AT511988A2 - Residual bus simulation of a FlexRay communication network - Google Patents
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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) derart zuzuteilen, dass die Nachrichtenspeicher der m Kommunikationskontroller (CC1, CC2) gleichmäßig genutzt werden, 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) in such a way that the message memories of the m communication controllers (CC1, CC2) are used uniformly, and for each of the m communication controllers (CC1, CC2) to create a FlexRay parameter set, setting the FlexRay parameter MicroTick according to the hardware clock of the communication controller (CC1, CC2) and setting the FlexRay parameter SamplesPerMicroTick to achieve the given data transfer rate in the FlexRay communication network (1).
Description
AV-3501 ATAV-3501 AT
Restbus-Simulation eines FlexRay KommunikationsnetzwerkesResidual bus simulation of a FlexRay communication network
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.
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 typically includes a plurality of network nodes that 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, wherein m < n is. 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.
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, -1-However, in a FlexRay communication network (a well-known, serial, deterministic, and fault-tolerant communication network, well defined by a related specification and designed primarily for use in vehicles), residual bus simulation is very difficult to realize because of a FlexRay communications network Once parameterized or configured and then nothing can be changed on 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, since a communications controller can not simply toggle between different parameter sets.
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Es ist daher eine Aufgabe der gegenständlichen Erfindung, ein Verfahren und eine Anordnung anzugeben, mit der eine Restbus-Simulation bei einem FlexRav 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 FlexRav communication network is possible.
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 Kommu-nikationskontrollem zugeteilt werden, sodass die Nachrichtenspeicher der m Kommunikationskontroller gleichmäßig genutzt 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. Mit dieser Konfiguration kann eine zuverlässige Restbus-Simulation eines FlexRay Kommunikationsnetzwerks mit weniger Kommunikationskontroller als zu simulierende Netzwerkknoten realisiert werden.This object is achieved according to the invention by assigning first of all n network nodes with a startup capability to a communication controller of the n network nodes to be simulated, the remaining ns network nodes allocated to the communication controllers, so that the message memories of the m communication controllers are used uniformly , and for each of the m communication controllers a FlexRay parameter set is created, the FlexRay parameter MicroTick being set in dependence on the hardware clock of the communication controller and the FlexRay parameter SamplesPerMicroTick being set to achieve the given data transmission rate in the FlexRay communication network. 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.
Die Stabilität der Restbus-Simulation kann verbessert werden, wenn das Parameterset jedes Kommunikationskontrollers Parameter für den sicheren Hochstart des FlexRay Kommunikationsnetzwerkes enthält, die aus den Parametern der auf dem jeweiligen Kommunikationskontroller zu simulierenden Netzwerkknoten ermittelt werden, um ein sicheres Hochfahren des Kommunikationsnetzwerkes sicher zu stellen. Ebenso, wenn das Parameterset jedes Kommunikationskontrollers Parameter für die Aufrechterhaltung der Funktion des FlexRay Kommunikationsnetzwerkes enthält, die aus den Parametern der auf dem jeweiligen Kom-munikationskontrolter zu simulierenden Netzwerkknoten ermittelt werden, um das Kommunikationsnetzwerk möglichst fehlertolerant zu konfigurieren.The stability of the residual bus simulation can be improved if the parameter set of each communication controller contains parameters for the secure startup of the FlexRay communication network, which are determined from the parameters of the network nodes to be simulated on the respective communication controller in order to ensure a safe startup of the communication network. Likewise, if the parameter set of each communication controller contains parameters for the maintenance of 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, in order to configure the communication network as fault tolerant as possible.
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.
Die gegenständliche Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die schematischen, beispielhaften und nicht einschränkenden Figuren 1 und 2 näher erläutert. Dabei zeigtThe subject invention is explained in more detail below with reference to the schematic, exemplary and non-limiting Figures 1 and 2. It shows
Fig. 1 ein FlexRay Kommunikationsnetzwerk undFig. 1 is a FlexRay communication network and
Fig.2 eine beispielhafte Restbus-Simulation dieses FlexRay Kommunikationsnetzwerks.2 shows an example residual bus simulation of this FlexRay communication network.
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 -2-1 shows a FlexRay communication network 1, which comprises k (here ten) network nodes F1... F10. Of these, n network nodes, here the network nodes F1, F2, F3, F5, are to be simulated by means of a residual bus simulation, the remaining network nodes being
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10 2012/50457 AV-3501 AT 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 5 Hardwarebauteile, z.B. in Form von Steckkarten, oder in Form von Software realisiert sein. 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. 10 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 müssen eine Anzahl von Netzwerkknoten mit einer sogenannten Startup-Fähigkeit ausgestattet sein. Ausschließlich diese Netzwerkknoten können den Start des FlexRay Kommunikationsnetzwerkes an-15 stoßen, indem diese versuchen ein sogenanntes Kollisionsvermeidungssymbol (collision avoidance Symbol CAS) zu senden. Nur der Netzwerk knoten, der ein Kollisionsvermeidungssymbol senden konnte, kann innerhalb der nächsten vier Zyklen nach dem CAS Star-tup Nachrichten versenden. Danach senden die anderen Netzwerkknoten mit Startup-Fähigkeit und erst danach die restlichen Netzwerkknoten, 20 Im gezeigten Beispiel weisen z.B. die s (hier zwei) Netzwerkknoten F1, F3 Startup-Fähigkeit auf und werden daher verschiedenen Kommunikationskontrollem 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 Netz-25 werkknoten 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 30 FlexRay Kommunikationsnetzwerkes 1 jedoch auch mit einer reduzierter Anzahl von Netzwerkknoten mit Startup-Fähigkeit F1, F3 einwandfrei funktionieren, sodass trotzdem eine Restbussimulation möglich ist.10 2012/50457 AV-3501 AT F4, F6 ... F10 continue to exist. 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 5 hardware components, e.g. be implemented in the form of plug-in cards, or in the form of software. Of course, the network topology must first be modified for the residual bus simulation. 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. 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 given 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 node that was able to send a collision avoidance symbol can send messages within the next four cycles after the CAS Star-tup. Thereafter, the other network nodes transmit with startup capability, and only then do the remaining network nodes. 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 here assigned to the communications controller CC1 and the network node F3 to the communications controller CC2. In case s > m, so if more network nodes with startup capability as communication controller CC1, CC2 are present, 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.
Nachdem die s Netzwerkknoten mit Startup-Fähigkeit F1, F3 2ugeteilt wurden, werden die verbleibenden n-s Netzwerkknoten F2, F4 den verfügbaren Kommunikationskontrollem CC1, 35 CC2 zugeordnet. Hier gilt zu beachten, dass die verfügbaren FlexRay Kommunikationskont- -3-After the s network nodes having startup capability F1, F3 2 have been allocated, the remaining n-s network nodes F2, F4 are allocated to the available communication controllers CC1, 35 CC2. Please note that the available FlexRay communication con-
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10 2012/50457 AV-3501 AT roller 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 Nachrichtenspeicherder KommunikationskontrollerCC1, CC2 möglichst gleichmäßig ausgenutzt werden. Zu diesem Zweck können bekannte Optimie-5 rungsverfahrens, wie z.B. Simulierte Abkühlung (simulated annealing), Genetische Optimier-Algorithmen, 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 10 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 CG 1, CC2 vorteilhaft. Für jeden Netzwerkknoten F1 ... F10 im Kommunikationsnetzwerk 1 existiert ein FlexRay 15 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 20 werden. 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 Netzwerkkno-ten F1, F2, F3, F5 auf den Kommunikationskontrollern CC1, CC2 möglichst gut die Realität 25 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.10 2012/50457 AV-3501 AT roller CC1, CC2 have only a limited number or size of message memory, given by the simulation hardware 2 available. 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 to the m communication controllers 10 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 CG 1, CC 2 is advantageous. For each network node F1... F10 in the communication network 1, there is a FlexRay 15 parameter set which ensures error-free communication of the network nodes F1... F10 with one another. 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. Therefore, a local FlexRay parameter set must be defined for all the communication controllers CC1, CC2 available to the simulation hardware 2. The FlexRay parameters are to be selected such that the simulation of the network nodes F1, F2, F3, F5 simulated thereon on the communication controllers CC1, CC2 reflects 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.
Kritisch dabei sind die hardwareabhängigen Parameter MicroTick und SamplesPerMicroTick, die die zeitliche Bit-Länge einer FlexRay-Nachricht festlegen. Ausgegangen wird dabei von 30 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) vor-35 gegeben bzw. eingestellt, die von allen Netzwerkknoten F1 ... F10 und damit auch von den Kommunikationskontrollem CC1, CC2 einzuhalten ist. Die FlexRay Spezifikation lässt dabei -4- 17-10-2612 E014.1Critical are the hardware-dependent parameters MicroTick and SamplesPerMicroTick, which determine the temporal bit length of a FlexRay message. The hardware clock (or the crystal clock frequency of the hardware clock) of the associated communication controller CC1, CC2 is assumed, 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 given 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 -4- 17-10-2612 E014.1
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AV-3501 AT nur bestimmte 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 5 SamplesPerMicroTick vorgegeben oder einstellbar ist. Bei einer einzustellenden Datenübertragungsrate von 10MBit/s, einer Hardwareclockfrequenz von 80MHz und einer Bitlänge von 8xSamplesPerMicroTick ergibt sich der Parameter SamplesPerMicroTick folglich zu SamplesPerMicroTick=1. Mit SamplesPerMicroTick=2 würde man eine Datenübertragungsrate von 5MBit/s einsteilen und mit SamplesPerMicroTick=4 eine Datenübertragungsrate von 10 2,5MBit/s.AV-3501 AT only certain 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 transmission rate is maintained, whereby it should be noted that the bit length is specified or adjustable as an integer multiple of the parameter 5 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 SamplesPerMicroTick = 2 one would set a data transfer rate of 5MBit / s and with SamplesPerMicroTick = 4 a data transfer rate of 10 2.5MBit / s.
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 15 aber eine sichere und zuverlässige Restbus-Simulation des FlexRay Kommunikationsnetzwerkes ermöglicht. Dabei kann man zwischen verschiedenen Parametern unterscheiden:The starting point for the preferred definition of the remaining required FlexRay parameters of the communication controllers CC1, CC2 are the parameters of the associated network nodes F1, F2, F3, F5 to be simulated. It should be noted that these parameters can also be configured differently for the residual bus simulation, but the subsequent configuration 15 enables a safe and reliable residual bus simulation of the FlexRay communication network. Here one can distinguish between different parameters:
Parameter für den sicheren Hochstart des FlexRay Kommunikationsnetzwerkes 1: Hier gilt es eine Kombination der einzelnen Parameter zu wählen, damit ein sicherer Hochstart des Netzwerkes gewährleistet wird. Dies betrifft insbesondere die Parameter AllowPassiveTo 20 Active, AcceptedStartupRange, WakeupPattern, KeySIotld, KeySIotUsedForStartup, KeySlotUsedForSync und SingleSlotEnabled.Parameters for the safe startup of the FlexRay communication network 1: Here, a combination of the individual parameters must be selected so that a secure startup of the network is ensured. This is especially true for the AllowPassiveTo 20 Active, AcceptedStartupRange, WakeupPattern, KeySIotld, KeySIotUsedForStartup, KeySlotUsedForSync, and SingleSlotEnabled parameters.
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 verfüg-25 bar 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 maintaining the function of the FlexRay communication network 1: All temporally relevant parameters of the FlexRay communication controllers CC1, CC2 are to be designed so that the greatest possible time margins on the network are available to prevent collisions on the bus and as fault-tolerant as possible about the bus to configure. This affects the FlexRay parameters HaltDueToClock, ClusterDriftDamping, DelayCompensation, LatestTx, OffsetCorrectionOut and RateCorrectionOut.
Der Parameter DelayCompensation ist abhängig von der verwendeten Netzwerktopologie.The DelayCompensation parameter depends on the network topology used.
Bei örtlich verteilten Netzwerken mit größerer Leitungslänge zwischen den Netzwerkknoten 30 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 35 abgeschätzt. Weit entfernte Knoten können so ihre Datenframes etwas früher wegschicken -5-For locally distributed networks of longer line length between the network nodes 30 is 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 their data frames a little earlier -5-
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10 2012/50457 AV-3501 AT 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: 5 DelayCompensation =-—- vp · MicroTick10 2012/50457 AV-3501 AT 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: 5 DelayCompensation = --- vp · MicroTick
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, MicroInitialOffset, MacrolnitialOffset, MaxDrift, DecodingCorrection und Lis-io tenTimeout. 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. 15 Die FlexRay Parameter eines Kommunikationskontrollers CC1, CC2 könnten erfindungsgemäß wie folgt gesetzt werden, um eine Restbussimulation zu ermöglichen: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 can not be freely selected. These include MicroPerCycle, MicroInitialOffset, MacrolnitialOffset, MaxDrift, DecodingCorrection, and Lis-io tenTimeout. 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. 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:
FlexRay Parameter auf Kommunikationskontroller Vorschrift zur Bildung aus den Parametern der einzelnen Netzwerkknoten MicroPerCycle Berechnungsvorschrift FlexRay Spezifikation AllowHaltDueToClock UND Verknüpfung (boolsche Variable) AI lowPassiveT oActive Minimum ClusterDriftDamping Maximum DecodingCorrection Berechnungsvorschrift FlexRay Spezifikation DelayCompensation T opologieabhängig MacrolnitialOffset Berechnungsvorschrift FlexRay Spezifikation MicrolnitialOffset Berechnungsvorschrift FlexRay Spezifikation MaxDrift Berechnungsvorschrift FlexRay Spezifikation LatestTX Maximum OffsetCorrectionOut Maximum RateCorrectionOut Maximum AcceptedStartupRange Maximum WakeupPattem Maximum KeySIotld Übernehmen von einem beliebigen Knoten mit ge- -6- M&asisFlexRay Parameters on communication controllers Requirement for the formation of the parameters of the individual network nodes MicroPerCycle Calculation specification FlexRay Specification AllowHaltDueToClock AND Linkage (boolean variable) AI lowPassiveT oActive Minimum ClusterDriftDamping Maximum DecodingCorrection Calculation specification FlexRay Specification DelayCompensation T opioid dependent MacrolnitialOffset Calculation rule FlexRay specification MicrolnitialOffset Calculation rule FlexRay specification MaxDrift Calculation rule FlexRay specification LatestTX Maximum OffsetCorrectionOut Maximum RateCorrectionOut Maximum AcceptedStartupRange Maximum WakeupPattem Maximum KeySIotld Accept from any node with a -6- M & asis
Printed: 18-10-2012 E014.1Printed: 18-10-2012 E014.1
10 2012/50457 AV-35Q1 AT setztem Flag „KeySIotUsedForStartup“ KeySIotUsedForStartup ODER Verknüpfung (boolsche Variable) KeySIotUsedForSync ODER Verknüpfung (boolsche Variable) ListenTimeout Berechnungsvorschrift FlexRay Spezifikation SingleSlotEnabled UND Verknüpfung (boolsche Variable)10 2012/50457 AV-35Q1 AT flag "KeySIotUsedForStartup" KeySIotUsedForStartup OR link (boolean variable) KeySIotUsedForSync OR link (boolean variable) ListenTimeout calculation rule FlexRay specification SingleSlotEnabled AND link (boolean variable)
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