de la unidad master prescribe con doble frecuencia el ritmo de una senal digital alternante SIMo, que se transmite a traves de la lmea de datos al slave como senal de reloj o bien senal de peticion de datos para la sincronizacion, ya que la misma no presenta segun el ejemplo ninguna unidad generadora de impulsos propia o bien la misma presenta ciertamente una unidad generadora de impulsos, pero esta funciona al menos fuera de sincronismo con la unidad generadora de impulsos de la unidad master. El flanco de subida b del correspondiente nivel “high” (alto) transmite a la unidad slave la orden de emision, debiendo responder la unidad slave dentro de una ventana de tiempo definida, precisamente tras el correspondiente instante ao, que viene definido por un flanco ascendente de la senal de reloj y antes del correspondiente instante b que origina el respectivo envm a continuacion a la unidad slave. La unidad master lee en cada caso en los correspondientes instantes ao y ai, utilizandose a modo de ejemplo solo los datos lefdos en el instante ai. Los datos enviados a traves de la unidad slave se visualizan mediante la lmea “slave data” y los datos aplicados en conjunto a la lmea de datos OSPI o bien el correspondiente nivel de senal total, mediante OSPI. Entonces se superponen la senal de reloj SIMO data dependiente de la senal de reloj SCLK y la senal de datos de la unidad slave “slave date” y se transmiten esencialmente a la vez a traves de la lmea de datos. En el ejemplo de ejecucion lee la unidad master por lo tanto un “0” y un “1”. El ritmo del emisor y el “timing” de la unidad slave se determinan mediante los SIMO data de la unidad master y la configuracion de la unidad slave. El tiempo de permanencia de los slave data debe alcanzar en cada caso al menos hasta el siguiente instante de lectura ai del master. La senal de reloj “SIMO data" transmitida desde la unidad master a la primera unidad slave garantiza una transmision de datos sincronizada en el primer modo de transmision de datos.
La figura 4 muestra a modo de ejemplo un modo de doble velocidad del primer modo de transmision de datos o bien modo de transmision de datos de envm por slave, en el que la unidad slave, en cada caso de flanco ascendente y descendente del nivel alto alternante de la senal SIMO, realiza el envm, o bien realiza el envm tras este correspondiente flanco. La unidad master lee en cada caso en los instantes ao y ai, continuando la evaluacion de los datos captados en ambos instantes, segun el ejemplo, mediante una ECU conectada con la unidad master. El protocolo mostrado en la figura 4 se basa por lo demas en el descrito en la figura 3. Tampoco en este caso presenta la unidad slave ninguna unidad generadora de impulsos propia o bien una unidad generadora de impulsos que no funciona en sincronismo con la unidad generadora de impulsos de la unidad master.
Alternativamente, se proponen a modo de ejemplo tambien esquemas de codificacion de impulsos de reloj o bien modos de transmision de datos asimetricos, por ejemplo con una velocidad 2a1 o 3a1, en lugar de la velocidad 1a1 mostrada en las figuras 3 y 4.
En un ejemplo no representado se sustituye la senal de reloj de la primera unidad de comunicacion o unidad master por una senal de peticion de datos aperiodica, pudiendo determinarse la transmision de datos en el primer modo de transmision de datos de forma flexible mediante la unidad master, tanto en cuanto a la velocidad de datos como tambien en cuanto al correspondiente instante de peticion de datos.
En las figuras 5a) y b) se muestran a modo de ejemplo esquemas de codificacion de un segundo modo de transmision de datos o bien modo de transmision de datos de envm por el master, que no incluye ningun bit consecutivo “low” (bajo) o “high” (alto), para que los datos del modo de transmision de datos de envm por el master puedan diferenciarse del paquete de sincronizacion. A modo de ejemplo significa un cambio de flanco mas rapido un "0" y un cambio de flanco mas lento un “1”. Mediante los datos que siguen al paquete de sincronizacion, que estan codificados segun uno de estos esquemas de codificacion, se transmite segun el ejemplo la informacion sobre la eleccion de un interlocutor de comunicacion o bien un paquete de identificacion, asf como opcionalmente otros paquetes de informacion, por ejemplo un paquete de ordenes, un paquete de direcciones y paquetes de datos a una o varias unidades slave.
El protocolo de transmision de datos incluye por ejemplo la transmision de un paquete de sincronizacion desde la primera unidad de comunicacion a al menos la segunda unidad de comunicacion al comienzo de un proceso de comunicacion, con lo que la segunda unidad de comunicacion o bien la primera unidad slave o todas las unidades slave pueden participar pasiva y/o activamente en sincroma en el proceso de comunicacion. Este paquete de sincronizacion presenta un patron ineqmvocamente identificable o bien autonomo e inconfundible, para diferenciarse de las otras senales o bien patrones de senal y de esta manera indicar equvocamente el arranque de un nuevo proceso de comunicacion.
Un tal paquete de sincronizacion frame sync token se muestra en la figura 6 y esta compuesto por una sucesion de 4veces “low level” como pausa de impulso de arranque, una vez “high level” como impulso de arranque y un “low level” de cierre. A partir de la relacion a modo de ejemplo pausa de impulso-a-impulso de 4 a 1 pueden obtener la segunda unidad de comunicacion o bien la correspondiente unidad slave una magnitud de referencia del ritmo de impulsos con la que se realiza una adaptacion del intervalo de tiempo de respuesta propio o bien intervalo de tiempo senal de peticion de datos/senal de reloj-senal de
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respuesta. Esta previsto a modo de ejemplo, al ser una unidad generadora de impulsos de la unidad slave relativamente inexacta, que en la unidad slave para una cantidad inferior de bits “low” transmitidos en secuencia, por ejemplo para tres, se reconozca ya el paquete de sincronizacion como tal.
En la figura 7 se muestra un ejemplo de ejecucion del sistema de comunicacion que presenta una unidad de conmutacion 5, con la que el sistema de comunicacion y en particular la primera unidad de comunicacion 1 o unidad master 1 se conmutan entre un servicio con primera lmea de datos 3 como unica lmea de datos o lmea de transmision de datos y un servicio normal serial-peripheral-interface con varias lmeas de datos, segun el ejemplo cuatro, y una lmea de impulsos de reloj correspondiente al estandar de bus serial-peripheral-interface. Esta conmutacion se realiza mediante la salida OneWireSPI disable (desactivar SPI monohilo o bien OW_SPI_DIS de la primera unidad de comunicacion 1, que esta conectada con la unidad de conmutacion 5. Segun el ejemplo esta conectada la unidad master 1 tal que puede utilizarse para ambas clases de servicio. La primera unidad de comunicacion o unidad master 1 presenta en este ejemplo de ejecucion dos conexiones de datos SIMO, SOMI, de las cuales opera una conexion de datos SIMo, SOMi como entrada de datos y una conexion de datos SIMO, SOMI como salida de datos, funcionando las conexiones de datos SIMO, SOMI en sincroma entre su Ademas se representa adicionalmente un multiplexador MUX opcional, con el que puede realizarse la eleccion de una unidad slave mediante la salida de seleccion SEL de la unidad master. Los componentes electronicos adicionales Tin y TOut sirven para la integracion electrica simetrica de la primera lmea de datos 3, asf como para incrementar la CEM.
La figura 8 muestra a modo de ejemplo la configuracion de procesos de transmision de datos correspondiente al protocolo de transmision de datos, transmitiendose un mensaje "message" desde la primera unidad de comunicacion a la segunda unidad de comunicacion mediante el segundo modo de transmision de datos "master transmission” y desde la segunda unidad de comunicacion a la primera unidad de comunicacion mediante el primer modo de transmision de datos "slave transmission”. Entonces incluye el mensaje en cada caso varios paquetes de datos DATA#n, que pueden diferenciarse en cuanto a su emisor, es decir, master o slave.
Primeramente envfa la primera unidad de comunicacion o bien la unidad master un paquete de sincronizacion Frame Sync, que sirve para la sincronizacion de la comunicacion con la segunda unidad de comunicacion o bien la unidad slave, de las que al menos hay una, o bien los otros abonados de bus e inicia un proceso de comunicacion. A continuacion sigue un paquete de identificacion ID, que sirve para identificar el destino SID (slave ID) o para identificar una rutina a ejecutar o bien un evento EID (evento ID). Un paquete de identificacion EID no genera por ejemplo ninguna otra comunicacion de manera directa, porque las ordenes y direcciones asociadas a este evento ya estan archivadas en cada slave. Para el caso SID=0, se transmiten otras informaciones o bien paquetes de instrucciones a todos los otros abonados de bus (broadcast message). Estas son por ejemplo un paquete de ordenes, que incluye una orden de escritura write CMD en un proceso puro de emision de la unidad master, paquetes de direcciones ADDR#1, ADDR#2, asf como un mensaje en forma de paquetes de datos DATA#1 a DATA#8. Finalmente incluye el proceso de comunicacion la transmision de un paquete de finalizacion TRAIL, que contiene datos de prueba.
Adicionalmente se muestra un proceso de comunicacion en el que un slave ID (identification) SID de una determinada unidad slave se envfa desde la unidad master como paquete de identificacion. A continuacion envfa la unidad master una orden de lectura read CMD como paquete de ordenes y dos paquetes de direcciones ADDR#1, ADDR#2. A continuacion contesta la unidad slave con datos archivados en estas direcciones y envfa estos datos a la unidad master. Entonces envfa la unidad master senales de peticion DSYNC#1 a DSINC#8 para sincronizar la transmision de datos a la unidad slave, a la que contesta la unidad slave en cada caso con uno de los paquetes de datos DATA#1 a DATA#8. Esta transmision de datos se cierra con un paquete de finalizacion TRAIL, que igualmente envfa la unidad slave como respuesta a un paquete de peticion de la unidad master TSYNC.
La unidad master y la unidad slave se comunican segun el ejemplo exclusivamente a traves de la primera lmea de datos como unica lmea de datos.
En la figura 9 se muestra a modo de ejemplo el procesamiento de informacion y de senales de una segunda unidad de comunicacion o bien una unidad slave en interaccion o como reaccion a un mensaje de la primera unidad de comunicacion o bien de la unidad master. La unidad slave detecta entonces al principio del proceso de comunicacion un paquete de sincronizacion o senal de sincronizacion frame sync no representados de la unidad master. A continuacion se evalua un paquete de identificacion ID enviado por la unidad master. Si contiene el mismo un Event ID EID, se interpreta a continuacion este evento en base a una EID command table (tabla de ordenes) archivada en el slave y se ejecuta la correspondiente rutina mediante los paquetes de ordenes y direcciones archivados, asf como los datos memorizados. Al respecto tiene lugar esta ejecucion segun el ejemplo dentro de cada unidad slave conectada al mismo bus, no contestando las unidades slave, sino memorizando posibles resultados solamente en direcciones de memoria propias definidas.
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Si incluye el paquete de identificacion un Slave ID SID compuesto por uno o varios bits, interpreta esto la unidad slave como proceso de comunicacion aun sin finalizar con la unidad master e interpreta el paquete de ordenes CMD que va a continuacion y que incluye la informacion de si se realiza un acceso de lectura o de escritura y si el mismo se realiza directamente en cuanto a una direccion direct o mediante un indicador indirect y si este acceso a la memoria debe realizarse mediante el indicador "linealmente" o bien incrementalmente incremental burst o bien "de eleccion libre" random burst. Alternativamente puede presentar el paquete de ordenes CMD un acceso de lectura o escritura en el que la direccion esta contenida implfcitamente "inherent" o en la que se realiza un acceso bit a bit “read-modify-write”.
La unidad slave incluye segun el ejemplo una gestion de memoria con indicadores de direccion address pointer, asf como una memoria, el registro y/o RAM y/o EEPROM y/ u otra clase de memoria. Al final del mensaje envfa la unidad master o la unidad slave un mensaje o datos utiles en forma de paquetes de datos DATA#1 a DATA#n.
En la figura 10 se muestran a modo de ejemplo los fundamentos del protocolo de transmision de datos. En un primer modo de transmision de datos D1 contesta una unidad slave con en cada caso una senal de datos a una senal de peticion de datos de la unidad master. En un segundo modo de transmision de datos D2 envfa solamente la unidad master datos y/o senales de datos alojados en cada caso en una senal de impulsos de reloj. La sincronizacion para el arranque de un nuevo proceso de comunicacion se realiza mediante la transmision de un paquete de sincronizacion por parte de la unidad master.
En las figuras 11 a 13 se muestran diversas realizaciones del primer modo de transmision de datos o bien modo de transmision de datos de envm por el slave entre la segunda unidad de comunicacion Komm2 o primera unidad slave y la primera unidad de comunicacion Komm1 o unidad master, respectivamente.
En el modo estandar de transmision de datos de envm por el slave de la figura 11 se sincroniza cada elemento de datos de la unidad slave Komm2 por los flancos de subida o de bajada de la senal de peticion de datos o bien senal de sincronizacion. En el modulo estandar serial-peripheral-interface de la unidad master esto significa que en cada caso en dos ciclos de lectura solo se transmite una informacion de datos. Mediante un filtro previsto en o delante del modulo del master serial-peripheral-interface o de la unidad master, pueden extraerse por filtrado los datos del impulso de lectura adicional despues de la transmision. De esta manera se suprime en la secuencia interna del programa la necesidad de extraer por filtrado los datos utiles del flujo de datos lefdo. La figura 11 muestra al respecto una realizacion “leer inmediatamente” del primer modo de transmision de datos con una sincronizacion sobre el flanco de cafda de la senal de peticion de datos o senal de sincronizacion, en la que se leen los datos utiles directamente despues de la senal de peticion de datos.
La figura 12 muestra una realizacion “leer posteriormente" del primer modo de transmision de datos, con una sincronizacion sobre el flanco de cafda de la senal de peticion de datos o de la senal de sincronizacion, en la que los datos utiles solo se leen poco antes de la siguiente senal de sincronizacion. Con ello existe la posibilidad de dejar oscilar hasta estabilizarse los datos utiles durante mas tiempo, para obtener niveles de senal mas estables.
La figura 13 muestra una realizacion de "velocidad doble" del primer modo de transmision de datos, en la que los datos utiles de Komm2 son solicitados tanto por el flanco descendente como tambien por el flanco ascendente de la senal de sincronizacion Komm1. Aqrn, contrariamente a ambas realizaciones de las figuras 11 y 12, es posible una velocidad de transmision de datos mayor con una inferior profundidad de datos serial-peripheral-interface, ya que en cada ciclo de lectura se transmite una nueva informacion de datos utiles.
Pero en otras realizaciones alternativas no representadas es posible tambien la sincronizacion para Komm2 con cada flanco numero n de la senal de peticion de datos o senal de sincronismo tambien con control por el nivel de la senal. Ademas puede pensarse tambien en leer los datos utiles cada ciclo de lectura numero m.
Las figuras 14 a) a c) muestran configuraciones a modo de ejemplo del sistema de comunicacion con primera unidad de comunicacion o unidad master 1 y segunda unidad de comunicacion o primera unidad slave 2, que estan conectadas entre sf mediante la primera lmea de datos 3, OSPI.
Comunicacion wired-AND (Y cableada), figura 14a; comunicacion wired-OR (O cableada), figura 14b:
La unidad master 1 y la unidad slave 2 estan conectadas directamente con una primera lmea de datos 3, activando las etapas de salida 6, 7 o bien el controlador Low-Side 6 entonces desde luego solo el nivel “low" (comunicacion wired AND) y el controlador High-Side 7 el nivel "high" (comunicacion wired- OR) activamente. Con ello pueden utilizarse respecto a la realizacion con acoplamiento de resistencia niveles de senal claramente superiores para la comunicacion. Con el dimensionado de las resistencias
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pull-up 8 y pull-down 9 respectivamente (y los transistores de control) puede optimizarse una tal interfaz en mucha mayor medida en cuanto a las exigencias de la aplicacion ajustando la pendiente del flanco en la transmision de la senal, por ejemplo en cuanto a la velocidad de transmision y a la CEM.
Un ejemplo de ejecucion alternativo representado en la figura 14c) representa una comunicacion a traves de una interfaz, en la que las senales electricas de la primera unidad de comunicacion o unidad master 1 se inducen como tension y las senales electricas de la segunda unidad de comunicacion o primera unidad slave 2 como corriente sobre la alimentacion de energfa de la unidad slave a traves de la primera lmea de datos 3 y ademas una lmea adicional no representada. Esta hace posible la utilizacion conjunta de la primera lmea de datos como lmea de alimentacion y lmea de transmision de datos/lmea de impulsos de reloj. La unidad slave 2 incluye para este fin una unidad de regulacion de tension 10 y una unidad de fuente de alimentacion 11 para inducir la senal de datos sobre la primera lmea de datos 3. La unidad master 1 incluye segun el ejemplo un controlador High-Side 7 asf como una unidad de regulacion de tension 12 con unidad de medida de corriente integrada, que incluye una unidad comparadora.
La figura 15 muestra el esquema de bloques de circuitos de un convertidor OSPI converter a modo de ejemplo para la implementacion de una unidad slave en el sistema electronico de comunicacion. Se representa un convertidor, que en el lado de la unidad slave para los principios de transmision descritos hasta ahora de la transmision por lmea de datos unica transforma las senales de interfaz de otras interfaces secundarias, por ejemplo “serial-peripheral-interface”, I2C, interfaces de memoria, para la transmision a traves de la primera lmea de datos como lmea de datos unica.
Aqu se realizan las funciones basicas necesarias para el modo de transmision de datos X (modo de transmision de datos de envm por slave o modo de transmision de datos de envm por master) de la transmision bit a bit de las senales de datos de la unidad slave o bien del flujo de datos slave con sincronizacion con la senal de peticion de datos de la unidad master inclusive el control en el tiempo del controlador de salida mediante un bloque de logica de envm (transmission control logic).
Una unidad funcional representada aqrn opcionalmente (edge detection, deteccion del flanco) asume la deteccion de flancos validos de la senal OSPI, inclusive la realizacion de posibles funciones de filtrado.
Si se realiza el segundo modo de transmision de datos opcional Y (el master envfa los datos y el "ritmo"), se necesita una unidad funcional (receive control logic, logica de control de recepcion), que decodifica a partir de la evolucion de la senal OSPI los datos enviados por el master.
Las medidas necesarias en la realizacion opcional para detectar un paquete de sincronizacion se realizan mediante otra unidad funcional (frame sync detection).
Las funciones dependientes de la definicion del protocolo, inclusive el control de la/s interfaz/interfaces secundaria/s se realizan en una unidad “superior” (protocol control logic, logica de control del protocolo).

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    REIVINDICACIONES
    1. Sistema de comunicacion electronico, que incluye al menos una primera una primera y una segunda unidad de comunicacion (1, 2), que estan conectadas entre s^ a traves de al menos una primera lmea de datos (3), presentando el sistema de comunicacion un protocolo de transmision de datos segun el cual en al menos un primer modo de transmision de datos para la transmision smcrona de datos la primera unidad de comunicacion (1) transmite al menos una vez una senal de reloj a traves de la primera lmea de datos (3) a la segunda unidad de comunicacion (2) y estando configurado el protocolo de transmision de datos tal que una senal de datos de la segunda unidad de comunicacion (2) incluye exactamente un bit relativo al primer modo de transmision de datos,
    caracterizado porque la segunda unidad de comunicacion (2) transmite la senal de datos como respuesta a la senal de reloj a traves de la primera lmea de datos (3) a la primera unidad de comunicacion (1), emitiendo un flanco ascendente y/o descendente de la senal de reloj de la segunda unidad de comunicacion una orden de emision y porque el protocolo de transmision de datos esta configurado al menos respecto al primer modo de transmision de datos tal que la senal de datos como senal de salida de la segunda unidad de comunicacion (2) y la senal de reloj de la primera unidad de comunicacion (1) se superponen sobre la primera lmea de datos (3) o porque la senal de datos de la segunda unidad de comunicacion (2) sobremodula la senal de reloj de la primera unidad de comunicacion (1) sobre la primera lmea de datos (3), determinando la senal de datos el valor de la senal sobre la primera lmea de datos.
  2. 2. Sistema de comunicacion segun la reivindicacion 1,
    caracterizado porque el protocolo de transmision de datos esta configurado en relacion con el primer modo de transmision de datos tal que un mensaje (message, DATA) que incluye en particular al menos una informacion definida, que puede interpretarse separadamente, de la segunda unidad de comunicacion (2) a la primera unidad de comunicacion (1) incluye varias senales de datos.
  3. 3. Sistema de comunicacion segun la reivindicacion 1 o 2,
    caracterizado porque el protocolo de transmision de datos esta configurado al menos respecto al primer modo de transmision de datos tal que la senal de reloj de la primera unidad de comunicacion
    (1) y la senal de datos de la segunda unidad de comunicacion (2) se transmiten esencialmente a la vez a traves de la primera lmea de datos (3).
  4. 4. Sistema de comunicacion segun al menos una de las reivindicaciones 1 a 3,
    caracterizado porque la primera unidad de comunicacion (1) y al menos la segunda unidad de comunicacion (2) estan conectadas entre sf a traves de una lmea de masa adicional y/o a traves de una lmea adicional de suministro de energfa.
  5. 5. Sistema de comunicacion segun al menos una de las reivindicaciones 1 a 4,
    caracterizado porque al menos la segunda unidad de comunicacion (2) no dispone de ninguna unidad generadora de impulsos propia o bien presenta la misma una unidad generadora de impulsos que no funciona en sincroma con una unidad generadora de impulsos de la primera unidad de comunicacion (1).
  6. 6. Sistema de comunicacion segun al menos una de las reivindicaciones 1 a 5,
    caracterizado porque la segunda unidad de comunicacion (2) esta configurada tal que su tiempo de respuesta a la senal de reloj de la primera unidad de comunicacion (1) se encuentra dentro de un intervalo de tiempo definido, en particular mas corto que la duracion de un periodo o un multiplo de la duracion de un periodo de la senal de reloj de la primera unidad de comunicacion y/o del ritmo de la unidad generadora de impulsos de la primera unidad de comunicacion.
  7. 7. Sistema de comunicacion segun la reivindicacion 6,
    caracterizado porque la primera unidad de comunicacion presenta dos conexiones de datos (SIMO, SOMI), de las cuales una conexion de datos (SIMO, SOMI) opera como entrada de datos y una conexion de datos (SIMO, SOMI) como salida de datos, operando las conexiones de datos (SIMO, SOMI) en sincroma entre sf.
  8. 8. Sistema de comunicacion segun al menos una de las reivindicaciones 1 a 7,
    caracterizado porque el protocolo de transmision de datos esta configurado tal que un proceso de comunicacion definido, en particular el correspondiente en cada caso, incluye la transmision de un paquete de sincronizacion (frame sync) y/o de un paquete de identificacion (ID) y/o de un paquete de ordenes (CMD) y/o de un paquete de direcciones (ADDR) desde la primera unidad de comunicacion
    (1) a al menos la segunda unidad de comunicacion (2) a traves de la primera lmea de datos (3).
  9. 9. Sistema de comunicacion segun al menos una de las reivindicaciones 1 a 8,
    caracterizado porque la primera unidad de comunicacion (1) y/o la segunda unidad de comunicacion
    (2) presentan una etapa push-pull con un High-Side-Driver (7) y un Low-Side-Driver (6) o un High-
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    Side-Driver (7) con una resistencia Pull-Down (9) opcional o un Low-Side-Driver (6) con una resistencia Pull-Up (8) opcional.
  10. 10. Sistema de comunicacion segun al menos una de las reivindicaciones 1 a 9,
    caracterizado porque la primera y al menos la segunda unidad de comunicacion (1, 2) asf como el protocolo de transmision de datos estan configurados tal que la senal de datos y/o la senal de reloj se transmiten mediante valores definidos de intensidad y/o tension o mediante transmision optica de datos sobre la primera lmea de datos (3)
  11. 11. Sistema de comunicacion segun la reivindicacion 10,
    caracterizado porque la senal de datos y/o la senal de reloj estan codificadas mediante una forma de senal definida, que incluye al menos un flanco de senal definido y/o al menos un impulso de senal y/o al menos una pausa de impulso de senal.
  12. 12. Sistema de comunicacion segun al menos una de las reivindicaciones 1 a 11,
    caracterizado porque la primera unidad de comunicacion (1) esta configurada como unidad master y la segunda unidad de comunicacion (2) como unidad slave y en particular el protocolo de transmision de datos esta configurado tal que el primer modo de transmision de datos esta disenado como modo de transmision de datos Slave-Send (envm desde el esclavo) y/o el segundo modo de transmision de datos como modo de transmision de datos Master-Send (envm desde el maestro).
  13. 13. Sistema de comunicacion segun al menos una de las reivindicaciones 1 a 12,
    caracterizado porque la primera unidad de comunicacion (1) esta conectada con al menos la segunda unidad de comunicacion (2) mediante una interfaz de dos hilos, a traves de la que se transmiten informaciones unidireccional o bidireccionalmente, en particular codificadas en intensidad y al respecto se alimenta con energfa electrica al menos la segunda unidad de comunicacion mediante esta interfaz de dos hilos.
  14. 14. Sistema de comunicacion segun al menos una de las reivindicaciones 1 a 13,
    caracterizado porque al menos la segunda unidad de comunicacion (2) esta configurada tal que la misma puede recibir e interpretar autonomamente un paquete de identificacion (ID) y/o un paquete de ordenes (CMD) y/o un paquete de direcciones (ADDR) y/o un paquete de finalizacion (TRAIL) de la primera unidad de comunicacion (1).
  15. 15. Sistema de comunicacion segun al menos una de las reivindicaciones 1 a 14,
    caracterizado porque la segunda unidad de comunicacion (2) esta integrada en una unidad de sensor y/o actuador.
  16. 16. Procedimiento para transmitir datos entre al menos una primera unidad de comunicacion (1) y al menos una segunda unidad de comunicacion (2) dentro de un sistema de comunicacion segun al menos una de las reivindicaciones 1 a 15,
    en el que la primera unidad de comunicacion (1) y la segunda unidad de comunicacion (2) estan conectadas entre sf a traves de al menos la primera lmea de datos (3), en el que en al menos un primer modo de transmision de datos para la transmision de datos smcrona la primera unidad de comunicacion (1) transmite al menos una vez una senal de reloj a traves de la primera lmea de datos
    (3) a la segunda unidad de comunicacion (2) y en el que una senal de datos de la segunda unidad de comunicacion (2) incluye en relacion con el primer modo de transmision de datos exactamente un bit, caracterizado porque la segunda unidad de comunicacion (2) transmite la senal de datos como respuesta a la senal de reloj a traves de la primera lmea de datos (3) a la primera unidad de comunicacion (1), emitiendo un flanco ascendente y/o descendente de la senal de reloj de la segunda unidad de comunicacion una orden de emision y porque el protocolo de transmision de datos esta configurado al menos respecto al primer modo de transmision de datos tal que la senal de datos como senal de salida de la segunda unidad de comunicacion (2) y la senal de reloj de la primera unidad de comunicacion (1) se superponen sobre la primera lmea de datos (3) o porque la senal de datos de la segunda unidad de comunicacion (2) sobremodula la senal de reloj de la primera unidad de comunicacion (1) sobre la primera lmea de datos (3), determinando la senal de datos el valor de la senal sobre la primera lmea de datos.
  17. 17. Procedimiento segun la reivindicacion 16,
    caracterizado porque al menos respecto al primer modo de transmision de datos, se transmiten la senal de reloj de la primera unidad de comunicacion (1) y la senal de datos de la segunda unidad de comunicacion (2) esencialmente a la vez a traves de la primera lmea de datos (3).
  18. 18. Procedimiento segun la reivindicacion 16 o 17,
    caracterizado porque la segunda unidad de comunicacion (2) envfa la senal de datos como respuesta a la senal de reloj de la primera unidad de comunicacion (1) dentro de un intervalo de tiempo definido, que en particular es inferior a la duracion de un periodo o un multiplo de la duracion
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    de un periodo de la senal de reloj de la primera unidad de comunicacion y/o del ritmo de una unidad generadora de impulsos de la primera unidad de comunicacion.
  19. 19. Procedimiento segun al menos una de las reivindicaciones 16 a 18,
    caracterizado porque la primera unidad de comunicacion (1) transmite al comienzo de un proceso de comunicacion definido, en particular cerrado en sf mismo, con al menos la segunda unidad de comunicacion (2), un paquete de sincronizacion (frame sync) a traves de la primera lmea de datos (3) al menos a la segunda unidad de comunicacion (2).
  20. 20. Procedimiento segun al menos una de las reivindicaciones 16 a 19,
    caracterizado porque en un proceso de comunicacion definido, en particular a continuacion, se transmite un paquete de sincronizacion (frame sync) y/o un paquete de identificacion (ID) y/o un paquete de ordenes (CMD) y/o un paquete de direcciones (ADDR) desde la primera unidad de comunicacion (1) a al menos la segunda unidad de comunicacion (2) a traves de la primera lmea de datos (3).
  21. 21. Procedimiento segun la reivindicacion 19 o 20,
    caracterizado porque en un proceso de comunicacion definido, adicionalmente, en particular a continuacion, se transmite un mensaje (message, DATA) desde la primera unidad de comunicacion (1) a la segunda unidad de comunicacion (2) segun el segundo modo de transmision de datos y/o un mensaje (message, DATA) desde la segunda unidad de comunicacion (2) a la primera unidad de comunicacion (1) segun el primer modo de transmision de datos, a traves de la primera lmea de datos (3).
  22. 22. Procedimiento segun al menos una de las reivindicaciones 19 a 21,
    caracterizado porque el paquete de sincronizacion (frame sync) incluye una senal de bloque de arranque ineqmvocamente identificable, que en particular presenta una pausa de impulso de arranque (L) de longitud definida y un impulso de arranque (H) de longitud definida y/o una senal de pausa de impulso de arranque del impulso de arranque, presentando la relacion de duracion (L:H) entre el impulso de arranque y la pausa del impulso de arranque una magnitud definida, en particular ineqmvocamente identificable y/o que presenta una secuencia ineqmvocamente identificable de impulsos de arranque y pausas de impulsos de arranque con duracion definida en cada caso.
  23. 23. Procedimiento segun la reivindicacion 22,
    caracterizado porque al menos la segunda unidad de comunicacion (2) a partir de la senal del bloque de arranque ineqmvocamente identificable determina una magnitud de referencia del ritmo y realiza a continuacion mediante la magnitud de referencia del ritmo una adaptacion de un intervalo de tiempo propio definido senal de reloj-senal de respuesta.
  24. 24. Procedimiento segun al menos una de las reivindicaciones 16 a 23,
    en el que el sistema de comunicacion se utiliza en un vehuculo automovil.
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