PT2014025E

PT2014025E - Unidade de interface e sistema de comunicação com uma estrutura mestre-escravo

Info

Publication number: PT2014025E
Application number: PT07724521T
Authority: PT
Inventors: Hans Beckhoff; Dirk Janssen
Original assignee: Beckhoff Automation Gmbh
Priority date: 2006-04-24
Filing date: 2007-04-24
Publication date: 2011-04-29
Also published as: ATE503319T1; CN101427522A; EP2014025B1; CN101427522B; JP2009534963A; ES2359650T3; US8001306B2; EP2014025A1; US20090083464A1; DE502007006773D1; DE102006018884A1; JP5060547B2; WO2007121984A1

Description

DESCRIÇÃO

"UNIDADE DE INTERFACE E SISTEMA DE COMUNICAÇÃO COM UMA ESTRUTURA MESTRE-ESCRAVO" A presente invenção refere-se a uma unidade de interface para um sistema de comunicação com uma estrutura mestre-escravo, na qual a unidade de interface liga entre si uma multiplicidade de unidades escravo através de uma estrutura em anel duplo que funciona em sentido inverso e a um tal sistema de comunicação com uma estrutura mestre-escravo.

Na tecnologia de produção e de automação são cada vez mais utilizados sistemas de barramento de série, nos quais os aparelhos de uma periferia de uma máquina, dispostos de uma forma não central, como módulos de entrada/saída, transdutores de medição, accionamentos, válvulas e terminais de utilizador, comunicam com sistemas de automação, de engenharia ou de visualização, através de um sistema de comunicação em tempo real eficiente. Todos os participantes são neste caso ligados entre si em rede através de um barramento de série, de um modo preferido um barramento de campo, sendo que a troca de dados através do barramento é realizado, regra geral, com base no principio mestre-escravo.

Os participantes activos do barramento no sistema de barramento, regra geral as unidades de comando, possuem uma autorização de acesso ao barramento e determinam a transferência de dados sobre o barramento. Os participantes activos do 1 barramento são designados por unidades mestre no sistema de barramento de série. Pelo contrário, os participantes passivos do barramento são, regra geral, aparelhos da periferia de uma máquina. Estes não obtêm nenhuma autorização de acesso ao barramento, isto é, podem apenas confirmar os sinais de informação recebidos ou transmitir sinais de informação para uma unidade mestre a pedido da mesma. Os participantes passivos do barramento são designados por unidades escravo no sistema de barramento de série.

Os sistemas de barramento de campo com uma estrutura mestre-escravo são geralmente concebidos numa topologia em anel, de modo a evitar cablagens dispendiosas, sendo que todos os participantes do barramento se encontram conectados a um percurso de transmissão em forma de anel. Um sinal de informação gerado pela unidade mestre é introduzido pela unidade mestre no percurso de transmissão em forma de anel e passa sucessivamente pelas unidades escravo conectadas em série ao percurso de transmissão em forma de anel, de modo a ser depois novamente recebido e analisado pela unidade mestre. Os sistemas mestre-escravo podem neste caso também ser concebidos como sistemas multi-mestre.

Os sinais de informação são organizados pela unidade mestre, regra geral, em pacotes de dados que são constituídos por dados de controlo e dados úteis, sendo que é utilizado, de um modo preferido, o Standard Ethernet que possibilita pacotes de dados com um comprimento até 1500 bytes, aquando de uma velocidade de transmissão simultaneamente elevada de 100 Mbits/s. Durante a passagem do telegrama de Ethernet introduzido pela unidade mestre sobre o percurso de transmissão em forma de anel, cada uma das unidades escravo conectadas ao 2 percurso de transmissão em forma de anel troca os dados úteis destinados à mesma com o telegrama de Ethernet.

Os sistemas de comunicação mestre-escravo com estrutura em anel são construídos, regra geral, de tal modo que a unidade mestre apresenta uma unidade emissora enquanto ponto de introdução de dados e uma unidade receptora enquanto ponto de extracção de dados. As unidades escravo individuais encontram-se então reunidas no percurso de transmissão, formando uma cadeia, sendo que cada participante se encontra ligado a dois vizinhos e o primeiro e o último participantes na cadeia se encontram neste caso ligados à unidade mestre. A transmissão dos pacotes de dados é neste caso realizada numa direcção partindo da unidade mestre, através da sua unidade emissora para a primeira unidade escravo conectada e a partir daí para a seguinte, até que seja alcançada a última unidade escravo na cadeia, regressando então para a unidade receptora da unidade mestre. Cada unidade escravo apresenta uma interface com uma unidade receptora para a recepção dos pacotes de dados em circulação, a partir do participante anterior e uma interface com uma unidade emissora para a transmissão para o participante seguinte, sendo que uma unidade de processamento se encontra disposta entre as unidades receptora e emissora, de modo a processar os pacotes de dados que passam pela unidade escravo, isto é, trocar os dados úteis associados à unidade escravo com os pacotes de dados.

Os sistemas de comunicação em forma de anel com estrutura mestre-escravo são neste caso frequentemente concebidos, de tal modo que a unidade mestre forma uma linha física com as unidades escravo dispostas na mesma, sendo que o meio de transmissão apresenta uma estrutura em linha dupla e cada unidade escravo apresenta duas portas com uma unidade emissora-receptora 3 combinada, sendo que na porta de saída da última unidade escravo na cadeia de transmissão, as unidades emissora e receptora se encontram curto-circuitadas. Os pacotes de dados introduzidos na primeira linha pela unidade mestre, através da sua unidade receptora, são processados pelas unidades escravo no percurso de ida, e no percurso de volta através da segunda linha, são então apenas encaminhados para a unidade receptora da unidade mestre.

Um requisito central para sistemas de comunicação mestre-escravo, em particular no caso da utilização na automação industrial e de processos, é uma elevada tolerância a erros, portanto a capacidade do sistema de comunicação de manter a função exigida, isto é, por exemplo a produção de uma peça de trabalho, apesar da ocorrência de erros. Para além dos erros nos pacotes de dados, os erros no sistema de comunicação que devem ser superados sem prejuízo do processo são neste caso também, em particular, a falha de trajectos de transmissão inteiros, por exemplo através de uma separação física do meio de transmissão.

De modo a se obter um sistema de comunicação mestre-escravo tolerante a erros, em particular no caso de erros de trajecto, isto é, no caso da falha de secções de transmissão inteiras, são frequentemente utilizadas estruturas em anel duplo que funcionam em sentido inverso. Assim, no documento US 4663748 encontra-se descrito um sistema de comunicação com uma estrutura mestre-escravo, no qual a unidade mestre se encontra ligada em série a uma multiplicidade de unidades escravo, através de dois caminhos de comunicação que funcionam em sentido inverso, sendo que a unidade mestre emite os pacotes de dados simultaneamente através dos dois caminhos de comunicação. A unidade escravo possui então duas unidades de processamento que se encontram respectivamente ligadas entre os dois caminhos de comunicação, de modo a 4

Nos processar os telegramas de dados em circulação, participantes encontram-se além disso dispostas unidades de acoplamento activáveis, de modo a reconfigurar o sistema de comunicação, no caso da ocorrência de um erro de trajecto, por exemplo de uma ruptura de uma linha de comunicação, através de controlo de sinal dos sinais sobre os dois anéis de transmissão e de correspondente comutação, de tal modo que pode ser evitada uma falha de uma maior secção do sistema de comunicação, provocada pelo erro de trajecto, ou até de uma falha total.

No documento DE 10312907 Al propõe-se além disso conceber a unidade escravo de tal modo que em cada caminho de comunicação, na direcção da transmissão de dados, se encontram dispostos em primeiro lugar uma unidade de processamento e depois um multiplexador com duas entradas e uma saída. O multiplexador encontra-se neste caso respectivamente ligado, com as suas entradas, às duas unidades de processamento da unidade escravo, e com a sua saída, encontra-se conectado ao caminho de comunicação associado. No funcionamento normal sem anomalias, cada um dos dois multiplexadores comuta em trânsito a unidade de processamento disposta no caminho de comunicação associado. No caso de anomalias no funcionamento, aquando da ocorrência de um erro de trajecto no caminho de comunicação associado, a unidade de processamento no outro caminho de comunicação é no entanto comutada em trânsito. No caso de uma anomalia, esta concepção da unidade escravo possibilita a reconfiguração, no essencial em tempo real, do sistema de comunicação.

Os sistemas de comunicação mestre-escravo tolerantes a erros com uma estrutura em anel duplo, nos quais a unidade mestre apresenta respectivamente dois dispositivos de emissão e recepção com correspondentes emissores e receptores, 5 respectivamente, e controlos associados, de modo a emitir pacotes de dados sobre os dois caminhos de comunicação, provocam um elevado dispêndio em hardware e circuitos da unidade mestre, aumentando por conseguinte substancialmente os custos. Este facto é também válido para as unidades escravo que contêm respectivamente duas unidades de processamento, para o processamento dos pacotes de dados que passam. Para além disso, no funcionamento normal, cada unidade escravo tem que decidir qual dos dois pacotes de dados que passam pelas duas unidades de processamento deve ser utilizado para o controlo do aparelho, o que com as elevadas taxas de transmissão de dados exigidas limita fortemente a utilização de tais sistemas de comunicação. No caso dos sistemas de comunicação conhecidos, tolerantes a erros e com topologia em anel duplo, é para além disso necessário que a unidade mestre reaja separadamente a cada erro de trajecto e comute de um funcionamento normal para um modo de anomalia. 0 documento US 2004/008720 Al mostra uma unidade mestre com uma primeira unidade de comutação e uma segunda unidade de comutação. A primeira unidade de comutação apresenta uma entrada e duas saldas, sendo que a entrada se encontra ligada às duas unidades de processamento da unidade mestre e as duas saldas respectivamente a uma unidade emissora da unidade mestre. A segunda unidade de comutação apresenta duas entradas e uma saida, sendo que as duas entradas se encontram respectivamente ligadas a uma unidade receptora e a saida às unidades de processamento da unidade mestre. O objectivo da presente invenção é o de colocar à disposição uma interface para um sistema de comunicação com uma estrutura mestre-escravo para a ligação em série de uma unidade 6 mestre a uma multiplicidade de unidades escravo através de uma estrutura em anel duplo e um correspondente sistema de comunicação, os quais se caracterizam por um dispêndio mínimo em hardware e circuitos e pela possibilidade de uma reconfiguração em tempo real no caso da ocorrência de erros de trajecto na topologia em anel duplo.

Este objectivo é solucionado através de uma unidade de interface de acordo com a reivindicação 1. Aperfeiçoamentos preferidos encontram-se indicados nas reivindicações dependentes.

De acordo com a invenção está prevista uma interface para um sistema de comunicação com uma estrutura mestre-escravo, que liga em série uma unidade mestre a uma multiplicidade de unidades escravo através de uma estrutura em anel duplo que funciona em sentido inverso, constituída por um primeiro caminho de comunicação e um segundo caminho de comunicação. A unidade de interface apresenta neste caso uma primeira unidade de comutação, cuja entrada se encontra ligada a uma unidade emissora da unidade mestre, cuja primeira saída se encontra ligada ao primeiro caminho de comunicação e cuja segunda saída se encontra ligada ao segundo caminho de comunicação, e que é concebida para emitir um sinal de informação recebido a partir da unidade emissora da unidade mestre, visando a emissão separada em sentido inverso sobre o primeiro caminho de comunicação e o segundo caminho de comunicação. Na unidade de interface está além disso prevista uma segunda unidade de comutação, cuja primeira entrada se encontra ligada ao primeiro caminho de comunicação, cuja segunda entrada se encontra ligada ao segundo caminho de comunicação e cuja saída se encontra ligada a uma unidade receptora da unidade mestre, e que é 7 concebida para encaminhar os dois sinais de informação que circulam em sentido inverso sobre o primeiro caminho de comunicação e o segundo caminho de comunicação, para a unidade receptora da unidade mestre.

Com esta concepção de acordo com a invenção, da interface entre a unidade mestre e as unidades escravo num sistema de comunicação tolerante a erros com uma topologia em anel duplo, o dispêndio em hardware e software e, deste modo, os custos podem ser substancialmente reduzidos. Através da utilização de uma unidade de interface configurada de acordo com a invenção é possivel utilizar uma unidade mestre convencional, como é utilizada numa arquitectura em anel simples e que apresenta apenas uma unidade emissora e receptora, também numa estrutura em anel duplo. A unidade de interface de acordo com a invenção providencia que também com uma unidade mestre concebida para uma estrutura em anel simples, os pacotes de dados possam circular sobre os dois caminhos de comunicação que funcionam em sentido inverso, da estrutura em anel duplo.

De acordo com uma forma de realização preferida, a unidade de interface é neste caso concebida de forma inteligente e nomeadamente de tal modo que duplica um sinal de informação recebido a partir da unidade emissora da unidade mestre, visando a emissão separada em sentido inverso sobre o primeiro e o segundo caminhos de comunicação da estrutura em anel duplo. Através da emissão de dois pacotes de dados idênticos sobre os dois caminhos de comunicação em sentido inverso é alcançada uma elevada tolerância a erros, em relação a erros de trajecto na estrutura em anel duplo.

Este facto é também válido para uma segunda forma de realização preferida, na qual a primeira unidade de comutação da unidade de interface é concebida de tal modo que uma informação de endereço no sinal de informação recebido a partir da unidade emissora da unidade mestre é analisada de modo a emitir o sinal de informação, alternadamente sobre o primeiro caminho de comunicação e o segundo caminho de comunicação. Esta concepção possibilita a circulação em sentido inverso de dois sinais de informação idênticos e deste modo redundantes, através da estrutura em anel duplo, o que assegura uma elevada tolerância a erros.

De acordo com uma outra forma de realização preferida, a segunda unidade de comutação da unidade de interface é concebida para analisar os dois sinais de informação que circulam em sentido inverso no primeiro e segundo caminhos de comunicação. Por este meio, a funcionalidade do sistema de comunicação pode ser assegurada de uma forma simples, em particular também no caso redundante, portanto quando os sistemas de comunicação são reconfigurados devido a um erro de trajecto e unidades escravo individuais comutaram para o modo de erro.

Em alternativa, a segunda unidade de comutação da unidade de interface pode no entanto também ser concebida de tal modo que os dois pacotes de dados recebidos sobre o primeiro e o segundo caminhos de comunicação são encaminhados sucessivamente para a unidade receptora da unidade mestre, visando a análise. A redundância aquando da ocorrência de um caso de erro será então obtida através da análise na unidade mestre, em vez de através da análise na unidade de interface. É neste caso preferido que a segunda unidade de comutação da unidade de interface apresente 9 um mecanismo FIFO, de modo a evitar assim colisões dos sinais de informação reenviados sucessivamente para a unidade mestre.

De acordo com a invenção, a comunicação com a estrutura mestre-escravo é concebida de tal modo que a unidade mestre apresenta uma unidade de controlo de emissão, que emite para a primeira unidade de comutação da unidade de interface, através da unidade emissora da unidade mestre, dois sinais de informação com um campo de dados idêntico que pode apresentar para cada unidade escravo conectada uma área de dados associada e com um campo de endereço diferente. A primeira unidade de comutação da unidade de interface é então além disso concebida de tal modo que, com base no conteúdo do campo de endereço, um sinal de informação é emitido sobre o primeiro caminho de comunicação e o outro sinal de informação sobre o segundo caminho de comunicação. Em cada uma das unidades escravo dispostas na estrutura em anel duplo está previsto um dispositivo de acoplamento activável que no funcionamento normal liga a entrada de uma unidade de processamento a um primeiro dispositivo de recepção, a saida da unidade de processamento a uma primeira unidade emissora e uma segunda unidade receptora a uma segunda unidade emissora. Em caso de erro da primeira unidade emissora e/ou da segunda unidade receptora, a entrada da unidade de processamento é então ligada à primeira unidade receptora e a saida da unidade de processamento à segunda unidade receptora. Pelo contrário, em caso de erro da primeira unidade receptora e/ou da segunda unidade emissora, a entrada da unidade de processamento é ligada à segunda unidade receptora e a saida da unidade de processamento à primeira unidade emissora. A unidade de processamento de cada unidade escravo é além disso concebida de tal modo, que aquando do processamento do sinal de informação que passa, é processada a área de dados associada à unidade 10 escravo. Na segunda unidade de comutação da unidade de interface, os dois sinais de informação que circulam em sentido inverso são então encaminhados sucessivamente para a unidade receptora da unidade mestre, sendo que uma unidade de controlo de recepção da unidade mestre é concebida para sobrepor os campos de dados dos dois sinais de informação recebidos a partir da unidade receptora. Através desta concepção é constituído de uma forma simples um sistema de comunicação altamente tolerante a erros, uma vez que no caso de erros de trajecto o sistema de comunicação pode ser rapidamente reconfigurado através da alteração do caminho dos pacotes de dados nas unidades escravo adjacentes, sendo que os dois pacotes de dados que circulam redundantemente são sobrepostos na unidade de controlo de recepção da unidade mestre, de modo a evitar de forma fiável uma perda de informação mesmo no modo de erro.

Em alternativa, uma tal tolerância a erros no sistema de comunicação pode também ser obtida na medida em que é utilizada uma interface inteligente, que duplica um sinal de informação recebido a partir da unidade emissora da unidade mestre, sendo que os dois pacotes de dados em circulação são então sobrepostos pela unidade de interface após a recepção, de modo a evitar assim de forma fiável uma perda de dados no modo de erro das unidades escravo.

De acordo com uma forma de realização preferida, de modo a monitorizar a isenção de anomalias no sistema de comunicação, em particular também no caso de uma reconfiguração do sistema de comunicação após a ocorrência de um erro de trajecto, os sinais de informação apresentam um campo de contagem adicional colocado num valor predefinido, que é alterado por um valor predefinido, pela unidade de processamento da unidade escravo, 11 respectivamente aquando da passagem. A segunda unidade de comutação da unidade de interface ou em alternativa a unidade de controlo de recepção da unidade mestre adicionam o valor dos campos de contagem dos dois sinais de informação que circularam em sentido inverso. Através da análise deste valor pode ser então verificado se ocorreram erros de trajecto no sistema de comunicação, ou se uma unidade escravo falhou. A invenção é explicada mais ao pormenor com base nos desenhos em anexo.

Mostra

Figura 1 uma representação esquemática de um sistema de comunicação de acordo com a invenção, com uma estrutura mestre-escravo, na qual uma unidade de interface está prevista entre a unidade mestre e a unidade escravo ligada em série numa estrutura em anel duplo, sendo que

Figura IA representa o funcionamento normal,

Figura 1B um primeiro modo de reconfiguração do sistema de comunicação no caso da ocorrência de um erro de trajecto,

Figura 1C um segundo modo de reconfiguração do sistema de comunicação no caso da falha de uma unidade escravo; e

Figura 2 uma representação esquemática de uma unidade escravo de acordo com a invenção.

Na tecnologia de automação são cada vez mais utilizados sistemas de barramento de campo, nos quais os aparelhos da 12 periferia de uma máquina, dispostos de forma distribuída, comunicam com sistemas de automação, de engenharia e de visualização, através de um barramento de campo. 0 sistema de barramento de campo apresenta, regra geral, um barramento de série que pode por exemplo ser uma linha eléctrica, um cabo de fibra óptica ou um cabo de rádio. A este barramento de campo encontram-se então conectados todos os participantes do barramento, sendo que se distingue entre participantes activos e passivos do barramento. Os participantes activos do barramento no sistema de barramento de campo são as unidades mestre que determinam o tráfego de dados sobre o barramento. Uma tal unidade mestre é por exemplo um computador industrial, que serve como computador de controlo de processos num procedimento de produção. Esta unidade mestre possui uma autorização de acesso ao barramento e pode emitir dados sobre o barramento de campo sem solicitação externa. Os participantes passivos do barramento no sistema de barramento são aparelhos da periferia de uma máquina, por exemplo dispositivos de entrada/saída, válvulas, accionamentos e transdutores de medição. Estes servem como unidades escravo e não obtêm nenhuma autorização de acesso ao barramento, isto é, podem apenas confirmar os sinais de informação recebidos ou transmitir sinais de informação para uma unidade mestre a pedido da mesma.

Como Standard de comunicação para a transmissão de dados no sistema mestre-escravo é utilizado, de um modo preferido, o conceito de Ethernet. No caso dos sistemas de comunicação de Ethernet, os dados a transmitir são encapsulados com um formato predefinido, como sinais de informação em pacotes de dados, no que se segue também designados por telegramas. Os telegramas de Ethernet podem neste caso apresentar um comprimento de dados até 1500 bytes, sendo que para além dos dados úteis estão também 13 contidos dados de controlo que apresentam uma identificação inicial, um endereço de destino e de fonte, o tipo do pacote de dados e um mecanismo de erro.

Os sistemas de comunicação de Ethernet com uma estrutura mestre-escravo são concebidos, de um modo preferido, de tal modo que as unidades escravo individuais se encontram reunidas através do meio de transmissão, formando uma cadeia, sendo que cada unidade escravo se encontra ligada a dois vizinhos e o primeiro e o último participantes na cadeia se encontram neste caso ligados à unidade mestre, de modo a resultar uma estrutura em anel. A transmissão de dados é neste caso realizada numa direcção, partindo da unidade mestre, para a primeira unidade escravo adjacente e a partir dai para a seguinte, até à última unidade escravo, regressando então para a unidade mestre.

De modo a assegurar uma elevada tolerância a erros, em particular no caso de um erro de trajecto no sistema de comunicação, isto é, no caso da falha de secções de transmissão inteiras com unidades escravo, por exemplo através de uma ruptura de cabo, os sistemas de comunicação com uma estrutura mestre-escravo apresentam frequentemente dois caminhos de comunicação que funcionam em sentido inverso um em relação ao outro. Através da estrutura em anel duplo que funciona em sentido inverso existe no caso de erros de trajecto a possibilidade de executar medidas de reconfiguração no sistema de comunicação, de modo a manter a funcionalidade do sistema de comunicação, apesar de erros de trajecto. A figura 1 mostra, num diagrama de princípio, um tal sistema de comunicação tolerante a erros de uma forma de realização de acordo com a invenção. 0 sistema de comunicação 14 apresenta uma unidade 1 mestre que se encontra ligada, através de uma unidade 4 de interface, a uma estrutura 2 em anel duplo, na qual se encontram integradas em série N unidades 3 escravo. A estrutura 2 em anel duplo compreende dois caminhos 21, 22 de comunicação unidireccionais que passam em sentido inverso pelas unidades 3 escravo conectadas. A unidade 4 de interface apresenta uma primeira unidade 41 de comutação e uma segunda unidade 42 de comutação. A primeira unidade 41 de comutação encontra-se ligada, com uma entrada 411, a uma unidade TXll emissora da unidade 1 mestre. Uma primeira saida 412 da primeira unidade 41 de comutação encontra-se conectada ao primeiro caminho 21 de comunicação e uma segunda saída 413 da primeira unidade 41 de comutação ao segundo caminho 22 de comunicação. A segunda unidade 42 de comutação da unidade 4 de interface encontra-se ligada ao primeiro caminho 21 de comunicação através de uma primeira entrada 421 e ao segundo caminho 22 de comunicação através de uma segunda entrada 422. A saida 423 da segunda unidade 42 de comutação da unidade 4 de interface encontra-se conectada a uma unidade RX12 receptora da unidade 1 mestre. A unidade 11 emissora da unidade 1 mestre encontra-se ligada a uma unidade 16 de controlo de emissão através de uma primeira linha 15 de controlo. A unidade 12 receptora encontra-se conectada a uma unidade 18 de controlo de recepção através de um segunda linha 17 de controlo.

Cada unidade 3 escravo apresenta uma interface com uma primeira unidade RX31 receptora para a recepção de telegramas de Ethernet a partir de um participante anterior, através do primeiro caminho 21 de comunicação e uma interface com uma primeira unidade TX32 emissora para a transmissão para o participante seguinte através do primeiro caminho 21 de 15 comunicação. Cada unidade 3 escravo apresenta além disso uma interface com uma segunda unidade RX33 receptora para a recepção de um telegrama de Ethernet em circulação a partir de um participante anterior, através do segundo caminho 22 de comunicação e uma interface com uma segunda unidade TX34 emissora para a transmissão para o participante seguinte. Em cada unidade 3 escravo, entre a primeira unidade RX31 receptora, a segunda unidade RX32 receptora, a primeira unidade TX33 emissora e a segunda unidade TX34 emissora, encontram-se além disso ligados uma unidade 35 de processamento e um dispositivo 37 de acoplamento activável. 0 diagrama de principio de uma unidade 3 escravo encontra-se representado mais ao pormenor na figura 2. Na unidade 3 escravo, a primeira unidade RX31 receptora que se encontra conectada ao primeiro caminho 21 de comunicação e a segunda unidade TX34 emissora que se encontra conectada ao segundo caminho 22 de comunicação estão agrupadas como porta 0. A segunda unidade RX33 receptora que se encontra conectada a um segundo caminho 22 de comunicação e a primeira unidade TX32 emissora que se encontra conectada ao primeiro caminho 21 de comunicação estão organizadas como porta 1. O dispositivo 37 de acoplamento activável apresenta um primeiro comutador 38 e um segundo comutador 39, que são respectivamente concebidos como multiplexadores 2:1. As unidades 31, 32, 33, 34 receptoras e emissoras, os multiplexadores 38, 39 do dispositivo 37 de acoplamento activável e a unidade 35 de processamento encontram-se neste caso ligados entre si através de uma rede 40 de linhas, na forma mostrada na figura 2 através de setas. 16 A saída da primeira unidade RX31 receptora encontra-se ligada à primeira entrada do primeiro multiplexador 38. A segunda entrada do primeiro multiplexador 38 encontra-se conectada à segunda unidade RX33 receptora. A saída do primeiro multiplexador 38 encontra-se além disso ligada à unidade 35 de processamento. 0 segundo multiplexador 39 encontra-se por sua vez conectado, com a sua primeira entrada, à segunda unidade RX33 receptora e com a sua segunda entrada, à saída da unidade 35 de processamento. A saída do segundo multiplexador 39 encontra-se ligada à segunda unidade TX34 emissora. Para além disso, a saída da unidade 35 de processamento encontra-se ainda ligada à primeira unidade TX32 emissora através da rede 40 de linhas.

No caso do funcionamento normal sem anomalias do sistema de comunicação, como se encontra mostrado na figura IA, um telegrama de Ethernet idêntico é respectivamente emitido sobre o primeiro caminho 21 de comunicação e o segundo caminho 22 de comunicação. Os telegramas passam neste caso em sentido inverso pelas unidades 3 escravo conectadas, sendo que todos os dispositivos 37 de acoplamento activáveis nas unidades 3 escravo são ligados de tal modo que a entrada da unidade 35 de processamento se encontra ligada à primeira unidade RX31 receptora, a saída da unidade 35 de processamento à primeira unidade TX32 emissora e a segunda unidade RX33 receptora à segunda unidade TX34 emissora.

Neste modo de funcionamento das unidades 3 escravo, o dispositivo 37 de acoplamento activável providencia que os dois telegramas idênticos, que circulam em sentido inverso no primeiro caminho 21 de comunicação e no segundo caminho 22 de comunicação, passam pela unidade escravo sempre de tal modo que 17 apenas os telegramas transmitidos através do primeiro caminho 21 de comunicação são processados pela unidade 35 de processamento. 0 telegrama que circula sobre o segundo caminho 22 de comunicação é pelo contrário apenas feito passar através das unidades 3 escravo.

No caso da concepção de acordo com a invenção, portanto aquando do funcionamento normal sem anomalias, o dispositivo 37 de acoplamento activável constituído pelos dois multiplexadores 2:1 38, 39 é controlado de tal modo que dos dois telegramas idênticos que circulam simultaneamente, contudo em direcção contrária sobre os dois caminhos 21, 22 de comunicação, apenas o telegrama sobre o primeiro caminho 21 de comunicação é sempre encaminhado através da unidade 35 de processamento das unidades 3 escravo, visando o processamento. 0 telegrama que circula sobre o segundo caminho 22 de comunicação serve para a redundância e é reenviado sem alterações.

No caso de anomalias, isto é, no caso da ocorrência de um erro de trajecto, o sistema de comunicação de acordo com a invenção com uma estrutura mestre-escravo, na qual as unidades escravo se encontram ligadas em série à unidade mestre através de um elemento de interface e de duas estruturas em anel duplo que funcionam em sentido inverso, sendo que apenas uma unidade 35 de processamento individual está prevista em cada unidade 3 escravo, possui além disso a capacidade para a reconfiguração dos caminhos de comunicação nas unidades escravo individuais, de modo a manter assim a funcionalidade do sistema de comunicação global.

A figura 1B mostra um erro duplo de trajecto entre a unidade M escravo e a unidade M+l escravo. A figura 1C 18 representa uma falha total da unidade M escravo, o que é equivalente à ocorrência de dois erros duplos de trajecto entre a unidade M-l escravo e a unidade M escravo e entre a unidade M+l escravo e a unidade M escravo. No caso da ocorrência de tais erros duplos de trajecto, o dispositivo 37 de acoplamento activável das unidades 3 escravo é controlado de tal modo que o telegrama que chega ou sobre o primeiro caminho 21 de comunicação ou o segundo caminho 22 de comunicação é reenviado sobre o respectivo outro caminho de comunicação, sendo que o telegrama passa anteriormente sempre pela unidade 35 de processamento da unidade 3 escravo.

No caso do erro duplo de trajecto entre a unidade M escravo e a unidade M+l escravo, mostrado na figura 1B, isto é realizado de tal modo que as unidades 1 a M-l e M+2 a M escravo se encontram no funcionamento normal, sendo as unidades M e M+l escravo pelo contrário reconfiguradas. No caso de erro mostrado na figura 1C, no qual a unidade M escravo falha, as unidades 1 a M-2 escravo e as unidades M+2 a M escravo encontram-se no funcionamento normal. As unidades M-l e M+l escravo são pelo contrário reconfiguradas. A reconfiguração é neste caso inicializada, de um modo preferido, através das duas portas 0 e 1 nas unidades 3 escravo. Estas duas portas 0 e 1 detectam, através de um processo de detecção conhecido, se a unidade escravo pode comunicar com uma unidade escravo adjacente. Quando é detectado um erro de trajecto pela porta 0 ou pela porta 1, é então executado um correspondente modo de erro e o dispositivo 34 de acoplamento activável da unidade escravo é controlado da forma pretendida. 19

No caso do modo de erro da porta 1, como ocorre no caso do erro duplo de trajecto na unidade M escravo, mostrado na figura 1B, ou no caso da falha de aparelho na unidade M-l escravo, mostrada na figura 1C, o dispositivo 37 de acoplamento activável é controlado de tal modo que a entrada da unidade 35 de processamento se encontra ligada à primeira unidade RX31 receptora e a saida do unidade 35 de processamento à segunda unidade TX34 emissora. 0 telegrama que circula sobre o primeiro caminho 21 de comunicação é assim reenviado sobre o segundo caminho 22 de comunicação através da unidade 35 de processamento. No caso da concepção mostrada na figura 2, do dispositivo 37 de acoplamento activável na unidade 3 escravo, com o primeiro multiplexador 38 e o segundo multiplexador 39, isto é realizado de tal modo que a segunda entrada do segundo multiplexador 39 é comutada para a sua saida. 0 primeiro multiplexador 38 mantém-se pelo contrário no funcionamento normal.

No caso do modo de erro da porta 0 na unidade 3 escravo, isto é, quando a primeira unidade RX31 receptora e/ou a segunda unidade TX34 emissora detectam uma interrupção do caminho de comunicação para a unidade escravo adjacente, o que no caso do erro duplo de trajecto mostrado na figura 1B ocorre no escravo M+l e no caso da falha de aparelho mostrada na figura 1C ocorre no escravo M+l, o dispositivo 37 de acoplamento activável na unidade 3 escravo é controlado de tal modo que a entrada da unidade 35 de processamento é ligada à segunda unidade RX33 receptora e a saida da unidade 35 de processamento à primeira unidade TX32 emissora, de modo que o telegrama que passa pelo segundo caminho 22 de comunicação é reenviado sobre o primeiro caminho 21 de comunicação, após o processamento na unidade 35 de processamento. No caso da realização mostrada na figura 2, do 20 dispositivo 35 de acoplamento activável, isto é realizado de tal modo que o primeiro multiplexador 38 comuta a sua segunda entrada para a sua saida, enquanto o segundo multiplexador 39 se mantém no funcionamento normal.

Com o modo de procedimento de acordo com a invenção é por conseguinte possível, no caso de uma unidade escravo com apenas uma única unidade de processamento, efectuar de um forma simples, com o auxílio de uma estrutura em anel duplo e de um dispositivo de acoplamento activável, medidas de reconfiguração no sistema de comunicação, de modo a assegurar a funcionalidade do sistema de comunicação no caso de erros de trajecto, sendo que o comportamento das unidades escravo no que se refere ao processamento de telegramas no caso de redundância não difere do mesmo no funcionamento normal.

Para além do erro duplo de trajecto mostrado nas figuras 1B e 1C, no caso do qual os dois caminhos de comunicação para o participante adjacente se encontram interrompidos, o modo de procedimento de acordo com a invenção possibilita também detectar um erro simples de trajecto, no caso do qual apenas um caminho de comunicação se encontra interrompido, e manter a funcionalidade do sistema de comunicação através de uma correspondente reconfiguração dos participantes adjacentes ao local de erro.

Nas unidades 3 escravo está também sempre apenas prevista uma unidade 35 de processamento, de modo que, em comparação com unidades escravo com duas unidades de processamento, não é necessário estabelecer uma decisão sobre qual unidade de processamento é competente para o processamento dos telegramas. 21

De modo a se obter uma elevada tolerância a erros do sistema de comunicação aquando de um dispêndio reduzido em hardware, em particular também na unidade 1 mestre, o processamento dos telegramas que circulam em sentido inverso sobre o primeiro caminho 21 de comunicação e o segundo caminho 22 de comunicação é executado de tal modo que o processamento, no caso do funcionamento normal sem anomalias, não difere substancialmente do modo de erro, no caso do qual a funcionalidade do sistema de comunicação aquando de erros de trajecto é mantida através da reconfiguração de unidades escravo individuais. A unidade escravo pode ser concebida de acordo com a invenção. Existe no entanto também a possibilidade de utilizar unidades escravo com uma outra estrutura de circuitos que pode ser empregue no âmbito de um sistema mestre-escravo com uma estrutura em anel duplo.

De acordo com a invenção existe além disso a possibilidade de aproveitar para o controlo da estrutura em anel duplo tolerante a erros, uma unidade 1 mestre com apenas uma unidade TXll emissora e uma unidade RX12 receptora, tal como é também utilizada no caso do funcionamento de uma estrutura em anel simples. Isto é atingido através da intercalação da unidade 4 de interface de acordo com a invenção, cuja primeira unidade 41 de comutação é concebida para emitir um telegrama recebido a partir da unidade TXll emissora da unidade 1 mestre através da entrada 411, em sentido inverso sobre o primeiro caminho 21 de comunicação e o segundo caminho 22 de comunicação através da primeira saida 412 e da segunda saida 413, respectivamente. A segunda unidade 42 de comutação da unidade 4 de interface é por sua vez concebida de tal modo que os telegramas que circulam em sentido inverso, recebidos a partir do primeiro caminho 21 de comunicação através da primeira entrada 421 e do segundo caminho 22 22 de comunicação através da segunda entrada 422, são encaminhados para a unidade RX12 receptora da unidade 1 mestre através da saida 423.

De modo a se obter uma elevada tolerância a erros, um telegrama idêntico é emitido, de acordo com a invenção, tanto sobre o primeiro caminho 21 de comunicação, como também sobre o segundo caminho 22 de comunicação. De acordo com uma forma de realização, isto é efectuado na medida em que a unidade 16 de controlo de emissão da unidade 1 mestre emite para a primeira unidade 41 de comutação da unidade de interface, através da unidade TXll emissora, dois telegramas com um campo de dados idêntico, que apresenta para cada unidade escravo conectada uma área de dados associada e com um campo de endereço diferente. A primeira unidade 41 de comutação da unidade 4 de interface é então concebida de tal modo que, com base no conteúdo do campo de endereço, um telegrama é emitido sobre o primeiro caminho 21 de comunicação e o outro telegrama sobre o segundo caminho 22 de comunicação. Neste caso, o campo de endereço pode ser, no caso mais simples, um campo de 1 bit, sendo que os dois caminhos 21, 22 de comunicação são identificados por "0" e "1", respectivamente.

As unidades 35 de processamento das unidades 3 escravo processam então, aquando da passagem do telegrama, a área de dados associada à respectiva unidade escravo, sendo que a unidade 35 de processamento processa, da forma de acordo com a invenção, anteriormente descrita, tanto no funcionamento normal, como também no modo de erro, sempre apenas a área de dados associada num dos dois telegramas idênticos que circulam em sentido inverso. 23 A segunda unidade 42 de comutação da unidade 4 de interface é então concebida de tal modo que os dois telegramas que circulam em sentido inverso sobre o primeiro caminho 21 de comunicação e o segundo caminho 22 de comunicação são encaminhados para a unidade RX12 receptora da unidade 1 mestre. Para este efeito, a segunda unidade 42 de comutação da unidade 4 de interface apresenta, de um modo preferido, um mecanismo FIFO, no qual são introduzidos os telegramas recebidos através das duas entradas 421, 422. A partir do mecanismo FIFO, os dois telegramas são então encaminhados para a unidade RX12 receptora da unidade 1 mestre através da saida 423 da unidade 4 de interface. Através da utilização do mecanismo FIFO é evitada uma possível colisão aquando do reenvio dos telegramas para a unidade 1 mestre. Na unidade 1 mestre, os dois telegramas recebidos são encaminhados para a unidade 18 de controlo de recepção e ai sobrepostos, de modo a gerar assim um telegrama individual. Isto acontece, de um modo preferido, pelo facto de os dados úteis dos dois telegramas serem ordenados bit por bit.

Em alternativa existe também a possibilidade de conceber a unidade 4 de interface de forma inteligente. Neste caso, um telegrama aplicado pela unidade 16 de controlo de emissão à unidade 4 de interface através da unidade TXll emissora é duplicado na primeira unidade 41 de comutação, e então um telegrama é emitido sobre o primeiro caminho 21 de comunicação e o outro sinal de informação sobre o segundo caminho 22 de comunicação. A unidade 35 de processamento nas unidades 3 escravo processa então a área de dados associada num dos dois telegramas que passam. Os dois telegramas são então recebidos através da primeira e da segunda entradas 421, 422 da segunda unidade 42 de comutação da unidade 4 de interface e sobrepostos. Isto é por sua vez realizado, de um modo preferido, na medida em 24 que os dados úteis dos dois telegramas são ordenados bit por bit. 0 telegrama que então resulta é encaminhado pela segunda unidade 42 de comutação, através da saida 423, para a unidade RX12 receptora da unidade 1 mestre, que aplica por sua vez o telegrama à unidade 18 de controlo de recepção, visando a análise.

De modo a detectar anomalias no sistema de comunicação, em particular também no caso de uma reconfiguração do sistema de comunicação através da comutação de unidades escravo individuais para o modo de erro após a ocorrência de um erro de trajecto ou de uma falha total de uma unidade escravo, os telegramas em circulação apresentam adicionalmente um campo de contagem, cujo valor é analisado, de um modo preferido adicionado, de modo a apurar o estado de funcionamento do sistema de comunicação. Os dois telegramas idênticos em circulação que, tal como se encontra explicado anteriormente, ou são gerados pela unidade 16 de controlo de emissão da unidade 1 mestre e providos de um campo de endereço, com base no qual a primeira unidade 41 de comutação da unidade 4 de interface emite então um telegrama sobre o primeiro caminho 21 de comunicação e o outro telegrama sobre o segundo caminho 22 de comunicação, ou que são gerados pela primeira unidade 41 de comutação da unidade 4 de interface através da duplicação de um telegrama recebido a partir da unidade mestre e emitidos para a emissão separada em sentido inverso sobre o primeiro caminho 21 de comunicação e o segundo caminho 22 de comunicação, apresentam um valor predefinido no campo de contagem. A unidade 35 de processamento das unidades 3 escravo é além disso respectivamente concebida de tal modo que o valor do campo de contagem é alterado por um valor predefinido aquando da passagem do telegrama. 25

Quando a segunda unidade 42 de comutação da unidade 4 de interface apenas encaminha os dois telegramas recebidos para a unidade 1 mestre, o valor do campo de contagem dos dois telegramas é respectivamente analisado na unidade 18 de controlo de recepção da unidade 1 mestre. Através de uma simples adição dos dois valores pode ser verificado se todas as unidades escravo conectadas se encontram activas. No caso de uma concepção inteligente da unidade 4 de interface, quando os telegramas recebidos já são ordenados na segunda unidade 42 de comutação, existe em alternativa também a possibilidade de efectuar a junção dos campos de contagem dos dois telegramas na segunda unidade 42 de comutação da unidade 4 de interface, de um modo preferido, através de adição. 0 valor adicionado é então transmitido, juntamente com o telegrama ordenado, para a unidade 1 mestre, visando a análise.

De um modo preferido, o campo de contagem dos dois telegramas é neste caso colocado no valor 0 como valor inicial. Cada unidade 35 de processamento aumenta então o valor pelo valor predefinido, por exemplo o valor 1, aquando da passagem do telegrama pela unidade 3 escravo. Uma vez que devido à concepção de acordo com a invenção das unidades escravo é sempre apenas processado um telegrama pela unidade 35 de processamento, tanto no funcionamento normal, como também no modo de erro, o valor adicionado dos campos de contagem pode indicar o número das unidades escravo activas. Por conseguinte pode ser apurado se todas as unidades escravo conectadas se encontram activas ou se ocorreu uma falha total de uma unidade escravo, por exemplo através de um erro duplo de trajecto, tal como se encontra mostrado na figura 1C. Através da comparação dos valores nos dois campos de contagem, servindo de base o número conhecido das unidades escravo conectadas, pode para além disso ser verificada 26 a posição exacta do erro de trajecto, por exemplo a ocorrência entre a unidade M escravo e a unidade M+l escravo na figura 1B.

Um funcionamento tolerante a erros do sistema de comunicação, em particular no caso da reconfiguração do sistema de comunicação através da alteração do percurso do sinal nas unidades 3 escravo no caso da ocorrência de um erro de trajecto, é além disso obtido por os dois telegramas idênticos que circulam em sentido inverso sobre o primeiro caminho 21 de comunicação e o segundo caminho 22 de comunicação serem concebidos de tal modo que no campo de dados uma área de dados própria se pode encontrar associada a cada unidade 3 escravo conectada. A unidade 35 de processamento de cada unidade 3 escravo executa uma troca de dados com o telegrama que passa, na área de dados associada. Na segunda unidade 42 de comutação da unidade 4 de interface ou na unidade 18 de controlo de recepção da unidade 1 mestre, os campos de dados dos dois telegramas reenviados através do primeiro e do segundo caminhos de comunicação são então sobrepostos, de modo que resulta um telegrama comum. Este telegrama sobreposto é sempre idêntico, independentemente de o sistema de comunicação se encontrar no funcionamento normal, ou no modo de erro após a ocorrência de um erro de trajecto, enquanto todas as unidades escravo se encontram ainda activas.

No caso do modo de leitura, quando as unidades 3 escravo transmitem dados para a unidade 1 mestre, todo o campo de dados dos dois telegramas que circulam em sentido inverso é colocado no valor 0 como valor inicial. As unidades 35 de processamento das unidades 3 escravo escrevem os dados pretendidos na área de dados associada. A unidade 18 de controlo de recepção da unidade 1 mestre ou a segunda unidade 42 de comutação da unidade 4 de 27 interface ordena em seguida os campos de dados dos dois telegramas recebidos, de modo a formar um telegrama comum. Independentemente de o sistema de comunicação se encontrar no funcionamento normal ou no modo de reconfiguração, o telegrama ordenado contém todos os dados das unidades 3 escravo conectadas, pedidos pela unidade 1 mestre.

Pelo contrário, no caso do modo de escrita, quando a unidade 1 mestre pretende transmitir comandos de controlo para as unidade 3 escravo, a unidade 16 de controlo de emissão da unidade 1 mestre transmite dois telegramas idênticos com um campo de dados que contém os dados a transmitir para as unidades escravo, visando a emissão em sentido inverso sobre os dois caminhos de comunicação. Em alternativa, no caso de uma unidade de interface inteligente, o telegrama é também apenas duplicado na primeira unidade 41 de comutação. As unidades 35 de processamento das unidades 3 escravo captam os dados associados do telegrama, independentemente de se encontrarem no funcionamento normal ou no modo de reconfiguração. Em principio, uma ordenação dos campos de dados dos dois telegramas reenviados não é necessária. Uma tal operação de ordenação conduz no entanto a um telegrama comum com um campo de dados que corresponde ao campo de dados do telegrama emitido, de modo que resulta por este meio uma possibilidade de controlo adicional para um modo de escrita bem sucedido.

Com a concepção de acordo com a invenção, do sistema de comunicação mestre-escravo com uma unidade de interface intercalada, com uma configuração facultativa das unidades escravo individuais, em particular no entanto quando as unidades escravo são construídas e operadas de acordo com a invenção, existe, de uma forma simples, para a unidade mestre a 28 possibilidade de verificar a isenção de anomalias no sistema de comunicação, em particular no caso de uma reconfiguração do percurso do sinal na estrutura em anel duplo após a ocorrência de um erro de trajecto. No sistema de comunicação é além disso assegurado um modo de leitura fiável através da sobreposição dos campos de dados dos dois telegramas reenviados, mesmo no caso redundante, portanto quando unidades escravo individuais comutaram para o modo de erro no sistema de comunicação. A utilização da unidade de interface possibilita neste caso a utilização de unidades mestre convencionais com apenas uma unidade emissora e receptora, respectivamente, como são também utilizadas numa estrutura em anel simples.

Lisboa, 19 de Abril de 2011 29

Claims

REIVINDICAÇÕES 1. Unidade (4) de interface para um sistema de comunicação com uma estrutura mestre-escravo para a ligação em série de uma unidade (1) mestre a uma multiplicidade de unidades (3) escravo através de uma estrutura (2) em anel duplo que funciona em sentido inverso, constituída por um primeiro caminho (21) de comunicação e um segundo caminho (22) de comunicação, com uma primeira unidade (41) de comutação, cuja entrada (411) se encontra ligada a uma unidade (11) emissora da unidade (1) mestre, cuja primeira saída (412) se encontra ligada ao primeiro caminho (21) de comunicação e cuja segunda saída (423) se encontra ligada ao segundo caminho (22) de comunicação, e que é concebida para emitir um sinal de informação recebido a partir da unidade (11) emissora da unidade (1) mestre, visando a emissão separada em sentido inverso sobre o primeiro caminho (21) de comunicação e o segundo caminho (22) de comunicação, e com uma segunda unidade (42) de comutação, cuja primeira entrada (421) se encontra ligada ao primeiro caminho (21) de comunicação, cuja segunda entrada (422) se encontra ligada ao segundo caminho (22) de comunicação e cuja saída (423) se encontra ligada a uma unidade (12) receptora da unidade (1) mestre, e que é concebida para encaminhar os dois sinais de informação que circulam em sentido inverso sobre o primeiro caminho (21) de comunicação e o segundo caminho (22) de comunicação, para a unidade (12) receptora da unidade (1) mestre.
2. Unidade de interface de acordo com a reivindicação 1, sendo que a primeira unidade (41) de comutação é concebida para 1 duplicar um sinal de informação recebido a partir da unidade (11) emissora da unidade (1) mestre, visando a emissão separada em sentido inverso sobre o primeiro caminho (21) de comunicação e o segundo caminho (22) de comunicação.
3. Unidade de interface de acordo com a reivindicação 1, sendo que a primeira unidade (41) de comutação é concebida para analisar uma informação de endereço no sinal de informação recebido a partir da unidade (11) emissora da unidade (1) mestre, visando a emissão do sinal de informação sobre o primeiro caminho (21) de comunicação ou o segundo caminho (22) de comunicação.
4. Unidade de interface de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, sendo que a segunda unidade (42) de comutação é concebida para analisar os dois sinais de informação que circulam em sentido inverso sobre o primeiro caminho (21) de comunicação e o segundo caminho (22) de comunicação.
5. Unidade de interface de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, sendo que a segunda unidade (42) de comutação é concebida para encaminhar sucessivamente os dois sinais de informação que circulam em sentido inverso sobre o primeiro caminho (21) de comunicação e o segundo caminho (22) de comunicação para a unidade (12) receptora da unidade (1) mestre.
6. Unidade de interface de acordo com a reivindicação 5, sendo que a segunda unidade (42) de comutação apresenta um mecanismo FIFO. 2
7. Sistema de comunicação com uma estrutura mestre-escravo, que apresenta uma unidade (1) mestre, uma multiplicidade de unidades (3) escravo, uma estrutura (2) em anel duplo que funciona em sentido inverso, constituída por um primeiro caminho (21) de comunicação e um segundo caminho (22) de comunicação, e uma unidade (4) de interface de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6 para a ligação em série da unidade mestre à multiplicidade de unidades (3) escravo através da estrutura (2) em anel duplo, sendo que a unidade (1) mestre apresenta uma unidade (11) emissora para a emissão de sinais de informação, uma unidade (12) receptora para a recepção de sinais de informação, uma unidade (16) de controlo de emissão ligada à unidade emissora e uma unidade (18) de controlo de recepção ligada à unidade receptora, sendo que a unidade (4) de interface apresenta a primeira unidade (41) de comutação, cuja entrada (411) se encontra ligada à unidade (11) emissora da unidade (1) mestre, cuja primeira saída (421) se encontra ligada ao primeiro caminho (21) de comunicação e cuja segunda saída (412) se encontra ligada ao segundo caminho (22) de comunicação, e a segunda unidade (42) de comutação, cuja primeira entrada (421) se encontra ligada ao primeiro caminho (21) de comunicação, cuja segunda entrada (422) se encontra ligada ao segundo caminho (22) de comunicação e cuja saída (423) se encontra ligada à unidade (12) receptora da unidade (1) mestre, sendo que cada unidade (3) escravo apresenta uma primeira unidade (31) receptora ligada ao primeiro caminho de comunicação, para a recepção de sinais de informação sobre o primeiro caminho (21) de comunicação, uma primeira unidade (32) emissora ligada ao primeiro caminho (21) de comunicação, para a emissão de sinais de informação sobre o 3 primeiro caminho de comunicação, uma segunda unidade (33) receptora ligada ao segundo caminho (22) de comunicação, para a recepção de sinais de informação sobre o segundo caminho (22) de comunicação, e uma segunda unidade (34) emissora ligada ao segundo caminho de comunicação, para a emissão de sinais de informação sobre o segundo caminho (22) de comunicação, uma unidade (35) de processamento apresentando uma entrada e uma saida, para o processamento de sinais de informação, e um dispositivo (37) de acoplamento activável, sendo que a unidade (16) de controlo de emissão da unidade (1) mestre é concebida para emitir, para a primeira unidade (41) de comutação da unidade (4) de interface, através da unidade (11) emissora, dois sinais de informação com um campo de dados idêntico, que pode apresentar para cada unidade escravo conectada uma área de dados associada e com um campo de endereço diferente, sendo que a primeira unidade (41) de comutação da unidade (4) de interface é concebida para emitir, com base no conteúdo do campo de endereço, um sinal de informação sobre o primeiro caminho (21) de comunicação e o outro sinal de informação sobre o segundo caminho (22) de comunicação, sendo que o dispositivo (32) de acoplamento activável de cada unidade escravo é concebido para ligar, no funcionamento normal, a entrada da unidade (35) de processamento à primeira unidade (31) receptora, a saida da unidade (35) de processamento à primeira unidade (32) emissora e a segunda unidade (33) receptora à segunda unidade (34) emissora, para ligar, no modo de erro da primeira unidade (32) emissora e/ou da segunda unidade (33) receptora, a entrada da unidade (35) de processamento à primeira unidade (31) receptora e a saída da unidade de 4 processamento à segunda unidade (34) emissora, e para ligar, no modo de erro da primeira unidade (31) receptora e/ou da segunda unidade (34) emissora, a entrada da unidade (35) de processamento à segunda unidade (33) receptora e a saida da unidade (35) de processamento à primeira unidade (32) emissora, sendo que a unidade (35) de processamento de cada unidade (3) escravo é concebida para processar a área de dados associada aquando do processamento do sinal de informação que passa, sendo que a segunda unidade (42) de comutação da unidade (4) de interface é concebida para encaminhar sucessivamente os dois sinais de informação que circulam em sentido inverso sobre o primeiro caminho (21) de comunicação e o segundo caminho (22) de comunicação para a unidade (12) receptora da unidade (1) mestre, e sendo que a unidade (18) de controlo de recepção da unidade (1) mestre é concebida para sobrepor os campos de dados dos dois sinais de informação recebidos a partir da unidade receptora.
8. Sistema de comunicação de acordo com a reivindicação 7, sendo que a unidade (16) de controlo de emissão da unidade (1) mestre é concebida para prover adicionalmente os dois sinais de informação, de um campo de contagem colocado num valor predefinido, sendo que a unidade (35) de processamento da unidade (3) escravo é concebida para alterar o valor do campo de contagem por um valor predefinido aquando da passagem do sinal de informação, e sendo que a unidade (18) de controlo de recepção da unidade (1) mestre é concebida para analisar respectivamente o 5 valor dos campos de contagem dos dois sinais de informação recebidos a partir da primeira unidade receptora.
9. Sistema de comunicação de acordo com a reivindicação 8, sendo que a unidade (18) de controlo de recepção da unidade mestre é concebida para adicionar o valor dos campos de contagem dos sinais de informação recebidos.
10. Sistema de comunicação com uma estrutura mestre-escravo, que apresenta uma unidade (1) mestre, uma multiplicidade de unidades (3) escravo, uma estrutura (2) em anel duplo que funciona em sentido inverso, constituída por um primeiro caminho (21) de comunicação e um segundo caminho (22) de comunicação, e uma unidade (4) de interface de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6 para a ligação em série da unidade (1) mestre à multiplicidade de unidades (3) escravo através da estrutura (2) em anel duplo, sendo que a unidade (1) mestre apresenta uma unidade (11) emissora para a emissão de sinais de informação, uma unidade (12) receptora para a recepção de sinais de informação, uma unidade (16) de controlo de emissão ligada à unidade emissora e uma unidade (18) de controlo de recepção ligada à unidade receptora, sendo que a unidade (4) de interface apresenta a primeira unidade (41) de comutação, cuja entrada (411) se encontra ligada à unidade (11) emissora da unidade (1) mestre, cuja primeira saída (412) se encontra ligada ao primeiro caminho (21) de comunicação e cuja segunda saída (422) se encontra ligada ao segundo caminho (22) de comunicação, e a segunda unidade (42) de comutação, cuja primeira entrada (421) se encontra ligada ao primeiro caminho (21) de comunicação, cuja segunda entrada (422) se encontra ligada ao segundo 6 caminho (22) de comunicação e cuja saida (423) se encontra ligada à unidade (12) receptora da unidade (1) mestre, sendo que cada unidade (3) escravo apresenta uma primeira unidade (31) receptora ligada ao primeiro caminho de comunicação, para a recepção de sinais de informação sobre o primeiro caminho (21) de comunicação, uma primeira unidade (32) emissora ligada ao primeiro caminho (21) de comunicação, para a emissão de sinais de informação sobre o primeiro caminho de comunicação, uma segunda unidade (33) receptora ligada ao segundo caminho (22) de comunicação, para a recepção de sinais de informação sobre o segundo caminho de comunicação, e uma segunda unidade (34) emissora ligada ao segundo caminho de comunicação, para a emissão de sinais de informação sobre o segundo caminho de comunicação, uma unidade (35) de processamento apresentando uma entrada e uma saida, para o processamento de sinais de informação, e um dispositivo (37) de acoplamento activável, sendo que a unidade (16) de controlo de emissão da unidade (1) mestre é concebida para emitir, para a primeira unidade (41) de comutação da unidade (4) de interface, através da unidade (11) emissora, um sinal de informação com um campo de dados que apresenta para cada unidade escravo conectada uma área de dados associada, sendo que a primeira unidade (41) de comutação da unidade (4) de interface é concebida para duplicar o sinal de informação recebido a partir da unidade (11) emissora da unidade(1) mestre e emitir um sinal de informação sobre o primeiro caminho (21) de comunicação e o outro sinal de informação sobre o segundo caminho (22) de comunicação, sendo que o dispositivo (37) de acoplamento activável de cada unidade (3) escravo é concebido para ligar, no funcionamento normal, a entrada da unidade (35) de 7 processamento à primeira unidade (31) receptora, a saída da unidade (35) de processamento à primeira unidade (32) emissora e a segunda unidade (33) receptora à segunda unidade (34) emissora, para ligar, no modo de erro da primeira unidade (32) emissora e/ou da segunda unidade (33) receptora, a entrada da unidade (35) de processamento à primeira unidade (31) receptora e a saída da unidade de processamento à segunda unidade (34) emissora, e para ligar, no modo de erro da primeira unidade (31) receptora e/ou da segunda unidade (34) emissora, a entrada da unidade (35) de processamento à segunda unidade (33) receptora e a saída da unidade (35) de processamento à primeira unidade (32) emissora, sendo que a unidade (35) de processamento de cada unidade (3) escravo é concebida para processar a área de dados associada, aquando do processamento do sinal de informação que passa, sendo que a segunda unidade (42) de comutação da unidade (4) de interface é concebida para sobrepor os campos de dados dos dois sinais de informação que circulam em sentido inverso sobre o primeiro caminho (21) de comunicação e o segundo caminho (22) de comunicação e encaminhá-los para a unidade (12) receptora da unidade (1) mestre, e sendo que a unidade (18) de controlo de recepção da unidade (1) mestre é concebida para analisar o sinal de informação recebido a partir da unidade receptora.
11. Sistema de comunicação de acordo com a reivindicação 9, sendo que a unidade (16) de controlo de emissão da unidade (1) mestre é concebida para prover adicionalmente o sinal de informação, de um campo de contagem colocado num valor predefinido, 8 sendo que a unidade (35) de processamento da unidade (3) escravo é concebida para alterar o valor do campo de contagem por um valor predefinido, aquando da passagem do sinal de informação, sendo que a segunda unidade (42) de comutação da unidade (4) de interface é concebida para adicionar o valor dos campos de contagem dos sinais de informação recebidos, aquando da sobreposição dos sinais de informação, e sendo que a unidade (18) de controlo de recepção da unidade (1) mestre é concebida para analisar o valor do campo de contagem do sinal de informação recebido a partir da unidade receptora.
12, Sistema de comunicação de acordo com qualquer uma das reivindicações 7 a 11, sendo que a segunda unidade (42) de comutação apresenta um mecanismo FIFO.
13. Sistema de comunicação de acordo com qualquer uma das reivindicações 7 a 12, sendo que o dispositivo (37) de acoplamento activável da unidade (3) escravo apresenta um primeiro multiplexador (38), cuja primeira entrada se encontra ligada à primeira unidade (31) receptora, cuja segunda entrada se encontra ligada à segunda unidade (33) receptora e cuja saida se encontra ligada à entrada da unidade (35) de processamento, e um segundo multiplexador (39), cuja primeira entrada se encontra ligada à segunda unidade (33) receptora, cuja segunda entrada se encontra ligada à saida da unidade (35) de processamento, e cuja saida se encontra ligada à segunda unidade (34) emissora, sendo que o primeiro multiplexador (38) é concebido para comutar, no funcionamento normal, a sua primeira entrada para a sua saida e, no modo de erro da primeira unidade 9 (31) receptora e/ou da segunda unidade (34) emissora, a sua segunda entrada para a a sua saida, e sendo que o segundo multiplexador (39) é concebido para comutar, no funcionamento normal, a sua primeira entrada para a sua saida e, no modo de erro da primeira unidade (32) emissora e/ou da segunda unidade (33) receptora, a sua segunda entrada para a sua saida.
14. Sistema de comunicação de acordo com qualquer uma das reivindicações 7 a 13, sendo que a primeira unidade (32) emissora e a segunda unidade (34) emissora e/ou a primeira unidade (31) receptora e a segunda unidade (33) receptora da unidade (3) escravo são concebidas para detectar um erro de trajecto no caminho de comunicação conectado e inicializar um correspondente modo de erro. Lisboa, 19 de Abril de 2011 10 1/4 Fig. 1A Λ%

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