FR2618966A1 - Procede et reseau de transmission d'informations en serie entre differents systemes - Google Patents

Abstract

Réseau de transmission d'informations. Réseau composé d'un support de transmission L et d'un ensemble de systèmes 3A - 3N reliés au support par l'intermédiaire de stations 2A ... 2N, chaque station ayant une partie de réception et une partie d'émission, la partie d'émission recevant les messages du système avec l'adresse de la station émettrice, chaque station incrémentant cette adresse et comparant le résultat à sa propre adresse, l'opération étant poursuivie jusqu'à ce que l'une des stations détecte la concidence entre l'adresse incrémentée et sa propre station pour prendre à ce moment la parole. L'invention concerne la transmission d'informations.

Description

"Procédé et réseau de transmission d'informations en série entre différents systèmes1,.

La présente invention concerne un procédé et un réseau de transmission d'informations en série entre différents systèmes.

Il existe de multiples types de procédés de transmission d'informations et de réseaux pour la mise en oeuvre de tels procédés. Toutefois, en général, ces réseaux comportent un serveur et la circulation des informations se fait par un traitememt informatique. Or, dans certains environnememts, de telles solutions ne sont pas possibles à cause du manque de fiabilité de réseaux et du fait qu'ils ne fonctionnent pas en temps réel.

La présente invention a pour but de créer un procédé et un réseau de transmission d'informations transmettant les informations sous forme de signaux de type série, ne comportant pas de serveur et dans lequel les informations circulent en temps réel et avec une fiabilité élevée tout en étant d'une mise en oeuvre simple, permettant de réaliser le réseau en technique câblée assurant des débits utiles très importants et facilitant l'interfaçage avec les systèmes.

A cet effet, l'invention concerne un procédé de transmission de messages d'informations entre plusieurs systèmes électroniques ou électriques, par une ligne de série, reliant tous les systèmes à mettre en communication par l'intermédiaire de stations, procédé caractérisé en ce que - on numérote toutes les stations avec un numéro d'ordre quelconque mais unique, - on associe une adresse d'expéditeur (numéro d'ordre) à chaque station, - on code chaque message d'information à transmettre par tout système en l'affectant d'un code de destination et d'un code d'expéditeur, - on fait circuler les informations dans la ligne, - on interdit l'émission à toutes les stations autres que celle qui est en cours d'émission pendant toute la durée d'émission et pendant un temps déterminé (T, intervalle entre deux émissions), après la fin de l'émission, - on reçoit dans chaque station les messages d'informations circulant dans la ligne et dans chaque station
- on sépare les adresses des expéditeurs de chaque message,
- on incrémemte chaque adresse d'expéditeur,
- on compare chaque adresse incrémemtée à l'adresse de la station et en cas de coïncidence, la station correspondante émet son message.

Suivant une autre caractéristique de l'invention, chaque message ne circule qu'une seule fois dans l'anneau ou la boucle.

Suivant une autre caractéristique de l'invention, pour détecter toute erreur d'émission, la station en cours d'émission compare son message en retour d'émission et le message qu'elle avait à émettre, pour renouveler l'émission immédiatememt en un temps inférieur à l'intervalle d'émission s'il n'y a pas coincidence en tre le message de retour et le message qui a été émis.

Suivant une autre caractéristique de l'invention, chaque station vérifie les messages reçus et émet un signal d'erreur en cas d'erreur dans le message reçu, de manière à informer la station émettrice de l'erreur contenue dans le message émis.

Le procédé de transmission d'informations défini ci-dessus permet de constituer des réseaux de transmission d'informations travaillant en temps réel et sans traitememt informatique ni serveur. Chacune des stations gère tour à tour le dialogue entre les différents systèmes. Le nombre de stations du réseau dépend du format des adresses expéditeur et destinataire. Dans le cas d'une adresse définie par un octet, on a 256 adresses.

L'invention concerne égalememt un réseau pour la mise en oeuvre du procédé défini ci-dessus. Ce réseau est caractérisé en ce qu'il se compose d'un support de transmission et d'un ensemble de systèmes, reliés-au support par l'intermédiaire de stations, respectives, et chaque station se compose d'une partie de réception et d'une partie d'émission ainsi que d'un circuit de commande, - la partie d'émission se composant d'une mémoire recevant les messages du système, d'un sérialisateur pour transformer les signaux de type parallèles fournis par le système en signaux de type série destinés au support de transmission, un séquenceur d'émission commandant le fonctionnememt du sérialisateur ainsi qu'une interface pour injecter les signaux dans le support - la partie réception se compose d'une interface de support reliée au support, cette interface étant reliée à un désérialisateur transformant les signaux de type série reçus du support en des signaux de type parallèles, une mémoire recevant les signaux du des érialisateur ainsi qu'un séquenceur commandant le fonctionnememt des sérialisateurs - le circuit de commande se compose d'une logique d'émission reliée au séquenceur d'émission, un comparateur d'adresses formé d'un registre d'adresses d'expéditeurs, d'un compteur, d'un registre d'adresse de station et d'un comparateur, ce comparateur recevant l'adresse d'expéditeur du message reçu par la station pour fournir cette adresse comme état de comptage chargeant le compteur qui incrémemte cette adresse d'une unité et la fournit au comparateur recevant par ailleurs l'adresse de la station contenue dans le registre, pour fournir un signal de coïncidence à la logique lorsqu'il y a coïncidence entre les deux adresses, de manière à en informer le séquenceur pour que celui-ci commande l'émission du message, ou encore à poursuivre l'incrémemtation par le compteur aussi longtemps qu'aucune autre station ne prend la parole - le circuit de contrôle comportant égalememt un détecteur d'erreur recevant les messages de la partie de réception pour détecter les erreurs intrinsèques de ces messages ou lorsque la station fonctionne en émetteur, comparer le message de retour au message d'émission et commander soit une première réémission du message s'il y a erreur ou l'arrêt de la station si les erreurs se répètent, ainsi qu'un générateur d'horloge assurant la synchronisation de la station et la formation du temps de retard qui bloque le fonctionnememt de la station pendant une durée après la réception d'un message d'une autre station ou qui commande la réémission du message en un temps inférieur au temps lorsqu'il y a erreur dans le message émis par cette même station.

Le support de transmission du réseau peut être un câble optique ou un câble électrique et, suivant le cas, chaque station comporte des interfaces d'émission et de réception appropriées.

Les stations du réseau ont une conception particulièrememt simple ne mettant pas en oeuvre l'informatique, c'est-à-dire des programmes, ce qui permet d'assurer par ces stations des débits utiles très importants pour la transmission des informations.

De plus, cela simplifie la liaison d'interfaces avec les systèmes à piloter. De telles stations peuvent être facilememt réalisées de maniera très simple sous forme de circuits câblés.

Dans le réseau défini ci-dessus, les stations peuvent être intégrées au système ou être extérieures à celui-ci. Une station peut égalememt constituer une dérivation vers un autre réseau ou système de communication. Enfin, une station peut être reliée à plusieurs systèmes.

Le réseau selon l'invention convient particulièrememt bien pour des environnememts industriels nécessitant une transmission d'informations en temps réel et avec une fiabilité élevée.

Comme le support de transmission peut être constitué par un câble optique, de tels réseaux de transmission conviennent particulièrememt pour certains environnememts industriels en atmosphère explosive ou dangereuse.

Chaque station peut échanger des informations avec n'importe quelle autre station sans qu'il n'y ait hiérarchie entre les stations, la seule contrainte d'organisation étant la numérotation des stations. Le réseau selon l'invention présente égalememt des avantages très importants sur le plan de la connexion ou de la déconnexion des stations sur le réseau. De plus, la coupure du support de transmission n'affecte pas les échanges entre les stations, chaque partie du support continuant à fonctionner indépendammemt.

Le procédé et le réseau de transmission selon l'invention conviennent notammemt pour les milieux industriels tels que la commande et la gestion d'automatismes, la robotique, la vision, le féléchargememt, etc.

Le réseau défini ci-dessus peut, comme indiqué, être constitué de circuits électroniques élémemtaires rassemblés sur des cartes électroniques.

Suivant une autre caractéristique de l'invention, la partie de réception et la partie d'émission comportent des mémoires à double accès.

Suivant une autre caractéristique de l'invention, les mémoires à double accès sont complétées par des mémoires-tampons.

Suivant une autre caractéristique de l'invention, le détecteur d'erreur comporte un registre recevant l'adresse de la station, un registre recevant l'adresse d'expéditeur du message reçu et un comparateur recevant les informations contenues dans les deux registres pour vérifier leur coïncidence.

La présente invention sera décrite de manière plus détaillée à l'aide des dessins annexés dans lesquels
- La figure 1 est un schéma d'ensemble d'une boucle de transmission de'données selon la présente invention;
- Les figures 2A et 2B représentent respectivememt la forme générale d'un message et celle d'une trame
- La figure 3 est un schéma d'une station selon l'invention.

Selon la figure 1, l'invention concerne un procédé de transmission de messages d'informations numériques et analogiques entre plusieurs systèmes électroniques ou électriques.

Cet échange de messages d'informations se fait par une ligne 1, série, qui relie tous les systèmes 2A, 2B, 2C, 2D, 2M, 2N. Cette ligne 1 ou support de transmission peut être un câble électrique ou un câble optique.

Chacune des stations est reliée à un système correspondant 3A, 3B, 3M, 3N. Ces systèmes peuvent être un ordinateur, une carte électronique, un automatisme, etc.

Le procédé de transmission, décrit ci-après, et la ligne, formemt un réseau de communication.

Ce réseau ne comporte pas de serveur et chacune des stations gère le dialogue à son tour.

Selon l'invention, on numérote chaque station 2A...

dans un certain ordre, par exemple un ordre croissant 1, 2, 3, 4 ... M, N. Il est indifférent que cette numérotation soit faite dans un ordre quelconque croissant, décroissant ou mélangé car seule importe l'unicité de la numérotation. La prise de parole se fait dans un ordre croissant dans le cas d'un additionneur comme dans le présent exemple ; dans le cas d'un soustracteur, les adresses sont chaque fois décrémentées et la prise de parole se fait dans un ordre décroissant. Le numéro d'ordre d'une station constitue son adresse (adresse d'expéditeur). Le message d'informations à transmettre par n'importe quel système comporte un code de destination, des informations proprememt dites et un code d'expéditeur.

Pour faciliter la description, les stations 2A 2M, 2N ont un numéro d'ordre lx, 2x ... Mx, Nx.

Il est à remarquer que, comme déjà indiqué, les stations ne se suivent pas nécessairement dans un certain ordre sur la boucle comme cela a été indiqué aux figures.

Ces messages d'informations circulent dans la ligne
L et lorsqu'il s'agit d'une boucle ou d'un anneau, chaque information n'exécute qu'un seul parcours dans la boucle.

Selon l'invention, lorsque l'une des stations est en cours d'émission, par exemple la station 2x, alors toutes les autres stations en amont et en aval de la station 2x sont interdites d'émissions. Cette interdiction d'émission se prolonge un temps T après la fin du message émis dans ces conditions.

Si en retour, la station émettrice (station 2x) ne reçoit pas son signal d'émission correct en retour, elle considère que le message d'information qui a été émis était entaché d'erreur ; la station 2x émet une nouvelle fois ce message d'information. Toutefois, la réémission doit se faire dans un délai inférieur au délai T correspondant à l'intervalle normal de deux émissions.

En effet, si l'émission ou la répétition du message d'information n'est pas faite à l'intérieur de ce délai, les autres stations considéreront que l'émission est terminée et la direction du dialogue sera prise par la station de numéro d'ordre suivant.

Au cours de la transmission d'un message d'information, toutes les stations du réseau, y compris celles auxquelles ce message n'est pas destiné, reçoivent le message et décodent au moins le code d'expéditeur.

Le code d'expéditeur associé au message, est incrémemté d'une unité dans chaque station et dans chaque station le code ainsi incrémemté est comparé à l'adresse de la station. Lorsque, dans une station, l'adresse incrémemtée est égale à l'adresse de cette station, cela signifie pour cette station qu'elle doit émettre.

Si cette station a un message à émettre, elle l'émet.

Ce message contiendra le code de la station d'information et le code de la station destinataire.

Si cette station n'a pas de message à émettre, l'incrémemtation du code se poursuit jusqu'à ce que le résultat de l'incrémemtation soit égal au code de l'une des stations. Cette station reconnaît alors l'identité entre ce résultat d'incrémemtation et son code, ce qui signifie qu'elle a la possibilité d'émettre son message.

Le procédé de passage successif de la "parole" d'une station à l'autre, a été décrit ci-dessus dans le cas d'une incrémemtation. Le même passage pourrait se faire en décrémemtant les adresses.

Les figures 2A et 2B montrent respectivememt la forme générale d'un message M et celle d'une trame TR.

Selon la figure 2A, le message M se compose d'une succession d'octets, le premier OD correspondant à l'adresse du destinataire, les octets suivants 01, 02 ...

ON correspondant au champ de données et, enfin, l'octet OE à l'adresse de l'expéditeur.

Les informations circulent sur le support sous la forme de trames numériques de longueurs variables. A chaque trame correspond un message émis par une station sous la forme d'une suite variable d'octets codés suivant un protocole particulier.

Le mode de transmission utilisé (mode série) implique une synchronisation de l'émetteur et du récepteur et un codage particulier des informations pour permettre la détection des erreurs de transmission.

Les octets ne sont donc pas transmis directememt les uns à la suite des autres, mais insérés entre des signaux de service (le protocole) et codés suivant un code particulier (par exemple le code MANCHESTER) pour permettre la synchronisation.

Les différents octets formant un message sont donc séparés par des signaux de délimitation S1, S2, S3 et l'ensemble est précédé par un signal de début de message SD et un signal de fin de message SF.

Afin d'assurer un fonctionnememt en temps réel, la longueur maximum des messages est fixée pour l'ensemble des stations. Cette longueur dépend du temps de réponse souhaité et peut dans certain cas, être ajustable pour chaque station. (Dans l'état actuel de développememt on a fixé la longueur maximum des messages à 16 octets de données).

La figure 3 montre un exemple de station pour la mise en oeuvre du procédé de transmission décrit cidessus.

Cette station, reliée au support de transmission L, assure la liaison avec un système non représenté, qui se trouverait dans la partie droite de la figure.

La station se compose d'une partie affectée à la réception d'une partie affectée à l'émission d'une unité d'interfaçage IU-1 reliée au système électronique ou électrique, ainsi que d'un circuit de gestion du fonctionnememt de la station.

La partie émetteur reliée à l'unité d'interfaçage
IU-1 comprend une mémoire double accès MEMDA-2 reliée à une mémoire tampon MEMT-3 par l'intermédiaire d'un bus de données BD-4 et d'un bus d'adresses BA-5.

La mémoire tampon MEMT-3 est reliée à un sérialisateur SE-6 qui transforme les signaux de type parallèle du message d'information contenu dans la mémoire MEMT-3 en des signaux de type série. En aval, le sérialisateur
SE-6 est relié par l'intermédiaire d'un comparateur C-7 et une interface IS-8 reliée au support L.

Le sérialisateur SE-6 est commandé par un séquenceur d'émission SQE-9.

La partie récepteur de la station a une structure très voisine de celle qui vient d'être décrite. En effet, le support de transmission L est relié par l'intermédiaire d'une interface IS-10 à l'entrée de données d'un désérialisateur DE-11 qui transforme les données "série" en des données "parallèles". Le désérialisateur DE-11 transmet les informations sous forme parallèle à une mémoire tampon de réception MEMT-12 communiquant avec une mémoire double accès de réception MEMDA-13.

Cette mémoire MEMDA-13 communique avec l'unité d'interfaçage IU-l par l'intermédiaire d'un bus de données BD14 et d'un bus d'adresses BA-15.

La gestion du désérialisateur DE-11 est assurée par le séquenceur de réception SQR-16. Le circuit de gestion de la station se compose d'une logique d'émission
LOGE-17 reliée à un comparateur d'adresses CA-18 auquel est fournie l'adresse du message reçu par la station.

Cette adresse est incrémemtée pour être comparée à l'adresse de la station et commander l'émission en cas de coïncidence, par le séquenceur d'émission SQE-9. Le circuit comporte égalememt un détecteur d'erreur DERR19 recevant les messages de réception pour les comparer aux messages émis et commander une nouvelle émission de message en cas d'erreur. Le fonctionnememt du circuit et de la station est synchronisé par un générateur d'horloges H-20 qui gère la synchronisation du système, en particulier du sérialisateur SE-6 et du désérialisateur DE-il.

Le fonctionnememt est égalememt commandé par un générateur de collision GC-21 et un circuit de retard
DELT-22.

Enfin, le circuit est complété par une remise à zéro RAZ-23.

Les ordres des différents élémemts du circuit sont transmis par un bus de contrôle BC-234.

La structure et les fonctions des différents sousensemble s de la station seront décrites de manière plus détaillée ci-après.

Interfaces avec le support (IS-8 et IS-10) :
Les interfaces IS-8 et IS-10 avec le support L permettent l'adaptation électrique entre les signaux de la station et la technologie du support. Le support L pouvant être électrique ou optique, les interfaces sont réalisées en conséquence.

Un exemple de réalisation utilisant une fibre optique comme support de transmission implique d'utiliser des interfaces électro-optiques (par exemple HFBR 1402 et 2402 de HEWLETT-PACKARD).

Sérialisateur SE-6
Le sérialisateur SE-6 a pour rôle de fabriquer la trame à transmettre en série au support L à partir des données qui lui sont fournies sous la forme d'une suite d'octets parallèles et qui représente le message à transmettre.

Cette fonction peut être réalisée par un seul circuit intégré. Ce circuit réalise la sérialisation des données à l'aide d'un registre à décalage, code une parité et les données, par exemple suivant le protocole 3270 (protocole IBM). Enfin, le sérialisateur code la trame avec une horloge grâce au code MANCHESTER.

Désérialisateur DE-11
Le désérialisateur DE-11 effectue l'opération inverse de celle du sérialisateur SE-6 ; il existe aussi en circuit intégré complet (DP 8343 de NS).

Grâce au protocole, il reconnaît les données incluses dans la trame qu'il reçoit (liaison entre IS-10 et
DE-11) et les désérialise pour les remettre sous une forme parallèle exploitable par la station.

En cas d'erreur de décodage, le désérialisateur DE11 stoppe la réception et fournit un signal au séquenceur de réception SQR-16.

Séquenceur d'émission et séquenceur de réception
SQE-9 et SQR-16
Ces deux séquenceurs SQE-9 et SQR-16 génèrent les signaux et états nécessaires au fonctionnememt du sérialisateur SE-6 et du désérialisateur DE-11.

Les octets de données composant le message doivent être écrits sur SE-6 et lus sur DE-11 de façon séquentielle.

Les séquenceurs, grâce à des compteurs, écrivent ou lisent les données qui se trouvent dans les mémoires
MEMT-3, MEMT-12, MEMDA-2, MEMDA-13 au rythme de demande.

La réalisation technologique de ces deux séquenceurs peut être effectuée grâce à une association de circuits combinatoires et séquentiels (compteurs d'adresses, portes logiques) ou par une technologie microprogrammée (circuit logique programmable).

Mémoires tampons MEMT-3 et MEMT-12
Les mémoires tampons MEMT-3 et MEMT-12 permettent de préparer les messages à transmettre par le sérialisateur SE-6 ou de stocker temporairememt ceux provenant du désérialisateur DE-11.

Leur format (largeur de mot, taille, accès de type
FIFO....) est plus adapté pour des accès séquentiels que des mémoires à double accès.

Dans le cas du sérialisateur SE-6, la mémoire tampon MEMT-3 facilite aussi la gestion des processus de réémission en mémorisant le dernier message émis;
Dans le cas du désérialisateur DE-11, la mémoire tampon MEMT-12 inscrit temporairememt le message en cours de décodage et permet de l'annuler efficacememt en cas de détection d'une erreur de décodage.

Il est à remarquer que, suivant le type d'application réalisée, ces mémoires tampon MEMT-3 et MEMT-12 ne sont pas obligatoirememt distinctes des mémoires à double accès MEMDA-2 et MEMDA-13.

Mémoires double-accès MEMDA-2 et MEMDA-13
Les mémoires mémorisent en permanence l'état des messages de chaque station du réseau sous la forme de mots de la taille du champ de données de chaque message (représentation de type boite à lettre).

Les mémoires sont dites à double accès car elles peuvent être lues et écrites en même temps.

Selon un exemple de réalisation, la mémoire à double accès a autant d'adresses que de stations connectables au réseau (n) et la largeur de chaque mot est égale à la taille maximum des messages.

Dans un autre exemple, la mémoire associée à chaque station peut correspondre à la configuration complète des autres stations (la taille de chacune des mémoires de stations est multipliée par le nombre de stations).

Générateur d'horloges H-20
Ce générateur H-20 génère les diverses fréquences et forme des signaux nécessaires au fonctionnememt de la station.

En général, la fréquence de base est fournie par un oscillateur à quartz et est ensuite divisée pour générer les diverses bases de temps nécessaires.

Générateur de collisions GC-21
Ce générateur GC-21 génère un signal actif continu calibré (par exemple un état 1 stable pour une logique positive) destiné à court-circuiter logiquememt le support de transmission (L) lorsque une erreur de décodage est détectée par le détecteur DERR-19.

Circuit de retard DELT-22
Ce circuit DELT-22 fournit des signaux d'attentes calibrés aux temps T et T/2 à partir de la fréquence de base de l'horloge.

Détecteur d'erreurs DERR-19
Ce détecteur DERR-19, dont le rôle sera décrit ciaprès, est complété dans le mode de réalisation représenté, par un registre R-25 recevant le message d'émission par le bus de données BD-4, un registre R-26 recevant le message de réception, en retour, et un comparateur C-27 pour comparer les deux messages et com mander la réémission du message ou l'arrêt de la station suivant qu'il y a une seule absence de coïncidence ou absence répétée de coïncidence après plusieurs tentatives.

De manière plus complète, ce détecteur a trois fonctions
1) Lorsque la station est en simple écoute (décodage d'une trame d'une autre station) il donne l'ordre au sous-ensemble GC-21 de générer un signal actif quand le désérialisateur détecte une erreur de décodage, ce qui brouille le message en cours de transmission.

La station émettrice est ainsi avertie d'un problème de décodage et peut retransmettre le message.

2) Lorsque la station est en train d'émettre un message, le détecteur DERR-19 donne l'ordre au séquenceur SQE-9 de retransmettre le message en cours d'émission, si au décodage elle détecte une erreur (la station décode le message qu'elle transmet grâce à son désérialisateur DE-11).

Le comparateur C-27 et les registres R-25, R-26 permettent d'augmemter la fiabilité de la détection des erreurs.

3) Le détecteur DERR-19 incorpore une logique de comptage et de discrimination du type des erreurs détectées par le désérialisateur.

Ce contrôle déconnecte la station et le générateur de collisions GC-21 en cas de fonctionnememt anormal de la station.

Cette sécurité est indispensable afin qu'une station en mauvais état de fonctionnememt ne puisse pas court-circuiter le support (L) par son générateur de collisions GC-21.

Logique d'émission LOGE-17
Ce circuit LOGE-17 déclenche le séquenceur S2E-9 lorsque le comparateur d'adresse de station CA-18 détecte une concordance entre l'adresse expéditeur incrémemtée d'une unité (+1) du dernier message et l'adresse de la station.

L'ordre est envoyé après le temps T si entre-temps il n'y a pas eu de réémission.

Ce circuit LOGE-17 a deux moyens de détecter une réémission
- Il détecte lui-même une erreur dans le décodage du message courant.

- I1 détecte une retransmission d'un message avant le temps T après la fin du dernier message (les messages de réémission peuvent être envoyés à T/2 par exemple).

Comparateur CA-18
Ce comparateur a pour fonction de déterminer la prise de "parole" de la partie émettrice de la station en comparant l'adresse du message reçu, incrémemtée à l'adresse de la station.

Ce comparateur CA-18 se compose d'un registre d'adresse d'expéditeur RAD-28 et d'un compteur K-29 qui est préchargé à partir du registre RAD-28 par l'adresse de la station ayant émis le dernier message et il incrémemte cette adresse d'une unité.

Le circuit CA-18 comprend égalememt un registre R30 qui contient l'adresse de la station et la fournit à un comparateur C-31 recevant par ailleurs l'adresse incrémemtée transmise par le compteur K-29.

L'égalité détermine le tour d'émission de la station au temps T.

En cas d'absence d'émission à T, le compteur n'est pas rechargé et est incrémemté à nouveau d'une unité pour recommencer le test (ligne t < t).

Ainsi, en cas d'absence d'une station, l'ensemble du réseau n'attend que le temps T.

Interface utilisateur IU-1
L'interface d'utilisateur IU-1 permet d'adapter le dialogue et les signaux entre l'application et la station.

Cette interface est différente pour chaque standard de carte de l'industrie.

Elle permet à l'utilisateur de fixer l'adresse de la station, de lire et d'écrire des messages dans les mémoires MEMDA et de commander des émissions.

Enfin, une série de signaux de contrôle renseigne l'utilisateur sur l'état de la station.

Il est à remarquer que pour certaines applications, les mémoires MEMDA peuvent ne pas être incluses dans la station, mais faire partie-du système auquel la station est connectée, comme c'est le cas.

Dans le réseau décrit en relation avec la figure 1, équipé de stations telles que celles décrites cidessus, l'information est transmise sous traitememt informatique. Le réseau fonctionne en temps réel et ne comporte pas de serveur, chaque station gérant le dialogue à son tour.

La connexion ou la déconnexion de n'importe laquelle des stations peut être effectuée à tout momemt.

Cette station peut échanger des informations avec n'importe quelle autre sans notions de hiérarchie. Elles ont aussi une "vision" complète du dialogue et des informations échangées par les autres stations.

Ces particularités permettent l'installation de systèmes redondants indispensables pour remédier aux pannes ou déconnexions d'une ou de plusieurs stations.

Le fonctionnememt du réseau, c'est- & dire la circulation de l'information, repose sur la "prise de parole" d'une station, c'est-à-dire la manière de déterminer l'instant d'émission pour une station, opération qui est liée égalememt à l'émission et à la récep tion d'un message par les différentes stations.

Prise de parole
Il est rappelé et souligné que le réseau ne comporte pas de serveur.

L'ordre de prise de parole des stations, dans l'ordre croissant ou décroissant, est fixé par leur numérotation.

Le numéro d'une station (son adresse) constitue l'adresse expéditeur de chaque message;
Il n'existe qu'une seule station émettrice à un instant donné, le réseau n'a donc pas à gérer de collisions en dehors de celles déclenchées volontairememt pour le dialogue. Cependant, si certaines stations sont déconnectées ou n'ont pas de messages à émettre, leur tour est simplememt passé sans consommation de temps importante (N*temps T avec N égal au nombre de stations absentes et T de quelques microsecondes).

Le réseau n'a pas besoin d'être programmé en fonction du nombre de stations actives, l'insertion ou le retrait des messages sont automatiquememt pris en compte de la manière suivante
- A la mise en route ou sur micro-coupure.

Chaque station s'initialise en comparant sa propre adresse avec la valeur du registre d'adresse expéditeur (RAD-28) initialisé à 0.

Si la station 0 existe, elle émet son message.

Si la station 0 n'existe pas, toutes les stations incrémemtent leur RAD-28 et au bout d'un temps T, la station 1 émet son message si elle existe. Si la station 1 n'existe pas, toutes les stations réincrémemtent
RAD et la station 2 émet au bout de T. Si la station 2 n'existe pas, le processus continue ainsi de suite.

Cette méthode permet le fonctionnememt du réseau quel que soit le nombre de stations connectées, à la condition que la stabilité de fréquence des horloges de chaque station permette le comptage de N*T avec une précision supérieure à T/2.

- Après réception de chaque message.

Chaque station rafraichit son registre RAD-28 avec l'adresse expéditeur du message courant circulant sur le support même si celui-ci ne la concerne pas.

La comparaison avec sa propre adresse permet de connaitre son tour d'émission.

Processus d'émission d'un message
La station émettrice émet son message sous la forme d'une trame et contrôle sa transmission correcte en le relisant au fur et à mesure de sa transmission.

Si la station émettrice détecte une erreur à la lecture, elle réémet le message au bout d'un temps < à
T (par exemple à T/2). Cette différence de temps évite que la prochaine station qui doit émettre le fasse avant l'émission correcte du précédent message.

Un compteur de réémission peut stopper ce processus en cas de réémissions trop fréquentes qui dénoteraient une panne de la station.

Dans le cas d'un support à structure en anneau ou boucle, le message circule une seule fois dans l'anneau, la station émettrice le détruit à son retour afin de supprimer d'éventuelles interférences dues au temps de propagation.

Cette fonction étant spécifique peut ne pas être intégrée dans la station mais être déportée dans un boitier externe (coupleur) qui assure en même temps l'interface au support de transmission.

Dans le cas d'un support à structure en bus ou en étoile, ce problème est moindre et limité à des fréquences élevées. Il est en général résolu par une adaptation de la ligne.

Processus de réception d'un message
L'état naturel d'une station est l'écoute.

Lorsqu'un message est émis, toutes les autres stations actives du réseau le décodent et mémorisent les informations utiles (principe de diffusion générale).

Elles incrémemtent leur registre RAD-28 avec l'adresse expéditeur afin de définir leur tour de parole.

Si l'une quelconque des stations en écoute détecte une erreur dans la trame du message qu'elle décode et même si celui-ci ne lui est pas destiné, elle le brouille en émettant un état actif continu GL-16.

Toutefois, dans certains cas, cette possibilité peut être supprimée.

La station émettrice détecte ainsi une erreur à la relecture et réémet le message suivant le processus décrit au chapitre "prise de parole".

Ce principe de dialogue permet de diffuser des messages simultanémemt à un grand nombre de stations en s assurant de sa bonne réception par la totalité de celles-ci.

Les réseaux selon l'invention sont particulièrememt destinés à des applications en milieu industriel, pour lesquelles les notions de temps réel, de fiabilité et de redondance sont primordiales.

Un exemple d'application peut être la liaison entre des cartes d'entrées/sorties industrielles et les unités de traitememts'informatîques qui les pilotent.

Le réseau peut aussi être utilisé dans tous les échanges où la rapidité et la simplicité d'accès aux informations constitue un avantage et, notammemt, pour:
- les automatismes,
- la robotique,
- la conduite et la supervision de procédés industriels,
- le téléchargememt, etc.

La réalisation des stations associées en un réseau selon l'invention, peut se faire sous la forme d'asso ciations de circuits électroniques élémemtaires rassemblés sur une ou plusieurs cartes électroniques ou sous la forme d'un microprogramme intégré sur une architecture à microprocesseur.

La liaison entre une station et le système qui la supporte est réalisée par un circuit d'interface approprié (le plus souvent une mémoire à double accès).

La station peut faire partie intégrante du système ou être simplememt reliée par une connectique appropriée. De même, une station peut être reliée à un ou plusieurs systèmes ou servir de passerelle à un autre système de communication.

Claims (9)

REVENDICATIONS

1) Procédé de transmission de messages d'informations entre plusieurs systèmes électroniques ou électriques, par une ligne série, reliant tous les systèmes à mettre en communication par l'intermédiaire de stations, procédé caractérisé en ce que - on numérote toutes les stations avec un numéro d'ordre quelconque mais unique, - on associe une adresse d'expéditeur (numéro d'ordre) de chaque station, - on code chaque message d'information à transmettre par tout système en l'affectant d'un code de destination et d'un code d'expéditeur, - on fait circuler les informations dans la ligne, - on interdit l'émission à toutes les stations autres que celle qui est en cours d'émission pendant toute la durée d'émission et pendant un temps déterminé (T, intervalle entre deux émissions), après la fin de l'émission, - on reçoit dans chaque station les messages d'informations circulant dans la ligne et dans chaque station

- on sépare les adresses des expéditeurs de chaque message,

- on incrémemte chaque adresse d'expéditeur,

- on compare chaque adresse incrémemtée à l'adresse de la station et en cas de coïncidence, la station correspondante émet son message.

2) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque message ne circule qu'une seule fois dans l'anneau ou la boucle.

3) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que, pour détecter toute erreur d'émission, la station en cours d'émission compare son message en retour d'émission et le message qu'elle avait à émettre, pour renouveler l'émission immédiatememt en un temps infé rieur à l'intervalle d'émission (T) s'il n'y a pas coïncidence entre le message de retour et le message qui a été émis.

4) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque station vérifie les messages reçus et émet un signal d'erreur en cas d'erreur dans le message reçu, de manière à informer la station émettrice de l'erreur contenue dans le message émis.

5) Réseau de transmission d'informations pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il se compose d'un support de transmission (L) et d'un ensemble de systèmes (3A - 3N), reliés au support (L) par l'intermédiaire de stations (2A ... 2N), respectives, et chaque station se compose d'une partie de réception et d'une partie d'émission ainsi que d'un circuit de commande, - la partie d'émission se composant d'une mémoire (MEMDA-2, MEMT-3) recevant les messages du système, d'un sérialisateur (SE-6) pour transformer les signaux de type parallèles fournis par le système en signaux de type série destinés au support de transmission (L), un séquenceur d'émission (SQE-9) commandant le fonctionnememt du sérialisateur (6) ainsi qu'une interface (IS-8) pour injecter les signaux dans le support (L) ;; - la partie de réception se compose d'une interface de support (IS-9) reliée au support (L), cette interface étant reliée à un désérialisateur (DE-10) transformant les signaux de type série reçus du support (L) en des signaux de type parallèles, une mémoire (MEMT-11,

MEMDA-12) recevant les signaux du désérialisateur (DE10) ainsi qu'un séquenceur (SQR-16) commandant le fonctionnememt des sérialisateurs (DE-lO) - le circuit de commande se compose d'une logique d'émission (LOGE-17) reliée au séquenceur d'émission (SQE 9), un comparateur d'adresses (CA-18) formé d'un registre d'adresses d'expéditeurs (RAD-28), d'un compteur (K-29), d'un registre d'adresse de station (R-30) et d'un comparateur (C-31), ce comparateur (CA-18) recevant l'adresse d'expéditeur du message reçu par la station pour fournir cette adresse comme état de comptage chargeant le compteur (K-29) qui incrémemte cette adresse d'une unité et la fournit au comparateur (C-31) recevant par ailleurs l'adresse de la station contenue dans le registre (R-30), pour fournir un signal de coïncidence à la logique (LOGE-17) lorsqu'il y a coïncidence entre les deux adresses, de manière à en informer le séquenceur (SQE-9) pour que celui-ci commande l'émission du message, ou encore à poursuivre l'incrémemtation par le compteur (K-29) aussi longtemps qu'aucune autre station ne prend la parole - le circuit de contrôle comportant égalememt un détecteur d'erreur (DERR-19) recevant les messages de la partie de réception pour détecter les erreurs intrinsèques de ces messages ou lorsque la station fonctionne en émetteur, comparer le message de retour au message d'émission et commander soit une première réémission du message s'il y a erreur ou l'arrêt de la station si les erreurs se répètent, ainsi qu'un générateur d'horloge (H-20) assurant la synchronisation de la station et la formation du temps de retard (T ; T/2) qui bloque le fonctionnememt de la station pendant une durée (T) après la réception d'un message d'une autre station ou qui commande la réémission du message en un temps inférieur au temps (T) lorsqu'il y a erreur dans le message émis par cette même station.

6) Réseau selon la revendication 5, caractérisé en ce que la partie de réception et la partie d'émission comportent des mémoires à double accès (MEMDA-2 et

MEMDA-13).

7) Réseau selon la revendication 6, caractérisé en ce que les mémoires à double accès (MEMDA-21 MEMDA-13) sont complétées par des mémoires-tampons (MEMT-3 et

MEMT-12).

8) Réseau selon la revendication 5, caractérisé en ce que que le détecteur d'erreur (DERR-19) comporte un registre (R-25) recevant l'adresse de la station, un registre (R-26) recevant l'adresse d'expéditeur du message reçu et un comparateur (C-29) recevant les informations contenues dans les deux registres (R-25, R-26) pour vérifier leur coïncidence.

9) Réseau selon l'une quelconque de-s revendications 1 à 7, caractérisé en ce que l'ensemble des stations est destinataire des messages circulant et toutes les stations possèdent la possibilité de lire les données en circulation.