ES2320497T3 - Sistema de buses y procedimiento para la transmision segura de telegramas en un sistema de buses. - Google Patents

Abstract

Sistema de buses (10), con un primer bus (12) y un segundo bus (14), unidos entre sí mediante una pasarela o gateway (16), estando conectado al primer bus al menos un usuario (18) que genera telegramas con al menos una orden en un primer protocolo de bus, los cuales se envían a través del primer bus (12) a la pasarela (16), transformándose los telegramas del primer protocolo de bus a un segundo protocolo de bus y retransmitiéndose a través del segundo bus (14), recibiendo al menos un usuario (20, 20'') conectado al segundo bus el telegrama y ejecutando la orden, de las que al menos hay una, del telegrama, caracterizado porque la pasarela (16) está diseñada para archivar los telegramas tanto en la primera memoria tampón circulante (22) como también en una segunda memoria tampón circulante (24) y en cada caso tomar todos los telegramas de la primera memoria tampón circulante (22) uno tras otro y conducirlos al segundo bus (14) y cuando la primera memoria tampón circulante (22) está vacía, conducir en cada caso telegramas de la segunda memoria tampón circulante (24) y conducirlos al segundo bus (14).

Description

Sistema de buses y procedimiento para la transmisión segura de telegramas en un sistema de buses.

La invención se refiere a un sistema de buses según el preámbulo de la reivindicación 1. La misma se refiere también a un procedimiento para la transmisión segura de telegramas en un sistema de buses en el que no se prevé ninguna respuesta de retorno de un usuario de bus que recibe y procesa un telegrama.

Cuando en un sistema de buses un usuario de bus que recibe y procesa un telegrama emite una respuesta de retorno al usuario que envía el telegrama, queda asegurado entonces que el telegrama ha llegado y dado el caso asegura incluso que una orden que incluya el telegrama se llevará a cabo. En algunos sistemas de buses de estructura sencilla no existe una tal respuesta de retorno del usuario del bus que recibe un telegrama. Un ejemplo de un tal sistema de buses sencillo es el sistema de buses DALI. DALI significa "digital adressable light interface" (interfaz de luz direccionable digitalmente) y se utiliza en el control de luminarias.

Un sistema de buses puede incluir también más de un bus. Entonces forman los buses un sistema de tal forma que los usuarios de un bus también pueden enviar telegramas a usuarios de otros buses o recibirlos de éstos. Para ello están acoplados los buses entre sí mediante las llamadas gateways o pasarelas. Las gateways o pasarelas son entonces usuarios de bus que pueden conectarse simultáneamente a dos buses. Las mismas transcriben telegramas que han recibido de uno de los buses al protocolo del otro bus en cada caso y retransmiten el telegrama transcrito al receptor del otro bus.

En el folleto EP 0 807 888 A1 se describe un sistema de buses para la electrónica aeroespacial que incluye tanto un bus según el estándar ARINC 629 como también según el estándar ARINC 429. Los buses están conectados entre sí mediante pasarelas de conversión de datos. Un mensaje que recibe la pasarela a través de un bus se transforma al protocolo del otro bus y se transmite al receptor de este bus. Puesto que la pasarela sólo sirve para transformar los mensajes al otro protocolo de bus correspondiente, la cantidad de mensajes que la pasarela recibe a través de un bus es igual a la cantidad de mensajes que la pasarela emite en el otro bus correspondiente.

El intercambio de mensajes entre distintos usuarios de bus está organizado en un bus según el estándar ARINC 629 mediante un procedimiento de multiplexado en el tiempo. Esto significa que a cada usuario de bus se le asigna una ranura de tiempo que se repite cíclicamente, en la que el mismo puede lanzar un mensaje a otro usuario de bus. El estándar prevé entonces que un usuario de bus que en el instante de la ranura de tiempo a él asignada no tiene que enviar ningún mensaje nuevo, envíe de nuevo el último mensaje que él ha enviado. En el folleto US 6 757 252 B1 se propone para ello una modificación del estándar tal que en lugar de la repetición del último mensaje se envíe la información de que no ha tenido lugar ninguna modificación en el estado del usuario del bus. Esto permite una descarga del receptor del mensaje tal que éste está ahora en condiciones de detectar sin procesar los datos contenidos en el mensaje si se han transmitido nuevas informaciones. Si no se incluye ninguna información nueva, puede desecharse el mensaje sin que el mismo tenga que ser procesado previamente.

En el folleto EP 1 559 832 A2 se describe un sistema de buses en el que un bus DALI está conectado a través de una pasarela a un bus de instalación europeo (EIB). Al bus DALI están conectados varios componentes de iluminación, con lo que los mismos pueden ser controlados en su conjunto a través del bus DALI como instalación de alumbrado configurable. Además, en el objeto del folleto está conectado un sistema de control superior para la instalación de alumbrado al EIB. Este sistema de control emite órdenes de mando a través de la pasarela desde el EIB al bus DALI, donde son recibidas por los componentes de alumbrado.

En un sistema de bus pueden producirse perturbaciones en la transmisión del telegrama, en particular debido a acoplamientos electromagnéticos. Se ha observado que en un bus DALI uno de cada 1000 telegramas no llega.

En el folleto DE 36 06 885 A1 se describe al respecto un sistema para transmitir señales de mensajes en el que dentro de una trama de multiplexado en el tiempo se transmiten señales de mensajes desde los mismos equipos periféricos en cada caso dos veces. En un equipo de registro central se comparan entonces entre sí las señales transmitidas dentro de una trama de multiplexado, para en base a los resultados de la comparación poder detectar si sobre la línea de transmisión existe una perturbación.

En el caso de un sistema de bus con un EIB y un bus DALI, causa el envío doble de mensajes varios inconvenientes. Puesto que la pasarela está incluida en el proceso de comunicación de varios usuarios de bus, existe cuando se duplican los mensajes enviados el riesgo de que la pasarela no pueda transferir los mensajes que se generan con suficiente rapidez entre los buses.

Es tarea de la invención cuidar de una elevada seguridad en el envío de telegramas y de que respecto al estado de la técnica no se produzcan retardos en la llegada de los telegramas en el caso de que la transmisión se realice sin faltas.

La tarea se resuelve mediante un sistema de buses con las características correspondientes a la reivindicación 1 y un procedimiento con las características de la reivindicación 3.

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La invención se basa en el conocimiento de que la seguridad del envío de un telegrama puede incrementarse enviando cada telegrama por principio dos veces. Si por lo demás, tal como antes se ha mencionado, sólo una de cada 1000 transmisiones llega defectuosa, sólo se presenta en la invención un error cuando ambas copias del telegrama no llegan, es decir, para cada transmisión de telegrama de dos telegramas iguales, una vez por cada millón. Para seguir aumentando la seguridad de la transmisión, pueden enviarse los telegramas también con mayor frecuencia
aún.

En el sistema de buses correspondiente a la invención se pone a disposición la copia necesaria del telegrama mediante una pasarela, que une un primer bus con un segundo bus y que sirve para transformar y transmitir telegramas desde el primer bus con un primer protocolo de bus al segundo bus con un segundo protocolo de bus. En esta pasarela se ponen a disposición en el marco de la invención una primera y una segunda memoria tampón circulante (buffer) y los telegramas se memorizan en ambas memorias tampón (en particular una vez que han sido transformados al segundo protocolo de bus). La primera memoria tampón circulante se trata con prioridad respecto a la segunda memoria tampón circulante. Se toman en cada caso uno tras otro todos los telegramas de la primera memoria tampón circulante y se llevan al segundo bus hasta que la primera memoria tampón circulante (transitoriamente) esté vacía. Tan pronto como la primera memoria tampón circulante esté vacía, se toman en cada caso telegramas de la segunda memoria tampón circulante y se conducen al segundo bus.

El envío prioritario de la primera copia en cada caso del telegrama tiene la ventaja de que respecto al estado de la técnica no se producen retardos en la llegada de los telegramas en el caso de que ya la primera copia del telegrama llegue al lugar de destino sin perturbaciones.

Preferiblemente el primer bus es un bus EIB (Electrical Installation Bus, bus de instalación eléctrica) y el segundo bus un bus DALI. El sistema de buses correspondiente a la invención es entonces un sistema de buses típico, tal como el que se utiliza en el control de luminarias. Al bus EIB están conectados los interruptores para luminarias, que generan un telegrama y al bus DALI están conectadas entonces las propias luminarias.

Un procedimiento sencillo para aumentar la seguridad en el envío de telegramas puede ser, independientemente del sistema de buses correspondiente a la invención, que cada telegrama se emite de nuevo inmediatamente tras el primer envío, independientemente del siguiente telegrama a enviar. En esta forma sencilla se repite simplemente cada telegrama inmediatamente.

En el procedimiento correspondiente a la invención se prevé no obstante que los telegramas tengan en el primer envío una prioridad mayor que en el segundo envío, con lo que los telegramas se tratan en el primer envío según el estado de la técnica y no se producen retardos mayores que en los procedimientos de envío correspondientes al estado de la técnica.

El procedimiento correspondiente a la invención se realiza entonces preferiblemente de nuevo con ayuda del sistema de buses correspondiente a la invención, es decir, utilizando dos memorias tampón circulantes, de las cuales una se trata con prioridad.

A continuación se describirá una forma de ejecución preferente de la invención con referencia al dibujo, donde la

figura 1 muestra un ejemplo de envío de una secuencia de telegramas según el estado de la técnica,

figura 2 muestra un ejemplo del envío de una secuencia de telegramas en un procedimiento sencillo,

figura 3 muestra un ejemplo de envío de una secuencia de telegramas en una forma constructiva de la invención y

figura 4 muestra esquemáticamente un sistema de buses correspondiente a la invención.

En los sistemas de buses más sencillos, por ejemplo en los sistemas con buses DALI, se envían los telegramas una sola vez y no se realiza ninguna comprobación de si los telegramas han llegado. La figura 1 muestra un ejemplo de una secuencia en el tiempo del envío de telegramas T1, T2, T3 y T4 a través de un bus. Tras la llegada del telegrama T1 a su lugar de destino, tiene lugar una reacción por parte del destinatario (un usuario del bus); ver al respecto la flecha designada con R1. Igualmente tienen lugar reacciones R2, R3 y R4 cuando han llegado los telegramas T2, T3 y T4.

Un telegrama de cada 1000 no llega a un bus DALI debido a perturbaciones.

Para garantizar una elevada fiabilidad en la llegada de telegramas, se envía cada telegrama una vez más. Las figuras 2 y 3 muestran en cada caso distintas secuencias del envío de las primeras copias de telegramas T1 a T4 y las respectivas segundas copias, designadas con T1w, T2w, T3w y T4w, significando "w" la "repetición".

En el procedimiento sencillo de la figura 2 se envía en cada caso el telegrama de repetición independientemente de la existencia de otros telegramas a enviar inmediatamente tras la primera copia del telegrama. Por lo tanto T1w sigue a T1, a continuación sigue primeramente T2, y T2w sigue directamente a T2, a continuación sigue primeramente T3 y T3w sigue a continuación a T3, etc. El inconveniente del procedimiento correspondiente a la figura 2 consiste en que los tiempos de reacción están desplazados respecto al estado de la técnica. Mientras en la figura 1 R2 y R3 siguen directamente a R1, en la figura 2 R2 y R3 están desplazados en el tiempo hacia atrás, debido a que en medio se envían respectivamente las copias de telegrama T1w y T2w. También R4 está desplazado en la figura 2 respecto a la figura 1.

En el procedimiento correspondiente a la invención se trata prioritariamente en cada caso la primera copia del telegrama. Esto se muestra en la figura 3: T1, T2 y T3 siguen inmediatamente uno a otro, al igual que en el estado de la técnica. De esta manera siguen también los tiempos de reacción R1, R2 y R3 directamente uno a otro, y no tiene lugar el retardo mostrado en la figura 2. En la secuencia de telegramas de la figura 1 hay tras el envío del telegrama T3 un hueco. Éste se utiliza ahora en la forma de ejecución correspondiente a la figura 3 para enviar las copias de telegrama T1w y T2w. Ahora viene el envío del telegrama T4. Éste se trata prioritariamente frente a la segunda copia del telegrama T3, T3w. Sólo tras T4 se envía T3w, y a continuación T4w.

La forma de ejecución de la figura 3 tiene así la ventaja de que resulta una seguridad aumentada de que los telegramas llegan. Por lo general, es decir, cuando el telegrama llega efectivamente, no se comportan los tiempos de reacción R1 a R4 de manera diferente a en el estado de la técnica sin una seguridad aumentada (ver al respecto la figura 3 y la figura 1).

El sistema de buses correspondiente a la invención se representa en la figura 4 y allí se denomina en su conjunto con 10. El mismo incluye un primer bus 12, que por ejemplo puede ser un bus EIB, y un segundo bus 14, que puede ser por ejemplo un bus DALI. Ambos buses están unidos entre sí mediante una pasarela (gateway) 16, y los telegramas del primer bus 12 se transforman en telegramas para el segundo bus 14 según los respectivos protocolos, en el presente caso por lo tanto del protocolo EIB al protocolo DALI. La pasarela 16 puede también funcionar en la secuencia inversa, es decir, transformar el protocolo DALI en el protocolo EIB y retransmitir telegramas del segundo bus 14 como telegramas del primer bus 12.

En el primer bus 12 se muestra un usuario del bus 18. Supongamos que sea un interruptor doble que envía telegramas para dos usuarios del bus 20, 20' del segundo bus 14, que se muestran como luminarias simples. El interruptor doble emite por lo tanto al accionarlo un primer telegrama para la luminaria 20 y un segundo telegrama para la luminaria 20'. La pasarela 16 tiene ahora la tarea de duplicar la emisión de telegramas. La misma presenta una memoria tampón (buffer) circulante 22 (puesta a disposición por ejemplo como funcionalidad de software) y una segunda memoria tampón circulante 24. La pasarela 16 transforma los telegramas del usuario de bus 18 en telegramas para el bus 14, para que las luminarias 20 y 20' puedan recibir y procesar los mismos. Los telegramas transformados se copian dos veces y por un lado se escriben en la primera memoria circulante 22 y por otro lado se escriben en la segunda memoria circulante 24. La pasarela 16 conduce entonces los telegramas al segundo bus 14. Aquí vacía primero la primera memoria circulante 22. En el presente caso descrito de dos telegramas envía por lo tanto primeramente ambas primeras copias de ambos telegramas al bus 14. Sólo cuando la primera memoria circulante 22 está vacía, se vacía la segunda memoria circulante 24. En el caso presente se conducirían por lo tanto tras ambas primeras copias desde la memoria circulante 22 y ambas segundas copias de los telegramas desde la memoria circulante 24 al segundo bus 14. La primera memoria circulante 22 es por principio prioritaria respecto a la segunda memoria circulante 24. Tan pronto como se escribe un nuevo telegrama en la primera memoria circulante 22, finaliza la toma de telegramas de la segunda memoria circulante 24 y se pone a cero hasta que la primera memoria circulante 22 está vacía de nuevo.

El control de las luminarias se realiza típicamente con ayuda de un sistema de bus a modo de un sistema de bus 10, con lo que la invención puede realizarse especialmente bien precisamente en el campo del control de luminarias.

Claims (4)

1. Sistema de buses (10), con un primer bus (12) y un segundo bus (14), unidos entre sí mediante una pasarela o gateway (16), estando conectado al primer bus al menos un usuario (18) que genera telegramas con al menos una orden en un primer protocolo de bus, los cuales se envían a través del primer bus (12) a la pasarela (16), transformándose los telegramas del primer protocolo de bus a un segundo protocolo de bus y retransmitiéndose a través del segundo bus (14), recibiendo al menos un usuario (20, 20') conectado al segundo bus el telegrama y ejecutando la orden, de las que al menos hay una, del telegrama,

caracterizado porque la pasarela (16) está diseñada para archivar los telegramas tanto en la primera memoria tampón circulante (22) como también en una segunda memoria tampón circulante (24) y en cada caso tomar todos los telegramas de la primera memoria tampón circulante (22) uno tras otro y conducirlos al segundo bus (14) y cuando la primera memoria tampón circulante (22) está vacía, conducir en cada caso telegramas de la segunda memoria tampón circulante (24) y conducirlos al segundo bus (14).

2. Sistema de buses (10) según la reivindicación 1,

caracterizado porque el primer bus (12) es un bus EIB y/o el segundo bus (14) es un bus DALI.

3. Procedimiento para la transmisión segura de telegramas en un sistema de buses (10) en el que no está prevista ninguna respuesta de retorno desde un usuario de bus que recibe y procesa un telegrama,

caracterizado porque cada telegrama se envía al menos dos veces y en cada caso los telegramas obtienen en el primer envío una prioridad mayor a en el segundo envío (figura 3).

4. Procedimiento según la reivindicación 3,

caracterizado porque los telegramas de usuarios (18) de un primer bus (12) se generan en cada caso sólo una vez, se envían a una pasarela (16), porque los telegramas se transforman de un primer protocolo de bus a un segundo protocolo de bus, los telegramas transformados se copian y una primera copia se escribe en una primera de memoria tampón circulante (22) y una segunda copia en una segunda memoria tampón circulante (24), tomando la pasarela (16) los telegramas en cada caso de las memorias tampón circulantes (22, 24) y conduciéndolos al segundo bus y al respecto tratando los telegramas de la primera memoria tampón circulante (22) prioritariamente respecto a los telegramas de la segunda memoria tampón circulante (24).