AT16095U1 - Residual bus simulation of a FlexRay communication network - Google Patents

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AT16095U1
AT16095U1 ATGM8047/2016U AT80472016U AT16095U1 AT 16095 U1 AT16095 U1 AT 16095U1 AT 80472016 U AT80472016 U AT 80472016U AT 16095 U1 AT16095 U1 AT 16095U1
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flexray
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Ing Dr Techn Allan Tengg Dipl
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Abstract

Um eine Restbus-Simulation eines FlexRay Kommunikationsnetzwerkes (1) zu ermöglichen, ist vorgeschlagen, von den n zu simulierenden Netzwerkknoten (F1, F2, F3, F5) zuerst alle s Netzwerkknoten (F1, F3) mit einer Startup-Fähigkeit je einem Kommunikationskontroller (CC1, CC2) zuzuteilen, die verbleibenden n-s Netzwerkknoten (F2, F5) den m Kommunikationskontrollern (CC1, CC2) zuzuteilen, und für jeden der m Kommunikationskontroller (CC1, CC2) ein FlexRay Parameterset zu erstellen, wobei der FlexRay Parameter MicroTick in Abhängigkeit von der Hardwareclock des Kommunikationskontrollers (CC1, CC2) eingestellt wird und der FlexRay Parameter SamplesPerMicroTick eingestellt wird, um die vorgegebene Datenübertragungsrate im FlexRay Kommunikationsnetzwerk (1) zu erreichen.In order to enable a residual bus simulation of a FlexRay communication network (1), it is proposed, of the n network nodes (F1, F2, F3, F5) to be simulated, first of all s network nodes (F1, F3) with a startup capability for each communication controller ( CC1, CC2), to allocate the remaining ns network nodes (F2, F5) to the m communication controllers (CC1, CC2), and to create a FlexRay parameter set for each of the m communication controllers (CC1, CC2) using the FlexRay parameter MicroTick depending on the hardware clock of the communication controller (CC1, CC2) is set and the FlexRay parameter SamplesPerMicroTick is set to achieve the given data transmission rate in the FlexRay communication network (1).

Description

Beschreibungdescription

RESTBUS-SIMULATION EINES FLEXRAY KOMMUNIKATIONSNETZWERKESRESTBUS SIMULATION OF A FLEXRAY COMMUNICATION NETWORK

[0001] Die gegenständliche Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Anordnung zur Restbus-Simulation eines FlexRay Kommunikationsnetzwerkes.The subject invention relates to a method and an arrangement for residual bus simulation of a FlexRay communication network.

[0002] Ein Kommunikationsnetzwerk umfasst in der Regel eine Mehrzahl von Netzwerkknoten, die untereinander Daten nach einem vorgegebenen Kommunikationsprotokoll austauschen. Bei einer an sich bekannten Restbus-Simulation wird ein Teil des Kommunikationsnetzwerkes, also eine Anzahl von Netzwerkknoten, simuliert, während der verbleibende Teil des Kommunikationsnetzwerkes real vorhanden ist. Dazu werden häufig Kommunikationskontroller eingesetzt, wobei für jeden zu simulierenden Netzwerkknoten ein Kommunikationskontroller (physisch als Hardware oder logisch als Software) vorhanden ist, der das Verhalten des Netzwerkknotens simuliert. Dabei können auch mehrere Netzwerknoten auf einem Kommunikationskontroller simuliert werden. Im Idealfall ist es für die anderen Netzwerkteilnehmer nicht erkennbar dass Teile des Kommunikationsnetzwerkes durch eine Simulation ersetzt worden sind. Die Herausforderung besteht dabei in der Methodik, wie die Funktionen der real existierenden, zu simulierenden n Netzwerkknoten auf m Kommunikationskontroller platziert werden, wobei in der Regel m < n ist. D.h., dass in der Regel ein Kommunikationskontroller mehr als einen Netzwerkknoten simulieren muss. Dabei müssen die Kommunikationsparameter der n Netzwerkknoten auf eine bestimmte Weise zusammengeführt werden, um auf m Kommunikationskontroller eine möglichst akkurate Nachbildung des Verhaltens des Gesamtnetzwerkes zu erreichen.A communication network usually comprises a plurality of network nodes, which exchange data with each other according to a predetermined communication protocol. In a residual bus simulation known per se, a part of the communication network, that is, a number of network nodes, is simulated, while the remaining part of the communication network is actually present. For this purpose, communication controllers are often used, wherein for each network node to be simulated a communication controller (physically as hardware or logically as software) is present, which simulates the behavior of the network node. In this case, several network nodes can be simulated on a communication controller. Ideally, it is not apparent to the other network participants that parts of the communication network have been replaced by a simulation. The challenge lies in the methodology of how the functions of the actually existing n network nodes to be simulated are placed on m communication controllers, where as a rule m <n. That is, usually a communication controller needs to simulate more than one network node. In this case, the communication parameters of the n network nodes must be merged in a specific manner in order to achieve as accurate a simulation of the behavior of the overall network on the m communication controller.

[0003] Bei einem FlexRay Kommunikationsnetzwerk (ein bekanntes, serielles, deterministisches und fehlertolerantes Kommunikationsnetzwerk, das über eine zugehörige Spezifikation genau festgelegt ist und hauptsächlich für den Einsatz in Fahrzeugen entwickelt wurde), ist eine Restbus-Simulation aber nur sehr schwierig zu realisieren, da ein FlexRay Kommunikationsnetzwerk einmal parametrisiert bzw. konfiguriert wird und danach an der Parametrisierung im laufenden Betrieb nichts mehr geändert werden kann. Für Änderungen müsste das gesamte Kommunikationsnetzwerk gestoppt werden, neu konfiguriert werden und wieder gestartet werden, was sehr aufwendig ist. Während des Betriebs des Kommunikationsnetzwerkes kann die Konfiguration bzw. die Parametrierung der Netzwerkknoten nicht geändert werden. Das ist natürlich ein großes Problem für eine Restbus-Simulation, bei der mehr Netzwerkknoten simuliert werden sollen, als dafür Kommunikationskontroller zur Verfügung stehen, da ein Kommunikationskontroller deshalb nicht einfach zwischen verschiedenen Parametersets hin- und herschalten kann.In a FlexRay communication network (a known, serial, deterministic and fault-tolerant communication network, which is precisely defined by an associated specification and was developed mainly for use in vehicles), a residual bus simulation is very difficult to realize, however, because Once a FlexRay communication network has been parameterized or configured, nothing can be changed in the parameterization during operation. For changes, the entire communication network would have to be stopped, reconfigured and restarted, which is very expensive. During the operation of the communication network, the configuration or the parameterization of the network nodes can not be changed. This, of course, is a big problem for a residual bus simulation, where more network nodes are to be simulated than communication controllers are available for, as a communication controller therefore can not easily switch between different parameter sets.

[0004] Es ist daher eine Aufgabe der gegenständlichen Erfindung, ein Verfahren und eine Anordnung anzugeben, mit der eine Restbus-Simulation bei einem FlexRay Kommunikationsnetzwerk möglich wird.It is therefore an object of the subject invention to provide a method and an arrangement with which a residual bus simulation in a FlexRay communication network is possible.

[0005] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, indem von den n zu simulierenden Netzwerkknoten zuerst alle s Netzwerkknoten mit einer Startup-Fähigkeit je einem Kommunikationskontroller zugeteilt werden, die verbleibenden n-s Netzwerkknoten den m Kommunikationskontrollern zugeteilt werden, und für jeden der m Kommunikationskontroller ein FlexRay Parameterset erstellt wird, wobei der FlexRay Parameter MicroTick in Abhängigkeit von der Hardwareclock des Kommunikationskontrollers eingestellt wird und der FlexRay Parameter SamplesPerMicroTick eingestellt wird, um die vorgegebene Datenübertragungsrate im FlexRay Kommunikationsnetzwerk zu erreichen. In einer Variante der Erfindung erfolgt die Zuteilung der verbleibenden n-s Netzwerkknoten an die m Kommunikationskontrollern derart, dass die Nachrichtenspeicher der m Kommunikationskontroller gleichmäßig genutzt werden. Günstig ist es auch wenn die Zuteilung der verbleibenden n-s Netzwerkknoten an die m Kommunikationskontrollern derart erfolgt, dass die m Kommunikationskontroller gleichverteilt ausgelastet werden. Mit dieser Konfiguration kann eine zuverlässige Restbus-Simulation eines FlexRay Kommunikationsnetzwerks mit weniger Kommunikationskontroller als zu simulierende Netzwerkknoten realisiert werden.This object is achieved by the first of the n to be simulated network nodes all s network nodes are assigned with a startup capability per a communication controller, the remaining ns network nodes are assigned to the m communication controllers, and for each of the m communication controller a FlexRay Parameter set is set, the FlexRay parameter MicroTick depending on the hardware clock of the communication controller and the FlexRay parameter SamplesPerMicroTick is set to achieve the specified data transfer rate in the FlexRay communication network. In a variant of the invention, the allocation of the remaining n-s network nodes to the m communication controllers takes place in such a way that the message memories of the m communication controllers are used uniformly. It is also favorable if the allocation of the remaining n-s network nodes to the m communication controllers takes place in such a way that the m communication controllers are utilized equally distributed. With this configuration, a reliable residual bus simulation of a FlexRay communication network can be realized with fewer communication controllers than network nodes to be simulated.

[0006] Die Stabilität der Restbus-Simulation kann verbessert werden, wenn das Parameterset jedes Kommunikationskontrollers Parameter für den ordnungsgemäßen Hochstart des FlexRay Kommunikationsnetzwerkes enthält, die aus den Parametern der auf dem jeweiligen Kommunikationskontroller zu simulierenden Netzwerkknoten ermittelt werden oder wenn das Parameterset jedes Kommunikationskontrollers Parameter für die Aufrechterhaltung der Funktion des FlexRay Kommunikationsnetzwerkes enthält. Dabei wird insbesondere jeweils einer der folgenden Flex-Ray Parameter der zugeordneten, zu simulierenden Netzwerkknoten verwendet: HaltDueToClock, ClusterDriftDamping, DelayCompensation, LatestTx, OffsetCorrectionOut, RateCorrectionOut. Damit lässt sich ein ordnungsgemäßes Hochfahren des Kommunikationsnetzwerkes sicherstellen. Die Stabilität lässt sich ebenso verbessern, wenn das Parameterset jedes Kommunikationskontrollers Parameter für die Aufrechterhaltung der Funktion des FlexRay Kommunikationsnetzwerkes enthält, die aus den Parametern der auf dem jeweiligen Kommunikationskontroller zu simulierenden Netzwerkknoten ermittelt werden oder Parameter des Parametersets jedes Kommunikationskontrollers anhand von Berechnungsvorschriften aus zumindest einem der folgenden Flex-Ray Parameter der auf dem jeweiligen Kommunikationskontroller zu simulierenden Netzwerkknoten ermittelt werden: [0007] MicroPerCycle, MicrolnitialOffset, MacrolnitialOffset, MaxDrift, DecodingCorrection, ListenTimeout, wobei für die Berechnungsvorschriften auf jedem Kommunikationskontroller die Parameter der auf dem Kommunikationskontroller zu simulierenden Netzwerkknoten verwendet werden. Damit lässt sich das Kommunikationsnetzwerk möglichst fehlertolerant konfigurieren.The stability of the residual bus simulation can be improved if the parameter set of each communication controller contains parameters for the proper startup of the FlexRay communication network, which are determined from the parameters of the network node to be simulated on the respective communication controller or if the parameter set of each communication controller parameters for Maintaining the function of the FlexRay communication network. In particular, in each case one of the following Flex-Ray parameters of the assigned network nodes to be simulated is used: HaltDueToClock, ClusterDriftDamping, DelayCompensation, LatestTx, OffsetCorrectionOut, RateCorrectionOut. This ensures a proper startup of the communication network. The stability can also be improved if the parameter set of each communication controller contains parameters for maintaining the function of the FlexRay communication network, which are determined from the parameters of the network nodes to be simulated on the respective communication controller or parameters of the parameter set of each communication controller based on calculation rules from at least one of MicroPerCycle, MicrolnitialOffset, MacrolnitialOffset, MaxDrift, DecodingCorrection, ListenTimeout, where for the calculation rules on each communication controller, the parameters of the network node to be simulated on the communication controller to be used. This allows the communication network to be configured as fault-tolerant as possible.

[0008] Parameter, für die in der FlexRay Spezifikation eine Berechnungsvorschrift vorgegeben ist, werden vorzugsweise berechnet, indem die für den Kommunikationskontroller vorher ausgewählten Parameter als Parameter für die Berechnungsvorschrift herangezogen werden.Parameters for which a calculation rule is specified in the FlexRay specification are preferably calculated by using the parameters previously selected for the communication controller as parameters for the calculation specification.

[0009] Die gegenständliche Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die schematischen, beispielhaften und nicht einschränkenden Figuren 1 und 2 näher erläutert. Dabei zeigt [0010] Fig. 1 ein FlexRay Kommunikationsnetzwerk und [0011] Fig.2 eine beispielhafte Restbus-Simulation dieses FlexRay Kommunikationsnetzwerks.The subject invention will be explained in more detail with reference to the schematic, exemplary and non-limiting Figures 1 and 2. 1 shows a FlexRay communication network, and [0011] FIG. 2 shows an example of a residual bus simulation of this FlexRay communication network.

[0012] Fig. 1 zeigt ein FlexRay Kommunikationsnetzwerk 1, welches k (hier zehn) Netzwerkknoten F1 ... F10 umfasst. Davon sollen n Netzwerkknoten, hier die Netzwerkknoten F1, F2, F3, F5, mittels einer Restbus-Simulation simuliert werden, wobei die verbleibenden Netzwerkknoten F4, F6 ... F10 weiterhin real vorhanden sind. Die Netzwerkknoten F1, F2, F3, F5 werden hier in einer Restbus-Simulation auf zwei Kommunikationskontrollern CC1, CC2 simuliert, wie in Fig.2 gezeigt. Die Kommunikationskontroller CC1, CC2 sind hierzu auf einer geeigneten Simulationshardware 2, wie z.B. ein Computer, implementiert und könnte dazu entweder als Hardwarebauteile, z.B. in Form von Steckkarten, oder in Form von Software realisiert sein.Fig. 1 shows a FlexRay communication network 1 comprising k (here ten) network nodes F1 ... F10. Of these, n network nodes, in this case the network nodes F1, F2, F3, F5, are to be simulated by means of a residual bus simulation, the remaining network nodes F4, F6... F10 still being present in real terms. The network nodes F1, F2, F3, F5 are here simulated in a residual bus simulation on two communication controllers CC1, CC2, as shown in Figure 2. The communication controllers CC1, CC2 are for this purpose on a suitable simulation hardware 2, such. a computer implemented and could do so either as hardware components, e.g. be implemented in the form of plug-in cards, or in the form of software.

[0013] Für die Restbus-Simulation muss zunächst natürlich die Netzwerk Topologie modifiziert werden. Dazu werden die zu simulierenden Netzwerkknoten F1, F2, F3, F5 physisch vom Kommunikationsnetzwerk 1 getrennt und die Simulationshardware 2 dem Kommunikationsnetzwerk physisch hinzugefügt.For the residual bus simulation, of course, first the network topology must be modified. For this purpose, the network nodes F1, F2, F3, F5 to be simulated are physically separated from the communication network 1 and the simulation hardware 2 is physically added to the communication network.

[0014] Bei der Abbildung der n (hier vier) zu simulierenden Netzwerkknoten F1, F2, F3, F5 auf die m (hier zwei) Kommunikationskontroller CC1, CC2 müssen jene mit Startup-Fähigkeit mit Vorrang behandelt werden. In einem FlexRay Kommunikationsnetzwerk muss eine Anzahl von Netzwerkknoten mit einer sogenannten Startup-Fähigkeit ausgestattet sein. Ausschließlich diese Netzwerkknoten können den Start des FlexRay Kommunikationsnetzwerkes anstoßen, indem diese versuchen ein sogenanntes Kollisionsvermeidungssymbol (collision avoidance symbol CAS) zu senden. Nur der Netzwerkknoten, der ein Kollisionsvermeidungssymbol senden konnte, kann innerhalb der nächsten vier Zyklen nach dem CAS Startup Nachrichten versenden. Danach senden die anderen Netzwerkknoten mit Startup-Fähigkeit und erst danach die restlichen Netzwerkknoten.When mapping the n (here four) to be simulated network nodes F1, F2, F3, F5 on the m (here two) communication controller CC1, CC2 those with startup capability must be treated with priority. In a FlexRay communications network, a number of network nodes must be equipped with a so-called startup capability. Only these network nodes can trigger the start of the FlexRay communication network by trying to send a so-called collision avoidance symbol (CAS). Only the network node that could send a collision avoidance symbol can send messages within the next four cycles after CAS Startup. Thereafter, the other network nodes send with startup capability and only then the remaining network nodes.

[0015] Im gezeigten Beispiel weisen z.B. die s (hier zwei) Netzwerkknoten F1, F3 Startup-Fähigkeit auf und werden daher verschiedenen Kommunikationskontrollern CC1, CC2 zugeordnet. Normalerweise sollte sich die Anzahl s der Netzwerkknoten mit Startup-Fähigkeit im Kommunikationsnetzwerk 1 nicht ändern. Daher werden wenn möglich alle s Netzwerkknoten mit Startup-Fähigkeit auf eigene Kommunikationskontroller CC1, CC2 zugeordnet. Der Netzwerkknoten F1 wird hier dem Kommunikationskontroller CC1 und der Netzwerkknoten F3 dem Kommunikationskontroller CC2 zugeordnet. Im Falle s > m, wenn also mehr Netzwerkknoten mit Startup-Fähigkeit als Kommunikationskontroller CC1, CC2 vorhanden sind, ist keine perfekte Restbus-Simulation möglich. Dieser Fall kann nur durch Hinzufügen weiterer Kommunikationskontroller perfekt gelöst werden. In den meisten Fällen wird der Betrieb des FlexRay Kommunikationsnetzwerkes 1 jedoch auch mit einer reduzierter Anzahl von Netzwerkknoten mit Startup-Fähigkeit F1, F3 einwandfrei funktionieren, sodass trotzdem eine Restbussimulation möglich ist.In the example shown, e.g. the s (here two) network nodes F1, F3 startup capability and are therefore assigned to different communication controllers CC1, CC2. Normally, the number s of network nodes with startup capability in the communication network 1 should not change. Therefore, if possible, all s network nodes with startup capability are assigned to their own communication controllers CC1, CC2. The network node F1 is assigned here to the communication controller CC1 and the network node F3 to the communication controller CC2. In the case of s> m, ie if there are more network nodes with startup capability as communication controllers CC1, CC2, no perfect residual bus simulation is possible. This case can only be solved perfectly by adding additional communication controllers. In most cases, however, the operation of the FlexRay communication network 1 will work well even with a reduced number of network nodes with startup capability F1, F3, so that a residual bus simulation is nevertheless possible.

[0016] Nachdem die s Netzwerkknoten mit Startup-Fähigkeit F1, F3 zugeteilt wurden, werden die verbleibenden n-s Netzwerkknoten F2, F4 den verfügbaren Kommunikationskontrollern CC1, CC2 zugeordnet. Hier gilt zu beachten, dass die verfügbaren FlexRay Kommunikationskontroller CC1, CC2 nur eine begrenzte Anzahl bzw. Größe von Nachrichten-Speicher, vorgegeben durch die Simulationshardware 2, zur Verfügung haben. Diese Zuordnung erfolgt daher derart, dass die verfügbaren Nachrichtenspeicher der Kommunikationskontroller CC1, CC2 möglichst gleichmäßig ausgenutzt werden. Zu diesem Zweck können bekannte Optimierungsverfahrens, wie z.B. Simulierte Abkühlung (simulated annealing), Genetische Optimier-Algo-rithmen, etc., verwendet werden. Dabei ist das bevorzugte Muss-Kriterium, dass der Nachrichtenspeicher während der Restbus-Simulation bei keinem der m Kommunikationskontroller CC1, CC2 überläuft. Weitere Rahmenbedingungen dieser Optimierung können die Gleichverteilung der zu übertragenden Nachrichten auf die m Kommunikationskontroller CC1, CC2 sein, damit die ankommenden/ausgehenden Nachrichten möglichst parallel bearbeitet werden können und so die Latenzzeiten niedrig gehalten werden. Auch hinsichtlich späterer Erweiterungen der Restbus-Simulation ist eine möglichst gleichverteilte Auslastung der zur Verfügung stehenden Kommunikationskontroller CC1, CC2 vorteilhaft.After the s network nodes have been allocated with startup capability F1, F3, the remaining n-s network nodes F2, F4 are assigned to the available communication controllers CC1, CC2. It should be noted here that the available FlexRay communication controllers CC1, CC2 have only a limited number or size of message memory, given by the simulation hardware 2. This assignment therefore takes place in such a way that the available message memories of the communication controllers CC1, CC2 are utilized as evenly as possible. For this purpose, known optimization methods, such as e.g. Simulated annealing, genetic optimization algorithms, etc. can be used. In this case, the preferred must criterion is that the message memory does not overflow in any of the m communication controllers CC1, CC2 during the residual bus simulation. Further conditions of this optimization can be the uniform distribution of the messages to be transmitted on the m communication controllers CC1, CC2, so that the incoming / outgoing messages can be processed as parallel as possible and so the latencies are kept low. Also with regard to later extensions of the residual bus simulation, an equally distributed utilization of the available communication controllers CC1, CC2 is advantageous.

[0017] Für jeden Netzwerkknoten F1 ... F10 im Kommunikationsnetzwerk 1 existiert ein FlexRay Parameterset, die die fehlerfreie Kommunikation der Netzwerkknoten F1 ... F10 untereinander gewährleisten. Die benötigten Parameter sind dabei durch die FlexRay Spezifikation vorgegeben, wobei bei der Konfiguration des Kommunikationsnetzwerkes 1 die Werte dieser Parameter festgelegt werden. Diese können als Eigenheit eines FlexRay Kommunikationsnetzwerkes während des Betriebs des Kommunikationsnetzwerkes 1 nicht mehr geändert werden.For each network node F1 ... F10 in the communication network 1 exists a FlexRay parameter set, which ensure the error-free communication of the network nodes F1 ... F10 with each other. The required parameters are specified by the FlexRay specification, whereby the configuration of the communication network 1 determines the values of these parameters. These can no longer be changed as a feature of a FlexRay communication network during the operation of the communication network 1.

[0018] Für alle der Simulationshardware 2 zur Verfügung stehenden Kommunikationskontrollern CC1, CC2 muss daher ein lokales FlexRay Parameterset festgelegt werden. Dabei sind die FlexRay-Parameter so zu wählen, dass die Simulation der darauf simulierten Netzwerkknoten F1, F2, F3, F5 auf den Kommunikationskontrollern CC1, CC2 möglichst gut die Realität widerspiegelt. Aufgrund der Eigenheiten von FlexRay kann für jeden Kommunikationskontroller CC1, CC2 aber nur ein FlexRay Parameterset festgelegt werden, das für alle darauf simulierten Netzwerkknoten F1, F2 und F3, F5 zur Anwendung kommt.For all the simulation hardware 2 available communication controllers CC1, CC2 therefore a local FlexRay parameter set must be set. The FlexRay parameters are to be selected such that the simulation of the simulated network nodes F1, F2, F3, F5 on the communication controllers CC1, CC2 reflects the reality as well as possible. Due to the peculiarities of FlexRay, only one FlexRay parameter set can be defined for each communication controller CC1, CC2, which is used for all simulated network nodes F1, F2 and F3, F5.

[0019] Kritisch dabei sind die hardwareabhängigen Parameter MicroTick und SamplesPerMicroTick, die die zeitliche Bit-Länge einer FlexRay-Nachricht festlegen. Ausgegangen wird dabei von der Hardwareclock (bzw. von der Quarzfrequenz der Hardwareclock) des zugehörigen Kommunikationskontrollers CC1, CC2, womit der Parameter MicroTick festgelegt ist. Bei einer Hardwareclockfrequenz des Kommunikationskontrollers CC1, CC2 von z.B. 80MHz ergibt sich folglich als Zeitbasis der Parameter MicroTick zu 1/80MHz = 12,5ns. Ebenfalls ist im FlexRay Kommunikationsnetzwerk 1 eine Datenübertragungsrate (Bitrate in MBit/s) vorgegeben bzw. eingestellt, die von allen Netzwerkknoten F1 ... F10 und damit auch von den Kommunikationskontrollern CC1, CC2 einzuhalten ist. Die FlexRay Spezifikation lässt dabei nur bestimmteCritical here are the hardware-dependent parameters MicroTick and SamplesPerMicroTick, which specify the temporal bit length of a FlexRay message. The starting point is the hardware clock (or the quartz frequency of the hardware clock) of the corresponding communication controller CC1, CC2, which determines the parameter MicroTick. At a hardware clock frequency of the communication controller CC1, CC2 of e.g. 80MHz thus results as a time base of the parameter MicroTick to 1 / 80MHz = 12.5ns. Likewise, in the FlexRay communication network 1, a data transmission rate (bit rate in MBit / s) is predetermined or set, which must be observed by all network nodes F1... F10 and thus also by the communication controllers CC1, CC2. The FlexRay specification leaves only certain

Datenübertragungsraten, nämlich 2,5MBit/s, 5MBit/s und 10MBit/s, zu. Der Parameter SamplesPerMicroTick ist nun so einzustellen, dass die vorgegebene Datenübertragungsrate eingehalten wird, wobei zu beachten ist, dass auf den Kommunikationskontrollern CC1, CC2 die Bitlänge als ganzzahliges Vielfaches des Parameters SamplesPerMicroTick vorgegeben oder einstellbar ist. Bei einer einzustellenden Datenübertragungsrate von 10MBit/s, einer Hard-wareclockfrequenz von 80MHz und einer Bitlänge von 8xSamplesPerMicroTick ergibt sich der Parameter SamplesPerMicroTick folglich zu SamplesPerMicroTick=1. Mit SamplesPerMicro-Tick=2 würde man eine Datenübertragungsrate von 5MBit/s einstellen und mit SamplesPer-MicroTick=4 eine Datenübertragungsrate von 2,5MBit/s.Data transfer rates, namely 2.5Mbps, 5Mbps and 10Mbps, too. The parameter SamplesPerMicroTick must now be set in such a way that the specified data transfer rate is maintained, whereby it should be noted that the bit length is specified or adjustable as integer multiple of the parameter SamplesPerMicroTick on the communication controllers CC1, CC2. Thus, with a data transfer rate of 10Mbps, a hardware clock frequency of 80MHz, and a bit length of 8xSamplesPerMicroTick, the SamplesPerMicroTick parameter becomes SamplesPerMicroTick = 1. With SamplesPerMicro-Tick = 2 you would set a data transfer rate of 5MBit / s and with SamplesPer-MicroTick = 4 a data transfer rate of 2.5MBit / s.

[0020] Ausgangspunkt für die bevorzugte Festlegung der restlichen benötigten FlexRay Parameter der Kommunikationskontroller CC1, CC2 sind die Parameter der zugeordneten, zu simulierenden Netzwerkknoten F1, F2, F3, F5. Hierzu ist anzumerken, dass diese Parameter für die Restbus-Simulation auch anders konfiguriert werden können, die nachfolgende Konfiguration aber eine sichere und zuverlässige Restbus-Simulation des FlexRay Kommunikationsnetzwerkes ermöglicht. Dabei kann man zwischen verschiedenen Parametern unterscheiden: [0021] Parameter für den sicheren, ordnungsgemäßen Hochstart des FlexRay Kommunikationsnetzwerkes 1: Hier gilt es eine Kombination der einzelnen Parameter zu wählen, damit ein ordnungsgemäßer Hochstart des Netzwerkes gewährleistet wird. Dies betrifft insbesondere die Parameter AllowPassiveTo Active, AcceptedStartupRange, WakeupPattern, KeySIotld, KeySIo-tUsedForStartup, KeySIotUsedForSync und SingleSlotEnabled.The starting point for the preferred determination of the remaining required FlexRay parameters of the communication controller CC1, CC2 are the parameters of the associated, to be simulated network nodes F1, F2, F3, F5. It should be noted that these parameters can also be configured differently for the residual bus simulation, but the subsequent configuration enables a safe and reliable residual bus simulation of the FlexRay communication network. A distinction can be made here between different parameters: Parameters for the Safe, Proper Startup of the FlexRay Communication Network 1: Here, a combination of the individual parameters must be selected so that a proper startup of the network is ensured. This applies in particular to the AllowPassiveTo Active, AcceptedStartupRange, WakeupPattern, KeySIotld, KeySIo-tUsedForStartup, KeySIotUsedForSync, and SingleSlotEnabled parameters.

[0022] Parameter für die Aufrechterhaltung der Funktion des FlexRay Kommunikationsnetzwerkes 1: Alle zeitlich relevanten Parameter der FlexRay Kommunikationskontroller CC1, CC2 werden so ausgelegt werden, damit möglichst große zeitliche Spielräume am Netzwerk verfügbar sind, um Kollisionen am Bus vorzubeugen und um den Bus möglichst fehlertolerant zu konfigurieren. Dies betrifft die FlexRay Parameter HaltDueToClock, ClusterDriftDamping, DelayCompensation, LatestTx, OffsetCorrectionOut und RateCorrectionOut.Parameters for the maintenance of the function of the FlexRay communication network 1: All time-relevant parameters of the FlexRay communication controllers CC1, CC2 will be designed so that the greatest possible time margins are available on the network to prevent collisions on the bus and the bus fault tolerant to configure. This affects the FlexRay parameters HaltDueToClock, ClusterDriftDamping, DelayCompensation, LatestTx, OffsetCorrectionOut and RateCorrectionOut.

[0023] Der Parameter DelayCompensation ist abhängig von der verwendeten Netzwerktopologie.The parameter DelayCompensation depends on the network topology used.

[0024] Bei örtlich verteilten Netzwerken mit größerer Leitungslänge zwischen den Netzwerkknoten ist durch die begrenzte Ausbreitungsgeschwindigkeit vp der Signale (~ 2/3 Lichtgeschwindigkeit bei FlexRay Kabeln) eine perfekte Uhren-Synchronisation alleine auf Basis von gesendeten Datenpaketen schwierig. Hier hilft der DelayCompensation-Parameter. Damit kann jedem Knoten die Distanz d mitgeteilt werden wie weit er vom fiktiven Zentrum des Netzwerks entfernt ist. Die Distanz ist entweder aus der Netzwerktopologie bekannt oder wird abgeschätzt. Weit entfernte Knoten können so ihre Datenframes etwas früher wegschicken damit sie im fiktiven Zentrum des Netzwerkes rechtzeitig eintreffen. Im Falle von empfangenen Frames kann der weit entfernte Knoten die Ankunftszeit der Frames ebenfalls korrigieren und so aus Sicht der anderen Netzwerkknoten das Zeitraster perfekt einhalten. Ein Wert für DelayCompensation lässt sich mit folgender Formel abschätzen: dFor locally distributed networks with greater line length between the network nodes is due to the limited propagation speed vp of the signals (~ 2/3 speed of light in FlexRay cables) a perfect clock synchronization alone based on transmitted data packets difficult. Here the DelayCompensation parameter helps. Thus, each node can be given the distance d as far as it is from the fictitious center of the network. The distance is either known from the network topology or is estimated. Distant nodes can thus send off their data frames a little earlier so that they arrive on time in the fictitious center of the network. In the case of received frames, the far-off node can also correct the arrival time of the frames and thus perfectly keep the time frame from the point of view of the other network nodes. A value for delay compensation can be estimated using the following formula: d

DelayCompensation =-- vp MicroTick [0025] Parameter des FlexRay Kommunikationsnetzwerkes 1 mit Berechnungsvorschrift: Letztendlich gibt es einige Parameter, die mittels Berechnungsvorschrift laut FlexRay Spezifikation von den anderen Parametern abgeleitet werden, also nicht frei wählbar sind. Hierzu zählen MicroPerCycle, MicrolnitialOffset, MacrolnitialOffset, MaxDrift, DecodingCorrection und ListenTimeout. Für die Berechnungsvorschriften werden dabei auf jedem Kommunikationskontroller CC1, CC2 die Parameter der auf dem Kommunikationskontroller CC1, CC2 zu simulierenden Netzwerkknoten F1, F2, F3, F5 verwendet, so wie sie oben beschrieben ausgewählt wurden. Da diese Berechnungsvorschriften Teil der FlexRay Spezifikation und damit bekannt sind, werden diese Berechnungsvorschriften hier nicht eigens angeführt.DelayCompensation = - vp MicroTick Parameters of the FlexRay communication network 1 with calculation rule: Finally, there are some parameters which are derived from the other parameters by means of the calculation rule according to the FlexRay specification, ie are not freely selectable. These include MicroPerCycle, MicrolnitialOffset, MacrolnitialOffset, MaxDrift, DecodingCorrection, and ListenTimeout. For the calculation rules, the parameters of the network nodes F1, F2, F3, F5 to be simulated on the communication controller CC1, CC2 are used on each communication controller CC1, CC2 as selected above. Since these calculation instructions are part of the FlexRay specification and thus known, these calculation rules are not specifically mentioned here.

[0026] Die FlexRay Parameter eines Kommunikationskontrollers CC1, CC2 könnten erfin- dungsgemäß wie folgt gesetzt werden, um eine Restbussimulation zu ermöglichen:According to the invention, the FlexRay parameters of a communication controller CC1, CC2 could be set as follows in order to enable a residual bus simulation:

Claims (10)

Ansprücheclaims 1. Verfahren zur Restbus-Simulation eines FlexRay Kommunikationsnetzwerkes (1) mit einer Mehrzahl von k Netzwerkknoten (F1 bis F10), wobei n<k Netzwerkknoten (F1, F2, F3, F5) des Kommunikationsnetzwerkes (1) auf m<n Kommunikationskontrollern (CC1, CC2) simuliert werden, dadurch gekennzeichnet, dass a) von den n zu simulierenden Netzwerkknoten (F1, F2, F3, F5) zuerst alle s Netzwerkknoten (F1, F3) mit einer Startup-Fähigkeit je einem Kommunikationskontroller (CC1, CC2) zugeteilt werden, b) die verbleibenden n-s Netzwerkknoten (F2, F5) den m Kommunikationskontrollern (CC1, CC2) zugeteilt werden, und c) für jeden der m Kommunikationskontroller (CC1, CC2) ein FlexRay Parameterset erstellt wird, wobei der FlexRay Parameter MicroTick in Abhängigkeit von der Hard-wareclock des Kommunikationskontrollers (CC1, CC2) eingestellt wird und der FlexRay Parameter SamplesPerMicroTick eingestellt wird, um die vorgegebene Datenübertragungsrate im FlexRay Kommunikationsnetzwerk (1) zu erreichen.1. A method for residual bus simulation of a FlexRay communication network (1) having a plurality of k network nodes (F1 to F10), wherein n <k network nodes (F1, F2, F3, F5) of the communication network (1) on m <n communication controllers ( CC1, CC2), characterized in that a) of the n network nodes to be simulated (F1, F2, F3, F5), first all s network nodes (F1, F3) with a startup capability per one communication controller (CC1, CC2) b) allocate the remaining ns network nodes (F2, F5) to the m communication controllers (CC1, CC2), and c) create a FlexRay parameter set for each of the m communication controllers (CC1, CC2) using the FlexRay parameter MicroTick in Depending on the hardware-wareclock the communication controller (CC1, CC2) is set and the FlexRay parameter SamplesPerMicroTick is set to achieve the predetermined data transfer rate in the FlexRay communication network (1). 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuteilung der Netzwerkknoten in Schritt b) derart erfolgt, dass die m Kommunikationskontroller (CC1, CC2) gleichverteilt ausgelastet werden.2. The method according to claim 1, characterized in that the allocation of the network nodes in step b) takes place in such a way that the m communication controllers (CC1, CC2) are utilized equally distributed. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Parameterset jedes Kommunikationskontrollers (CC1, CC2) Parameter für den ordnungsgemäßen Hochstart des FlexRay Kommunikationsnetzwerkes (1) enthält, die aus den Parametern der auf dem jeweiligen Kommunikationskontroller (CC1, CC2) zu simulierenden Netzwerkknoten (F1, F2 und F3, F5) ermittelt werden.3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the parameter set of each communication controller (CC1, CC2) contains parameters for the proper startup of the FlexRay communication network (1) from the parameters of the respective communication controller (CC1, CC2) simulating network nodes (F1, F2 and F3, F5) are determined. 4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Parameterset jedes Kommunikationskontrollers (CC1, CC2) Parameter für die Aufrechterhaltung der Funktion des FlexRay Kommunikationsnetzwerkes (1) enthält, wobei zumindest einer der folgenden Flex-Ray Parameter der zugeordneten, zu simulierenden Netzwerkknoten (F1, F2 und F3, F5) verwendet werden: HaltDueToClock, ClusterDriftDamping, DelayCompensation, LatestTx, OffsetCorrectionOut, RateCorrectionOut.4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the parameter set of each communication controller (CC1, CC2) contains parameters for maintaining the function of the FlexRay communication network (1), wherein at least one of the following Flex-Ray parameters of the assigned, Network nodes to be simulated (F1, F2 and F3, F5): HaltDueToClock, ClusterDriftDamping, DelayCompensation, LatestTx, OffsetCorrectionOut, RateCorrectionOut. 5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass Parameter des Parametersets jedes Kommunikationskontrollers (CC1, CC2) anhand von Berechnungsvorschriften aus zumindest einem der folgenden Flex-Ray Parameter der auf dem jeweiligen Kommunikationskontroller (CC1, CC2) zu simulierenden Netzwerkknoten (F1, F2 und F3, F5) ermittelt werden: MicroPerCycle, MicrolnitialOffset, MacrolnitialOffset, MaxDrift, DecodingCorrection, ListenTimeout, wobei für die Berechnungsvorschriften auf jedem Kommunikationskontroller (CC1, CC2) die Parameter der auf dem Kommunikationskontroller (CC1, CC2) zu simulierenden Netzwerkknoten (F1, F2, F3, F5) verwendet werden.5. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that parameters of the parameter set of each communication controller (CC1, CC2) based on calculation rules from at least one of the following Flex-Ray parameters of the respective communication controller (CC1, CC2) to be simulated network node (F1, F2 and F3, F5) are determined: MicroPerCycle, MicrolnitialOffset, MacrolnitialOffset, MaxDrift, DecodingCorrection, ListenTimeout, where for the calculation rules on each communication controller (CC1, CC2) the parameters of the network controller to be simulated on the communication controller (CC1, CC2) (F1, F2, F3, F5). 6. Anordnung zur Restbus-Simulation eines FlexRay Kommunikationsnetzwerkes (1) mit k Netzwerkknoten (F1 bis F10), von denen n<k Netzwerkknoten (F1, F2, F3, F5) in der Restbus-Simulation simuliert werden, wofür auf einer Simulationshardware (2) m<n Kommunikationskontroller (CC1, CC2) vorgesehen sind, die die n Netzwerkknoten (F1, F2, F3, F5) simulieren, und die Anordnung derart konfiguriert ist, dass a) alle s Netzwerkknoten (F1, F3) mit einer Startup-Fähigkeit jeweils einem Kommunikationskontroller (CC1, CC2) zur Simulation zugeteilt sind, b) die verbleibenden n-s Netzwerkknoten (F2, F5) den m Kommunikationskontrollern (CC1, CC2) zur Simulation zugeteilt sind, und c) jeder der m Kommunikationskontroller (CC1, CC2) mit einem FlexRay Parameterset konfiguriert ist, bei dem der FlexRay Parameter MicroTick in Abhängigkeit von der Hardwareclock des Kommunikationskontrollers (CC1, CC2) konfiguriert ist und der FlexRay Parameter SamplesPerMicroTick konfiguriert ist, um die vorgegebene Datenübertragungsrate im FlexRay Kommunikationsnetzwerk (1) zu erreichen.6. Arrangement for residual bus simulation of a FlexRay communication network (1) with k network nodes (F1 to F10), of which n <k network nodes (F1, F2, F3, F5) are simulated in the residual bus simulation, for which simulation hardware ( 2) m <n communication controllers (CC1, CC2) are provided, which simulate the n network nodes (F1, F2, F3, F5), and the arrangement is configured such that a) all s network nodes (F1, F3) with a startup B) the remaining ns network nodes (F2, F5) are allocated to the m communication controllers (CC1, CC2) for simulation, and c) each of the m communication controllers (CC1, CC2 ) is configured with a FlexRay parameter set in which the FlexRay parameter MicroTick is configured according to the hardware clock of the communication controller (CC1, CC2) and the FlexRay parameter SamplesPerMicroTick is configured to the given data transmission rate in the FlexRay communication network (1). 7. Anordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuteilung der Netzwerkknoten in Schritt b) derart konfiguriert ist, dass die m Kommunikationskontroller (CC1, CC2) gleichverteilt ausgelastet sind.7. Arrangement according to claim 6, characterized in that the allocation of the network nodes in step b) is configured such that the m communication controllers (CC1, CC2) are equally distributed. 8. Anordnung nach Anspruch 6 oder 7, derart konfiguriert, dass das Parameterset jedes Kommunikationskontrollers (CC1, CC2) Parameter für den ordnungsgemäßen Hochstart des FlexRay Kommunikationsnetzwerkes (1) enthält, die aus den Parametern der auf dem jeweiligen Kommunikationskontroller (CC1, CC2) zu simulierenden Netzwerkknoten (F1, F2 und F3, F5) ermittelt worden sind.8. Arrangement according to claim 6 or 7, configured such that the parameter set of each communication controller (CC1, CC2) contains parameters for the proper startup of the FlexRay communication network (1) from the parameters of the respective communication controller (CC1, CC2) simulating network nodes (F1, F2 and F3, F5) have been determined. 9. Anordnung nach einem der Ansprüche 8 bis 8, derart konfiguriert, dass das Parameterset jedes Kommunikationskontrollers (CC1, CC2) Parameter für die Aufrechterhaltung der Funktion des FlexRay Kommunikationsnetzwerkes (1) enthält, wobei zumindest einer der folgenden Flex-Ray Parameter der zugeordneten, zu simulierenden Netzwerkknoten (F1, F2 und F3, F5) ermittelt worden sind: HaltDueToClock, ClusterDriftDamping, DelayCom-pensation, LatestTx, OffsetCorrectionOut, RateCorrectionOut.9. Arrangement according to one of claims 8 to 8, configured such that the parameter set of each communication controller (CC1, CC2) contains parameters for maintaining the function of the FlexRay communication network (1), wherein at least one of the following Flex-Ray parameters of the associated, to be simulated network nodes (F1, F2 and F3, F5) are: HaltDueToClock, ClusterDriftDamping, DelayCom-compensation, LatestTx, OffsetCorrectionOut, RateCorrectionOut. 10. Anordnung nach einem der Ansprüche 6 bis 9, derart konfiguriert, dass Parameter des Parametersets jedes Kommunikationskontrollers (CC1, CC2) anhand von Berechnungsvorschriften aus zumindest einem der folgenden Flex-Ray Parameter der auf dem jeweiligen Kommunikationskontroller (CC1, CC2) zu simulierenden Netzwerkknoten (F1, F2 und F3, F5) ermittelt worden sind: MicroPerCycle, MicrolnitialOffset, MacrolnitialOffset, MaxDrift, DecodingCorrection, ListenTimeout, wobei eine Verwendung der Parameter der auf dem Kommunikationskontroller (CC1, CC2) zu simulierenden Netzwerkknoten F1, F2, F3, F5 für die Berechnungsvorschriften auf jedem Kommunikationskontroller (CC1, CC2) vorgesehen ist. Hierzu 1 Blatt Zeichnungen10. Arrangement according to one of claims 6 to 9, configured such that parameters of the parameter set of each communication controller (CC1, CC2) based on calculation rules from at least one of the following Flex-Ray parameters of the respective communication controller (CC1, CC2) to be simulated network node (F1, F2 and F3, F5) are determined: MicroPerCycle, MicrolnitialOffset, MacrolnitialOffset, MaxDrift, DecodingCorrection, ListenTimeout, wherein a use of the parameters of the network controller to be simulated on the communication controller (CC1, CC2) network nodes F1, F2, F3, F5 for the calculation rules are provided on each communication controller (CC1, CC2). For this 1 sheet drawings
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