4.4. Protocolos VAN

MEDIO DE COMUNICACIÓN

Dos conductor eléctricos han sido elegidos. Se denominará a los dos cables Data (Data) Data B (Data barra)

El cable Data B es llamado así ya que la tensión en sus bornes es siempre la opuesta a la tensión existente en Data.

La diferencia de potencial eléctrico entre estos dos cables permitirá codificar dos estados lógicos distintos:

Si U Data – U Dat

a B > 0 el bit se encuentra a 1

Si U Data – U Data B(/) < 0 el bit se encuentra a 0

Este proceso permite:

· limitación de las radiaciones emitidas,

· compensación de los decalajes de masa,

· muy buen comportamiento antes las perturbaciones (ver croquis).

· funcionamiento en modo degradado si uno u otro de los cables está seccionado, en cortocircuito a positivo, o a masa.

· en el caso de pérdida de un cable, la electrónica compara el nivel de tensión de la señal respecto a un umbral, y decide si la señal se encuentra a 1 o a 0. La electrónica indicará igualmente los defectos de las líneas de datos.

Los datos son codificados sobre 4 bits. Para la emisión por el bus, un quinto bit es insertado e invertido respecto al cuarto. Este bit no tiene ningún significado. Este sistema de codificado permite encontrar con seguridad una transición cada 4 bits. Esta transición es utiliza por los receptores del mensaje para "resincronizar" sus relojes internos. Solo el elemento maestro de la red dispondrá de un reloj preciso y estable. Los múltiples participantes en la red podrán contentarse de componentes de reloj menos precisos y bastante menos costosos.

Nota : En comunicación VAN, la velocidad de emisión es expresada en Time-slot por segundo (Ts/s) o cantidad de tiempo reloj en un segundo.

Teniendo en cuenta el método de codificado adoptado (4 bit de datos + 1 bit invertido), el caudal real de información es igual a aproximadamente 4/5 de la velocidad de emisión.

Ejemplo : 125 KT s/s corresponden a 100 kilo bits/s.

La interfase de multiplexado está formada por dos elementos: el controlador (o gestor) de protocolo y la interfase de línea.

I - LA INTERFASE DE LINEA

* Es la parte conectada al bus (medio). Este componente realiza la conexión entre el gestor de protocolo y el medio, controla la gestión de activación así como la recepción en modo degradado en Data y Data B. Está formado por una interfase de emisión y una interfase de recepción.

II - LA INTERFASE DE EMISION

* Permite subir los niveles de tensión en Data y Data B siempre opuestos. Define los límites de corriente en las líneas.

* Bit dominante (estado 0) 50 mA

* Bit recesivo (estado 1) 1,2 mA

III - LA INTERFASE DE RECEPCION

* La etapa de recepción efectúa la conversión de las señales analógicas en señales lógicas. Filtra las señales para suprimir los eventuales parásitos con el fin de que estas sean utilizables por el gestor de protocolo.

* El codificado de dos etapas lógicas se obtiene por la diferencia de tensión entre Data y Data B.

La interfase de recepción está compuesta por tres comparadores (C0, C1, C2) con el fin de asegurar la recepción normal en modo diferencial y la recepción en modo degradado

Iv - FUNCIONAMIENTO EN MODO DEGRADADO

Este montaje permite la detección e identificación del tipo de fallo. El gestor de protocolo solo tratará la señal considerada válida con el fin de asegurar el funcionamiento en modo degradado.

Fallos detectados :

- cable Data o Data B cortocircuito a masa,

- cable Data o Data B cortocircuito a positivo (+ 12 voltios),

- cable Data o Data B circuito abierto.

V - ESTRUCTURA INTERNA DE LOS ELEMENTOS VAN

* La red VAN puede ser configurada como maestro-esclavo o multimaestros.

* Según la naturaleza del elemento considerado (maestro o esclavo), la estructura interna es muy diferente.

Un maestro debe integrar una "inteligencia" con el fin de ejecutar un programa interno.

Un esclavo solo debe convertir en acciones las voluntades de un maestro ejecutando las órdenes transmitidas, no tiene el poder ni la posibilidad de emitir un mensaje de propia voluntad.

Este componente dispone de un "modo de emergencia". En el caso de que toda comunicación periódica se encuentre ausente (líneas cortadas), el componente pasa al modo de emergencia, permitiendo accionar los elementos por seguridad (faros o limpiaparabrisas)

Vi - FORMATO DEL MENSAJE DE COMUNICACION (TRAMA)

· Una trama está compuesta por 9 campos :

· 1 - un identificador de principio de trama

· 2 - un campo de identificación

· 3 - un campo de comando

· 4 - un campo que contiene los datos

· 5 - un campo de control de validez de mensaje

· 6 - un campo indicando el final de los datos útiles

· 7 - un campo de acuse de recibo

· 8 - un campo de fin de trama

· 9 - un campo separador de trama

1- IDENTIFICADOR DE PRINCIPIO DE TRAMA: Permite detectar el comienzo de emisión, pero sobretodo, permite a los relojes internos de los receptores sincronizarse con el emisor. La marca de principio de mensaje permite determinar la parte útil de la trama

2.- CAMPO DE IDENTIFICACION: Este campo está compuesto por 12 bits permitiendo identificar 2¹² participantes en el bus, es decir, 4096 identidades diferentes. Arbitraje en caso de que dos participantes en el bus "tomen la palabra" al mismo tiempo.

3.-CAMPO DE COMANDO:

Este campo permite codificar la naturaleza del mensaje. Está compuesto por 4 bits que son:

* un bit de petición de acuse de recibo al receptor (Request Aknowelge o acuse de recibo solicitado, RAK),

* un bit indicando si el mensaje es una producción o una consulta (Read/Write o Lectura/Escritura, R/W),

* un bit indicando si se desea obtener la respuesta en la misma trama. (Remote Transmission Request o Transmisión de Respuesta Remota, RTR). Si el bit es forzado a 0, la respuesta es efectuada en este caso, directamente en el seno de la misma trama por el receptor del mensaje. Si no, (bit a 1), el receptor enviará los datos solicitados después de la trama de consulta del emisor.

4. -CAMPO DE DATOS: Los datos pueden constar de 1 a 28 octetos, o no existir si la trama es una consulta de datos (petición de una información sobre un equipamiento, que no puede facilitarla inmediatamente por ejemplo).

5. - CAMPO DE CONTROL DE VALIDEZ DE MENSAJE: Este campo está formado por un código de 15 bits calculado por el emisor sobre el contenido del campo de datos: los receptores proceden a un cálculo idéntico a partir de datos recibidos. Si uno o varios errores existen, el receptor ignora el mensaje: eventualmente transmitirá acuse de recibo si este ha sido solicitado. El emisor retomará la emisión del mensaje.

6. - CAMPO INDICANDO EL FINAL DE LOS DATOS UTILES: Este campo marca el final de los datos útiles del mensaje. El símbolo de delimitación es un estado dominante (0) durante dos tiempos de reloj. Este símbolo es reconocible sin ambigüedad por los receptores ya que no respeta la regla del 5º bit opuesto al 4º. Al no respetar esta regla, este campo desactiva este modo de codificado.

7.- CAMPO DE ACUSE DE RECIBO: Este campo integrado en la trama, permite al receptor validar su correcta recepción del mensaje después del cálculo del campo de control.

8. - CAMPO DE FINAL DE TRAMA: Este campo delimita el final de trama de datos. Es codificado por un nivel alto de señal durante ocho ciclos de reloj consecutivos.

9. - SEPARADOR DE TRAMA: Las tramas son separadas por 4 ciclos de reloj a nivel bajo.