ES2241221T3 - Procedimiento y dispositivo para el ajuste de aparatos aptos para bus a un protocolo de transmision de datos usado por una estacion emisora. - Google Patents
Procedimiento y dispositivo para el ajuste de aparatos aptos para bus a un protocolo de transmision de datos usado por una estacion emisora.Info
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Abstract
Procedimiento para el ajuste automático de aparatos aptos para bus a un protocolo de transmisión de datos usado por una estación emisora, en el que en una primera fase, la fase de identificación, se observa la comunicación o la estructura de datos en el bus y se determina el tipo de protocolo usado, recibiéndose telegramas de datos y analizándose en relación con atributos característicos, y a continuación, en una fase de comunicación, se registra la comunicación con la estación emisora y/o la evaluación de datos usando el protocolo identificado, caracterizado porque a esta fase de identificación le sigue una fase de prueba en la que se observa la comunicación o la estructura de los datos en el bus, y se comprueba si la estructura de datos coincide con el protocolo de transmisión de datos identificado, volviéndose a iniciar la fase de identificación en caso de que en la fase de prueba se hayan constatado desviaciones de la estructura de datos recibida respecto a la estructura de datos teórica usando el protocolo de transmisión de datos identificado, y en caso contrario se pasa a la fase de comunicación.
Description
Procedimiento y dispositivo para el ajuste de
aparatos aptos para bus a un protocolo de transmisión de datos
usado por una estación emisora.
La invención se refiere a un procedimiento para
el ajuste automático de aparatos aptos para bus a un protocolo de
transmisión de datos usado por una estación emisora, en el que en
una primera fase, la fase de identificación, se observa la
comunicación o la estructura de datos en el bus y se determina el
tipo de protocolo usado, recibiéndose telegramas de datos y
analizándose en relación con atributos característicos y, a
continuación, se inicia y se registra en una fase de comunicación
la comunicación con la estación emisora y/o la evaluación de datos
usando el protocolo identificado y/o por medio de la interfaz
identificada según el preámbulo de la reivindicación 1.
Para el intercambio de datos entre una pluralidad
de aparatos como, por ejemplo, sensores, dispositivos de procesado
de datos, unidades de entrada/salida, o para el intercambio de
datos entre diferentes unidades funcionales dentro del mismo
aparato, o para la lectura de una pluralidad de posiciones de
memoria, se usan sistemas de bus actuales, en los que no todos los
elementos están acoplados con otro directamente por medio de una
línea de datos, sino que la transmisión de datos tiene lugar a
través de una línea común a la que está conectado cada elemento.
Para garantizar que sólo el elemento correspondiente al que se
quiere acceder recibe los datos, los datos que se han de transmitir
son convertidos por parte del elemento emisor con la ayuda de un
programa de bus para formar un telegrama de datos, que contiene
determinadas secuencias de control y de comprobación. El telegrama
de datos se entrega al bus, y con ello puede ser recibido, en
principio, por cualquier elemento conectado al bus de datos. En una
capa de comunicación inferior, un elemento que ha recibido un
telegrama de datos comprueba, a partir de las secuencias de control,
si este telegrama de datos está destinada a la estación
correspondiente. En caso de que éste sea el caso, el telegrama de
datos, con la ayuda del programa que se ha de ajustar al programa
de bus usado para la emisión de datos, se libera de las secuencias
de control y de comprobación, de manera que ahora vuelven a estar
disponibles los datos desnudos, y también pueden ser procesados en
la estación receptora. Las secuencias de comprobación del telegrama
de datos hacen posible una comprobación de si el paquete de datos
enviado ha sido recibido completamente, o de si en la transmisión
han ocurrido errores en el bus de datos.
Para hacer posible una transmisión de datos en un
bus de datos, los protocolos de transmisión de datos usados por las
estaciones conectadas han de coincidir entre ellos. En otro caso, la
estación receptora no es capaz de diferenciar los datos que llevan
la información de señalización y de control de aquéllos que
contienen la información que se ha de transmitir.
En la actualidad se emplea una pluralidad de
programas de bus con diferentes protocolos de tratamiento de datos
como, por ejemplo, Profibus PA, Foundation Field Bus, World FIP, CAN
y SDS. Estos protocolos de bus, en la mayoría de las ocasiones, son
instalados por el fabricante de un aparato apto para bus de modo
fijo, por ejemplo en el caso de sistemas de sensores aptos para bus,
teniendo que adaptar en este caso el aparato que recibe y evalúa
los datos de medición al protocolo de transmisión usado. Esto se
realiza instalando también el programa de bus correspondiente en el
aparato en el aparato que realiza la evaluación. Para ello, sin
embargo, es necesario que el programa de bus usado sea conocido en
la instalación. El mismo problema, es decir, determinar el bus
usado y ajustar el aparato a éste, se produce también en la
ampliación de una red de comunicación ya existente añadiendo
aparatos adicionales.
Para ajustar un aparato apto para bus al
protocolo usado es conocido el hecho de intercambiar el programa de
bus en el aparato. Este intercambio, sin embargo, no puede ser
llevado a cabo por el usuario del aparato por sí mismo, sino que ha
de ser realizado por parte del fabricante del aparato. Así pues, el
fabricante ha de desarrollar, tener almacenadas y proporcionar
diferentes versiones de los aparatos que estén ajustadas a la red
de comunicación ya existente en el cliente. Del mismo modo, hasta
ahora se conoce el hecho de reconocer la tasa de transmisión en
baudios de modo automático, y con ello diagnosticar la velocidad de
transmisión en una línea de datos.
Mediante el documento EP 0 598 510 A2 se ha dado
a conocer un procedimiento para el ajuste automático de aparatos
aptos para bus al protocolo de transmisión de datos usado por una
estación emisora, en el que en una fase de identificación se observa
la estructura de datos en el bus, y se determina el tipo de
protocolo usado, en el que se reciben telegramas de datos y se
analizan por lo que se refiere a atributos característicos. A
continuación, en una fase de comunicación, se inicia y se registra
la comunicación con la estación emisora y/o la evaluación de datos
usando el protocolo identificado por medio de la interfaz
identificada.
Adicionalmente, por medio de la referencia
bibliográfica Gigabit Speed Multi-Protocol Chip and
Adapters for Network Computing XP-000739405 e IBM
Technical Disclosure Bulletin, vol. 40, nº 10, octubre de 1997, se
ha dado a conocer un procedimiento similar al procedimiento
mencionado previamente.
La invención se basa en el objetivo de
proporcionar un procedimiento y un dispositivo para el ajuste
automático de aparatos aptos para bus a un protocolo de transmisión
de datos usado en una red de comunicaciones, para que se posibilite
un empleo de aparatos aptos para bus flexible, universal y sencillo
para el usuario.
La consecución del objetivo según la invención
consiste en que a la fase de identificación le sigue una fase de
prueba en la que se observa la comunicación o la estructura de
datos en el bus, y se comprueba si la estructura de datos coincide
con el protocolo de transmisión de datos identificado en la fase de
identificación, volviéndose a retomar la fase de identificación en
caso de que se constaten en la fase de prueba desviaciones de la
estructura de datos recibida respecto a la estructura de datos
teórica al usar el protocolo de transmisión de datos identificado, y
en otro caso se pasa a la fase de comunicación.
Con ello, a la fase de identificación le sigue
una fase de prueba en la que se observa la comunicación o la
estructura de datos en el bus, y se comprueba si la estructura de
datos coincide con el protocolo de transmisión de datos
identificado en la fase de identificación, volviéndose a retomar la
fase de identificación en caso de que se constaten en la fase de
prueba desviaciones de la estructura de datos recibida respecto a
la estructura de datos teórica al usar el protocolo de transmisión
de datos identificado. En otro caso se pasa a la fase de
comunicación. Después de un número predeterminado de intentos de
identificación sin éxito, o bien después de un tiempo determinado,
se aborta el procedimiento y se entrega un mensaje de error.
Es ventajoso que en la fase de identificación se
determine la interfaz física a través de la cual tiene lugar la
comunicación, y en la fase de comunicación se registre la
comunicación automáticamente por medio de la interfaz identificada.
Así pues, en el caso de aparatos con dos o más interfaces se puede
prescindir del ajuste manual de la interfaz física que ha sido
usado realmente.
Con ello, de un modo ventajoso, a partir de la
estructura de los datos recibidos se concluye sobre el tipo de
protocolo de transmisión de datos usado. En este caso, los
atributos característicos que sirven para la identificación del
protocolo son patrones de bits predeterminados, secuencias de
comienzo características, secuencias de comprobación y/o
correlaciones características entre determinados componentes del
telegrama y la longitud del telegrama. El patrón de bits
predeterminado o las secuencias de comienzo características están
almacenadas, por ejemplo, en una base de datos, comparándose el
telegrama de datos recibido, o bien secciones de éste, con las
secuencias almacenadas. En caso de que se constate una coincidencia,
entonces esto indica que la comunicación en el bus se realiza con
el protocolo que está asignado a los atributos característicos, o
bien que presenta éstos. De modo correspondiente, a partir de
correlaciones características entre determinados componentes del
telegrama y la longitud del telegrama se puede concluir cuál es el
protocolo de transmisión de datos usado, haciendo para ello que, por
ejemplo, a partir de la longitud del telegrama de datos, suponiendo
un determinado protocolo de transmisión de datos, se calculen
componentes del telegrama, y a continuación se comparen con los
componentes correspondientes que realmente han sido recibidos. En
caso de que se constate aquí una coincidencia, esto es una
indicación, así mismo, de que el protocolo usado realmente coincide
con el protocolo empleado para el cálculo.
Después de la primera fase de identificación,
puede seguir una fase de prueba en la que se sigue observando la
comunicación en el bus, así como comprobando si la estructura de
datos coincide con el bus de datos o el protocolo de transmisión de
datos identificado en la primera fase. En caso de que se constaten
desviaciones, entonces se inicia de nuevo la fase de identificación,
y en caso de que no se produzcan desviaciones, entonces se registra
la comunicación usando el protocolo identificado.
Preferentemente, al menos se pueden identificar y
ajustar dos protocolos diferentes, incluyendo, en particular,
Profibus PA, Foundation Field-Bus, CAN, SDS y World
FIP. En principio, sin embargo, se pueden seleccionar cualquier
programa de bus, en tanto que sólo se puedan identificar sus
atributos característicos, y a partir de ellos se pueda acceder al
programa de bus usado. Debido a ello, el programa de bus se ha de
almacenar en el dispositivo para la realización del procedimiento, y
se ha de instalar como muy tarde al comienzo de la fase de
comunicación.
Preferentemente se lleva a cabo el procedimiento
después de cada pausa de comunicación que dure más que la duración
preprogramada. Gracias a ello se registran las modificaciones del
protocolo de transmisión de datos, por ejemplo, después de una
reconfiguración de la red de comunicación de modo automático, y se
ajusta a ellas el aparato apto para bus.
Para la realización del procedimiento se puede
insertar un dispositivo en cualquier aparato apto para bus, y se
ajusta la estructura de datos de este aparato al protocolo de
transmisión de datos ya usado por otros aparatos dentro de la red de
comunicación. También se puede usar como aparato de análisis
portátil para el análisis y la supervisión del tráfico del bus. En
particular, es ventajoso que los fabricantes de aparatos aptos para
bus, en la integración del dispositivo conforme a la invención en
este tipo de aparatos, produzcan ahora únicamente un tipo de
aparato, y lo tengan que dejar en stock, en lugar de proporcionar un
aparato diseñado específicamente para todos los protocolos de
transmisión de datos usados.
Figura 1 un organigrama del procedimiento
conforme a la invención para el ajuste automático de aparatos aptos
para bus al protocolo de transmisión de datos usado por una estación
emisora
Figura 2 esquemáticamente, un diagrama de bloques
de un dispositivo 5 conforme a la invención para el reconocimiento
automático de protocolos de comunicación en un sistema de bus 1
Figura 3 esquemáticamente, un diagrama de bloques
de un dispositivo con la posibilidad adicional de la identificación
y la selección de la interfaz física mediante la que tiene lugar la
comunicación y
Figura 4 esquemáticamente, la construcción de un
componente de detección 4' según la Figura 3.
La Figura 1 muestra un organigrama del
procedimiento conforme a la invención para el ajuste automático de
aparatos aptos para bus al protocolo de transmisión de datos usado
por una estación emisora.
El procedimiento se inicia mediante la conexión
del aparato apto para bus en el que está integrado el dispositivo
para la realización del procedimiento, o bien mediante una
introducción del usuario, por ejemplo, la presión de una tecla. El
dispositivo se encuentra ahora en un primer estado en el que se
observa y se analiza la comunicación en el bus. Esta fase de
observación y de análisis está designada como fase de
identificación.
En la fase de identificación, el dispositivo
accede al bus de datos, es decir, recibe telegramas de datos, si
bien todavía no envía ninguno, y así pues no toma parte en la
comunicación en el bus. Para el bus, o bien para otros aparatos que
se comunican a través de este, el aparato apto para bus que se
encuentra en la fase de identificación es todavía pasivo. La
comunicación del bus recibida es analizada por la unidad de control
del dispositivo. Por ejemplo, se comprueba si el telegrama de datos
recibido presenta patrones de datos característicos, en particular
secuencias de comienzo o de fin, que señalen a un protocolo de
transmisión de datos conocido. Para ello, el dispositivo compara el
telegrama de datos recibido con patrones almacenados en una memoria
que son característicos para un protocolo dado. En caso de que la
comparación sea positiva, entonces se ha reconocido el protocolo
correspondiente, y es seleccionado ahora. A parte de secuencias
características, también puede tener lugar una comprobación
relativa a estructuras características del telegrama de datos
recibido, por ejemplo una correlación característica entre
secuencias determinadas y la longitud del telegrama. La
comprobación, en este caso, transcurre de tal manera que la unidad
de control del dispositivo, suponiendo un protocolo conocido
determinado, conjuntamente con características determinadas del
telegrama de datos, determina estas secuencias características, y
las compara con las secuencias existentes realmente. En caso de que
se constante una coincidencia, entonces, con una gran probabilidad,
se ha usado realmente en el bus el protocolo empleado para la
determinación. Con ello, se ha reconocido el protocolo.
Para incrementar la precisión de reconocimiento,
se puede analizar una pluralidad de telegramas de datos por lo que
se refiere a patrones duraderos característicos.
En caso de que no se produzca ningún
reconocimiento del protocolo de transmisión de datos usado, entonces
se repite el análisis, y se vuelve a iniciar la fase de
identificación.
En caso de que se produzca la identificación del
protocolo, entonces la selección automática y la instalación del
programa de bus reconocido, en este caso el protocolo A o B,
concluye la fase de identificación. De una memoria se selecciona y
se carga, a partir de una pluralidad de programas de bus conocidos
posibles, el programa de bus que ya está siendo usado por otros
aparatos conectados al bus.
En la fase de comunicación que sigue a la fase de
identificación, el aparato registra la comunicación a través del
bus con el protocolo de transmisión de datos A o B identificado. En
caso de que ya se haya tomado una vez la decisión de un protocolo A
o B seleccionable, entonces el dispositivo conforme a la invención
se comporta hasta que se vuelve a producir el comienzo del
procedimiento como un aparato conocido apto para bus en el que está
fijado el protocolo usado de modo duradero. La comunicación con el
protocolo A o B se realiza entonces del modo conocido.
Apagando el aparato se elimina la fijación a uno
de los protocolos A o B, y el procedimiento se vuelve a llevar a
cabo al realizar la conexión. Sin embargo, el aparato también puede
estar diseñado de tal manera que el procedimiento sólo se inicie
cuando se produzca una entrada del usuario con la fase de
identificación, y en caso contrario se lleva a cabo la fase de
comunicación con el último protocolo reconocido y seleccionado.
Adicionalmente, después de la conexión con el
último protocolo reconocido se puede pasar directamente a la fase de
comprobación/prueba. Únicamente en el caso de que no se produzca una
coincidencia entre el protocolo determinado anteriormente y el
protocolo observado en la actualidad se inicia la fase de
identificación. En caso contrario, el aparato registra la
comunicación con el protocolo determinado anteriormente y
confirmado en la fase de prueba.
La Figura 2 muestra de modo esquemático un
diagrama de bloques de un dispositivo 5 conforme a la invención para
el reconocimiento automático de protocolos de comunicación en un
sistema de bus 1. El dispositivo 5 presenta una interfaz 2 física
para la conexión al bus de datos 1, por medio de la que los datos
que vienen del control del sistema 3 se entregan al bus. El control
del sistema 3, en este caso, es un microprocesador, que lleva los
datos de proceso a una forma de transmisión determinada
correspondiente al protocolo de comunicación usado en el bus de
datos.
Según la invención, a la interfaz 2 física está
conectada un componente de detección 4, que observa los datos
transmitidos a través de la interfaz 2, y a partir de su estructura
determina el protocolo usado. El protocolo A o B se comunica al
control del sistema, que a continuación inicia de modo automático el
programa de bus correspondiente, y registra de modo activo la
comunicación con este protocolo identificado.
La Figura 3 muestra de modo esquemático un
diagrama de bloques de otro dispositivo 5' conforme a la invención,
que además del reconocimiento automático y la selección del
protocolo de comunicación A o B, también es capaz de identificar y
seleccionar los interfaces 2', 2'' físicos a través de los que
tiene lugar la comunicación.
Las interfaces 2', 2'', en este caso, están
conectadas entre sí en paralelo. El componente de detección 4'
comunica al control del sistema 3' el identificador de la interfaz
identificada, que a continuación, por medio de un conmutador 6,
controla únicamente esta interfaz para la comunicación.
La Figura 4 muestra de modo automático la
construcción de un componente de detección 4' según la Figura 3. Los
datos que vienen de los interfaces 2', 2'' conectados se escriben
en un registro tampón de recepción común. Los datos son analizados a
continuación buscando características del protocolo de comunicación
A o B, por ejemplo comparándolos con una secuencia de datos
predeterminada. En caso de que la comparación sea positiva, se
identifica el protocolo A o B, y se genera una señal de
identificación correspondiente y se transmite al control del
sistema 3'.
El objeto de la invención se puede aplicar
industrialmente en particular en la industria de la automatización
y en la automatización de fábricas para el ajuste automático de
aparatos aptos para bus al protocolo de transmisión de datos usado
en una red de comunicación. En este caso, la invención garantiza, en
particular, un empleo de aparatos aptos para bus flexible, universal
y sencillo para el usuario.
Claims (6)
1. Procedimiento para el ajuste automático de
aparatos aptos para bus a un protocolo de transmisión de datos usado
por una estación emisora, en el que en una primera fase, la fase de
identificación, se observa la comunicación o la estructura de datos
en el bus y se determina el tipo de protocolo usado, recibiéndose
telegramas de datos y analizándose en relación con atributos
característicos, y a continuación, en una fase de comunicación, se
registra la comunicación con la estación emisora y/o la evaluación
de datos usando el protocolo identificado, caracterizado
porque a esta fase de identificación le sigue una fase de prueba en
la que se observa la comunicación o la estructura de los datos en
el bus, y se comprueba si la estructura de datos coincide con el
protocolo de transmisión de datos identificado, volviéndose a
iniciar la fase de identificación en caso de que en la fase de
prueba se hayan constatado desviaciones de la estructura de datos
recibida respecto a la estructura de datos teórica usando el
protocolo de transmisión de datos identificado, y en caso contrario
se pasa a la fase de comunicación.
2. Procedimiento según la reivindicación 1,
caracterizado porque los atributos característicos que
sirven para la identificación del protocolo son patrones de bits
predeterminados, secuencias de inicio características y/o
correlaciones características entre componentes de telegrama
determinados y la longitud de los telegramas.
3. Procedimiento según la reivindicación 1 ó 2,
caracterizado porque en la fase de comunicación se realiza
automáticamente una selección a partir de programas de bus
conocidos.
4. Procedimiento según una de las
reivindicaciones precedentes, caracterizado porque se
identifican automáticamente y se ajustan al menos dos protocolos
diferentes, entre ellos Profibus PA, Foundation Field Bus, World
FIP, CAN y SDS.
5. Procedimiento según una de las
reivindicaciones precedentes, caracterizado porque en la
fase de identificación se determina la interfaz física a través de
la cual tiene lugar la comunicación, y en la fase de comunicación,
la comunicación tiene lugar a través de la interfaz
identificada.
6. Procedimiento según la reivindicación 1,
caracterizado porque la identificación del protocolo se
realiza en un componente de detección (4, 4').
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