CN101536414A - 用于操作通信消息的装置和方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及用于在一种通信系统(1)中控制通信消息的一种装置(10)。该通信系统(1)包括一个数据总线(2)以及其上所连接的多个节点(3、4；4′、4″、4″′)以及用于在消息帧中在固定地预定的通信周期(n、n+1、n+2、…)传输消息的工具。要操作的消息被指定给该通信系统(1)的至少一个节点(4；4′、4″、4″′)。该装置(10)在该数据总线(2)中设置于所述要控制的消息被指定的所述至少一个节点(4；4′、4″、4″′)与该通信系统(1)的其他节点(3)之间。该装置(10)具有用于对消息在到达所述至少一个节点(4；4′、4″、4″′)之前进行拦截的工具(12)、用于控制所拦截消息的工具(11)以及用于把经操作的消息发送到所述至少一个节点(4；4′、4″、4″′)的工具(13)。
Description
现有技术
本发明涉及用于在一种通信系统中操作通信消息的装置和方法。该通信系统包括数据总线和其上所连接的多个节点。另外该通信系统还具有用于在固定地预定的通信周期在消息帧中传输消息的工具。所述要控制的消息被指定给该通信系统的至少一个节点。
本发明还涉及一种通信系统，其中该通信系统包括数据总线以及其上所连接的多个网络节点。此外该通信系统还具有用于在固定地预定的通信周期在消息帧中通过该数据总线在节点之间传输通信消息的工具。
借助通信系统以及比如以数据总线形式的通信连接的控制设备、传感器和执行器的联网，在最近几年中尤其在机动车领域、但还在机械制造以及首先在工具机领域以及在自动化中已迅速增加。通过在通信系统中把多个用户或节点连接到一个数据总线上，可以通过把功能分布到多个节点上实现协同效应。在这种背景中也称为分布式系统。
在这种通信系统的不同用户之间的通信通过数据总线来进行。在该总线系统上的通信、访问机制和接收机制、以及错误处理通过数据传输协议或通信协议来调控。在现有技术中所公开的、规定在固定地预定的通信周期在消息帧中消息传输的协议比如是FlexRay协议。FlexRay是一种快速的、确定性的并且容错的总线系统，尤其针对在机动车中的应用。该FlexRay协议按照时分多路访问(TDMA)原理来工作，其中给用户或要传输的消息分配了固定的时隙，在这些时隙中它们专有地访问该数据总线。这些时隙在此以一个固定地预定的通信周期来重复，使得消息通过该数据总线而被传输的时间点可以精确地被预测，并从而确定性地进行总线访问。
为了最佳地利用该数据总线上传输消息用的带宽，FlexRay把通信周期划分为静态的和动态的部分。所述固定的时隙在此位于通信周期开头的静态部分中。在动态部分中动态地预定时隙的大小。其中所述专有的总线访问分别仅仅在一个短的时间内、在至少一个所谓微时隙的持续时间内来实现。仅当在一个微时隙内进行总线访问时，该时隙才被延长所需的时间。从而仅仅当带宽对于信息的传输也是实际所需的时，那么所述带宽才被消耗。通过通信周期的动态部分，在FlexRay中尽管其确定性的特征也实现了受事件控制的消息传输。
在FlexRay中规定了用于数据传输的两个独立的通道。在此FlexRay通过每个通道一个或两个物理分隔的线路以分别最大10M比特/秒的数据速率来通信。显然FlexRay也可以以较低的数据速率来运行。所述两个通道的线路在此对应于尤其是所谓OSI(Open System Architecture，开放系统构架)层模型的物理层。可以使用这两个通道以冗余地并从而容错地传输消息，其中则同时地通过两个通道传输相同的数据。或者也可以通过这两个通道传输不同的消息，由此在该FlexRay通信系统中的数据速率则可以加倍。也可以考虑，通过该连接线路所传输的信号由通过这两个线路所传输的信号之差来获得。最后也可以仅仅使用一个通道来用于数据传输，其中另一通道则不被使用并且是空闲的。当前典型的FlexRay应用或者单通道地或者双通道冗余地构造。该物理层如此构造，使得其实现了信号通过线路的电气、或者光学传输或者实现了在其他路径上的传输。
为了在该通信系统中实现同步的功能以及通过在两个消息之间的尽可能小的间隔(空闲时间)来优化带宽，节点在该通信网络中需要共同的时基、所谓的全球时间。为了使节点的本地时钟同步，同步消息在周期的静态部分中被传输，其中借助与FlexRay规范相应的特定的算法来校正用户的本地时钟时间，使得所有的本地时钟与全球时钟同步地运行。
FlexRay用户或FlexRay节点包含有处理器、通信控制器以及在实现总线监控的情况下的所谓总线监护器(Guardian)。在此，该处理器提供并处理通过该通信控制器被接收或传输的数据。此外，FlexRay用户还包括用于访问该物理层的总线驱动器。为了在FlexRay网络中进行通信，消息可以利用比如多至254个数据字节来配置。
当前不可能的是，在一个确定性的通信系统中针对该通信系统的特定的节点对在消息帧中所传输的消息或消息的有用数据任意地进行操作。对消息或其中所包含的有用数据的操作可能比如关于通信系统的规划、设计和试运行是有意义的。在此可以通过对系统的确定节点的消息或其中所包含有用数据的操作，来确定或检验所述节点或该通信系统如何对该操作进行反应、和/或该节点或该通信系统是否以所期待的方式来进行反应。
当前对确定性通信系统中所传输的消息的控制仅仅在比特层面上进行。这种操作作为该通信系统的负荷试验来设计。然而在此没有改变真正的有用数据，而是仅仅改变在所谓报头中的或者在消息帧的所谓报尾中的特定比特。对所传输消息或者对消息中所包含的有用数据的进一步的操作当前没有被实践，并且当前也没有被实现。对消息帧中有用数据的操作完全通过节点的硬件和/或软件的改变来实现。然而，通过对节点的测试目的的这种控制，所测试的通信系统不再相应于在实际中最终所应用的通信系统(节点上没有改变)，并且测试结果对于该通信系统的真正实际应用是没有说服力的。
本发明的公开
从所述的现有技术出发，本发明所基于的任务是，以尽可能简单的方式在一种确定性的通信系统中实现对消息或对其中所包含的有用数据的操作，而不需要为此改变该通信系统的任何节点上的硬件和/或软件。
为了解决该任务，从所公开的现有技术出发，推荐了用于在一种通信系统中操作通信消息的、具有权利要求1的特征的装置。尤其推荐了作为一种通信系统的组成部分的装置，其中该通信系统具有数据总线和其上所连接的多个节点。在该通信系统中，消息在消息帧中在固定地预定的通信周期被传输。要操作的消息被指定给该通信系统的至少一个节点。该装置连接到在所述要操作的消息所指定的所述至少一个节点与该通信系统的其他节点之间的数据总线中。该装置具有用于对被指定给所述至少一个节点的消息在到达所述至少一个节点之前进行拦截的工具、用于操作被拦截的消息的工具以及用于把被操作的消息发送到所述至少一个节点的工具。
根据本发明，从而在确定的消息帧中不是传输最初的原始消息，而是传输操作的消息，其中在所述消息帧中为该通信系统的至少一个确定的节点传输消息，其中所述确定的节点应该收到经操作的消息。消息的操作通过在该数据总线中所设置的装置来进行，该装置对所传输的原始消息在到达这些消息所指定的节点之前进行拦截和操作，并然后把经操作的消息转发到所述原始消息最初所指定的节点。这样以简单的方式实现了对消息或其中所包含的有用数据的操作，而不需要在该通信系统的任何节点上的硬件和/或软件上的改变。本发明的装置出于测试目的简单地在所期望的位置上被引入到该数据总线中，并稍后为了串行运行而又从该数据总线去除。此外不进行在该通信系统上的改变。其前提是，在该通信系统的测试运行中所获得的认知也可以真正应用于实际所实现的通信系统，并对于实际的应用是有说服力的。
优选地在消息帧之间的空闲时间(所谓的信道空闲时间)期间该装置的合适的开关元件如此被切换，使得在接着的消息帧中不是原始消息、而是经操作的消息被传输到该测试节点。如果经操作的数据取绝对的/恒定的值，那么关于在时隙上的分配在时间上就不存在限制，也即还可以在相同的时隙中传输经操作的消息，如同传输原始消息一样。当然，如果应当操作时间上变化的信号，那么必须由相应在前的消息的原始值、也即由在前时隙的相应消息来计算经操作的值，这是适用的。其原因是，当前的信号值由该装置首先在时隙中被读入，在该时隙中经操作的信号由该装置发送到该或者这些测试节点。经操作的消息从而可以在该或者这些测试节点上首先相对于实际的原始消息以一定的延迟被接收。该延迟对应于该信号重复速率(消息的重复速率)，尤其对应于一个或多个通信周期。但是，如同信号重复速率相对于所关注的信号变化速率是足够大的一样，所述延迟是如此长，而不影响该通信系统的按规定的工作。对于机械系统的大部分，这并不意味着限制，因为这些机械系统具有这样一种惯性，即消息的重复速率通常相对于信号变化速度是足够大的。
附图的简述
下面借助附图来详细解释本发明，其中：
图1示出了根据第一优选实施方案的具有本发明装置的一种根据本发明的通信系统；
图2示出了图1的通信系统的电路图；
图3示出了根据一个第二优选实施方案的具有本发明装置的一种根据本发明的通信系统；
图4示出了图3的通信系统的一个电路图；
图5示出了根据一个第三优选实施方案的具有本发明装置的一种根据本发明的通信系统；以及
图6示出了在根据图1、3或5的通信系统中通信周期的一个示例过程。
本发明的实施方案
在图1中一种根据本发明的通信系统在其整体上利用符号1来表示，其中该通信系统在本实施例中被构造为FlexRay通信系统。下面本发明借助FlexRay通信系统来详细解释，其在此仅仅在该通信系统的特征不是本发明的前提的范围内作为限定地来考虑。如果在另一通信系统中也存在该前提，那么本发明也可以应用于这样的通信系统。从而本发明通常可应用于通信领域中的总线系统，尤其应用于如下这种通信系统，其中要传输的信息在消息帧中确定性地(在给定的时间点)通过该通信系统被传输。
该通信系统1包括数据总线2和其上连接的也被称作节点的多个通信用户3、4。该数据总线2包括两个通道ChA、ChB以及针对这些通道中的每一个通道的两个线路BP(Bus-Plus，总线正)、BM(Bus-Minus，总线负)。该数据总线2和该节点3、4在所述的实施例中全部设置于机动车5中。显然该数据总线2和节点3、4也可以设置于工具领域的配置中、比如工具机中，或者自动化技术的配置中。用户3、4是用于控制和/或调节机动车5的确定功能的控制设备。在此，它可以是防抱死系统、防打滑调节或行驶动力系统用的电机或传动装置的控制设备，或者是用于在机动车中实现任意一种舒适性功能(座椅调节、车内空调等)的控制设备。控制设备3、4通过该FlexRay数据总线2相互交换信息。这些信息在该FlexRay通信系统1中在消息帧中在预定的通信周期被传输。该FlexRay协议按照时分多路访问(TDMA)的原理来工作，其中给节点3、4或在消息帧中所传输的消息分配固定的时隙，在这些时隙中所述节点对该数据总线2进行专有的访问。这些时隙在此以确定的周期来重复，其中该周期通常对应于该通信周期。但也可以想到将时隙的重复周期对应于两个、三个或更多个通信周期。在其间的通信周期中，可以在所述相应的消息帧中传输另外的消息或另外的节点3、4的消息。这也被称作该通信系统1的多路运行。从而通过该数据总线2来传输一个消息的时间点可以精确地被预测，从而确定性地进行总线访问。
在规划和设计新的通信系统1之后，其必须首先在不同的运行状态对其功能进行测试。在此给几个或全部的节点3、4先后或单独地或成组地提供有目的地操作的消息。消息的所述操作包括任意地改变尤其该消息的有用数据，比如改变状态值、校验和值、偏移值、偏移斜坡、敏感性值、变比值(Skalierungswerten)等。通过操作消息或其中所包含的有用数据，可以出于测试目的而模拟该节点3、4的、该数据总线2的和/或整个通信系统1的运行状态。在本实施例中，该节点3完全正常地运行，并且仅仅测试该节点4。该节点4因此也被称作被测装置(DeviceUnder Test，DUT)。该DUT4的细节在图2中示出。因此该DUT4包括一个通信控制器(CC)22、以及针对数据总线2的每个通道ChA、ChB的总线驱动器(BD)23。
为了能够简单地给要测试的节点4提供经操作的消息，尤其不需要改变和/或扩展该通信系统1的节点4或其他节点3的硬件和/或软件，根据本发明，推荐采用一种特殊的装置，该装置在图1中在其整体上利用符号10来表示。该装置10如此在位置6上被引入到该数据总线2中，其中在该位置6处该数据总线2被断开，使得该装置10把正常运行的节点3与要测试的节点4相分离。为了在要操作的FlexRay组(FlexRay-Cluster)4(包括一个或多个要测试的节点)与其他的FlexRay总线2、3之间的数据总线2断开，比如可以采用中间盒(Zwischenbox)或脱耦盒7。然后也可以通过所述盒(Box)7把该操作装置10与被断开的数据总线2相连接。
作为该装置10的基础可以使用一种设备，该设备提供了一种网关功能FlexRay/FlexRay，并且是可编程的。为此该装置10支配有一个可编程的网关14。该网关具有一个网关控制器11以及两个分离的节点12、13，在本实施例中是两个分离的FlexRay节点。该网关控制器11通过所述两个FlexRay接口12、13在该断开位置6的两侧连接到该数据总线2上。该装置10的节点12、13可以通过一个处理器或者通过多个相互通信的处理器通过软件而被操控。也可以借助个人计算机(PC)或者借助支配有至该通信系统1的合适接口的所谓嵌入式控制器来实现网关功能，使得拥有该通信系统1的至少两个独立的节点。
此外，根据本发明的操作装置10还拥有一个附加硬件15，其中该附加硬件15在本实施例中包含有每个FlexRay线路BP、BM两个的快速模拟多路器。该模拟多路器16、17的连接可以具体参见图2。在此不仅示出了两个通道ChA、ChB，而且示出了该通信系统1的每个通道的两个线路PB、BM。该多路器16、17必须是足够快的，从而其能够在两个消息帧之间的空闲时间(所谓的通道空闲时间)中在相应的消息帧之前或之后进行切换，而不干扰该数据总线2。借助图2还可以看出，该装置10的可编程网关14的两个FlexRay节点12、13分别具有针对每个通道ChA、ChB的通信控制器(CC)19和总线驱动器(BD)18。另外如图2具体所能看出的，每个开关16、17都包括两个模拟多路器(2 x 2:1)。在图1和2的实施例中，该开关16用于在不对消息进行操作的情况下、也即在直接通过该装置10来穿接该原始消息的情况下防止端接网络(Terminierungs-Netzwerk)21不承载其余的FlexRay网络1。该端接网络21取决于该操作装置10被中间接入的网络拓扑。因此建议与该多路器16、17的切换无关地、比如通过软件来控制该端接21的接通或断开。此外该端接网络21必须如此被“预负荷(vorgespannt)”，使得该物理数据总线2因此尽可能少地被干扰。为此可能还需要该主FlexRay组2、3的额外布线。
虽然相应的总线驱动器(BD)18在相应的时隙被激活或被去激活以发送经操作的消息，该多路器16、17也还是必须精确地被激活或被去激活。如果该多路器16、17的相应的控制信号不必借助(硬件)逻辑来生成，那么它通常存在于硬件中。但是只要该FlexRay通信控制器(CC)19和该FlexRay总线驱动器18以分离的组件来布置，那么该控制信号通常可以在控制器19与驱动器18之间直接提取。在所示的实施例中，提取了该信号TxEN作为对于多路器16、17的控制信号，其中该信号由该装置10的进行发送的节点13的通信控制器19传输到针对两个通道ChA、ChB的相应总线驱动器18。该控制信号TxEN通过线路20被输送到该开关16、17的相应开关输入SW。
如果该通信系统1或相应的通信协议在该节点12、13中(以及还在节点3、4中)设置有总线监控、所谓的总线监护器BG，那么用于切换开关元件16、17的控制信号如此来生成，使得经操作的消息或原始消息(该消息通过该装置10而被穿接(hindurchgeschleift))的发送不与该总线监护器发生冲突。
出于操作目的的选择性切换(该装置10的激活/去激活)的所述原理可以通过采用多个多路器/开关16、17或所谓的交叉点开关(Crosspoint-Switch)如下地被扩展，使得能够在两个方向上对消息或消息内容进行操作。由此可以实施该系统1的尤其广泛的、灵活并接近现实的测试运行。
在该可编程网关14中，作为软件可以使用支持该通信系统1的接口在所述实施例中即FlexRay接口12、13并且是相应可编程的每种计算机程序。这其一可以是自己编写的专有软件。但也可以是在市场上可自由获得的标准软件，诸如比如斯图加特Ingersheimer街24号、70499的Vector Informatik有限公司的CANalyzer或CANoe，或者其他提供商的相应软件，如例如DeComSys。尤其优选使用的是可以把Fibex文件用作输入的软件。该现场总线交换格式(FIBEX)提供了对网络的一种标准化描述。在Fibex文件中尤其包含有关于网络拓扑以及关于在网络中的信息传输中的时间特性的信息。该Fibex文件尤其包含有关于以下的信息，即哪个节点在哪个时隙中与另外哪个节点相通信、周期时长、该通信控制器的设置信息、所传输的数据的物理单位等。该Fibex文件还包含有关于以下的信息，即哪个节点何时发送同步帧(所谓的Sync-Frames)。该Fibex文件通常以XML(Extensible Markup Language，可扩展标记语言)格式，并从而能够尤其容易地被处理和编辑。XML是用于在万维网或内联网中建立结构化文档的元语言和准标准。
不必为了实现本发明而改变Fibex文件。然而，在图1和2所示的实施例中，Fibex文件被如此改变，使得该装置10的所述一个FlexRay节点12仅仅读(监控功能)、以及该装置10的所述另一FlexRay节点13在要操作的原始消息帧会被发送的时隙中发送经操作的消息帧或经操作的消息或其中所包含的经操作的数据。通过多路器16、17的切换，其中多路器能够在没有其他逻辑的情况下随着该总线驱动器18的开断同时地被切换，然后不是把该原始消息而是把经操作的消息发送到要测试的节点4。代替地，在不控制该Fibex文件的情况下也可以基于Fibex文件的信息来初始化该装置10的两个FlexRay节点12、13，使得其能够完成其特定的任务。这意味着，该节点12被初始化，使得它仅仅读并中间存储对于所述操作重要的消息帧的完整消息(原始消息帧)。然后该软件例程访问所存储的消息或其中所包含的数据内容、优选为有用数据内容，其中该软件例程操作这些数据并又组合为消息、经操作的消息。
以经操作的FlexRay消息给该节点13输入数据，从而然后该节点把经操作的帧或消息而不是该原始消息帧或该原始消息发送到要测试的节点4。该FlexRay节点13必须这样被初始化，使得当该原始消息帧的时隙被轮到适合操作的时候，那么该节点13才作为发送机被激活。从而，虽然这些对于所述操作重要的消息帧的原始发送节点3随着这些帧的发送而被轮到，而该节点13总是处于发送序列中。可以从该Fibex文件来获知以下的信息，即哪个节点3何时随着发送而处于该序列中。
通过在经操作的消息被传输的时隙之外把所有参与的网络节点3、4相互连接，该网络的或者单个部件3、4的本地时钟与全球时间的持续同步不受影响。该操作装置10甚至可以通过初始化而承担或能够承担发送原始消息的节点3的任务，使得进行发送的节点13的通信控制器CC19把消息帧然后在相应的时隙中作为同步帧来发送。这单独通过软件来决定，所述软件通过Fibex文件来提供所有与此有关的信息。
在图3和4中所示的另一实施例与图1和2的第一实施例不同之处尤其在于，每个FlexRay线路仅还需要一个多路器通道。因此在图3中的本发明的操作装置10中也仅示出了一个开关17；开关16被省略。与此相应，在图4中的具体电路也仅仅还示出了所述一个开关17，其中该开关17包含两个模拟多路器，每个通道ChA、ChB一个。开关17的单个多路器按照图4的电路来连接。用于控制该多路器的信号等同于信号TxEN(发送允许)，其中该信号TxEN由该通信控制器19发送到该进行发送的节点13的总线驱动器18。该开关17的多路器的控制信号TxEN通过该线路20而施加到该多路器的开关信号输入SW上。该开关17的多路器从而在没有其他逻辑的情况下随该总线驱动器18的开断同时地被切换，使得把经操作的消息而不是该原始消息发送到要测试的设备4。
在图5中示出了本发明的另一实施例。与图1至4的实施例的基本区别在于，根据本发明的操作装置10不仅可以用于给唯一一个要测试的节点4提供经操作的消息，而且可以用于给所谓子组(Sub-Cluster)的多个要测试的节点4`、4``、4```提供。在该操作装置10中必须存在以下的信息，即该装置10应该拦截并操作被指定给哪个节点4`、4``、4```的消息。针对节点4`的经操作的消息在相应通信周期的为之而规定的时隙中由该装置10的节点13来发送。被指定给其他要测试节点4``和4```的、经操作的消息在相应的、被分配给原始消息或被分配给要测试的节点4``、4```的时隙和通信周期中被传输到这些节点。从在该数据总线2上所传输的许多消息帧或消息中，根据本发明的操作装置10从而可以有目的地选出被指定给该子组的节点4`、4``、4```之一的那些消息，按照规定操作所拦截的消息或其内容，并把经操作的消息发送到该子组的相应要测试的节点4`、4``、4```。
根据本发明的方法的过程在下文中借助图6来详细解释。图6示出了该FlexRay通信系统1中的多个彼此相继的重复周期m、m+1。每个重复周期m、m+1被划分为多个通信周期n、n+1、...。在每个周期n、n+1、...中周期计数器(Cycle Counter)都被增加1。该周期计数器优选地从0到63来运行，然后再次从0开始。代替地，该周期计数器也可以从63下降计数到0，然后再次从63开始。一个重复周期分别对应于该周期计数器从0到63或从63到0的一个过程。显然，除了开始值或结束值63之外也可以选择另外任意一个>0的值。每个周期n、n+1、...又被划分为多个时隙，其中在图6中比如标出了时隙x。一个周期的每个时隙被分配给该通信系统1的确定的节点3、4和/或确定的消息。在图6所示的例子中，通过仅仅在每第二个周期n、n+2、n+4、...中包含时隙x来实施一种多路技术。在其间的周期n+1、n+3、n+5、...中，相应的时隙可以由另外的节点3、4用于传输另一消息或用于传输多个消息。
在图6中上面的过程图示出了最初的、未被操作的网络1的FlexRay消息。在下面的过程图中示出了FlexRay消息，如到达该或这些要测试的节点4的FlexRay消息。在该第二过程图下面示出了时隙x的放大。该时隙x的一种粗略划分包括首先一个通道空闲时间33、接着是真正的FlexRay消息帧(Frame)32、以及一个比特通道空闲分隔符(CID)、接着是另一通道空闲时间33。该FlexRay消息帧32被划分为报头、有效载荷(有用数据)和报尾。一个消息的要操作的信息包括存储在该FlexRay消息帧32中的信息，优选的是有用数据。在图6中通过箭头30表明了在该通道空闲时间33期间该装置10的通信控制器19随着该总线驱动器18的激活/去激活而同时地对开关16、17的模拟多路器进行开关的时间点，也即激活或去激活消息的所述操作的时间点。
在开始通信时，该通信系统1的所有节点3、4都相互连接(该分隔位置6不存在)。由此如同在常规的通信系统1中一样，完全正常地执行该通信系统1的初始化以及所有节点3、4的同步。如果要操作的消息首次被发送(在重复周期m中的周期n)，那么该消息没有变化地被转发到要测试的设备4。从而，在那里在该第一周期n处提供原始消息。这必须由该操作装置10的软件或该可编程网关14的软件来保证。同时所述原始被转发的消息在该装置10中被中间存储、操作(功能块31)，并在该时隙x下次又被轮到的下一周期n+2中被写入到该装置10的进行发送的节点13的通信控制器19中。这从而意味着，在周期n+2中所述在该周期中被传输的原始消息由该装置10拦截。不是在该周期n+2中被拦截的原始消息，而是在时隙x最近一次被轮到了的在前周期n中的、经操作的消息被发送到该或者这些要测试的节点4；4`、4``、4```。如果按照消息传输时间表(Schedule)轮到要操作的消息的时隙x，那么该控制装置10的进行发送的节点13的通信控制器19就针对一个发送消息而控制该总线驱动器18。同时利用该信号来切换该开关17和-如果存在的话-16的多路器，并由此把经操作的消息在该时隙x中施加到至要控制的节点4或子组4`、4``、4```的FlexRay总线2上。
一旦所述操作31被去激活，那么该可编程网关14的软件就停止在要控制的时隙x中发送消息帧。由此多路器16、17也被切换，并且原始消息帧或原始消息被转发到该测试节点4或该子组4`、4``、4```。
显然，对于本发明的控制装置10的可编程网关14的操作软件，该消息的结构必须是已知的，从而该原始消息的要操作的值也能够以所期望的方式被操作，并然后经操作的消息能够被生成。此外，还必须通过该装置10来递增-只要存在-比如消息号，并重新计算必要的校验和。该信息在必要时还必须被存储在经操作的消息中。重要的是，操作装置10对于要测试的节点4；4`、4``、4```不可见地拦截被指定给其的消息，以预定的方式对其进行操作，并又将其组合为与通信系统1中所使用的协议规范相应的、所操作的消息。对于整个通信系统1，根据本发明的操作装置10的使用实际是不可见的，在任何情况下都不允许该装置10简单地在该消息中清除对于正确通信所必要的信息，和/或生成能够导致该通信系统1的错误的错误消息。要测试的节点4如同之前一样完全正常地获得被指定给它的消息，当然具有被操作的内容，并且视时隙x的重复速率而定地延迟了一个或多个周期n、n+1......。然而只要时隙x的重复速率相对于所操作信号的所关注的信号变化速率是足够大的，那么这种延迟通常对于要测试的节点4是无关紧要的。
Claims (14)
1.一种用于在通信系统(1)中操作通信消息的装置(10)，该通信系统包括数据总线(2)以及其上所连接的多个节点(3、4；4`、4``、4```)，其中该通信系统(1)具有用于在消息帧(32)中在固定地预定的通信周期(n、n+1、n+2、...)传输消息的工具，这些要操作的消息被指定给该通信系统(1)的至少一个节点(4；4`、4``、4```)，并且该装置(10)设置于该数据总线(2)中在所述要操作的消息被指定给的所述至少一个节点(4；4`、4``、4```)与该通信系统(1)的其余节点(3)之间，其中该装置(10)具有用于对所述消息在到达所述至少一个节点(4；4`、4``、4```)之前进行拦截的工具(12)、用于操作所拦截的消息的工具(11)以及用于把经操作的消息发送到所述至少一个节点(4；4`、4``、4```)的工具(13)。
2.根据权利要求1所述的装置(10)，其特征在于，该装置(10)可以有目的地被激活或去激活，其中它在被去激活的状态中让被指定给通过该装置(10)而与该数据总线相分隔的所述至少一个节点(4；4`、4``、4```)的消息不加操作地通过。
3.根据权利要求2所述的装置(10)，其特征在于，在所述消息帧(32)之间设置有空闲时间(33)，在这些空闲时间中不传输通信消息，并且该装置(10)具有开关装置(16、17)，所述开关装置(16、17)用于激活或去激活用于在所述空闲时间(33)期间操作这些消息的工具(11)。
4.根据权利要求2或3所述的装置(10)，其特征在于，该装置(10)拥有以下的信息，所述信息涉及该通信系统(1)的构造以及时间特性、尤其涉及通过该数据总线(2)的消息传输，并且该装置(10)促使用于根据与该通信系统(1)有关的信息来操作这些消息的工具(11)激活或去激活。
5.根据权利要求4所述的装置(10)，其特征在于，这些与该通信系统(1)有关的信息以Fibex文件的形式存在。
6.根据权利要求1至5之一所述的装置(10)，其特征在于，该装置(10)包含两个网络节点(12、13)，其中所述两个节点之一(12)是一个单纯的读节点，该读节点读被指定给通过该装置(10)而与该数据总线(2)相分隔的所述至少一个节点(4；4`、4``、4```)的消息，并将其转发到用于操作这些消息的工具(11)，另一节点(13)是一个单纯的写节点，该写节点把经操作的消息发送到通过该装置(10)而与该数据总线(2)相分隔的所述至少一个节点(4；4`、4``、4```)。
7.根据权利要求6所述的装置(10)，其特征在于，该写节点(13)把经操作的消息在接着的通信周期(n、n+1、n+2、...)的、与所接收消息的消息帧(32)相对应的消息帧(32)中进行传输。
8.根据权利要求7所述的装置(10)，其特征在于，该写节点(13)把经操作的消息在接着的通信周期(n+2、n+4、...)的、与相应的所接收消息的消息帧(32)相对应的消息帧(32)中进行传输，其中在所述接着的通信周期(n+2、n+4、...)中所接收消息的消息帧(32)在该消息接收之后的下次被传输。
9.根据权利要求1至8之一所述的装置(10)，其特征在于，该装置(10)具有用于中间存储所接收的消息和/或用于中间存储要发送的经操作的消息的工具。
10.根据权利要求1至9之一所述的装置(10)，其特征在于，所述消息的操作包括在所传输消息中有用数据的操作，尤其是状态值、校验和、偏移值、偏移斜坡、敏感性、变比的任意的值改变。
11.一种包括数据总线(2)以及其上连接的多个网络节点(3、4；4`、4``、4```)的通信系统(1)，其中该通信系统(1)具有用于在所述节点(3、4；4`、4``、4```)之间通过该数据总线(2)在消息帧(32)中在固定地预定的通信周期(n、n+1、n+2、...)传输通信消息的工具，其特征在于，该通信系统(1)包括一种装置(10)，该装置(10)被引入到该数据总线(2)中并且将至少一个节点(4；4`、4``、4```)与该通信系统(1)的其他节点(3)相分隔，该装置(10)具有用于把被指定给通过该装置(10)而与其他节点(3)相分隔的至少一个节点(4；4`、4``、4```)的消息在到达所述至少一个节点(4；4`、4``、4```)之前进行拦截的工具(12)、用于操作所拦截消息的工具(11)以及用于把经操作的消息发送到所述至少一个节点(4；4`、4``、4```)的工具(13)。
12.根据权利要求11所述的通信系统(1)，其特征在于，该通信系统(1)被构造为FlexRay通信系统。
13.根据权利要求11或12所述的通信系统(1)，其特征在于，该装置(10)按照权利要求2至10之一来构造。
14.一种用于在通信系统(1)中操作通信消息的方法，其中该通信系统(1)包括数据总线(2)以及其上所连接的多个节点(3、4；4`、4``、4```)，其中在该通信系统(1)中这些消息在消息帧(32)中在固定地预定的通信周期(n、n+1、n+2、...)被传输，所述要操作的消息被指定给所述通信系统(1)的至少一个节点(4；4`、4``、4```)，并且所述要操作的消息在到达所述至少一个节点(4；4`、4``、4```)之前通过用于操作该消息的装置(10)被拦截并被操作，并且经操作的消息被传输到所述至少一个节点(4；4`、4``、4```)。
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