Procedimiento y equipo para transmitir datos a través de una red de bus mediante difusión general.

Procedimiento para transmitir datos a través de una red de bus a la que están conectados varios abonados,

utilizándose como red de bus un bus en anillo basado en master/slave (maestro/esclavo), a través del que en cada ciclo de comunicación se transmiten en cada caso individualmente datos mediante un protocolo de transmisión de datos configurado para la transmisión de datos punto-a-punto desde un abonado (master) configurado como master hasta los otros abonados (TNx, STNx), caracterizado porque dentro de la transmisión de datos punto-a-punto desde un abonado (broadcaster) configurado con medios adecuados se integra un telegrama de broadcast, dentro del cual pueden transmitirse datos seleccionados en un modo de transmisión de broadcast tal que se encuentran en instantes y/o segmentos de ciclo que pueden predeterminarse en lugares inequívocamente definidos y queda garantizado el correspondiente acceso de abonados seleccionados y se transmite simultáneamente por cada ciclo de comunicación.

PROCEDIMIENTO Y EQUIPO PARA TRANSMITIR DATOS A TRAVÉS DE UNA RED DE BUSMEDIANTE DIFUSIÓN GENERAL

La invención se refiere a un procedimiento para transmitir datos a través de una red de bus a la que están conectados varios abonados, así como a equipos y redes de bus adaptados para realizar el procedimiento.

En particular para aplicaciones del ámbito de la técnica de seguridad, el registro del flujo de datos transmitido a través de una red de bus es una característica útil por ejemplo para tener de manera sencilla acceso a datos de entrada y salida orientados a la seguridad y específicos de la aplicación y en consecuencia detectar faltas lo antes posible y minimizar correspondientemente los tiempos máximos de reacción admisibles.

Basándose en el sistema en anillo de un interbus estándar según DIN E 19258 se ofrece actualmente un tal registro de los datos sólo directamente en el master (maestro) o después del mismo, ya que sólo en ese lugar existen todas las informaciones de entrada o de salida para su evaluación.

Además, un procedimiento de transmisión basado en punto-a-punto tiene el inconveniente de que muchos datos que no se necesitan para la función propiamente dicha, en particular los llamados datos adicionales de cabecera (overhead) han de transmitirse individualmente para cada abonado, con lo que se reduce en su conjunto la efectividad de la transmisión, lo que repercute negativamente en el sistema de seguridad sobre los tiempos de reacción y por lo tanto esencialmente sobre el tiempo que transcurre entre la recepción de datos de entrada, por ejemplo a través de sensores de componentes de entrada de los abonados conectados, y los correspondientes datos de salida, por ejemplo para actuadores de componentes de salida de los abonados conectados.

En el Interbus se realiza una transmisión de datos de entrada relevantes para la seguridad, por ejemplo leyendo a la vez y evaluando una unidad central en el Interbus, que está integrada en el master o que puede ser emitida por el mismo, datos relevantes para la seguridad.

No obstante, contrariamente a la vía de transmisión presentada para los datos de entrada hasta el control central o un dispositivo de vigilancia, la salida de señales orientadas a la seguridad formula exigencias especiales. Por un lado su número es claramente inferior al de los datos de entrada, pero por otro lado deben poder transmitirse los datos emitidos orientados a la seguridad por lo general con la mayor rapidez posible.

En sistemas de seguridad existentes se intercambian por lo tanto los datos de manera tradicional según el principio de llamada/respuesta, transmitiendo en las soluciones hoy día usuales una unidad central o una unidad de vigilancia los datos de seguridad mediante el procedimiento de llamada/respuesta a los abonados conectados orientados a la seguridad. No obstante, un inconveniente esencial al respecto reside en la necesidad antes indicada de que para cada abonado tengan que transmitirse numerosos de los llamados datos overhead, que realmente son redundantes.

En parte son necesarias en determinadas circunstancias incluso manipulaciones, por ejemplo en la trama de datos de Interbus, teniendo que realizarse una memorización intermedia de los datos para tales manipulaciones y apareciendo así un retardo, que origina otro alargamiento significativo del tiempo de reacción.

Otros sistemas de transmisión, en particular en el entorno IT, disponen ya de dispositivos para emitir avisos de difusión general (broadcast) .

Al respecto remitimos a modo de ejemplo a redes y técnicas de comunicación que presentan un medio de transmisión común con acceso múltiple y asociación dinámica del medio de transmisión. Con ayuda de los correspondientes procedimientos de acceso múltiple pueden transmitirse, junto a la simple transmisión punto-a-punto o unicast, en la que se envían datos a un único receptor, también formaciones simultáneamente a varios abonados mediante una transmisión multicast (multidifusión) y una transmisión broadcast (difusión general) , tal que en este caso la proporción de datos de overhead se reduce respecto una pluralidad de transmisiones unicast separadas.

El documento alemán de publicación DE 4213792 describe la transmisión de datos sobre una línea de bus. Al respecto envía un abonado master un telegrama de trama sumatoria a los otros abonados. Éstos envían respectivos telegramas de respuesta al master, si se les solicitan.

El documento de patente alemana 199 35 490 da a conocer al respecto un procedimiento así como una instalación de control y transmisión de datos para proporcionar la correspondiente comunicación entre varios abonados en una red que presenta al menos un canal de acceso múltiple que se asocia dinámicamente. Entonces se proyecta uno de los abonados como master (maestro) y los otros abonados

como slaves (esclavos) , asignándose a cada abonado un protocolo estándar de acceso múltiple con la capacidad de una transmisión de datos en broadcast y una instancia de protocolo master/slave superpuesta al protocolo estándar de acceso múltiple, que controla la consulta a los correspondientes servicios del protocolo estándar de acceso múltiple para ejecutar un procedimiento de transmisión master/slave. Según publicación incluye cada ciclo de comunicación las etapas de envío de un telegrama de sincronización desde el master a los correspondientes slaves, transmitiéndose en el telegrama de sincronización al menos una información caracterizadora del ciclo de comunicación, del envío de un telegrama de llamada desde el master a un slave participante mediante una llamada unicast y del envío de un telegrama de respuesta del slave al master y a los demás slaves que participan en el modo de broadcast.

Según la publicación del presente documento de patente, se reproduce así el procedimiento de conexión master/slave usual para buses de campo sobre los protocolos que llegan en ese momento a redes LAN.

Así también en sistemas de seguridad existentes que ya presentan de por sí dispositivos para emitir avisos de broadcast, se transmiten al menos datos de salida tradicionalmente según el principio de llamada/respuesta.

Un objetivo de la invención es mostrar una nueva vía frente al estado de la técnica para la transmisión de datos a través de una red de bus a la que están conectados varios abonados, con la cual pueda hacerse frente a los problemas antes mostrados correspondientes al estado de la técnica y en particular pueda garantizarse el acceso a datos seleccionados esencialmente en cada punto de la red de bus que se desee o que sea necesario específicamente para la aplicación, con una elevada eficiencia en la transmisión a la vez.

La solución correspondiente a la invención para lograr el objetivo se da de manera extremadamente sorprendente ya mediante los objetos con las características de las reivindicaciones independientes adjuntas.

Ventajosas y/o preferentes formas de ejecución o bien perfeccionamientos son objeto de las correspondientes reivindicaciones dependientes.

La invención propone así, para la transmisión de datos a través de una red de bus a la que están conectados varios abonados y en la que se transmiten por cada ciclo de comunicación datos mediante un protocolo de transmisión de datos configurado para la transmisión punto-a-punto de al menos un abonado a al menos otro abonado, que dentro del protocolo de transmisión punto-a-punto se defina un telegrama de broadcast dentro del cual puedan transmitirse datos seleccionados en un modo de transmisión de broadcast.

Una ventaja esencial consiste así en que bajo aportación en el marco de la invención de equipos configurados para su utilización dentro de una red de bus con medios para procesar un protocolo de transmisión punto-a-punto con un telegrama de broadcast definido dentro del protocolo, resulta posible que ya informaciones que hasta ahora se transmitían mediante llamada de solicitud a abonados individuales, ahora puedan transmitirse también utilizando una red de bus configurada para la transmisión punto-a-punto a una pluralidad de unidades descentralizadas. En consecuencia pueden proporcionarse y/o evaluarse datos seleccionados, en particular datos de salida de manera extremadamente flexible y esencialmente ligados al lugar. Además origina la utilización del telegrama de broadcast un ahorro considerable de datos de control hasta ahora necesarios, con lo que queda garantizado un aumento esencial de la efectividad de la transmisión, en particular en sistemas de seguridad una reducción de los tiempos de reacción máximos necesarios y por lo tanto en conjunto un incremento esencial de la funcionalidad de la transmisión.

1. Procedimiento para transmitir datos a través de una red de bus a la que están conectados varios abonados, utilizándose como red de bus un bus en anillo basado en master/slave (maestro/esclavo) , a través del que en cada ciclo de comunicación se transmiten en cada caso individualmente datos mediante un protocolo de transmisión de datos configurado para la transmisión de datos punto-a-punto desde un abonado (master) configurado como master hasta los otros abonados (TNx, STNx) , caracterizado porque dentro de la transmisión de datos punto-a-punto desde un abonado (broadcaster) configurado con medios adecuados se integra un telegrama de broadcast, dentro del cual pueden transmitirse datos seleccionados en un modo de transmisión de broadcast tal que se encuentran en instantes y/o segmentos de ciclo que pueden predeterminarse en lugares inequívocamente definidos y queda garantizado el correspondiente acceso de abonados seleccionados y se transmite simultáneamente por cada ciclo de comunicación.

2. Procedimiento según la reivindicación precedente, caracterizado además porque dentro del telegrama de broadcast se transmiten datos relevantes para la seguridad, en particular datos de salida relevantes para la seguridad.

3. Procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque adicionalmente a un protocolo estándar o general de broadcast se inserta un telegrama de seguridad de broadcast, dentro del que pueden transmitirse datos seleccionados relevantes para la seguridad.

4. Procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado además porque una unidad central (master, broadcaster) genera un protocolo de seguridad, que se transmite mediante el telegrama de broadcast a todos los abonados (TNx, STNx) conectados al sistema.

5. Procedimiento según la reivindicación precedente, caracterizado además porque la unidad central se configura como parte de un abonado master o como abonado de broadcast directamente a continuación de un abonado master.

6. Procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes 3 a 5, caracterizado además porque el protocolo de seguridad para transmitir datos relevantes para la seguridad se asegura como conjunto mediante una información de seguridad, en particular utilizando una suma de comprobación (check) CRC.

7. Procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes 3 a 6, caracterizado además porque dentro del protocolo de seguridad se transmiten datos basados en broadcast y/o datos basados en punto-a-punto.

8. Procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado además porque se realiza una asociación entre un abonado, en particular abonado de salida, y datos asignados al mismo dentro del telegrama de broadcast direccionando el abonado y/o disponiendo los datos en el flujo de datos según la disposición de los abonados.

9. Procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado además porque se extraen datos del telegrama de broadcast de al menos un abonado, en particular abonado de salida.

10. Procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado además porque se leen simultáneamente y/o se extraen datos del telegrama de broadcast de al menos un abonado, en particular abonado de salida, sobre la línea de retorno.

11. Procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado además porque a datos del telegrama de broadcast acceden sincrónicamente abonados, en particular abonados de salida.

12. Procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado además porque abonados, en particular abonados de salida, extraen del telegrama de broadcast los datos asignados a los mismos mediante el abonado, en particular el abonado de salida.

13. Procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado además porque abonados, en particular abonados de salida, realizan una comprobación del flujo de datos mediante el abonado, en particular el abonado de salida.

14. Procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado además porque al menos un abonado, en particular abonado de salida, introduce el tiempo de recepción de datos.

15. Procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado además porque abonados, en particular abonados de salida, realizan a través del abonado, en particular el abonado de salida, una reacción orientada a la seguridad en respuesta a datos transmitidos en el telegrama de broadcast.

16. Procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado además porque como red de bus se utiliza un Interbus, un bus CAN, un Profibus o una Ethernet.

17. Procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado además porque el telegrama de broadcast se sitúa dentro de la transmisión de datos punto-a-punto como datos de un abonado.

18. Procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado además porque adicionalmente se transmiten datos estándar, en particular datos de salida estándar y/o datos adicionales, especialmente asegurados, para abonados conectados.

19. Procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado además porque una pluralidad de abonados emiten un mensaje seguro de telegrama de broadcast, que puede ser evaluado en cada caso independientemente por abonados descentralizados.

20. Dispositivo, adaptado para la utilización dentro de una red de bus para realizar el procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado por medios para generar el telegrama de broadcast dentro de una transmisión de datos punto-a-punto y colocación del telegrama de broadcast en un lugar definido en el ciclo de comunicación.

21. Equipo según la reivindicación precedente, que incluye además medios para generar un protocolo de seguridad que incluye datos relevantes para la seguridad dentro del telegrama de broadcast.

22. Equipo según la reivindicación precedente, en el que los medios generadores están asignados a una unidad central que es parte de un abonado master o parte de un abonado de broadcast que sigue inmediatamente a un abonado master.

23. Equipo según una de las reivindicaciones precedente.

2. 22, caracterizado además por medios para asegurar el telegrama de broadcast completo mediante una información de seguridad.

24. Equipo según una de las reivindicaciones precedente.

2. 23, caracterizado además por medios asignados a al menos un abonado de bus para alojar datos basados en broadcast y/o basados en punto-a-punto dentro del telegrama de broadcast.

25. Equipo según una de las reivindicaciones precedente.

2. 24, que incluye además medios para leer simultáneamente y/o extraer datos del telegrama de broadcast.

26. Equipo según una de las reivindicaciones precedente.

2. 25, adaptado para utilizarlo dentro de una red de bus en anillo.

27. Equipo según una de las reivindicaciones precedente.

2. 26, adaptado para la transmisión de datos basándose en un Interbus, Profibus, bus CAN o Ethernet.

28. Equipo según la reivindicación precedente, que incluye al menos un abonado de bus con medios para extraer datos del telegrama de broadcast sobre la línea de retorno de una red de bus en anillo.

29. Equipo según una de las reivindicaciones precedente.

2. 28, caracterizado además por medios para realizar la extracción del telegrama de broadcast en un punto del protocolo de transmisión definido en el ciclo de comunicación.

30. Equipo según una de las reivindicaciones precedente.

2. 29, caracterizado además por medios asociados a abonado de bus para extraer datos del telegrama de broadcast asignados al correspondiente abonado de bus por parte del abonado de bus.

31. Equipo según una de las reivindicaciones precedente.

2. 30, caracterizado además por medios para la asignación definida de datos a un abonado.

32. Equipo según una de las reivindicaciones precedente.

2. 31, caracterizado además por medios asociados al abonado de bus para comprobar un flujo de datos recibido o leído simultáneamente por parte del abonado de bus.

33. Equipo según una de las reivindicaciones precedente.

2. 32, caracterizado además por medios asociados al abonado de bus para memorizar y/o vigilar tiempos de entrada de datos.

34. Equipo según una de las reivindicaciones precedente.

2. 33, caracterizado además por medios asociados al abonado de bus para activar una reacción como respuesta a datos transmitidos en un telegrama de broadcast por parte del abonado de bus.

35. Equipo según una de las reivindicaciones precedente.

2. 34, que incluye además al menos un abonado configurado multicanal, en particular abonado orientado a 15 la seguridad.

36. Red de bus a la que están conectados y adaptados varios abonados para realizar un procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes 1-19, en particular basado en un protocolo de transmisión orientado a mensajes u orientado a E/S.

37. Red de bus según la reivindicación precedente, que incluye al menos un Interbus con un protocolo de transmisión, que presenta un telegrama de broadcast directamente entre la palabra de loopback y los datos de entrada.

38. Red de bus según una de las reivindicaciones precedente.

3. 37, que presenta un protocolo de transmisión que transmite un telegrama de broadcast asegurado adicionalmente a una información estándar de broadcast.