Procedimiento para establecer un tiempo base global en un sistema de comunicaciones controlado por tiempo (1) que comprende una red (2) y una pluralidad de participantes (3) conectados a la misma,

con lo que, al menos, uno de los participantes (3) del sistema de comunicaciones (1) es definido como tiempo maestro respecto del cual se sincronizan los demás participantes (3), caracterizado porque para la sincronización de los participantes (3) del sistema de comunicaciones (1) el tiempo maestro, respecto del cual se deben sincronizar los participantes (3), envía un mensaje de referencia (Aref, Bref, Cref) con información de tiempo que es recibida por los demás participantes (3) y utilizada para la coordinación de sus relojes locales, con lo que un participante (3) es definido como tiempo maestro principal y, al menos, otro participante (3) es definido como tiempo maestro sustituto, con lo que se predetermina la secuencia de los tiempos maestros sustitutos si se define más de un participante (3) como tiempo maestro sustituto, porque en principio se intenta sincronizar todos los participantes (3) del sistema de comunicaciones (1) en relación con el tiempo maestro principal, y si esto falla, se selecciona el tiempo maestro sustituto siguiente en el orden predeterminado y se intenta sincronizar todos los participantes (3) del sistema de comunicaciones (1) respecto del tiempo maestro sustituto seleccionado hasta que se logra la sincronización de los participantes (3) del sistema de comunicaciones (1) o falla incluso una sincronización de los participantes (3) respecto del último tiempo maestro sustituto, con lo que los datos en el sistema de comunicaciones (1) se transmiten sobre la base de un ciclo, con lo que un ciclo de comunicaciones se divide en una pluralidad de ranuras de transmisión (

1, ...,

4,

5, ...,

n), de las cuales, al menos, una ranura de transmisión (

1, ...,

4) es parte de un segmento estático (10) del ciclo de comunicaciones para la transmisión de datos deterministas en un instante determinado fijo y, al menos, otra ranura de transmisión (

5, ...,

n) es parte de un segmento dinámico (11) del ciclo de comunicaciones para la transmisión de datos orientados a eventos en un instante que depende de la aparición de un evento, con lo que en el segmento estático (10) se encuentran previstos, al menos, tantas ranuras de transmisión (

1,

2,

3) como tiempos maestros principales y sustitutos hayan sido definidos, y a cada tiempo maestro se asigna una de las ranuras de transmisión (

1,

2,

3) del segmento estático (10) del ciclo de comunicaciones para la transmisión de su mensaje de referencia (Aref, Bref, Cref)

Procedimiento para establecer un tiempo base global en un sistema de comunicaciones controlado por tiempo y sistema de comunicaciones asociado.

Estado actual del arte

La presente invención hace referencia a un procedimiento para establecer un tiempo base global en un sistema de comunicaciones controlado por tiempo. El sistema de comunicaciones comprende una red y una pluralidad de participantes conectados a la misma. Al menos uno de los participantes es definido como tiempo maestro respecto del cual se sincronizan los demás participantes del sistema de comunicaciones.

La presente invención hace referencia además a un sistema de comunicaciones controlado por tiempo que comprende una red y una pluralidad de participantes conectados a la misma. Al menos uno de los participantes se encuentra definido como tiempo maestro respecto del cual se encuentran sincronizados los demás participantes del sistema de comunicaciones.

En sistemas de comunicaciones controlados por tiempo los mensajes son enviados cíclicamente de acuerdo a un esquema de tiempos fijo. El intervalo de tiempos es derivado de un temporizador aleatorio. El esquema de tiempos resulta de un ciclo de comunicaciones predeterminado que se encuentra dividido en una pluralidad de ranuras de transmisión (los, así llamados, slots de transmisión). Un mensaje es asignado unívocamente a una ranura de transmisión. De esta manera, un mensaje posee una posición determinada en el ciclo de comunicaciones.

Además se conoce un procedimiento temporizador de la EP 1 179 920, por ejemplo. En el mismo, en caso de falla del secuenciador se implementa un participante como temporizador de manera tal, que se utilizan sus mensajes normales como base de sincronización. Para ello se debe garantizar por medio de la configuración que estos mensajes sean reconocidos y aceptados como SYNC por los demás participantes. Sin embargo no se encuentran previstos mensajes de referencia identificados para la construcción de un ciclo de comunicaciones y tampoco la asignación de una ranura de tiempo separada para cada uno de tales mensajes de referencia de un participante.

Además se conoce la posibilidad de determinar el temporizador aleatorio, el, así llamado, tiempo base global, a través de un algoritmo que se ejecuta distribuido en los ordenadores de comunicaciones, los, así llamados, participantes, sobre la base de mensajes identificados especialmente. En ese caso, todos los participantes del sistema de comunicaciones realizan mediciones de tiempo sobre la base de mensajes especiales y unívocos, estas mediciones de tiempo son promediadas y luego se calcula el tiempo base global a través de un algoritmo. El algoritmo puede calcular, por ejemplo, el promedio aritmético de las mediciones de tiempo que luego es utilizado como tiempo base global. Los relojes locales de los participantes son coordinados luego con este tiempo base global.

De manera alternativa, como en la US 2001/0021196 A1, se conoce que el establecimiento de un tiempo base global se basa en el principio de un tiempo maestro. Para ello, a uno de los participantes se le asigna la función del tiempo maestro, la hora local del tiempo maestro es tomada como tiempo base global y los demás participantes en el sistema de comunicaciones son sincronizados respecto de la hora local del tiempo maestro o de un tiempo base derivado del mismo. El tiempo maestro procura el arranque del sistema de comunicaciones y el funcionamiento normal conforme a las especificaciones. La sincronización de los participantes respecto del tiempo maestro se realiza entonces después del arranque del sistema de comunicaciones, y de vez en cuando también durante el funcionamiento adecuado del sistema de comunicaciones.

En el marco de la sincronización el tiempo maestro envía un, así llamado, mensaje de referencia con una información de tiempo (como se conoce, por ejemplo, en el principio funcional de un sistema de comunicaciones TTCAN, del inglés Time Triggered Controller Area Network) que es tomada por todos los demás participantes para la sincronización. Es decir, que los relojes locales son coordinados con la información de tiempo de este mensaje de referencia. Sin embargo, este principio es problemático, dado que en el caso de falla del tiempo maestro ya no es posible una sincronización de los participantes y, en consecuencia, un funcionamiento del sistema de comunicaciones sólo es posible de manera limitada o no es posible en absoluto. De este modo, un sistema de comunicaciones que trabaja de acuerdo a este principio no presenta una disponibilidad y seguridad suficiente para muchas aplicaciones relevantes para la seguridad, especialmente en la industria automotriz.

Los sistemas de comunicaciones modernos basados en ciclos soportan la posibilidad, por un lado, de enviar datos determinísticos, controlados por tiempo desde un participante preciso en un instante fijado y, por el otro, de enviar datos orientados a eventos, por ejemplo datos de diagnóstico, de manera aleatoria en el caso de que se produzca un evento determinado. A tal fin el ciclo de comunicaciones completo cíclico recurrente, es decir un ciclo de comunicaciones, se encuentra organizado de manera especial. De este modo de un sistema de comunicaciones FlexRay, por ejemplo, se conoce la posibilidad de dividir el ciclo de comunicaciones completo en un segmento estático y en un segmento opcional dinámico. Un, así llamado, "Network Idle Time" (NIT) que es un periodo libre de transmisiones que cierra el ciclo de comunicaciones completo. Una configuración tal es denominada Dynamic Mode (modo dinámico).

Tomando como punto de partida el estado actual del arte descrito, es objeto de la presente invención mejorar la seguridad, la fiabilidad y la disponibilidad en un sistema de comunicaciones en el que los participantes son sincronizados con un tiempo base global a través de un tiempo maestro.

Para resolver este objeto se propone, partiendo del procedimiento del tipo antes mencionado que un participante sea definido como tiempo maestro principal y, al menos, otro participante sea definido como tiempo maestro sustituto. En ese caso se predetermina la secuencia de los tiempos maestros sustitutos, si se define más de un participante (3), como tiempo maestro sustituto. Primero se intenta sincronizar todos los participantes del sistema de comunicaciones respecto del tiempo maestro principal. Si esto falla, se selecciona el tiempo maestro sustituto siguiente en el orden predeterminado y se intenta sincronizar todos los participantes del sistema de comunicaciones respecto del tiempo maestro sustituto seleccionado hasta que se logra la sincronización de los participantes del sistema de comunicaciones o falla incluso una sincronización de los participantes respecto del último tiempo maestro sustituto.

Ventajas de la invención

Por cuestiones de redundancia, en el procedimiento conforme a la invención se ha asegurado el tiempo maestro principal a través de uno o una pluralidad de tiempos maestros sustitutos. Es decir, que en el sistema de comunicaciones no sólo se encuentra previsto un tiempo maestro, sino que de acuerdo al grado de redundancia deseado se encuentran previstos uno o una pluralidad de tiempos maestros potenciales adicionales, con lo que a los fines de la sincronización de los demás participantes del sistema de comunicaciones siempre se encuentra activo sólo uno de los tiempos maestros potenciales. En los participantes en cuestión, que fueron definidos como tiempo maestro sustituto, se puede acceder a la aplicación. En ese caso la aplicación debe reconfigurar el participante que es definido como tiempo maestro sustituto de manera tal, que en caso necesario este participante pueda enviar la información de tiempo a los demás participantes. El procedimiento conforme a la invención posee la ventaja, que en el caso de falla de un tiempo maestro sigue siendo posible una sincronización de los participantes por parte de uno de los tiempos maestros potenciales. En consecuencia es posible un funcionamiento efectivo del sistema de comunicaciones, aún después de una falla del tiempo maestro principal. De este modo, el sistema de comunicaciones conforme a la invención presenta una seguridad, fiabilidad y disponibilidad especialmente alta que es de suma importancia para muchas aplicaciones, especialmente aplicaciones críticas para la seguridad en la industria automotriz.

Conforme a un perfeccionamiento ventajoso de la presente invención se propone, que para la sincronización de los participantes del sistema de comunicaciones el tiempo maestro, respecto del cual se deben sincronizar los participantes, envíe un mensaje de referencia con información...

1. Procedimiento para establecer un tiempo base global en un sistema de comunicaciones controlado por tiempo (1) que comprende una red (2) y una pluralidad de participantes (3) conectados a la misma, con lo que, al menos, uno de los participantes (3) del sistema de comunicaciones (1) es definido como tiempo maestro respecto del cual se sincronizan los demás participantes (3), caracterizado porque para la sincronización de los participantes (3) del sistema de comunicaciones (1) el tiempo maestro, respecto del cual se deben sincronizar los participantes (3), envía un mensaje de referencia (A_ref, B_ref, C_ref) con información de tiempo que es recibida por los demás participantes (3) y utilizada para la coordinación de sus relojes locales, con lo que un participante (3) es definido como tiempo maestro principal y, al menos, otro participante (3) es definido como tiempo maestro sustituto, con lo que se predetermina la secuencia de los tiempos maestros sustitutos si se define más de un participante (3) como tiempo maestro sustituto, porque en principio se intenta sincronizar todos los participantes (3) del sistema de comunicaciones (1) en relación con el tiempo maestro principal, y si esto falla, se selecciona el tiempo maestro sustituto siguiente en el orden predeterminado y se intenta sincronizar todos los participantes (3) del sistema de comunicaciones (1) respecto del tiempo maestro sustituto seleccionado hasta que se logra la sincronización de los participantes (3) del sistema de comunicaciones (1) o falla incluso una sincronización de los participantes (3) respecto del último tiempo maestro sustituto, con lo que los datos en el sistema de comunicaciones (1) se transmiten sobre la base de un ciclo, con lo que un ciclo de comunicaciones se divide en una pluralidad de ranuras de transmisión (#1, ..., #4, #5, ..., #n), de las cuales, al menos, una ranura de transmisión (#1, ..., #4) es parte de un segmento estático (10) del ciclo de comunicaciones para la transmisión de datos deterministas en un instante determinado fijo y, al menos, otra ranura de transmisión (#5, ..., #n) es parte de un segmento dinámico (11) del ciclo de comunicaciones para la transmisión de datos orientados a eventos en un instante que depende de la aparición de un evento, con lo que en el segmento estático (10) se encuentran previstos, al menos, tantas ranuras de transmisión (#1, #2, #3) como tiempos maestros principales y sustitutos hayan sido definidos, y a cada tiempo maestro se asigna una de las ranuras de transmisión (#1, #2, #3) del segmento estático (10) del ciclo de comunicaciones para la transmisión de su mensaje de referencia (A_ref, B_ref, C_ref).

2. Procedimiento conforme a la reivindicación 1, caracterizado porque un participante (3) del sistema de comunicaciones (1) es sincronizado de acuerdo a un instante temporal en el que recibe el mensaje de referencia (A_ref, B_ref, C_ref).

3. Procedimiento conforme a la reivindicación 2, caracterizado porque al menos el tiempo maestro sustituto situado en la secuencia determinada después del tiempo maestro seleccionado actualmente controla al tiempo maestro superordinado y, en caso de ausencia del mensaje de referencia (A_ref, B_ref) el tiempo maestro sustituto que se encuentra después del tiempo maestro seleccionado actualmente en la secuencia predeterminada envía un mensaje de referencia (B_ref, C_ref).

4. Procedimiento conforme a la reivindicación 3, caracterizado porque los tiempos maestros sustitutos situados en la secuencia determinada por debajo del tiempo maestro seleccionado actualmente controlan al tiempo maestro superordinado y, en caso de ausencia del mensaje de referencia (A_ref, B_ref) el tiempo maestro sustituto que se encuentra por debajo del tiempo maestro seleccionado actualmente en la secuencia predeterminada envía un mensaje de referencia (B_ref, C_ref).

5. Procedimiento conforme a una de las reivindicaciones 2 a 4, caracterizado porque al menos el tiempo maestro sustituto seleccionado actualmente controla al tiempo maestro principal y, eventualmente, a los tiempos maestros sustitutos superordinados y en caso de que uno de los tiempos maestros superordinados envíe un mensaje de referencia (A_ref, B_ref), el tiempo maestro seleccionado actualmente no envía un mensaje de referencia (B_ref, C_ref).

6. Procedimiento conforme a la reivindicación 5, caracterizado porque el tiempo maestro seleccionado actualmente y los tiempos maestros sustitutos situados en la secuencia predeterminada después del tiempo maestro seleccionado actualmente controlan al tiempo maestro principal y, eventualmente, a los tiempos maestros sustitutos superordinados y en caso de que uno de los tiempos maestros superordinados envíe un mensaje de referencia (A_ref, B_ref), el tiempo maestro seleccionado actualmente no envía un mensaje de referencia (B_ref, C_ref).

7. Procedimiento conforme a una de las reivindicaciones 4 a 6, caracterizado porque los datos en el sistema de comunicaciones (1) se transmiten sobre la base de un ciclo, con lo que los mensajes de referencia (A_ref, B_ref, C_ref) son enviados por diferentes tiempos maestros en ciclos de comunicaciones sucesivos.

8. Procedimiento conforme a una de las reivindicaciones 2 a 7, caracterizado porque para la sincronización de los participantes (3) del sistema de comunicaciones (1), después de una transferencia de la función de tiempo maestro de un participante (3) a otro participante (3), el nuevo tiempo maestro primero envía el mensaje de referencia (A_ref, B_ref, C_ref) en un ciclo de comunicaciones con un contador de ciclo de comunicaciones completo impar.

9. Procedimiento conforme a una de las reivindicaciones 2 a 8, caracterizado porque para la sincronización de los participantes (3) del sistema de comunicaciones (1), después de una transferencia de la función de tiempo maestro de un participante (3) a otro participante (3), el nuevo tiempo maestro primero envía el mensaje de referencia (A_ref, B_ref, C_ref) en un ciclo de comunicaciones con un contador de ciclo de comunicaciones completo par.

10. Procedimiento conforme a una de las reivindicaciones 2 a 9, caracterizado porque el mensaje de referencia (A_ref, B_ref, C_ref) contiene un identificador del tiempo maestro y una modificación del identificador entre un ciclo de comunicaciones y el siguiente es considerada durante la sincronización de los participantes (3) del sistema de comunicaciones (1) respecto al tiempo base global.

11. Procedimiento conforme a una de las reivindicaciones 1 a 10, caracterizado porque el procedimiento es ejecutado durante el arranque del sistema de comunicaciones (1).

12. Procedimiento conforme a una de las reivindicaciones 1 a 11, caracterizado porque, en ocasiones, el procedimiento es ejecutado durante el funcionamiento del sistema de comunicaciones (1).

13. Sistema de comunicaciones controlado por tiempo (1) que comprende una red (2) y una pluralidad de participantes (3) conectados a la misma, con lo que, al menos, uno de los participantes (3) del sistema de comunicaciones (1) se encuentra definido como tiempo maestro respecto del cual se encuentran sincronizados los demás participantes (3), caracterizado porque para la sincronización de los participantes (3) del sistema de comunicaciones (1) el tiempo maestro, respecto del cual se deben sincronizar los participantes (3), envía un mensaje de referencia (A_ref, B_ref, C_ref) con información de tiempo que es recibida por los demás participantes (3) y utilizada para la coordinación de sus relojes locales, con lo que un participante (3) se encuentra definido como tiempo maestro principal y, al menos, otro participante (3) se encuentra definido como tiempo maestro sustituto, con lo que se encuentra predeterminada la secuencia de los tiempos maestros sustitutos si se encuentra definido más de un participante (3) como tiempo maestro sustituto, porque el sistema de comunicaciones (1) presenta medios que en principio intentan sincronizar todos los participantes (3) del sistema de comunicaciones (1) en relación con el tiempo maestro principal, y luego, si esto falla, seleccionan el tiempo maestro sustituto siguiente en el orden predeterminado e intentan sincronizar todos los participantes (3) del sistema de comunicaciones (1) respecto del tiempo maestro sustituto seleccionado hasta que se logre la sincronización de los participantes (3) del sistema de comunicaciones (1) o falle incluso una sincronización de los participantes (3) respecto del último tiempo maestro sustituto, con lo que los datos en el sistema de comunicaciones (1) se transmiten sobre la base de un ciclo, con lo que un ciclo de comunicaciones se divide en una pluralidad de ranuras de transmisión (#1, ..., #4, #5, ..., #n), de las cuales, al menos, una ranura de transmisión (#1, ..., #4) es parte de un segmento estático (10) del ciclo de comunicaciones para la transmisión de datos deterministas en un instante determinado fijo y, al menos, otra ranura de transmisión (#5, ..., #n) es parte de un segmento dinámico (11) del ciclo de comunicaciones para la transmisión de datos orientados a eventos en un instante que depende de la aparición de un evento, con lo que en el segmento estático (10) se encuentran previstos, al menos, tantas ranuras de transmisión (#1, #2, #3) como tiempos maestros principales y sustitutos hayan sido definidos, y a cada tiempo maestro se asigna una de las ranuras de transmisión (#1, #2, #3) del segmento estático (10) del ciclo de comunicaciones para la transmisión de su mensaje de referencia (A_ref, B_ref, C_ref).