Disposición con, al menos, dos módulos de comunicaciones (301-305) y un módulo de interfaz (500),

con lo que los, al menos, dos módulos de comunicaciones contienen respectivamente un elemento de interfaz de comunicaciones (212), con lo que el módulo de interfaz (500) presenta una entrada (CIS) y una salida (COS) y al respectivo elemento de interfaz de comunicaciones (212) se encuentra asignada una memoria de mensajes (202) del módulo de comunicaciones (200) y los, al menos, dos módulos de comunicaciones se encuentran conectados respectivamente con un bus de datos (211, 320-325), con lo que se encuentra prevista una primera ruta de datos (V27) hacia y desde el bus de datos así como hacia y desde la memoria de mensajes a través de la cual se enrutan los primeros datos y/o mensajes hacia y desde la memoria de mensajes (202), con lo que el elemento de interfaz de comunicaciones (212) pone a disposición una segunda ruta adicional (V28-V31) que se encuentra conformada de manera tal, que los primeros datos y/o mensajes de la primera ruta de datos (V27) son enrutados, al menos parcialmente, a través de la segunda ruta de datos adicional (V28-V31) caracterizada porque el elemento de interfaz de comunicaciones respectivo presenta una entrada (CI) y una salida (CO) con las que se interconectan los, al menos, dos módulos de comunicaciones a través de la segunda ruta de datos, con lo que el módulo de interfaz (500) se encuentra conectado en esta segunda ruta de datos a través de la entrada (CIS) y la salida (COS) de manera tal, que resulta una conexión anular de los, al menos, dos módulos de comunicaciones y del módulo de interfaz y a través de la misma el módulo de interfaz recibe, al menos parcialmente, los primeros datos y/o mensajes, con lo que el módulo de interfaz se encuentra conformado de manera tal, que los primeros datos y/o mensajes recibidos son combinados, al menos parcialmente, para formar segundos datos y/o mensajes y son transmitidos a través de la segunda ruta de datos

Disposición de módulos de comunicaciones con un módulo de interfaz y módulo de interfaz asociado.

La presente invención hace referencia a una disposición con un módulo de interfaz conforme al concepto genérico de la reivindicación 1.

La configuración en red de dispositivos de control, sistemas de sensores y sistemas automáticos de control gracias a un sistema de comunicaciones compuesto por una conexión de comunicaciones, especialmente un bus, y correspondientes módulos de comunicaciones se ha incrementado drásticamente en los últimos años en la fabricación de vehículos modernos o también en la fabricación de maquinaria, especialmente en el área de las máquinas-herramientas como también en la automatización. Se pueden obtener, de este modo, efectos de sinergia a través de la distribución de funciones en múltiples servidores, especialmente dispositivos de control. Se habla entonces de sistemas distribuidos. Tales sistemas distribuidos o redes se componen, entonces, de los servidores y el sistema de bus que conecta a estos servidores o múltiples sistemas de buses conectores. De esta manera, las comunicaciones entre diferentes estaciones o servidores tiene lugar, cada vez más, a través de un sistema de comunicaciones o sistema de bus mediante el cual los datos a transmitir son transferidos como mensajes. Este tránsito de comunicaciones en el sistema de bus, los mecanismos de acceso y recepción, así como el tratamiento de fallas, son regulados a través de un protocolo correspondiente.

En el área de la industria automovilística, por ejemplo, está establecido como protocolo el CAN (Controller Area Network). Este es un protocolo basado en eventos, es decir, las actividades del protocolo, como la emisión de un mensaje, son iniciados por eventos que tienen su origen fuera del sistema de comunicaciones. El acceso unívoco al sistema de comunicaciones, o al sistema de bus, se resuelve gracias a una arbitración de los bits basada en prioridades. Una condición para ello es que a los datos a transmitirse, y con ello a cada mensaje, se le haya asignado una prioridad. El protocolo CAN es muy flexible; por ello es posible agregar otros servidores y mensajes sin dificultades, mientras aún haya prioridades (message identifier) libres. La colección de todos los mensajes por enviar en la red, con prioridades y sus servidores de emisión o de recepción o los correspondientes módulos de comunicaciones es almacenada en una lista, la denominada matriz de comunicaciones.

Un inicio alternativo a una comunicación espontánea, activada por eventos, es el inicio puramente temporal. Todas las actividades de comunicaciones en el bus son estrictamente periódicas. Las actividades del protocolo, como la emisión de un mensaje, se activan sólo a través del transcurso de un tiempo válido para todo el sistema de bus. El acceso al elemento se basa en la asignación de áreas temporales en las cuales un emisor posee derechos de emisión exclusivos. En ese caso la secuencia del mensaje generalmente se debe determinar antes de la puesta en funcionamiento. Es decir, se elabora un plan que satisface los requerimientos respecto de la tasa de repetición, la redundancia, el tiempo límite, etc. Se habla del, así llamado, bus schedule (programación de tiempos de bus). Un sistema de bus tal es, por ejemplo, el protocolo activado por tiempo TTP/C.

Una unión de las ventajas de ambos tipos de bus mencionados tiene lugar en la propuesta de solución del CAN activado temporalmente, el así llamado TTCAN (Time Triggered Controller Area Network). Este cumple con los requerimientos enunciados anteriormente en relación con las comunicaciones activadas temporalmente, así como los requerimientos respecto de cierta medida de flexibilidad. El TTCAN cumple estos requerimientos gracias a la construcción del ciclo de comunicaciones en, las así llamadas, ranuras de tiempo que son exclusivas para mensajes periódicos de determinados servidores de comunicaciones, y en las, así llamadas, ranuras de tiempo de arbitración para mensajes espontáneos de múltiples servidores de comunicaciones. En ese caso, el TTCAN se basa, esencialmente, en una comunicación periódica activada temporalmente que es periodizada a través de un servidor o módulo de comunicaciones que indica el tiempo principal, el así llamado patrón temporal, mediante un mensaje de referencia temporal.

Otra posibilidad de conectar diferentes tipos de transmisiones es ofrecido por el protocolo FlexRay, con el cual se describe un sistema de bus rápido, determinista y tolerante a fallas, especialmente para la implementación en un automóvil. Este protocolo trabaja según el procedimiento del acceso múltiple por división de tiempo (TDMA, por sus siglas en inglés), con lo que a los servidores o a los mensajes a ser transmitidos, les son asignadas ranuras de tiempo fijas, en las que tienen un acceso exclusivo a la conexión de comunicaciones, el bus. En ese caso, las ranuras de tiempo se repiten en un ciclo predeterminado, de modo que el momento en el que el mensaje se transmite a través del bus puede ser pronosticado con exactitud y el acceso al bus se lleva a cabo de modo determinista. Para aprovechar de manera óptima el ancho de banda para la transmisión de mensajes, el ciclo es subdividido en una parte estática y una parte dinámica. Para ello, las ranuras de tiempo fijas se encuentran en la parte estática, en el inicio de un ciclo de bus. En la parte dinámica las ranuras de tiempo se asignan dinámicamente. De esa manera, es posibilitado el acceso exclusivo al bus, en cada caso sólo por un tiempo breve, los así llamados minislots.

Como se explicó anteriormente, existe una multiplicidad de tecnologías de transmisión diferentes y, con ello, tipos de sistemas de bus. A menudo sucede que múltiples sistemas de bus del mismo tipo o de diferente tipo deben ser conectados entre sí. Para ello sirve una unidad de interfaz de bus, una así llamada unidad de pasarela de datos (Gateway). De esta manera, una unidad de pasarela es una interfaz entre diferentes buses que pueden ser del mismo o diferente tipo, con lo que la pasarela transmite mensajes de un bus a otro bus u a otros buses. Las unidades de pasarelas conocidas se componen de múltiples módulos de comunicaciones independientes, con lo que el intercambio de mensajes se lleva a cabo a través de la interfaz del procesador (interfaz de CPU) del respectivo servidor o del módulo de interfaz correspondiente del respectivo módulo de comunicaciones. En ese caso, por el intercambio de datos esta interfaz de CPU es cargada de manera adicional a los mensajes a ser transmitidos al servidor, por lo cual resulta, junto con la estructura de transmisión que se origina, una velocidad de transmisión de datos relativamente baja. Así, la EP 1 189 393 A2 muestra una disposición con pasarela, en la cual el flujo de datos es reunido directamente por la CPU que para ello recibe datos del receptor. Para optimizar la carga útil, los datos DR y/o los mensajes de respuesta son encadenados para formar un flujo de información TCP para lograr un rendimiento máximo.

Además existen controladores de comunicaciones integrados o módulos de comunicaciones que comparten una memoria de mensajes común, la así llamada message-memory, y con ello compensan las desventajas estructurales. Sin embargo, por este motivo tales módulos de comunicaciones integrados son muy inflexibles respecto a la transmisión de datos y, especialmente, acotados para una cantidad determinada de conexiones de bus. Para ello, la US 703 875 A muestra un conmutador en el cual los mensajes de datos más extensos pueden ser interrumpidos por uno o múltiples mensajes cortos de control o retardados en el transcurso temporal. De esta manera se lleva a cabo una transferencia completa de los datos (datos de control y datos de mensaje).

De esta forma queda demostrado que el estado actual del arte no puede procurar resultados óptimos en todos los aspectos.

Es por ello objeto de la presente invención, representar una disposición de módulos de comunicaciones con la cual se pueda mejorar el intercambio de datos y/o mensajes, especialmente para la producción de nuevos datos y/o mensajes.

Ventajas de la invención

En este caso se debe hacer posible, especialmente, el intercambio de datos y/o mensajes entre múltiples módulos de comunicaciones sin cargar demasiado a la interfaz de CPU y sin hacer que múltiples memorias de mensajes dependan unas de otras. Simultáneamente se debe incrementar, especialmente, la velocidad de transmisión y se debe posibilitar una transmisión flexible.

El objeto mencionado es resuelto especialmente por las características...

1. Disposición con, al menos, dos módulos de comunicaciones (301-305) y un módulo de interfaz (500), con lo que los, al menos, dos módulos de comunicaciones contienen respectivamente un elemento de interfaz de comunicaciones (212), con lo que el módulo de interfaz (500) presenta una entrada (CIS) y una salida (COS) y al respectivo elemento de interfaz de comunicaciones (212) se encuentra asignada una memoria de mensajes (202) del módulo de comunicaciones (200) y los, al menos, dos módulos de comunicaciones se encuentran conectados respectivamente con un bus de datos (211, 320-325), con lo que se encuentra prevista una primera ruta de datos (V27) hacia y desde el bus de datos así como hacia y desde la memoria de mensajes a través de la cual se enrutan los primeros datos y/o mensajes hacia y desde la memoria de mensajes (202), con lo que el elemento de interfaz de comunicaciones (212) pone a disposición una segunda ruta adicional (V28-V31) que se encuentra conformada de manera tal, que los primeros datos y/o mensajes de la primera ruta de datos (V27) son enrutados, al menos parcialmente, a través de la segunda ruta de datos adicional (V28-V31) caracterizada porque el elemento de interfaz de comunicaciones respectivo presenta una entrada (CI) y una salida (CO) con las que se interconectan los, al menos, dos módulos de comunicaciones a través de la segunda ruta de datos, con lo que el módulo de interfaz (500) se encuentra conectado en esta segunda ruta de datos a través de la entrada (CIS) y la salida (COS) de manera tal, que resulta una conexión anular de los, al menos, dos módulos de comunicaciones y del módulo de interfaz y a través de la misma el módulo de interfaz recibe, al menos parcialmente, los primeros datos y/o mensajes, con lo que el módulo de interfaz se encuentra conformado de manera tal, que los primeros datos y/o mensajes recibidos son combinados, al menos parcialmente, para formar segundos datos y/o mensajes y son transmitidos a través de la segunda ruta de datos.

2. Disposición conforme a la reivindicación 1, caracterizada porque en el módulo de interfaz (500) se encuentran previstas una primera ruta de transmisión (V51) y una segunda ruta de transmisión (V52, V53, V54) y un dispositivo de conmutación (503) que se encuentran conformados de manera tal, que la primera ruta de transmisión (V51) y la segunda ruta de transmisión (V52, V53, V54) del módulo de interfaz son conmutadas a la salida (COS).

3. Disposición conforme a la reivindicación 2, caracterizada porque al módulo de interfaz se encuentra asignada una unidad de control (401), especialmente contiene una unidad de control, que es controlada por el dispositivo de conmutación (503).

4. Disposición conforme a la reivindicación 2, caracterizada porque el dispositivo de conmutación (503) se encuentra conformado como un módulo multiplexado.

5. Disposición conforme a la reivindicación 2, caracterizada porque el elemento de acoplamiento (501) se encuentra conformado como campo de acoplamiento.

6. Disposición conforme a la reivindicación 2, caracterizada porque el elemento de acoplamiento (501) se basa sobre un bloque de transferencia de registro.

7. Disposición conforme a la reivindicación 2, caracterizada porque en el módulo de interfaz en la segunda ruta de transmisión (V52, V53, V54) se encuentra contenido un elemento de memoria (502).

8. Disposición conforme a la reivindicación 7, caracterizada porque en el módulo de interfaz se encuentra conformado el elemento de memoria (502) como módulo de registro.