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Red multiplexada
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TEMA 7: RED MOST-Bus
MOST - Bus
REDES MULTIPLEXADASPROTOCOLOS DE COMUNICACIÓN
� A la entidad que da nombre al sistema
se le han asociado diversos fabricantes
de automóviles, sus proveedores y
empresas productoras de software, con
el objetivo de instalar un sistema rápido
de transmisión de datos.
� A diferencia de los sistemas de
comunicación multiplexadas vistos
anteriormente, en el sistema MOST se
transmiten mensajes hacia un
destinatario fijo.
� Este sistema se instala en vehículos
para la transmisión de datos en el
sistema de infotenimiento (información
y entretenimiento) que necesitan una
gran rapidez de transmisión.
Receptor TV
Sistema de audio
Pantalla
Mandos
REDES MULTIPLEXADASPROTOCOLOS DE COMUNICACIÓN
MOST - Bus
REDES MULTIPLEXADASPROTOCOLOS DE COMUNICACIÓN
� Para la realización de un complejo
sistema de comunicación entre unidades
resulta necesario hacer uso de la
transmisión optoelectrónica, esto es,
fibra óptica.
� El sistema MOST permite transmitir
21.2 Mbit/s, aumentando la cantidad y
velocidad de información posible
transmitida.
� La instalación de sistemas de video y
audio en vehículos de alta gama exigen
la transmisión de gran cantidad de
datos.
� Sólo la transmisión de señales de TV
digital exige 6 Mbit/s, características que
no cumplen nada más que el sistema
MOST.
Velocidad de transmisión (Mbit/s)
5.94
2.2
0.43
4.4
1.54 1.54 1.54
4.4
Navegación
Teléfono
Video reducido
Vídeo reducido
(MPEG)
Altavoces derechos
Altavoces izquierdos
Sonido digital surround
Libre
MOST - Bus
REDES MULTIPLEXADASPROTOCOLOS DE COMUNICACIÓN
� Hasta entonces, la transmisión de
información de audio y video sólo se podía
transmitir en forma de señales analógicas
(gran cantidad de cableado).
� El sistema CAN-Bus está limitado a 1
Mbit/s como máximo. El uso de fibra
óptica, ondas luminosas, supone un menor
peso y cantidad de cables además de
permitir la transmisión de gran cantidad
de información a elevada velocidad.
� Una ventaja importante de las ondas
luminosas es que no generan
interferencias debido a que trabajan con
longitudes cortas y son insensibles a
interferencias parásitas externas.
� En definitiva, el sistema MOST permite
la transmisión de elevada información de
forma muy fiable y a elevada velocidad.
MOST - Bus
CAN
Video
Sonido
Receptor TV
Pantalla
REDES MULTIPLEXADASPROTOCOLOS DE COMUNICACIÓN
MOST - Bus
Cable fibra óptica
Conector óptico
Alimentación de tensión interna
Conector eléctrico
Diagnosis
Diodo luminoso FotodiodoTransceptor
MOST Micro controlador
Componentes específicos del
aparato
Unidad de transmisión y recepción (FOT)
Estructura de las Unidades de Control
REDES MULTIPLEXADASPROTOCOLOS DE COMUNICACIÓN
� Conector óptico: puerto de entrada y
salida de las señales luminosas.
� Conector eléctrico: incluye las
alimentaciones de la unidad, bus de
diagnosis y señales de entrada y salida.
� Alimentación de tensión interna: este
componente reparte alimentaciones a
los componentes de forma que puede
desconectarla para reducir el consumo
en reposo.
� Unidad de transmisión y recepción:
formada por un fotodiodo y un diodo
luminoso. Las señales luminosas
recibidas son transformadas por el
fotodiodo en señales de tensión que se
envían al transceptor MOST. El diodo
luminoso se encarga de la función
contraria.
MOST - Bus
Componentes de las Unidades
Cable fibra óptica
Diodo luminoso
Fotodiodo
Alimentación de tensión interna
Conector eléctrico
Conector óptico
REDES MULTIPLEXADASPROTOCOLOS DE COMUNICACIÓN
Las ondas generadas tienen una
longitud de onda de 650 nm y son
visibles en forma de luz roja.
La transmisión de datos se consigue
modulando las ondas luminosas.
Después se transmite a través del
conductor hacia la siguiente unidad.
� Transceptor MOST: formado por el
transmisor y el receptor. El primero
envía los mensajes en forma de tensión
hacia la FOT. El receptor capta las
señales de tensión de la FOT y transmite
los datos hacia el micro controlador de
la unidad.
Los datos que no son necesarios pasan a
la siguiente unidad sin modificación.
� Micro controlador: gestiona todas las
funciones de la unidad de control.
MOST - Bus
Ultravioleta Infrarrojo
400 nm
650nm
Transceptor MOST Micro controlador
REDES MULTIPLEXADASPROTOCOLOS DE COMUNICACIÓN
Su función es transformar las ondas
luminosas en señales eléctricas.
� Estructura: Contiene una unión PN que se
expone a la luz. La capa barrera llega hasta la
capa N, debido a la elevada impureza de la
capa P.
En esta capa se encuentra un contacto,
ánodo. La capa N está aplicada a la placa
base del metal, el cátodo.
� Funcionamiento: al atravesar la luz o
radiación infrarroja en la unión PN, su
energía forma electrones libres y huecos que
generan la corriente. Por tanto, cuanto
mayor es la cantidad de luz incidente mayor
intensidad de corriente (efecto fotoeléctrico
interno).
Al estar el fotodiodo conectado en serie con
una resistencia, el aumento de ondas
luminosas supone una mayor caída de
tensión.
MOST - Bus
Electrones
Placa de
metal
(cátodo)
Capa N
Capa barrera
(unión P_N)
Capa P
Radiación de luz Anillo de
contacto
(ánodo)
Fotodiodo
REDES MULTIPLEXADASPROTOCOLOS DE COMUNICACIÓN
MOST - Bus
Poca incidencia de luz Abundante incidencia de luz
↓ luz = ↓ intensidad = ↓ voltaje ↑ luz = ↑ intensidad = ↑ voltaje
V = R ∙ I V = R ∙ I
REDES MULTIPLEXADASPROTOCOLOS DE COMUNICACIÓN
Es el encargado de transmitir las ondas
de luz de una unidad a otra. Debe reunir
las siguientes características para una
buena transmisión de datos:
1. Las ondas luminosas deben
transmitirse con amortiguaciones
mínimas.
2. Admitir dobleces del conductor.
3. El cable debe ser flexible.
4. Debe garantizarse la transmisión en
un margen de temperaturas de -45
a 85⁰C.
MOST - Bus
Receptor Unidad 1
TransceptorReceptor
Transmisor
Transmisor
Unidad 2
Conductor de fibra óptica
REDES MULTIPLEXADASPROTOCOLOS DE COMUNICACIÓN
El conductor de fibra óptica está
compuesto por varias capas:
1. El núcleo de polimetilmetacrilato
encargado de la transmisión de las
ondas mediante reflexión.
2. El recubrimiento reflectante
permite la reflexión total.
3. La camisa negra de poliamida
protege al núcleo de la penetración
de luz exterior.
4. La funda exterior tiene como
objetivo principal la identificación,
según color, y la protección frente a
daños mecánicos y variaciones de
temperatura.
MOST - Bus
Estructura del conductor
Funda exteriorCamisa negra
Recubrimiento
reflectante
Núcleo
REDES MULTIPLEXADASPROTOCOLOS DE COMUNICACIÓN
� La transmisión de las ondas por el
conductor se realiza mediante reflexión
total. Mediante este principio las ondas
luminosas inciden en las paredes
internas del conductor reflejándose por
completo cuando éstas son
prácticamente rectas.
� Si el conductor presenta ángulo de
curvatura las ondas se transmiten con
pérdidas importantes.
� Para dobleces del conductor elevadas
la transmisión de ondas se ve
interrumpida.
� El fallo en la transmisión de las ondas
es detectado por las unidades de
control. Si la avería persiste se memoriza
el fallo en la unidad y su lectura es
posible con el equipo de diagnosis.
MOST - Bus
Transmisión de las ondas
Reflexión total
Radio > 25 mm
Radio < 25 mm
REDES MULTIPLEXADASPROTOCOLOS DE COMUNICACIÓN
MOST - Bus
Superficies de contacto
ópticas
Sentido de dirección de
las ondas
Carcasa
Conector hembra
BloqueoManguito flexible
Cable de fibra
óptica
Conjunto conector
La unión de conductores de fibra óptica requiere de conectores especiales.La carcasa del conector permite enchufar fácilmente el cable a la unidad.
REDES MULTIPLEXADASPROTOCOLOS DE COMUNICACIÓN
� Para garantizar fiabilidad en la
transmisión de datos, la superficie del
conductor de fibra óptica debe ser lisa,
perpendicular y limpia.
Si esto no ocurre se produce una
amortiguación de ondas que suponen
pérdidas.
� La amortiguación (A) supone la
disminución de la potencia de las ondas
durante su transmisión. Su valor se
expresa en decibelios (dB).
Esta amortiguación es una relación
entre la potencia emitida y la recibida
entre unidades. De la misma manera
que ocurre con las resistencias
eléctricas, un aumento en el número de
unidades supone una mayor
amortiguación.
MOST - Bus
Superficie frontal
Amortiguación del bus
Conector hembra
REDES MULTIPLEXADASPROTOCOLOS DE COMUNICACIÓN
MOST - Bus
Causas de amortiguación de ondasEl conductor de fibra óptica puede verse
afectado por defectos debido a su
manipulación o daños en el vehículo.
Como consecuencia se provoca la
pérdida de transmisión de ondas o la
interrupción completa de las mismas.
Los tipos de defectos más comunes son:
1. El radio de curvatura es inferior al
mínimo, es decir, conductor
doblado en exceso. Esto supone
una opacidad en el núcleo que
impide la transmisión de ondas.
2. Camisa dañada. Puede entrar luz
exterior interfiriendo en la señal.
3. Superficie frontal arañada.
4. Superficie frontal sucia.
REDES MULTIPLEXADASPROTOCOLOS DE COMUNICACIÓN
5. Superficies desplazadas. Ocurre
cuando la carcasa del conector se
rompe.
6. Las superficies se encuentran a
diferente ángulo.
7. Entre el conductor y la unida existe
un hueco.
8. Extremo final mal conectado.
Para proteger el conductor de fibra
óptica contra dobleces se enfunda con
un tubo ondulado garantizando un radio
mínimo de curvatura.
MOST - Bus
Causas de amortiguación de ondas
REDES MULTIPLEXADASPROTOCOLOS DE COMUNICACIÓN
MOST - Bus
Estructura anular
Conector
diagnosis
Las unidades transmiten la información en una sola dirección enforma de anillo volviendo de nuevo a la unidad que la ha enviado.
REDES MULTIPLEXADASPROTOCOLOS DE COMUNICACIÓN
No hay transmisión de datos. Las
unidades se mantienen a la espera y son
despertadas por un impulso óptico de la
unidad gestora.
La corriente de consumo se reduce al
mínimo.
Para activar el sistema todas las
unidades deben estar dispuestas a ser
desexcitadas, no debe existir solicitud
por parte de otros sistemas y el modo
de diagnosis no estar activada.
Este sistema se activa principalmente
cuando existen problemas de tensión de
batería o al activar el modo transporte.
MOST - Bus
Estado operativo “no excitado”
REDES MULTIPLEXADASPROTOCOLOS DE COMUNICACIÓN
No ofrece ningún servicio, es como si
estuviera desactivado. El MOST está
activo pero las unidades se
encuentran dormidas.
Este modo operativo está activo al
arrancar el vehículo y pone en marcha
cuando:
1. Otros buses de datos lo solicitan,
por ejemplo cuando se abre la
puerta del conductor o se conecta
el encendido.
2. Activación por parte de la unidad
principal MOST, por ejemplo
cuando se recibe una llamada
telefónica.
MOST - Bus
Estado operativo “modo espera”
REDES MULTIPLEXADASPROTOCOLOS DE COMUNICACIÓN
Unidades en pleno funcionamiento.
Todas las unidades están disponibles
para el usuario y se intercambia la
información por el bus MOST.
Se necesitan ciertas condiciones para
que se active este modo de
funcionamiento:
1. MOST-bus en modo de espera.
2. Activación por parte de otros buses
de datos.
3. Activación por parte del usuario a
través de la pantalla, por ejemplo.
Para conocer exactamente cómo se
activan los modos operativos de cada
vehículo será necesario consultar los
manuales del fabricante.
MOST - Bus
Estado operativo “activación de
corriente”
REDES MULTIPLEXADASPROTOCOLOS DE COMUNICACIÓN
MOST - Bus
Estructura del mensaje
Comienzo Delimitador 1 byte de
verificación2 byte de
verificación
Campo de
datos
Campo de
estado Campo de
prioridad
El gestor del sistema transmite su mensaje con una frecuencia de 44.1 kHz. Este valor
permite transmitir valores síncronos, información en intervalos de la misma duración.
Esta frecuencia de trabajo es la misma que la de los aparatos de audio digitales
permitiendo acoplar estos al bus MOST. La estructura del mensaje es de 64 bytes (1 byte
son 8 bits).
REDES MULTIPLEXADASPROTOCOLOS DE COMUNICACIÓN
� El campo comienzo indica el inicio del
mensaje. Cada mensaje tiene un campo
de comienzo.
� El campo delimitador se utiliza para
diferenciar el inicio del propio mensaje.
� En el campo de datos es donde
realmente se transmiten la información,
hasta 60 bytes. Existen dos tipos de
datos:1. Datos síncronos (24-60 bytes): sonido y
vídeo.
2. Datos asíncronos (0-36 bytes): imágenes,
información para cálculos y textos.
La transmisión de datos síncronos tiene
la preferencia.
MOST - Bus
Campo comienzo
Campo delimitador
Campo datos
Asíncronos
Síncronos
REDES MULTIPLEXADASPROTOCOLOS DE COMUNICACIÓN
� Con dos bytes en el campo de
verificación se transmite información
como:1. Dirección del transmisor y receptor.
2. Ordenes enviadas al receptor, por
ejemplo subir el volumen.
En este campo se envían datos de
control y diagnosis que deben enviarse
de la unidad emisora a la receptora.
� El campo de estado contiene
información de la transmisión hacia el
receptor.
� Por último, en el campo de prioridad
se verifica que se haya transmitido todo
correctamente. Si no es así, se transmite
de nuevo el mensaje.
MOST - Bus
Campo de verificación
Bytes de verificación 1
Bytes de verificación 2
Campo de estado
Campo de paridad
REDES MULTIPLEXADASPROTOCOLOS DE COMUNICACIÓN
MOST - Bus
Desarrollo de las funciones en el MOST - Bus
Mando a distancia por
radiofrecuencia
Unidad cierre centralizado
Gateway
Detección de señal
luminosa de arranque Gestor del sistema
El diodo luminoso
se conecta a la luz
de la UCE esclava
Cuando una unidad esclava (unidad de cierre) recibe la orden (apertura o cierre) por parte del
usuario de ponerse en funcionamiento, esa orden se hace llegar a través del anillo hasta la
unidad maestra o gestora del sistema.
REDES MULTIPLEXADASPROTOCOLOS DE COMUNICACIÓN
MOST - Bus
El diodo conmuta a la
luz de UCE maestraGestor
FOT detecta
anillo cerrado
La unidad gestora solicita la identificación de las unidades para asegurar su estado de
disponibilidad. Conocida la petición de funcionamiento el gestor determina la dirección de
transmisión del mensaje. El gestor además compara las unidades presentes con las que debe
tener según la programación. De esta forma puede diagnosticar la ausencia o falta de
comunicación de alguna de ellas.
REDES MULTIPLEXADASPROTOCOLOS DE COMUNICACIÓN
MOST - Bus
Encuadre
del mensaje
El gestor transmite
encuadres de
mensaje
Una vez verificado el sistema, el gestor comienza con la transmisión de datos hacia las
unidades. La información siempre se transmite en círculo de forma que queda cerrado el
circuito y permite saber al gestor si ha errores de transmisión de datos.
REDES MULTIPLEXADASPROTOCOLOS DE COMUNICACIÓN
MOST - Bus
Transmisión de sonido y vídeo, datos síncronos.
Cuando el usuario selecciona una canción se envía la petición a la unidad gestora del
sistema. A partir de aquí se produce la transmisión de información para la acción deseada
cumpliendo el ciclo cerrado. Esto permite a la unidad gestora diagnosticar el sistema.
Mensaje de audio
hacia el amplificador
Panel de
mandos
multimedia
Amplificador
de audio
Reproductor
de CD
Gestor del sistema
Mensaje hacia el
reproductor de CDMensaje de
verificación
REDES MULTIPLEXADASPROTOCOLOS DE COMUNICACIÓN
MOST - Bus
Gestión de datos síncronos.
Canal para
reproductor
Canal para
salida de vozCanal para
cambiar CD
Navegador
Bytes libres
Cambiador CD Reproductor CD
La orden mandada por la unidad gestora se transmite en una trama diferenciada con la
información necesaria para cada una de las unidades del MOST bus.
Cuando se cierra el anillo la unidad gestora puede diferenciar qué unidad ha utilizado la
información o cuál ha realizado la orden correctamente.
REDES MULTIPLEXADASPROTOCOLOS DE COMUNICACIÓN
MOST - Bus
Transmisión de imágenes, texto y funciones mediante datos asíncronos.
Pantalla
Internet,
Unidad de
teléfono
Datos de verificación de
la pantalla
Navegador
CD de datos
navegador
Mensaje
unidad de
teléfono
Mensaje del
navegador
Los datos asíncronos se transmiten en intervalos irregulares. Cada unidad almacena estos
datos en una memoria intermedia. Esta información se transmite de unidad en unidad, se
procesa y se ejecuta si es necesario. Igualmente se transmite la información de forma
anular.
