Módulo de exhibidor visual con control de datos de exhibición por suma de control.

Un módulo (100) de exhibidor visual que comprende:

- un exhibidor (D) adaptado para exhibir un flujo de al menos una trama de imagen,

en base a una señal de controlde exhibidor;

- un medio (P) de procesamiento adaptado para:

recibir una señal (S1) de entrada; y

generar, en base a la señal de entrada, una señal (S2) de control de exhibidor que controla el exhibidor;

- un extractor (CE) de sumas de control, adaptado para generar, en base a la señal de control de exhibidor, unasuma de control (S4) de una región supervisada de una trama de imagen;

- un predictor (CP) de sumas de control, adaptado para generar, en base a la señal de entrada, una suma de control(S3) de referencia de dicha región supervisada de la trama de imagen; y

- un supervisor (DS) de exhibidor, adaptado para verificar la señal de control de exhibidor, comparando la suma decontrol con la suma de control de referencia para la trama de imagen;

en el cual el medio de procesamiento es una unidad funcional que está físicamente separada tanto del extractor desumas de control, como del predictor de sumas de control y del supervisor de exhibidor, y dichas tres últimasunidades funcionales están adaptadas para realizar sus operaciones por la ejecución de software fiable, de acuerdoa un estándar de seguridad, mientras que el medio de procesamiento no está certificado en cuanto a la seguridad.

Módulo de exhibidor visual con control de datos de exhibición por suma de control

Campo técnico La invención revelada en la presente memoria se refiere a exhibidores visuales para su uso en entornos donde rigen requisitos de alta seguridad. Más precisamente, se refiere a un módulo de exhibidor visual adaptado para verificar continuamente la información que exhibe.

Antecedentes En entornos críticos para la seguridad, tales como la cabina del operador de un vehículo de transporte público, los paneles de medición convencionales son preferidos a veces a los exhibidores visuales electrónicos, a fin de no comprometer el nivel global de seguridad del sistema. El uso de un medio de exhibición electrónico significa introducir un nuevo componente que podría, en un estado de fallo, confundir al operador exhibiendo un valor corrompido. Esto contribuye negativamente a la fiabilidad total del funcionamiento y podría hacer al vehículo inapto para el mínimo nivel de integridad de seguridad prescrito por las autoridades administrativas. En el caso particular de un vehículo ferroviario, tal información crítica para la seguridad, a exhibir al operador, incluye la velocidad del vehículo, la presión del freno, la temperatura del motor, el estado de cierre de las puertas y el estado de acoplamiento del convoy. En contraste a eso, los exhibidores electrónicos han sido usados durante un largo tiempo para exhibir datos no críticos para la seguridad, tales como los parámetros climáticos internos, el estado de la iluminación y otras comodidades de los pasajeros.

Supongamos que una señal de entrada, que codifica el valor de una cantidad física (medida por un sensor proporcionado en el vehículo o leída desde un registro de datos, o similar) , ha de ser presentada en formato legible por humanos en un exhibidor visual. El exhibidor está controlado durante el funcionamiento por una señal de control de exhibidor que indica el valor de cada píxel de la imagen del exhibidor. Como es conocido por los expertos en la técnica, la imagen del exhibidor percibida por el espectador es un flujo de imágenes (tramas) , exhibido secuencialmente con la frecuencia de actualización del exhibidor visual. De tal modo, según se usa en la presente memoria, una señal de control de exhibidor codifica los valores de todos los píxeles en una trama, enumerándolos en algún orden predefinido, y luego recomienza con los píxeles de la próxima trama. En una señal compuesta de control de exhibidor, los valores de más de un píxel pueden ser enumerados a la vez. Tres escenarios de fallos que pueden ocurrir en esta configuración se describirán a modo de ejemplo.

En un primer escenario de fallo, un error de ejecución de software o un error de hardware causa el ‘congelamiento’ de la imagen del exhibidor, es decir, los módulos responsables de producir nuevas tramas están suspendidos mientras que los módulos adaptados para mantener la trama más reciente no son afectados por el error. Una situación en la cual este error es especialmente crítico para la seguridad es el congelamiento de una imagen proporcionada por una cámara de vigilancia en vivo, que sigue indicando erróneamente una condición de ‘despejado para conducir’ (ningún pasajero entrando) a un conductor de vehículo de transporte público. Análogamente, un velocímetro que exhibe un valor obsoleto de la velocidad podría ser una amenaza para la seguridad.

En un segundo escenario de fallo, un apagón del hardware hace que la imagen del exhibidor sea parcialmente mal 45 representada, tal como por un fallo de energía en un elemento de retroiluminación de un exhibidor de cristal líquido.

En un tercer escenario de fallo, un error (un error de tiempo de ejecución, un error de programación u otro error sistemático) ocurre en el proceso de generación de la señal de control del exhibidor basada en la señal de entrada. Este proceso puede implicar varias etapas, tales como la conversión de la información codificada por la señal de entrada a un formato numérico distinto, el redondeo en un número deseado de dígitos, la conversión a una unidad adecuada de la cantidad física, la composición tipográfica del número como una imagen de texto de mapa de bits, la coloración de la imagen del texto (posiblemente de una manera dependiente del valor, para advertir al operador sobre valores fuera de gama) , la alineación de la imagen del texto y el agregado de elementos gráficos constantes tales como tramas, logotipos, notaciones de cantidades y unidades, etc. La generación de la señal de control de 55 exhibidor a partir de la señal de entrada puede estar adicionalmente expuesta a fallo si es realizada por un medio de procesamiento con otras tareas. Notablemente, este es el caso de una pantalla táctil u otra pantalla equipada con medios de entrada, en donde las excitaciones táctiles del usuario son codificadas como una señal de salida legible por ordenador proveniente de la pantalla.

Hay exhibidores visuales ‘seguros’ disponibles que incluyen solamente aquel hardware que satisface las reglas de las autoridades con respecto a la durabilidad ante temperaturas altas o bajas, vibraciones, desgaste mecánico, campos electromagnéticos, corrientes transitorias del voltaje suministrado, y similares. Análogamente, se han hecho intentos de diseñar exhibidores visuales con una cadena de procesamiento de información con una baja probabilidad de fallo. Por ejemplo, la técnica anterior incluye procedimientos de prueba para verificar el funcionamiento correcto 65 de un exhibidor visual – que puede incluir verificar que importantes comandos de control sean ejecutados correctamente – antes de su incorporación y, optativamente, en sesiones subsiguientes de mantenimiento.

Posiblemente, los procedimientos de prueba que sean relativamente breves y que no requieran ninguna interacción del usuario pueden ser incluidos en un ciclo de iniciación a ejecutar toda vez que el exhibidor visual sea encendido.

Como otro ejemplo, hay disposiciones de exhibidores visuales duales en los cuales cada una de las señales de control de exhibidor es generada por un medio de procesamiento distinto. Debido a que la probabilidad de que ocurran errores idénticos y no sistemáticos en ambos medios de procesamiento es muy limitada, un estado de fallo puede ser detectado por la comparación de las respectivas imágenes del exhibidor. Una vez que se detecta una diferencia, la información mostrada en ambos exhibidores será considerada no fiable y se emprenderán las acciones adecuadas para eliminar el estado de fallo. Esto es a pesar del hecho de que, muy probablemente, uno de los exhibidores no esté afectado por la falla y funcione debidamente; por lo tanto, de hecho, poca ventaja se obtiene de la redundancia del hardware en tales disposiciones.

Como otro ejemplo más, un exhibidor visual puede ser monitorizado por una cámara, en donde un medio de comparación está adaptado para comparar la imagen efectiva de la cámara con su apariencia esperada. Una tal

disposición, que monitoriza la imagen efectivamente percibida por el espectador, puede lograr un alto nivel de seguridad, pero podría ser sensible a falsas alarmas causadas, p. ej., por vibraciones de la cámara con respecto al exhibidor, fenómenos de muestreo (parpadeo) , variaciones de luminosidad y similares. Además, la cámara para la monitorización podría aumentar los costes de hardware en un porcentaje significativo y puede requerir un montaje intrincado para no oscurecer una parte del exhibidor u otros instrumentos cercanos.

Ejemplos adicionales de sistemas de exhibidor visual orientados a la seguridad se hallan en la técnica anterior.

El documento US 2007/0046680 A1 describe un exhibidor de vuelo de instrumentos de aeronave, en el cual un procesador de gráficos de vídeo es controlado intermitentemente para producir una señal de control de exhibidor

para representar una página de prueba predefinida. Una función de verificación de integridad extrae una suma de control de los valores de señales de control de exhibidor para la página de prueba, que están almacenados en una memoria, y la compara con un valor esperado de la suma de control para la página de prueba. La función de verificación de integridad no prueba el procesador de gráficos de vídeo basado en la información precisa que ha de exhibirse efectivamente.

Además, el documento US 2005/0249522 A1 describe un proceso y un sistema para transmitir información a bordo de un avión. En un primer proceso revelado en este documento, una suma de control es transmitida, desde un dispositivo aviónico que actúa como origen de datos, hasta un medio de interfaz, para exhibir la información. El medio... [Seguir leyendo]

1. Un módulo (100) de exhibidor visual que comprende:

- un exhibidor (D) adaptado para exhibir un flujo de al menos una trama de imagen, en base a una señal de control de exhibidor;

- un medio (P) de procesamiento adaptado para:

recibir una señal (S1) de entrada; y generar, en base a la señal de entrada, una señal (S2) de control de exhibidor que controla el exhibidor;

- un extractor (CE) de sumas de control, adaptado para generar, en base a la señal de control de exhibidor, una 15 suma de control (S4) de una región supervisada de una trama de imagen;

- un predictor (CP) de sumas de control, adaptado para generar, en base a la señal de entrada, una suma de control (S3) de referencia de dicha región supervisada de la trama de imagen; y

- un supervisor (DS) de exhibidor, adaptado para verificar la señal de control de exhibidor, comparando la suma de control con la suma de control de referencia para la trama de imagen;

en el cual el medio de procesamiento es una unidad funcional que está físicamente separada tanto del extractor de sumas de control, como del predictor de sumas de control y del supervisor de exhibidor, y dichas tres últimas 25 unidades funcionales están adaptadas para realizar sus operaciones por la ejecución de software fiable, de acuerdo a un estándar de seguridad, mientras que el medio de procesamiento no está certificado en cuanto a la seguridad.

2. Un módulo de exhibidor visual según la reivindicación 1, en el cual la señal de control de exhibidor incluye un flujo de valores de píxeles. 30

3. Un módulo de exhibidor visual según la reivindicación 2, en el cual el exhibidor está adaptado para exhibir tramas de imagen en base al flujo de valores de píxeles en la señal de control de exhibidor, sin procesamiento adicional.

4. Un módulo de exhibidor visual según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el cual la señal de 35 control de exhibidor es transmitida desde el medio de procesamiento al exhibidor, mediante una entre:

la señalización diferencial de bajo voltaje, LVDS;

la señalización diferencial de transición minimizada, TMDS; y 40 la señalización paralela de extremo único.

5. Un módulo de exhibidor visual según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el cual el predictor de sumas de control está adaptado para:

extraer, de la señal de entrada, un valor numérico a ser presentado en dicha región supervisada; y

extraer la correspondiente suma de control de referencia desde una memoria que almacena sumas de control precalculadas. 50

6. Un módulo de exhibidor visual según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el cual el supervisor de exhibidor está adicionalmente adaptado para hacer que el medio de procesamiento interrumpa la recepción de la señal de entrada.

7. Un módulo de exhibidor visual según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el cual:

el extractor de sumas de control está adaptado para generar una suma de control de valores de píxeles en cada una entre una pluralidad de regiones supervisadas de la trama; y

el predictor de sumas de control está adaptado para extraer una suma de control de referencia para cada una de dichas regiones supervisadas desde una memoria común, en la cual se almacenan sumas de control precalculadas.

8. Un módulo de exhibidor visual según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el cual cada trama de imagen comprende al menos una región que contiene información exhibida con una variación periódica 65 predeterminada con respecto a tramas consecutivas.

9. Un módulo de exhibidor visual según la reivindicación 8, en el cual el supervisor de exhibidor está adicionalmente adaptado para recibir la señal de control de exhibidor y monitorizar al menos dicha región con una variación periódica predeterminada.

10. Un módulo de exhibidor visual según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, que comprende adicionalmente un supervisor (SS) del sistema, que está comunicativamente acoplado con el exhibidor, el medio de procesamiento, el extractor de sumas de control, el predictor de sumas de control y el supervisor de exhibidor, y que está adaptado para realizar al menos uno entre:

la vigilancia de una temperatura del módulo de exhibidor visual;

la vigilancia de un suministro de voltaje;

el almacenamiento de la causa del reinicio más reciente;

el almacenamiento del número de reinicios desde el encendido más reciente; y

la recepción y monitorización de una señal de latido de al menos otra unidad en el módulo de exhibidor visual.

11. Un módulo de exhibidor visual según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el cual el extractor de sumas de control está adicionalmente adaptado para generar una señal (S5) modificada de control de exhibidor, que se basa en la señal (S2) de control de exhibidor e incluye un solapamiento que indica si la verificación de la señal de control de exhibidor está habilitada o no.

12. Un módulo de exhibidor visual según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, que comprende adicionalmente un medio de solapamiento para generar una señal solapada de control de exhibidor, en base a una señal de entrada de flujo de vídeo y a la señal de control de exhibidor generada por el medio de procesamiento, codificando la señal solapada de control de exhibidor un flujo de al menos una trama de exhibición con un recuadro para exhibir el flujo de vídeo, en donde el supervisor de exhibidor está adicionalmente adaptado para monitorizar al

menos un píxel de marca de agua en el recuadro con un valor predeterminado.

13. Uso de un módulo de exhibidor visual según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes en un vehículo ferroviario.

14. Un procedimiento de presentar información codificada en una señal de entrada sobre un exhibidor visual (D) , adaptado para exhibir un flujo de al menos una trama de imagen, en base a una señal de control de exhibidor, incluyendo el procedimiento las etapas de:

en base a la señal (S1) de entrada, generar una señal (S1) de control de exhibidor que controla el exhibidor visual;

en base a la señal de entrada, generar una suma de control (S3) de referencia de una región supervisada de cada trama de imagen;

en base a la señal de control de exhibidor, generar una suma de control (S4) de dicha región supervisada de cada 45 trama de imagen; y

verificar la señal de control de exhibidor comparando la suma de control con la suma de control de referencia para cada trama de imagen;

en el cual cada etapa de generación de una señal de control de exhibidor es realizada por un medio de procesamiento, que no está certificado en cuanto a la seguridad, y las etapas subsiguientes son realizadas por unidades funcionales, que están físicamente separadas del medio de procesamiento y que ejecutan software fiable de acuerdo a un estándar de seguridad.