ES2311052T3 - Nodo en estrella de conmutacion activa y red de estaciones interconectadas mediante dicho nodo en estrella. - Google Patents
Nodo en estrella de conmutacion activa y red de estaciones interconectadas mediante dicho nodo en estrella. Download PDFInfo
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Abstract
Un nodo en estrella (SN1) para interconectar una pluralidad de estaciones (ST1-ST3) en una red, de tal modo que el nodo en estrella (SN1) comprende interfaces (I1-I3), cada uno de los cuales tiene un terminal de conexión (BP) para conectar una seleccionada de las estaciones al nodo en estrella (SN1), teniendo cada interfaz medios para aceptar en el terminal de conexión (BP) una señal procedente de la estación asociada con la interfaz, y para remitir dicha señal al terminal de conexión (BP) de las otras interfaces, de tal modo que el nodo en estrella (SN1) comprende un terminal común (RT1) y la interfaz comprende un receptor (CMP1) que tiene una entrada (CIP1) conectada al terminal de conexión (BP) para recibir la señal de la estación asociada, un transmisor (TR), que tiene una salida (TO2) conectada al terminal de conexión (BP), un primer detector (A1) de actividad, destinado a generar una primera señal (AS1) de actividad en respuesta a transiciones de señal en la entrada (CIP1) del receptor (CMP1), un segundo detector (AS2) de actividad, destinado a generar una segunda señal (AS2) de actividad en respuesta a transiciones de señal en el terminal común (RT1), unos primeros medios de conmutación (SW1) para inhabilitar la transferencia de señal desde una salida (CO1) del receptor (CMP1) al terminal común (RT1) en respuesta a la segunda señal (AS2) de actividad, y unos segundos medios de conmutación (SW2), destinados a inhabilitar la transferencia de señal desde el terminal común (RT1) a una entrada (TIN) del transmisor (TR) en respuesta a la primera señal (AS1) de actividad, caracterizado porque el nodo en estrella (SN1) comprende adicionalmente: una resistencia (RP1) para conectar el terminal común (RT1) a un primer terminal (PST) de tensión de alimentación, y en él los primeros medios de conmutación (SW1) comprenden un dispositivo excitador (DR) que tiene una entrada de excitación (CR1), destinada a recibir una señal de excitación para proporcionar un camino de conducción entre el terminal común (RT1) y un segundo terminal (GND) de tensión de alimentación, en respuesta a la señal de excitación, y un primer conmutador electrónico (SW11), sensible a la segunda señal (AS2) de actividad, insertado entre la salida (CO1) del receptor (CMP1) y la entrada de excitación (DR) del dispositivo excitador (DR), y en el cual los segundos medios de conmutación (SW2) comprenden un segundo conmutador electrónico (SW2) sensible a la primera señal (AS1) de actividad, insertado entre el terminal común (RT1) y la entrada (TIN) del transmisor (TR).
Description
Nodo en estrella de conmutación activa y red de
estaciones interconectadas mediante dicho nodo en estrella.
La invención se refiere a un nodo en estrella
de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 1 (hágase
referencia también al documento de la técnica anterior EP 0 698 978
A2).
La invención se refiere también a una red de
estaciones interconectadas por medio de dicho nodo en estrella.
Este tipo de redes puede utilizarse, por ejemplo, en coches y otros
entornos ruidosos.
En una red, en particular, una red de alta
velocidad, las reflexiones en la red pueden provocar problemas en
la integridad de las señales. Esto es especialmente importante si el
tiempo de bits no es grande con respecto al retardo de propagación
a través de la red. Puede realizarse una red en la que todas las
estaciones estén conectadas a un nodo en estrella con líneas de
transmisión con terminaciones adecuadas. En semejante red del tipo
de estrella, el cometido del nodo en estrella es retransmitir los
datos recibidos desde una de las estaciones a todas las demás
estaciones. Dicha red del tipo de estrella y dicho nodo en estrella
se conocen por la Patente norteamericana Nº 4.903.015. Esta red
conocida tiene unas líneas de transmisión con terminaciones
adecuadas y, por tanto, es adecuada para la alta velocidad. Las
señales enviadas a, y recibidas de, las estaciones discurren a
través de la misma línea de transmisión, lo que ahorra dispositivos
de conexión y cables. Sin embargo, en el nodo en estrella de esta
red conocida se requiere un circuito lógico bastante complicado para
realizar el mecanismo de conmutación de envío y recepción. La
complejidad del circuito lógico crece con el número de estaciones
que pueden ser conectadas al nodo en estrella.
Es un propósito de la invención proporcionar un
nodo en estrella con una complejidad reducida. Para ello, de
acuerdo con la invención, un nodo en estrella definido en el párrafo
inicial se caracteriza por que, en el estado libre de la red,
los transmisores y los receptores de todas las interfaces
(I1-I3) se encuentran activos y conectados a la
red.
Los primeros y los segundos medios de
conmutación, en combinación con los primer y segundo detectores de
actividad, impiden que la señal entrante procedente de la estación
asociada de una interfaz sea enviada de vuelta a la misma estación,
y garantizan que la señal entrante sea encaminada únicamente a las
otras estaciones. Todas las interfaces son idénticas y el número de
componentes no se incrementa al aumentar el número de
interfaces.
En la realización reivindicada en la
reivindicación dependiente 2, los dispositivos excitadores de las
interfaces, la resistencia y el terminal común constituyen un
sistema O ("OR") implantado por cables o cableado que puede
ser ampliada a voluntad. Los conmutadores electrónicos proporcionan
el correcto encaminamiento de las señales.
Las realizaciones reivindicadas en las
reivindicaciones dependientes 3 y 4, así como en las
reivindicaciones dependientes 6 y 7, proporcionan implementaciones
rápidas y simples, y la realización reivindicada en las
reivindicaciones 5 y 8 es una implementación completamente
equilibrada.
La simplicidad del nodo en estrella de acuerdo
con la invención hace posible una transmisión de datos rápida y
eficiente, ya que apenas se pierde tiempo en configurar el nodo en
estrella. En consecuencia, no se necesita ningún preámbulo en el
protocolo de los datos que se transmiten para crear tiempo para
llevar a cabo funciones de conmutación en el nodo en estrella. Ello
hace que una red equipada con el nodo en estrella de acuerdo con la
invención resulte adecuada para protocolos que no especifican un
preámbulo, tales como el TTP/C (Protocolo Disparado en el Tiempo de
Clase C -"Time Triggered Protocol Class C" (de alta velocidad,
mayor o igual que 1 Mbit/s)). El nodo en estrella de acuerdo con la
invención permite adicionalmente una fácil extensión o ampliación.
Pueden añadirse nodos en estrella mediante la conexión de una de las
interfaces a una interfaz de otro nodo en estrella.
Estos y otros aspectos de la invención se
describirán y elucidarán a continuación con referencia a los dibujos
que se acompañan, en los cuales:
la Figura 1 muestra una red con estaciones
interconectadas a través de un nodo en estrella de acuerdo con la
invención;
la Figura 2 muestra un diagrama de bloques de
una primera interfaz para uso en un nodo en estrella de acuerdo con
la invención;
la Figura 3 muestra señales que se producen en
una primera interfaz que recibe datos de una estación;
la Figura 4 muestra señales que se producen en
una primera interfaz que envía datos a una estación;
la Figura 5 muestra un diagrama de bloques de
una segunda interfaz para uso en un nodo en estrella de acuerdo con
la invención; y
la Figura 6 muestra la red de la Figura 1, en la
que una de las estaciones ha sido reemplazada por otro nodo en
estrella.
En estas Figuras, las partes semejantes llevan
los mismos símbolos de referencia.
La Figura 1 muestra una red que comprende, a
modo de ejemplo, tres estaciones ST1, ST2 y ST3 interconectadas a
través de un nodo en estrella SN1 de acuerdo con la invención. En un
coche, la estación puede ser un sensor de temperatura, un sensor de
freno, un sensor de una puerta y dispositivos similares, dotados de
una interfaz adecuada para la conexión del sensor a la red. El nodo
en estrella SN1 comprende, de nuevo a modo de ejemplo, tres
interfaces I1, I2 e I3. Las interfaces I1, I2 e I3 tienen terminales
de conexión respectivos BP y BM para la conexión de una respectiva
de las estaciones ST1, ST2 y ST3 al nodo en estrella SN1. Las
estaciones ST1, ST2 y ST3 están conectadas a las interfaces I1, I2
e I3 por líneas de transmisión de par o cable doble trenzado TWP1,
TWP2 y TWP3. Son también posibles, sin embargo, otros tipos de
líneas de transmisión, tales como cables coaxiales y líneas de
cable individual o de mono-filamento. El número de
estaciones e interfaces no está limitado a tres; es posible
cualquier número mayor que dos.
Las interfaces I1, I2 e I3 tienen unas entradas
equilibradas BP y BM para la conexión de las líneas de transmisión
de par trenzado, y tienen, adicionalmente, unos terminales comunes
equilibrados RT1 y RT2. Los terminales comunes RT1 de las
interfaces I1, I2 e I3 están, todos ellos, conectados a un terminal
de alimentación positivo PST ("positive supply terminal") a
través de una primera resistencia de elevación común RP1. Los
terminales comunes RT2 de las interfaces I1, I2 e I3 están, todos
ellos, similarmente conectados al terminal de alimentación positivo
PST a través de una segunda resistencia de elevación común RP2.
La Figura 2 muestra un diagrama de bloques de
las interfaces I1-I3. La interfaz tiene un receptor
que consta de dos comparadores CMP1 y CMP2, y un transmisor TR. El
comparador CMP1 tiene una entrada no inversora CIP1, conectada al
terminal de conexión BP, y tiene una entrada inversora CIN1,
conectada al terminal de conexión BM. El comparador CMP2 tiene una
entrada no inversora CIP2, conectada al terminal de conexión BM, y
tiene una entrada inversora CIN2, conectada al terminal de conexión
BP. Las entradas de los dos comparadores están, por tanto,
conectadas opuestamente a los terminales de conexión. El transmisor
TR tiene unas salidas equilibradas TO1 y TO2, conectadas,
respectivamente, a los terminales de conexión BM y BP. Una
resistencia de terminación RTM está conectada entre los terminales
de conexión BP y BM con el fin de proporcionar una impedancia de
terminación correcta a la línea de transmisión de par trenzado de
la estación conectada.
La interfaz tiene, adicionalmente, unos primer y
segundo detectores de actividad de señal, A1 y A2. El primer
detector A1 de actividad de señal detecta cambios en la señal
entrante, es decir, en la señal recibida por el receptor desde la
estación conectada a la interfaz. El segundo detector de actividad
detecta cambios en la señal saliente, esto es, en la señal enviada
por el transmisor a la estación conectada a la interfaz.
Los dos comparadores CMP1 y CMP2 tienen
respectivas salidas CO1 y CO2 conectadas a los terminales comunes
RT1 y RT2 a través de unos primeros medios de conmutación SW1. Los
primeros medios de conmutación SW1 inhabilitan la transferencia de
la señal desde las salidas CO1 y CO2 a los terminales comunes RT1 y
RT2, bajo el control de una segunda señal de actividad AS2
procedente del segundo detector A2 de actividad. Los primeros medios
de conmutación SW1 se utilizan con unos primer y segundo
conmutadores electrónicos SW11 y SW12 que están normalmente
cerrados y que se abren por orden de la segunda señal AS2 de
actividad procedente del segundo detector AS2 de actividad. Los
primer y segundo conmutadores electrónicos SW11 y SW12 conectan, y
desconectan, las salidas CO1 y CO2 a, y de, unas primera y segunda
entradas de excitación DR1 y DR2, respectivamente, de un dispositivo
de excitación DR que apaga o libera los terminales comunes RT1 y
RT2 bajo el control de unas señales de excitación complementarias
suministradas por las salidas CO1 Y CO2 de los comparadores CMP1 y
CMP2.
El dispositivo de excitación DR se utiliza con
unos primer y segundo transistores de canal N M1 y M2. El canal del
primer transistor M1 está conectado entre el primer terminal común
RT1 y un terminal de tensión de alimentación negativo GND, que
sirve como tierra para la salida. El electrodo de control o puerta
del primer transistor M1 funciona como la entrada de excitación
DR1. Con la recepción de una señal positiva en su puerta, el canal
del primer transistor M1 forma un camino de conducción de corriente
entre el terminal común RT1 y el terminal de alimentación negativo
GND, y el primer transistor M1 atenúa la tensión en el primer
terminal común RT1 hasta el nivel de tierra. El canal del segundo
transistor M2 está conectado entre el segundo terminal común RT2 y
el terminal de tensión de alimentación negativo GND. La puerta del
segundo transistor M2 funciona como la entrada de excitación DR2.
Con la recepción de una señal positiva en su puerta, el canal del
transistor M2 forma un camino de conducción de corriente entre el
segundo terminal común RT2 y el terminal de alimentación negativo
GND, y el segundo transistor M2 atenúa la tensión en el segundo
terminal común RT2 hasta el nivel de tierra.
Las resistencias de elevación comunes RP1 y RP2
y los primer y segundo transistores M1 y M2 de las respectivas
interfaces I1, I2 e I3 constituyen un sistema simple de
interconexión en O, implantado por cables o cableado, entre las
interfaces, lo que permite una extensión simple a un número
cualquiera de interfaces dentro del nodo en estrella SN1 sin
necesidad de incrementar o cambiar el diseño electrónico de las
interfaces individuales dependiendo del número de interfaces. Todas
las interfaces tienen la misma instalación de circuitos.
En lugar de las resistencias de elevación
comunes RP1, RP2 y los transistores de atenuación correspondientes
M1, M2, el dispositivo excitador DR puede, alternativamente, ser
implementado con otras etapas excitadoras capaces de presentar una
impedancia baja o alta entre los primer y segundo terminales comunes
RT1 y RT2 bajo el control de señales equilibradas procedentes de
las salidas CO1 y CO2 de los comparadores CMP1 Y CMP2.
\newpage
El transmisor TR tiene una entrada inversora TIN
y una entrada no inversora TIP, conectadas, respectivamente, a los
primer y segundo terminales comunes RT1 y RT2, a través de los
segundos medios de conmutación SW2. Los segundos medios de
conmutación SW2 inhabilitan la transferencia de señal desde los
terminales comunes RT1 y RT2 a la entrada inversora TIN y a la
entrada no inversora TIP, bajo el control de una primera señal AS1
de actividad procedente del primer detector A2 de actividad. Los
segundos medios de conmutación SW2 están implementados con unos
primer y segundo conmutadores electrónicos SW21 y SW22, que están
normalmente cerrados y que se abren con la orden de la primera
señal AS1 de actividad procedente del primer detector AS1 de
actividad. Los primer y segundo conmutadores electrónicos SW21 y
SW22 de los segundos medios de conmutación SW2 conectan, y
desconectan, los primer y segundo terminales comunes RT1 y RT2 a, y
de, la entrada inversora TIN y la entrada no inversora TIP del
transmisor TR.
El primer detector A1 de actividad tiene unas
entradas A11 y A12 conectadas a las entradas de excitación DR1 y
DR2 con el fin de detectar la actividad de señal en la señal
entrante. Alternativamente, estas entradas A11 y A12 pueden ser
conectadas a los terminales de conexión BP y BM, o bien a las
salidas CO1 y CO2, para obtener el mismo efecto. El segundo
detector A2 de actividad tiene unas entradas A21 y A22 conectadas,
respectivamente, a la entrada inversora TIN y a la entrada no
inversora TIP del transmisor TR con el fin de detectar la actividad
de señal de la señal saliente. Alternativamente, estas entradas A21
y A22 pueden ser conectadas a los terminales comunes RT1 y RT2 o a
los terminales de conexión BP y BM con el fin de obtener el mismo
efecto.
La Figura 3 muestra señales que se producen en
una interfaz que recibe datos de una estación, que son, de arriba
abajo: las señales de datos complementarias en los terminales de
conexión BP y BM, las señales en los terminales comunes RT1 y RT2,
la primera señal AS1 de actividad y la segunda señal AS2 de
actividad. La Figura 4 muestra las señales correspondientes que se
producen en una interfaz que envía datos a una estación.
En la red, los datos se transmiten de estación a
estación como diferencias de tensiones complementarias entre los
terminales de conexión BP y BM, que cambian de polaridad dependiendo
del contenido de los datos. Cuando no se transmite ningún dato, la
diferencia de tensiones entre los terminales de conexión BP y BM es
cero y la red se encuentra en el estado libre. Suponiendo que la
estación ST1 es la estación emisora, las diferencias de tensiones
en la interfaz I1 son entonces detectadas por los dos comparadores
CMP1 y CMP2, que tienen incorporados umbrales para suprimir el
ruido de las señales de datos recibidas. Las señales de salida de
los comparadores excitan las puertas de los primer y segundo
transistores M1 y M2 a través de los conmutadores electrónicos SW11
y SW12, que normalmente están cerrados. El primer detector A1 de
actividad detecta las diferencias de señal entrante y activa
rápidamente los segundos medios de conmutación SW2 con su primera
señal AS1 de activación. Esto abre los primer y segundo
conmutadores electrónicos SW21 y SW22 de los segundos medios de
conmutación SW2, y las señales de los primer y segundo terminales
RT1 y RT2 son desconectadas de las entradas TIN y TIP del
transmisor TR. Los conmutadores electrónicos SW11 y SW12 permanecen
cerrados puesto que no hay ninguna actividad de señal presente en
la rama de salida de la interfaz. Para un funcionamiento correcto,
el primer detector A1 de actividad debe abrir los conmutadores
electrónicos SW21 y SW22 antes de que las señales de datos
procedentes de los terminales comunes RT1 y RT2 alcancen las
entradas A21 y A22 del segundo detector A2 de actividad, de tal
manera que la señal entrante no se vea perturbada.
Las otras interfaces I2 e I3 no reciben ninguna
señal entrante procedente de una estación en sus terminales de
conexión BP y BM, sino que comparten las señales de los terminales
comunes RT1 y RT2 generadas por la interfaz de recepción I1. En las
otras interfaces I2 e I3, los conmutadores SW21 y SW22 están
cerrados debido a que su primer detector A1 de actividad no detecta
diferencias de señal en la señal entrante. Sin embargo, las
diferencias de señal en los terminales comunes RT1 y RT2 son
detectadas por su primer detector A1 de actividad, y esto hace que
los primer y segundo conmutadores electrónicos SW11 y SW12 sean
abiertos en respuesta a la segunda señal AS2 de actividad. De esta
forma, en las otras interfaces I2 e I3, las señales de los
terminales comunes RT1 y RT2 son conectadas a las entradas TIN y
TIP del transmisor TR y enviadas a las estaciones conectadas a las
otras interfaces. Los conmutadores SW11 y SW12, abiertos, evitan las
perturbaciones de las señales en los terminales comunes. Para un
funcionamiento apropiado, el segundo detector A2 de actividad debe
abrir los conmutadores electrónicos SW11 y SW12 antes de que las
señales de datos transmitidas por el transmisor TR alcancen las
entradas A11 y A12 del primer detector A1 de actividad.
De esta forma, se mantiene un camino de flujo de
los datos de la estación ST1 a las estaciones AT2 y ST3, en tanto
en cuanto la estación ST1 siga transmitiendo. Cuando la estación ST1
deja de transmitir datos, la diferencia de tensiones entre los
terminales de conexión BP y BM de la interfaz I1 se hace cero y la
red se encuentra en el estado libre. En la interfaz I1, el primer
detector A1 de actividad deja de detectar actividad y los
conmutadores electrónicos SW21 y SW22 de los segundos medios de
conmutación SW2 retornan a su posición normalmente cerrada y
reconectan los terminales comunes TR1 y RT2 a las entradas TIN y TIP
del receptor TR de la interfaz I1. Puesto que la red se encuentra
en el estado libre, las señales de los terminales comunes TR1 y RT2
permanecen en un nivel de tensión alto que indica el estado libre.
Esto provoca, a su vez, que los conmutadores electrónicos SW11 y
SW12 de las otras interfaces I2 e I3 retornen a su posición
normalmente cerrada. Ahora, todos los conmutadores de todas las
interfaces están cerrados y el nodo en estrella SN1 está listo para
recibir nuevas señales de datos de una cualquiera de las
estaciones.
En el estado libre, los transmisores y los
receptores de todas las interfaces están activos y conectados a la
red, de tal modo que todos los caminos de datos se encuentran
completamente abiertos. Cualquier mensaje procedente de una
estación será remitido sin sufrir daños y rápidamente por el nodo en
estrella SN1. Esto significa que es fácil disponer en cascada nodos
en estrella para extender o ampliar la red. El rápido funcionamiento
del nodo en estrella SN1 lo hace también adecuado en redes que se
sirven de protocolos, tales como el TTP/C, que no especifica un
preámbulo que permita establecer un tiempo para que el nodo en
estrella reorganice las interconexiones entre las estaciones.
También la separación entre tramas puede hacerse más pequeña, de
modo que la anchura de banda disponible para los datos verdaderos
se vea incrementada. La separación entre tramas es el tiempo que se
ha de reservar para permitir la conmutación de una estación emisora
a otra estación emisora. Este tiempo es tiempo perdido para la
transmisión de datos.
Los detectores de actividad A1 y A2 pueden
consistir en un condensador que se carga lentamente cuando la red
está en el estado libre, es decir, cuando la diferencia de tensiones
entre los terminales de conexión BP y BM es cero, y que se descarga
rápidamente cuando se transmiten datos, es decir, cuando se detectan
diferencias de tensiones por parte de los comparadores CMP1 y
CMP2.
Como ya se ha resaltado, las entradas A11 y A12
pueden ser conectadas a las salidas CO1 y CO2, y las entradas A21 y
A22 pueden ser conectadas a los terminales comunes RT1 y RT2, o bien
a los terminales de conexión BP y BM, para obtener el mismo efecto
de conmutación. La Figura 5 muestra una interfaz con esta estructura
de conexión. Las señales de actividad AS1 y AS2 son suministradas a
las entradas de una lógica de decisión DL ("decision logic")
que suministra señales de excitación para abrir y cerrar los
conmutadores SW11, SW12, SW21 y SW22. La primera señal AS1 de
actividad adopta rápidamente un nivel alto si una de las salidas CO1
y CO2 adopta un nivel alto, y la primera señal AS1 de actividad
regresa a un nivel bajo algún tiempo después de que ambas salidas
CO1 y CO2 hayan adoptado un nivel bajo, es decir, cuando no se
produce ninguna actividad. El segundo detector A2 de actividad
trabaja de una forma similar. La segunda señal AS2 de actividad
adopta rápidamente un nivel alto si uno de los terminales comunes
RT1 y RT2 adopta un nivel bajo, y la segunda señal AS2 de actividad
regresa a un nivel bajo algún tiempo después de que ambas salidas
RT1 y RT2 hayan adoptado un nivel alto.
La lógica de decisión DL tiene tres estados:
libre, de recepción y de transmisión. Cuando tanto la primera señal
AS1 de actividad como la segunda señal AS2 de actividad son bajas,
la lógica de decisión DL se encuentra en el estado libre y los
conmutadores SW11, SW12, SW21 y SW22 están cerrados. Cuando la
primera señal AS1 de actividad adopta el nivel alto, existe
actividad en los terminales de conexión BP y BM, y la lógica de
decisión DL se encuentra en el estado de recepción. En el estado de
recepción, los conmutadores SW11 y SW12 permanecen cerrados y los
conmutadores SW21 y SW22 están abiertos. Debido a la actividad en
los terminales comunes RT1 y RT2, la segunda señal AS2 de actividad
adopta el nivel alto, pero esto no cambia el estado de la lógica de
decisión DL. La lógica de decisión DL únicamente puede retornar al
estado libre cuando tanto la primera como la segunda señales de
actividad AS1 y AS2 son bajas. Cuando se detiene la actividad en los
terminales de conexión BP y BM, la primera señal AS1 de actividad
se pone baja, y, poco tiempo después, la segunda señal AS2 de
actividad se pone baja y la lógica de decisión DL regresa a su
estado libre. El estado de transmisión se produce cuando el segundo
detector A2 de actividad es el primero en detectar actividad en los
terminales comunes RT1 y RT2. Entonces, los conmutadores SW11 y SW12
son abiertos y los conmutadores SW21 y SW22 permanecen cerrados. La
Figura 6 muestra la red de la Figura 1, en la que una de las
estaciones ha sido reemplazada por otro nodo en estrella SN2. Los
terminales de conexión BP, BM de la tercera interfaz I3 del nodo en
estrella SN1 están ahora conectados a los terminales de conexión
correspondientes de, por ejemplo, la primera interfaz I1 de un
segundo nodo en estrella SN2. Las restantes interfaces de los nodos
en estrella Sn1 y SN2 están conectadas a estaciones. De esta forma,
el número de nodos en estrella y de estaciones puede aumentarse a
voluntad.
Las interfaces y las estaciones mostradas en las
Figuras tiene circuitos completamente equilibrados. Sin embargo,
son también posibles versiones de una sola terminación. También es
posible una mezcla de, por ejemplo, terminales de conexión
equilibrados BP, BM y un único terminal común. La función combinada
de receptor y de los primeros medios de conmutación SW1 puede
también implementarse con un amplificador de ganancia conmutado.
Esto mismo se aplica a la función combinada de transmisor y de los
segundos medios de conmutación.
Claims (9)
1. Un nodo en estrella (SN1) para interconectar
una pluralidad de estaciones (ST1-ST3) en una red,
de tal modo que el nodo en estrella (SN1) comprende interfaces
(I1-I3), cada uno de los cuales tiene un terminal
de conexión (BP) para conectar una seleccionada de las estaciones al
nodo en estrella (SN1), teniendo cada interfaz medios para aceptar
en el terminal de conexión (BP) una señal procedente de la estación
asociada con la interfaz, y para remitir dicha señal al terminal de
conexión (BP) de las otras interfaces, de tal modo que el nodo en
estrella (SN1) comprende un terminal común (RT1) y la interfaz
comprende un receptor (CMP1) que tiene una entrada (CIP1) conectada
al terminal de conexión (BP) para recibir la señal de la estación
asociada, un transmisor (TR), que tiene una salida (TO2) conectada
al terminal de conexión (BP), un primer detector (A1) de actividad,
destinado a generar una primera señal (AS1) de actividad en
respuesta a transiciones de señal en la entrada (CIP1) del receptor
(CMP1), un segundo detector (AS2) de actividad, destinado a generar
una segunda señal (AS2) de actividad en respuesta a transiciones de
señal en el terminal común (RT1), unos primeros medios de
conmutación (SW1) para inhabilitar la transferencia de señal desde
una salida (CO1) del receptor (CMP1) al terminal común (RT1) en
respuesta a la segunda señal (AS2) de actividad, y unos segundos
medios de conmutación (SW2), destinados a inhabilitar la
transferencia de señal desde el terminal común (RT1) a una entrada
(TIN) del transmisor (TR) en respuesta a la primera señal (AS1) de
actividad,
caracterizado porque
el nodo en estrella (SN1) comprende
adicionalmente: una resistencia (RP1) para conectar el terminal
común (RT1) a un primer terminal (PST) de tensión de alimentación,
y en él los primeros medios de conmutación (SW1) comprenden un
dispositivo excitador (DR) que tiene una entrada de excitación
(CR1), destinada a recibir una señal de excitación para
proporcionar un camino de conducción entre el terminal común (RT1) y
un segundo terminal (GND) de tensión de alimentación, en respuesta
a la señal de excitación, y un primer conmutador electrónico
(SW11), sensible a la segunda señal (AS2) de actividad, insertado
entre la salida (CO1) del receptor (CMP1) y la entrada de
excitación (DR) del dispositivo excitador (DR), y en el cual los
segundos medios de conmutación (SW2) comprenden un segundo
conmutador electrónico (SW2) sensible a la primera señal (AS1) de
actividad, insertado entre el terminal común (RT1) y la entrada
(TIN) del transmisor (TR).
2. El nodo en estrella de acuerdo con la
reivindicación 1, en el cual el primer detector (A1) de actividad
tiene una entrada (A11) conectada a la entrada de excitación (DR1)
del dispositivo excitador (DR), y el segundo detector (A2) de
actividad tiene una entrada (A21) conectada a la entrada (TIN) del
transmisor (TR), de tal modo que el primer conmutador electrónico
(SW11) se cierra en respuesta a un valor de la segunda señal (AS2)
de actividad que es indicativo de la ausencia de transiciones de
señal en la entrada (A21) del segundo detector (A2) de actividad, y
el segundo conmutador electrónico (SW21) se cierra en respuesta a un
valor de la primera señal (AS1) de actividad que es indicativo de
la ausencia de transiciones de señal en la entrada (A11) del primer
detector (A1) de actividad.
3. El nodo en estrella de acuerdo con la
reivindicación 1 ó la reivindicación 2, en el cual el dispositivo
excitador (DR) es un transistor (M1) que tiene su camino de
conducción de corriente principal insertado entre el terminal común
(RT1) y el segundo terminal de alimentación (GND), y que tiene su
electrodo de control conectado a la entrada de excitación
(DR1).
4. El nodo en estrella de acuerdo con la
reivindicación 3, de tal manera que el nodo en estrella (SN1)
comprende adicionalmente una resistencia adicional (RP2), destinada
a conectar un terminal común adicional (RT2) al primer terminal
(PST) de tensión de alimentación, y en él la interfaz comprende un
terminal de conexión adicional (BM) y una resistencia de
terminación (RTM), conectada entre el terminal de conexión (BP) y el
terminal de conexión adicional (BM), de tal modo que el receptor
comprende unos primer (CMP1) y segundo (CMP2) comparadores que
tienen entradas correspondientes (CIP1, CIN2; CIP2, CIN2),
conectadas opuestamente al terminal de conexión (BP) y al terminal
de conexión adicional (BM), y que tienen respectivas salidas (CO1,
CO2) de comparador, de manera que el primer conmutador electrónico
(SW11) está insertado entre una de las salidas (CO1) de comparador
y el electrodo de control del transistor (M1), de tal manera que los
primeros medios de conmutación (SW1) comprenden un primer
conmutador electrónico adicional (SW12), sensible a la segunda señal
(AS2) de actividad de forma similar al primer conmutador
electrónico (SW11), y un transistor adicional (M2), que tiene su
camino de conducción de corriente principal insertado entre el
terminal común adicional (RT2) y el segundo terminal de
alimentación (GND), y que tiene un electrodo de control, de modo que
el primer conmutador electrónico adicional (SW12) está insertado
entre la otra de las salidas (CO2) de comparador y el electrodo de
control del transistor adicional (M2), de tal manera que el
transmisor (TR) tiene entradas no inversora (TIP) e inversora (TIN),
y salidas equilibradas (TO1, TO2), estando las salidas equilibradas
(TO1, TO2) del transmisor (TR) conectadas a uno respectivo del
terminal de conexión (BP) y el terminal adicional (BM), de manera
que el segundo conmutador electrónico (SW21) está insertado entre
el terminal común (RT1) y una (TIN) de las entradas no inversora e
inversora (TIP, TIN) del transmisor (TR), de forma que los segundos
medios de conmutación (SW2) comprenden un segundo conmutador
electrónico adicional (SW22), sensible a la primera señal (AS1) de
actividad similarmente al segundo conmutador electrónico (SW21),
insertado entre un terminal común adicional (RT2) y la otra (TIP)
de las entradas no inversora e inversora (TIP, TIN) del transmisor
(TR), y de manera que el primer detector (AS1) de actividad tiene
una entrada adicional (A12), conectada al electrodo de control del
transistor adicional (M2), y el segundo detector (A2) de actividad
tiene la entrada (A21) y una entrada adicional (A22) conectadas a
unas respectivas de las entradas no inversora e inversora (TIN, TIP)
del transmisor (TR).
5. El nodo en estrella de acuerdo con la
reivindicación 1, en el cual el primer detector (A1) de actividad
tiene una entrada (A11) conectada a la salida (CO1) del receptor
(CMP1) y el segundo detector (A2) de actividad tiene una entrada
(A21) conectada a los terminales comunes (RT1), de manera que el
primer conmutador electrónico (SW11) se cierra en respuesta a un
valor de la segunda señal (AS2) de actividad que es indicativo de la
ausencia de transiciones de señal en la entrada (A21) del segundo
detector (A2) de actividad, y el segundo conmutador electrónico
(SW21) se cierra en respuesta a un valor de la primera señal (AS1)
de actividad que es indicativo de la ausencia de transiciones de
señal en la entrada (A11) del primer detector (A1) de actividad.
6. El nodo en estrella de acuerdo con la
reivindicación 1 ó la reivindicación 5, en el cual el dispositivo
excitador (DR) es un transistor (M1) que tiene su camino de
conducción de corriente principal insertado entre el terminal común
(RT1) y el segundo terminal de alimentación (GND), y que tiene su
electrodo de control conectado a la entrada de excitación
(DR1).
7. El nodo en estrella de acuerdo con la
reivindicación 6, de tal manera que el nodo en estrella (SN1)
comprende adicionalmente una resistencia adicional (RP2) para
conectar un terminal común adicional (RT2) al primer terminal (PST)
de tensión de alimentación, y en él la interfaz comprende un
terminal de conexión adicional (BM) y una resistencia de
terminación (RTM), conectada entre el terminal de conexión (BP) y el
terminal de conexión adicional (BM), de tal manera que el receptor
comprende unos primer (CMP1) y segundo (CMP2) comparadores que
tienen unas entradas correspondientes (CIP1, CIN1; CIP2, CIN2),
conectadas opuestamente al terminal de conexión (BP) y al terminal
de conexión adicional (BM), y que tienen unas salidas de comparador
respectivas (CO1, CO2), de modo que el primer conmutador
electrónico (SW11) está insertado entre una de las salidas de
comparador (CO1) y el electrodo de control del transistor (M1), de
forma que los primeros medios de conmutación (SW1) comprenden un
primer conmutador electrónico adicional (SW12), sensible a la
segunda señal (AS2) de actividad similarmente al primer conmutador
electrónico (SW11), y un transistor adicional (M2), que tiene su
camino de conducción de corriente principal insertado entre el
terminal común adicional (RT2) y el segundo terminal de suministro
(GND), y que tiene un electrodo de control, estando el primer
conmutador electrónico adicional (SW12) insertado entre la otra de
las salidas (CO2) de comparador y el electrodo de control del
transistor adicional (M2), de tal modo que el transmisor (TR) tiene
unas entradas no inversora (TIP) e inversora (TIN) y salidas
equilibradas (TO1, TO2), de manera que las salidas equilibradas
(TO1, TO2) del transmisor (TR) están conectadas a uno respectivo
del terminal de conexión (BP) y el terminal adicional (BM), estando
el segundo conmutador electrónico (SW21) insertado entre el
terminal común (RT1) y una (TIN) de las entradas no inversora e
inversora (TIP, TIN) del transmisor (TR), de tal forma que los
segundos medios de conmutación (SW2) comprenden un segundo
conmutador electrónico adicional (SW22), sensible a la primera señal
(AS1) de actividad similarmente al segundo conmutador electrónico
(SW21), insertado entre el terminal común adicional (RT2) y la otra
(TIP) de las entradas no inversora e inversora (TIP, TIN) del
transmisor (TR), y de manera que el primer detector (AS1) de
actividad tiene una entrada adicional (A12), conectada a la otra de
las salidas (CO2) de comparador, y el segundo detector (A2) de
actividad tiene la entrada (A21) y una entrada adicional (A22)
conectadas a unos respectivos del terminal común (RT1) y el
terminal común adicional (RT2).
8. Una red que comprende una pluralidad de
estaciones (ST1-ST3), de manera que cada una de las
estaciones está conectada a las otras estaciones para intercambiar
datos entre las estaciones, y medios para conectar las estaciones,
de forma que los medios de conexión consisten en un nodo en estrella
(SN1) de acuerdo con la reivindicación 1, 2, 3, 4, 5, 6 ó 7.
9. La red de acuerdo con la reivindicación 8, de
tal modo que la red comprende un nodo en estrella adicional (SN2),
de forma que el nodo en estrella adicional (SN2) tiene una de sus
interfaces (I3) conectada a una interfaz (I1) del nodo en estrella
(SN1) primeramente mencionado.
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