Brevet FR2269750A1 — publié le 19751128

La présente invention est relative aux techniques de communication électriques et plus particulièrement elle s'applique aux dispositifs permettant de transmettre des signaux binaires sur un "bus" de transmission composé d'une pluralité de conducteurs reliés chacun à la sortie diune pluralité d'émetteurs à trois états de fonctionnement à partir d'un multiplexage imparfait des émetteurs dans lequel plusieurs émetteurs peuvent être validés en même temps durant la commutation des circuits de multiplexage. Il est courant de transmettre dans les installations de traitement de données, des signaux binaires à partir de plusieurs émetteurs vers un même recepteur ou vers des récepteurs différents en utilisant d'une part un bus ou câble de transmission comme support physique des signaux et autre part une technique de multiplexage dans le temps des signaux à transmettre pour interdire rémission simultanée des émetteurs le temps démission de chaque émetteur étant obtenu à partir du cycle de base de l'unité de multiplexage.Ce mode de transmission doit se prémunir des risques de détérioration diun émetteur par d'autres qui peuvent se produire si à un moment du cycle plusieurs émetteurs viennent à émettrent simultanément. II existe différentes solutions à ce problème. La première consiste à utiliser des émetteurs à deux états de conduction, le premier état autorise le passage du courant sur le bus au travers de l'émetteur et le deuxième Interdit. L'émetteur dans ce cas peut être constitué de la palette drun relais et de son contact "repos" ou "travail', ou d'un élément semi-conducteur autorisant ou non le passage du courant.Dans ce cas I Xalimentation en courant est commune à tous les émetteurs et est constituée à partir d'une source de tension alimentant le bus au travers diune résistance. Ainsi lorsqu'un émetteur autorise le passage du courant le potentiel sur le bus devient nul et le courant circule dans la résistance et si plusieurs émetteurs autorisent en mêmetemps le passage du courant celui-ci est limité par la résistance et il niy a alors aucun risque de détérioration des émetteurs. Par contre lorsqutaucun émetteur débiteur le bus le potentiel qui est établi sur le bus est celui défini par le diviseur potentiométrique formé par la résistance dialimentation et les résistances d'entrée des récepteurs.Le potentiel sur le bus dépend donc du nombre des récepteurs et si l'on veut assurer une transmission de signaux binaires correcte il faudra tenir compte dans chaque type de configuration du système de transmission du nombre des émetteurs afin dteffectuer des règlages dtadaptation. Une autre solution consiste à utiliser pour étage de sortie des émetteurs un outil logique à trois états qui peut être constitué comme précédemment d'éléments à relais ou à semi conducteurs. Les trois états sont l'état "zéro" logique qui correspond à un zéro de potentiel l'état "un" logique correspond à un potentiel haut ou bas par rapport à la ligne de masse, le troisième état correspond à un potentiel indéfini correspondant à une impédance interne dellétage de sortie très grande alors que les états "zéro" ou "un" correspondent à des impédances internes de l'étage de sortie faibles. Ainsi lorsqulun émetteur ne doit pas débiter il est forcé sur son troisième état et présente alors sur le bus de transmission une impédance interne très grande qui ne peut pas perturber les autres émetteurs. Toutefois un inconvénient subsiste au moment de la transition d'états entre deux émetteurs c'est-àdire au moment où un émetteur cesse d'émettre alors que l'autre commence à émettre et en particulier lorsque les deux émetteurs ont des conditions dien- trée telles que les sorties tendent à forcer des états différents, durant une période transitoire les émetteurs débitent l'un dans l'autre et la surintensité provoquée diminue la fiabilité.Aussi, pour diminuer la possibilité que deux sorties d'émetteur essaient de placer sur le bus des niveaux logiques opposés le constructeur définit les circuits de connection ou de déconnection de l'émetteur sur le bus de façon que le temps de déconnection soit plus court que le temps de connection, ce qui en principe est efficace lorsque le multiplexage des émetteurs est parfait, clest-à-dire lorsque les transitions des signaux de commande sont bien simultanées. Evidemment l'inconvénient mentionné plus haut subsiste lorsque le multiplexage est imparfait.Comme liac- tion dégradante est une fonction croissante du temps pendant lequel cette situation se maintient Ilinvention a pour but un procédé permettant la suppression de cet inconvénient, et a aussi pour objet un dispositif en application du procédé pour masquer les aléas qui peuvent se produire lors de la commutation des circuits de multiplexage. L'invention sera mieux comprise à l'aide de la lecture de la des crîption et des dessins qui va suivre. La Figure 1 représente un émetteur "3 états" réalisé à l'aide de contacts de relais électromagnétiques. La Figure 2 représente selon l'invention l'alimentation diun bus à l'aide de plusieurs émetteurs tels que représentés figure 1. La Figure 3 est un graphe des temps représentant un exemple de Ilétat des différents relais et de leurs contacts ainsi que l'état du bus du rant un cycle de base de l'unité de multiplexage. L'émetteur "3 états" représenté sur la figure 1 se compose de deux relais électromagnétiques Z et W et de leurs contacts repos et travail associésdésignés respectivement par R et T et de leur palette désignée par L. La palette L du relais Z est reliée à une extrémité de la résistance R dont l'autre extrémité est reliée à la source dialimentation en tension marquée E. Le contact travail T du relais Z est relié à la palette L du relais W, le contact repos du relais W est relié au potentiel zéro et le contact travail du relais W est relié à l'extrémité diune résistance r de faible valeur (infé rieur à R) dont l'autre extrémité est reliée au potentiel + E de la source d'alimentation. Dans la suite de l'exposé on dira qu'un relais A quelconque est au niveau "1" logique (A = 1) lorsqutil existe du courant dans sa bobine ou encore que sa palette a basculé sur le contact travail marqué T et qu'il est à "zéro" logique (A = O ou T = 1) lorsqulil n'y a pas de courant dans sa bobine ou encore que sa palette a basculé sur le contact repos. En revenant à la figure 1 le point S relie la sortie de l'émetteur trois états au fil du bus de transmission associé.La tension au point S est nulle pour la combinaison des relais Z et W tel que Z.W = I et elle est égale à + E pour la combinaison Z.W = 1. Si Z = O l'émetteur trois états est déconnecté du fil qui le relie au bus et présente en S une impédance interne très grande. La figure 2 représente un fil L1 du bus connecté aux sorties de n émetteurs trois états tels que définis à la figure 1. L'émetteur E1 comprend les relais W1 et Z1, l'émetteur E2 comprend les relais W2 et Z2... l'émetteur En comprend les relais Wn et Zn Les relais W1 à Wn sont alimen tés par les sorties D1 à Dn d'une unité de multiplexage UM. Les données à transmettre sont fournies par l'unité de multiplexage UM aux points de sortie D1 à Dn de la dite unité, les tensions qui apparaissent à ces points alimen tent les relais W1 à Wn. Les relais Z1 à Zn sont commandés respectivement à partir des palettes et des contacts "travail" des relais V1 à Vn qui sont eux mêmes commandés à partir des sorties C1 à C n de l'unité de multiplexage imparfaite au sens que plusieurs Ci peuvent être présents simultanément. Tous les contacts "travail" sont reliés ensemble à la palette dgun relais # dont le contact '1travail11 correspondant est relié au potentiel zéro ou à la misse générale du système. Le relais # étant commandé par la sortie marquée EF de l'unité de multiplexage UM. Ainsi un relais Z avec 1 i# n est com mandé lorsque l'on a l'équation V.. = 1. Sur ce schéma un émetteur E. émettra un "1" logique sur le fil L1 du bus et sera le seul en service sur le bus si on a la condition Z1. W1. (Z1. Z2... Zi~1. Zi + 1 .. Zn) ou encore en utilisant le symbole d'intersection fl de l'algèbre des ensembles p = 1 - 1 q = n Zi # Wi # Zp # Zq p=1 q=i+l et il émettra un "0" logique sur le fil L1 du bus et sera le seul en service sur le bus si p=i-1 q=n Zi # Wi# Zp # Zq # p=1 q=i+l i=n S1 # Z1 - 1 # i - 1 c'est-à-dire si aucun des relais Z. est commandé alors aucun émetteur débite sur le fil Ll du bus. Le diagramme fonctionnel de la figure 3 répond aux impératifs des équations#et#.Sur cette figure les signaux sortant de l'unité de multiplexage UM sont repérés par des lettres majuscules, ceux qui représentent l'état diun contact de relais sont représentés par des lettres minuscules. Les flèches relient le signal qui provoque le changement d'un autre signal et marquent l'instant de ce changement en tenant compte des temps de basculement des contacts de relais. Le signal représenté en haut de la figure 3 représente l'évolution du cycle de base de l'unité de multiplexage. Les signaux Di 1 1, Di, Di + 1 représentent les données à transmettre respectivement par les émetteurs Ei - 1, Ei, Ei + 1 et sortent de l'unité de multiplexage.Les signaux Ci - 1, Ci, Ci + 1 représentent les signaux de commande émis par l'unité de multiplexage respectivement vers les émetteurs E. 1 Eg, Ei + 1 Le signal EF est émis par l'unité de multiplexage et autorise l'émission sur le fil du bus L1. Le signal f représente l'état du contact du relais # lorsqu'il est commandé par le signal d'autorisation diémission EF. Les signaux vi - 1 v v v + 1 représentent l'état des contacts des relais Vi-1, Vi, Vi + 1 commandés par les signaux Ci - 1, Ci, Ci + 1. Les signaux zi - 1, zi, zi + 1 représentent l'état des contacts des relais Zi - 1, Zi, Zi + 1 lorsqu'ils sont commandés par les contacts vi et # en série. Les signaux w; 1, wi, Wi + 1 représentent l'état des contacts des relais W. 1 1, Wi, W i + 1 commandés respectivement par les signaux de données Di - 1, Di, Di + 1. Enfin les zones repérées par Si - 1, Si, Si + représentent les instants pendant lesquels les émetteurs E. - 1, 1 > E i, Ei Ei + 1 émettent sur le fil L1 du bus. On voit sur la figure 3 apparaître un certain nombre d'aléas produit lors du changement d'état des relais Vi - 1, Vi, Vi + 1. Wi - 1, Wi, Wi + 1, essentiellement dûs aux temps de réponse différents des outils logiques et à la non simultanéité des signaux de commande Ci - 1, Ci, Ci + 1 réalisant ainsi un multiplexage imparfait. Si le signal EF d'autorisation d'émission n'existait pas l'émission simultanée de deux émetteurs ne manquerait pas de se produire en particulier en s'aidant de la figure 2 et en se bornant aux émetteurs E1 et E on pourrait avoir la configuration suivante, W1 au travail, Z1 au travail et W2 au repos ; on s'aperçoit qu'un courant important circule alors dans la résistance r de émetteur E1 au travers des contacts W1, Z1, Z2, W2. Le signal EF évite donc l'apparition de cette configuration puisqu'il se termine en fin de cycle élémentaire de l'unité de multiplexage et qu'il commence un temps suffisant après le début de cycle élémentaire suivant de unité de multiplexage après la stabilisation de tous les éléments des émetteurs E. II est bien évident que le dispositif qui vient d'être décrit n'est pas limitatif et qu'il peut être réalisé par toutes autres manières en particulier en utilisant des outils logiques TTL (Transistor-Transistor-Logique) sans pour autant s'écarter de llesprit de llinvention. REVENDICATIONS 1/ Procédé permettant de transmettre des signaux binaires sur un bus de transmission composé diune pluralité de conducteurs, chaque conducteur étant relié à la sortie d'une pluralité d'émetteurs présentant chacun trois états de fonctionnement et se comportant à l'émission des états 0 et 1 comme des générateurs à faible impédance interne et présentant pour le 3ème état une très forte impédance interne, chaque émetteur possédant une entrée pour recevoir la donnée à transmettre et une autre entrée pour commander le transfert de la donnée sur le bus de transmission, les données et les commandes étant multiplexées dans le temps à partir du cycle de base dune unité de multiplexage caractérisé par le fait qu'au début de chaque cycle de base l'unité de multiplexage émet un signal d'autorisation diémission qui invalide la transmission du signal de commande pour chaque émetteur un intervalle de temps suffisant pour encadrer la période transitoire correspondante à la déconnection de l'émetteur en cours diémission et à la connection de Itémet- teur qui doit émettre. 2/ Procédé permettant de transmettre des signaux binaires sur un bus de transmission selon la revendication 1 caractérisé parle fait que le signal diautorisation diémission place à chaque début de cycle tous les émetteurs dans leur 3ème état. 3/ Dispositif permettant de transmettre des signaux binaires sur un bus de transmission pour la mise en oeuvre du procédé selon lesrevendications l et 2 caractérisé par le fait que le signal rentrée de commande de transfert des données de chaque émetteur est validé par le signal diautorisation d'émission de l'unité de multiplexage à l'aide d'un conditionneur ET logique.