Brevet FR2558320A1 — publié le 19850719

"O 1OSFI Z IF POUR CONNECTfR EN SERIE UNE PLURALITE DE DISPO- SITIFS ELECTRONIQUES EMETTEURS." La présente invention concerne un dispositif de connexion pour connecter en série une pluralité de disposi- tifs électroniques comportant notamment un ou plusieurs ports à basse tension, par exemple 0/5 volt, les dits dispositifs électroniques étant reliés selon une architecture du type maitre-esclave sur des distances de connexion telles qu'elles nécessitent pour chaque connexion qu'une ligne de liaison unidirectionnelle à tension plus élevée soit utilisée, par exemple + 12 volt type V28, ce qui implique notamment la mise en oeuvre, sur chaque ligne de liaison, d'une part d'un émetteur de ligne spécialisé, type 1488, à la sortie du dispositif é- lectronique émetteur, et d'autre part d'un récepteur de ligne spécialisé, type 1489, à l'entrée du dispositif électronique récepteur. La connexion de deux dispositifs électroniques selon une liaison conforme à la norme européenne V28, équivalente à la norme US RS232, est bien connue de l'homme du métier de l'électronique; chaque liaison V28 est unidirectionnelle, elle relie donc un dispositif électronique émetteur à un dispositif électronique récepteur. Bien entendu, deux dis- positifs électroniques peuvent nécessiter plusieurs liaisons dans chaque sens et il est alors connu de prévoir autant de lignes V28 que nécessaire, chacun des cux dispositifs élec- troniques connectés étant pour chaque ligne soit émetteur, soit récepteur. Pour une pluralité de dispositifs électroniques, l'architecture ma tre-esclaves est aussi connue, le dispo- sitif électronique maître pouvant dialoguer avec tous les esclaves mais les esclaves ne pouvant pas dialoguer entre eux. Lorsque les esclaves sont physiquement éloignés du maitre, la distance peut être telle qu'une liaison type V28 soit nécessaire; dans ce cas, d'un côté l'architecture en étoile est connue et elle ne pose pas de problème technologi- que nouveau, par contre l'architecture en série n'est pas connue. En effet l'architecture série nécessite deux types de liaison, un premier type dans lequel le dispositif élec- tronique maître est émetteur vers plusieurs dispositifs électroniques esclaves récepteurs, et un deuxième type dans lequel le dispositif électronique maitre est récepteur à partir de plusieurs dispositifs électroniques esclaves émet- teurs éventuels; le premier type ne pose pas de problème par- ticulier, par contre le deuxième type de liaison n'est pas réalisable tel quel car si un esclave veut émettre, un court- circuit électrique va être provoqué avec les autres esclaves qui n'émettent pas du fait que la ligne V28 est au repos à -12 volts et qu'une tentative d'émission tendrait à la mettre à + 12 volts. Un moyen de résoudre ce problème a été révélé dans un article intitulé "Ultra Low Cost Network for Personal Computer", ou ULCNET, paru dans la revue 'BYTE' d'Octobre 1981 pages 50 et 52; mais la solution proposée nécessite pour chaque extrémité de la ligne l'adjonction d'une résistance de 2K et d'une alimentation -12 volts et aussi pour chaque émetteur l'adjonction d'une diode type 1N4933 ainsi qu'in- diqué sur les figures 1 et 2; cette solution n'est pas simple et de plus elle implique que l'on sache o sont les extrémités de la ligne. La présente invention a pour but de supprimer ces inconvénients. En effet selon la présente invention un dispositif de connexion est particulièrement remarquable en ce que chaque ligne de liaison à tension plus élevée pour laquelle le dispositif électronique maître connecté est récepteur donc pour laquelle chaque dispositif électronique esclave connecté est un émetteur éventuel, est coupée au niveau de chaque dis- positif électronique esclave connecté A la dite ligne,de sorte que la dite ligne comporte alors une première extrémité dite de départ en direction du dispositif électronique maître et une deuxième extrémité dite d'arrivée en provenance de la direction opposée, la dite extrémité de départ étant toujours munie de l'émetteur de ligne spécialisé, type 1488, comme susdit, et en ce que la connexion de la dite ligne est alors rétablie par l'adjonction, premièrement d'un récepteur spé- cialisé type 1489 dont l'entrée est connectée à la dite extrémité d'arrivée de la dite ligne coupée et dont la sortie est connectée à l'entrée de l'émetteur de ligne spécialisé, type 1488, préexistant comme susdit, et deuxièmement d'une porte à collecteur ouvert type 7417 dont l'entrée est connec- tée au port du dit dispositif électronique esclave connecté et dont la sortie est connectée à l'entrée de l'émetteur de ligne spécialisé, type 1488, préexistant comme susdit. Ainsi sur une ligne pour laquelle le dispositif élec- tronique maitre est récepteur, chaque dispositif électronique esclave émetteur éventuel peut être connecté d'une part sans la nécessité de savoir o se trouve l'extrémité de la ligne, d'autre part sans provoquer de court-circuit lors d'une ten- tative d'émission puisque les conflits éventuels de tension ne se produisent plus dans la zone V28 à + 12 volts, mais dans la zone 0/5 volts o ils sont facilement résolus d'une manière connue avec une porte à collecteur ouvert. L'invention sera mieux comprise au vu de la description ci-dessous qui s'appuie sur les dessins annexés suivants: La figure 1 représente, pour mémoire, une liaison type V28. La figure 2 représente schématiquement l'architecture maitre-esclave. La figure 3 représente un dispositif conforme à l'in- vention. Sur la figure 1 est représentée une liaison connue conforme à la norme européenne V28, elle-même équivalente a la norme US RS 232. Un dispositif électronique émetteur (E) est relié à un dispositif électronique récepteur (R); la flèche (SS) indique le sens du signal à partir du port émetteur (PE) jusqu'au port récepteur iPR); les dits ports sont à basse tension 0/5 volt c'est à dire Ov = (0) et 5v = (1) selon les conventions en usage. Lorsque la distance (L), qui sépare physiquement les deux dispositifs électroniques (E) et (R), est supérieure à une quinzaine de mètres, la basse tension 0/5 volt n'est pas suffisante et il est nécessaire technolo- giquement d'utiliser une tension plus élevée, par exemple + 12 volt = (0) et - 12 volt = (1) selon les conventions en usage conforme à la norme V28; le changement de tension s'obtient avec des composants du commerce par exemple un émetteur de ligne spécialisé (ELS) du type 1488 et un récep- teur de ligne spécialisé (RLS) du type 1489 que l'on peut se procurer par exemple chez Signetics. Chaque liaison conforme à la figure 1 est unidirec- ttonnelle et les nécessités du dialogue entre deux dispositifs électroniques impliquent la réalisation de plusieurs liai- sons dans chaque sens. Chaque liaison étant électriquement indépendante des autres liaisons, notre description se li- mitera à en décrire une seule. Sur la figure 2 est représentée une architecture du type maitre-esclaves en série bien connue avec un dispositif électronique mattre (M) qui dialogue avec une pluralité de dispositifs électroniques esclaves (E1, E2, .,Eî,...); les dispositifs électroniques esclaves ne dialoguent pas entre eux c'est pourquoi deux types de liaison suffisent pour représenter tous les cas possibles à savoir: liaison de type (1) o le dispositif électronique maitre (M) est émetteur par un port émetteur (PE), et liaison de type (2) o le dispositif électronique maitre (M) est récepteur par..DTD: un port récepteur (PR); chaque dispositif électronique es- clave connecté est un récepteur de la liaison (1), et un émetteur éventuel sur la ligne (2); les dispositifs élec- troniques esclaves émettent, simultanément ou non, sur la même ligne (2) vers le dispositif électronique maitre. Si les distances entre les dispositifs électroniques nécessitent des liaisons type V28 comme susdit, chaque port doit être équipé d'un dispositif spécialisé, soit 1488 soit 1489, comme susdit. La liaison de type (1) ainsi réalisée ne pose pas de problème technologique particulier. Par contre la liaison de type (2) ainsi réalisée ne marche pas car tous les émetteurs de ligne spécialisés connectés sur le port émetteur de chaque dispositif électro- nique esclave "tirent" la ligne à - 12 volt en position de repos de sorte que dès que l'un des dispositifs électroniques esclaves tente d'émettre en positionnant la ligne à + 12 volt O10 il se produit un court-circuit. Un dispositif conforme à l'invention représenté sur la figure 3 permet d'éviter cet inconvénient. Sur la figure 3 est représenté un dispositif élec- tronique esclave quelconque (Ei) connecté à la ligne de type (2) pour laquelle il est émetteur; il serait connu que premièrement la ligne (2) ne soit pas coupée c'est à dire que ses branches (A) et (D) soient directement connectées et deuxièmement que le port émetteur PE soit directement relié à l'émetteur de ligne spécialisé (ELS) type 1488 lui- même relié à la ligne 2 (non coupée); selon l'invention la ligne (2) est coupée au niveau du dispositif électronique esclave (Ei) à connecter de sorte que la dite ligne comporte alors une première extrémité (D) dite de départ en direction du dispositif électronique maître et une deuxième extrémité (A) dite d'arrivée en provenance de la direction opposée; l'émetteur de ligne spécialisé (ELS) type 1488 préexistant est conservé; la liaison électrique nécessaire est rétablie par l'adjonction d'un récepteur de ligne spécialisé type 1489 (RLS) dont l'entrée est connectée à l'extrémité d'arrivée (A) susdite et dont la sortie est connectée, via la branche (B) à l'entrée de l'émetteur de ligne spécialisé type 1488 (ELS); de plus une porte à collecteur ouvert (PCO), du type 7417 du commerce, est intercallée entre le port émetteur (PE) et l'entrée de l'émetteur de ligne spécialisé (ELS). Le mode de fonctionnement du dispositif est alors conforme au tableau cidessous dans lequel sont analysés les différents cas possibles (I, II, III) en indiquant pour chaque cas la tension (V), et sa signification conventionnelle (S = 'l' ou '0'), dans chacune des branches (A, B, C, D) du circuit représenté sur la figure 3. Si tous les dispositifs électroniques esclaves sont connectés conformément à l'invention représentée sur la figure 3, il est clair, en se référant à la figure 2, que si le dispositif électronique esclave E1 émet, les autres dispositifs électroniques esclaves Ei (i> 1) ne sont pas perturbés; si le dispositif électronique esclave E2 émet, il peut perturber E1 mais pas les Ei avec i>2,et ainsi de suite; l'analyse qui suit combine donc les états possibles d'un dispositif électronique esclave Ei quelconque avec les états possibles de la ligne 2 à son extrémité d'arrivée (A) qui reflète l'émission ou la non-émission d'un autre dispositif électronique esclave Ei + n (n> 0) placé, sur la ligne 2, plus loin du dispositif électronique maltre (M) que le dis- positif électronique esclave Ei. Il y a trois cas à envisager: Cas I C'est la position de repos, il n'y a pas d'émission ni par Ei ni par Ei + n; on a alors la branche (A) à -12 volt (= 1) et la branche (C) à 5 volt (= 1), d'o la branche (B) à 5 volt (= 1) et la branche (D) à -12 volt (=1); il n'y a pas de conflit possible. Cas II C'est le cas o Ei + n émet et o E n'émet pas; on a alors la branche (A) à + 12 volt (= 0) et la branche (C) à volt (= 1) d'o la branche (B) à O volt (= 0) et la branche (D) à + 12 volt (= 0); il n'y a pas de conflit du fait de la présence de la porte à collecteur ouvert (PCO) entre les branches (B) et (C). Cas III C'est le cas o Ei+n n'émet pas et o Ei émet; on a alors la branche (A) à -12 volt (=1) et la branche (C) à O volt (= O) d'o la branche (Bu à O volt (=0) et la branche (D) & 1 12 volt (= 0); le conflit éventuel entre les branches (A) et (B) est réglé du fait de la présence du récepteur de ligne spécialisé (RLS). A C B D V S V S V I S V S volt 0/1 volt: 0/1 volti 0/1 volt 0/1 I I_ _ _ _ _ I -12 -1 5 1 5 1 -12 1 II +12 0 511 O O +12 O +12 I I II 01' 1 0 j 0 +12 I0 [I! -12 I i O 1 O O jO +12 I O Ainsi selon l'invention il est maintenant possible de réaliser des liaisons V28 pour une pluralité de dispositifs électroniques avec une architecture maitre-esclaves en série. On notera qu'avec le dispositif selon l'invention la dimension physique des liaisons mattre-esclaves est considé- rablement augmentée; en effet avec une liaison standard comme représentée dans la figure 1, la longueur L doit être inférieure à, à peu près, 1,5 Km tandis qu'avec le dispositif selon l'invention le n-lème dispositif électronique esclave (En) peut se situer à 'n' fois 1,5 Km du dispositif élec- tronique maitre (M) car le signal émis est "restauré" par le récepteur de ligne spécialisé et l'émetteur de ligne spécia- lisé connectés, selon l'invention;à chaque dispositif élec- tronique esclave intermédiaire (El). REVENDICATION: 1. Dispositif de connexion pour connecter en série une pluralité de dispositifs électroniques comportant notam- ment un ou plusieurs ports à basse tension, par exemple 0/5 volt, les dits dispositifs électroniques étant reliés selon une architecture du type maitre-esclave sur des dis- tances de connexion telles qu'elles nécessitent pour chaque connexion qu'une ligne de liaison unidirectionnelle à tension plus élevée soit utilisée, par exemple + 12 volt type V28, ce qui implique notamment la mise en oeuvre, sur chaque ligne de liaison, d'une part d'un émetteur de ligne spécialisé, type 1488, à la sortie du dispositif électronique émetteur, et d'autre part d'un récepteur de ligne spécialisé, type 1489, à l'entrée du dispositif électronique récepteur caractérisé en ce que, chaque ligne de liaison à tension plus élevée pour laquelle le dispositif électronique maître connecté est récepteur donc pour laquelle chaque dispositif électronique esclave connecté est un émetteur éventuel, est coupée au niveau de chaque dispositif électronique esclave connecté à la dite ligne, de sorte que la dite ligne comporte alors une première extrémité dite de départ en direction du dis- positif électronique maître et une deuxième extrémité dite d'arrivée en provenance de la direction opposée, la dite extrémité de départ étant toujours munie de l'émetteur de ligne spécialisé, type 1488, comme susdit, et en ce que la connexion de la dite ligne est alors rétablie par l'adjonc- tion premièrement d'un récepteur spécialisé type 1489 dont l'entrée est connectée à la dite extrémité d'arrivée de la dite ligne coupée et dont la sortie est connectée à l'entrée de l'émetteur de ligne spécialisé, type 1488, préexistant comme susdit, et deuxièmement d'une porte à collecteur ouvert type 7417 dont l'entrée est connectée au port du dit dispositif électronique esclave connecté et dont la sortie est connectée à l'entrée de l'émetteur de ligne spécialisé, type 1488, pré- existant comme susdit.