CN101536415B - 用于操纵通信消息的设备和方法 - Google Patents

用于操纵通信消息的设备和方法 Download PDF

Info

Publication number
CN101536415B
CN101536415B CN2007800410165A CN200780041016A CN101536415B CN 101536415 B CN101536415 B CN 101536415B CN 2007800410165 A CN2007800410165 A CN 2007800410165A CN 200780041016 A CN200780041016 A CN 200780041016A CN 101536415 B CN101536415 B CN 101536415B
Authority
CN
China
Prior art keywords
communication system
node
message
commanding apparatus
data bus
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN2007800410165A
Other languages
English (en)
Other versions
CN101536415A (zh
Inventor
A·巴耶尔
S·哈恩
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Publication of CN101536415A publication Critical patent/CN101536415A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN101536415B publication Critical patent/CN101536415B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F11/00Error detection; Error correction; Monitoring
    • G06F11/22Detection or location of defective computer hardware by testing during standby operation or during idle time, e.g. start-up testing
    • G06F11/2205Detection or location of defective computer hardware by testing during standby operation or during idle time, e.g. start-up testing using arrangements specific to the hardware being tested
    • G06F11/221Detection or location of defective computer hardware by testing during standby operation or during idle time, e.g. start-up testing using arrangements specific to the hardware being tested to test buses, lines or interfaces, e.g. stuck-at or open line faults
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L12/00Data switching networks
    • H04L12/28Data switching networks characterised by path configuration, e.g. LAN [Local Area Networks] or WAN [Wide Area Networks]
    • H04L12/40Bus networks
    • H04L12/403Bus networks with centralised control, e.g. polling

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Quality & Reliability (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Small-Scale Networks (AREA)

Abstract

本发明涉及一种用于操纵确定性通信系统(1)的运行状态的设备(10),该通信系统(1)包含物理数据总线(2)和多个连接到该物理数据总线(2)的节点(3,4;4’,4”,4”’)。该操纵从所述节点(3,4;4’,4”,4”’)中的至少一个节点的角度进行。该通信系统(1)具有用于在固定地预先给定的通信周期(n,n+1,n+2...)以消息帧(32)传输消息的装置。对运行状态的操纵至少包括对物理数据总线(2)的操纵。该操纵设备(10)被布置在通信系统(1)的从其角度操纵通信系统(1)的运行状态的至少一个节点(4;4’,4”,4”’)与通信系统(1)的剩余节点(3)之间的数据总线(2)中。为了能以尽可能简单的方式实现对通信系统(1)的运行状态的任意操纵,尤其是为了能有针对性地产生物理数据总线(2)中的短路、中断和/或接触不良,为了从通信系统(1)的至少一个节点(4;4’,4”,4”’)的角度模拟被限定的运行状态,而无需为此对通信系统(1)的节点(3,4;4’,4”,4”’)中的任意一个和/或数据总线(2)上的硬件和/或软件进行改变,建议操纵设备(10)具有用于使数据总线(2)短路和/或使数据总线(2)中断的装置。这些装置优选地被构造为开关或者被构造为复用器/解复用器。

Description

用于操纵通信消息的设备和方法
现有技术
本发明涉及一种用于操纵通信系统中的通信消息(Kommunikations-Botschaften)的设备和方法。该通信系统包括数据总线和多个连接到该数据总线的节点。此外,该通信系统具有用于在固定地预先给定的通信周期以消息帧传输消息的装置。要操纵的消息针对该通信系统的至少一个节点被确定。
此外,本发明涉及一种包括数据总线和多个连接到该数据总线的网络节点的通信系统。此外,该通信系统具有用于在固定地预先给定的通信周期通过数据总线以消息帧在节点之间传输通信消息的装置。
近年来,借助通信系统和例如数据总线形式的通信连接对控制器、传感机构和执行机构进行的联网尤其是在汽车领域中、但是也在机械制造中并且在那主要是在机床领域中以及在自动化领域中迅猛增长。通过将多个用户或者节点连接到通信系统中的数据总线,可以通过将功能分布到多个节点上来实现协同效应。在这点上也称为分布式系统。
这种通信系统的不同用户之间的通信通过数据总线进行。总线系统上的通信业务量(Kommunikationsverkehr)、访问机制和接收机制以及误差处理通过数据传输协议或者通信协议来调节。由现有技术公知的规定在固定地预先给定的通信周期以消息帧传输消息的协议例如有FlexRay协议。FlexRay是一种快速的、确定性的和容错的总线系统,尤其用于汽车中。FlexRay协议根据时分多址(TDMA)的原理工作,其中给用户或给要传输的消息分配固定的时隙,在所述时隙中,所述用户或所述要传输的消息具有对数据总线独占性的访问。在此,所述时隙以固定地预先给定的通信周期重复,以致可以准确地预测消息通过数据总线被传输的时刻并且因此确定性地进行总线访问。
为了最佳地利用在数据总线上传输消息的带宽,FlexRay将通信周期划分成静态部分和动态部分。在此,固定时隙位于通信周期开始时的静态部分中。在动态部分,时隙的大小被动态地预先给定。其中,所述独占性的总线访问分别只能在短时间内(在至少所谓的微时隙(Minislot)的持续时间内)进行。只有当总线访问在微时隙内进行时,才将该时隙延长必需的时间。因此也就是,只有当带宽实际上也必需用于传输信息时才消耗该带宽。通过通信周期的动态部分,尽管有确定性的特征,也可能在FlexRay中进行事件控制的消息传输。
在FlexRay中,设置两条单独的通道用于进行数据传输。在此,FlexRay通过每条通道分别具有最高10Mbit/sec的数据速率的一条或两条物理上分离的线路进行通信。FlexRay当然也可以以更低的数据速率运行。在此,所述两个通道的线路对应于物理层,尤其是对应于所谓的OSI(开放式体系结构(Open System Architecture))层模型。可能将所述两个通道用于冗余地并且因此容错地传输消息,其中相同数据接着同时通过两条通道传输。可替换地,也可以通过所述两条通道传输不同的消息,由此FlexRay通信系统中的数据速率会加倍。也可设想,根据通过所述两条线路所传输的信号的差来得出通过连接线传输的信号。最后也可以仅使用一个通道用于进行数据传输,其中另一通道于是为未使用的和空闲的。目前,通常的FlexRay应用被构造为或者是单通道冗余的或者是双通道冗余的。物理层被构造来使得该物理层能够通过所述线路(多条线路)对一个或多个信号进行电传输但是也进行光传输或者在其它路径上进行传输。
为了在该通信系统中实现同步功能以及通过两个消息之间的尽可能小的间隔(空闲时间)来优化带宽,该通信网络中的节点必需共同的时基、即所谓的全局时间。为了对节点的本地时钟进行同步,同步消息在周期的静态部分被传输,其中借助根据FlexRay规范的特定算法,用户的本地时间被校正来使得所有本地时钟与全局时钟同步运行。
FlexRay用户或者FlexRay节点包含处理器、通信控制器,以及如果实现总线监控,则FlexRay用户或者FlexRay节点包含所谓的总线监控器(Bus Guardian)。在此,处理器提供并处理通过通信控制器接收或传输的数据。此外,FlexRay用户包括用于访问物理层的总线驱动器。为了在FlexRay网络中进行通信,可以配置具有例如直至254个数据字节的消息(Botschaft或Nachricht)。
目前还不能在确定性通信系统中从该通信系统的被限定的节点的角度进行该通信系统的有针对性的操纵。这种操纵可以包括对在消息帧中所传输的消息或这些消息的有效数据进行的操纵和/或对物理数据总线进行的操纵(例如短路、中断、接触不良等)。对该通信系统的运行状态进行的操纵能够例如与该通信系统的设计、布局和试运行结合是有意义的。在此,可通过针对通信系统的某些节点的操纵来确定或检查:该节点或该通信系统如何对该操纵作出反应和/或该节点或该通信系统是否以所希望的方式作出反应。从其角度实现该通信系统的运行状态的操纵的节点也被称为被测器件(DUT(Device UnderTest))。
目前,例如对在确定性通信系统中所传输的消息进行的操纵仅在比特层进行。这些操作被构造为针对通信系统的压力测试(Stress-Test)。然而,在此并不改变本来的有效数据,而只改变消息帧的所谓的头部中的或者所谓的尾部中的某些比特。目前不实施对所传输的消息或对在消息中所包含的有效数据的广泛操纵,并且目前也不能实现该广泛操纵。
在现有技术中,必要时利用节点的硬件和/或软件的变化可能对通信系统的运行状态进行操纵。然而,通过这种出于测试目的对节点和/或数据总线的操纵,被测试的通信系统不再对应于在实践中最后采用的通信系统(没有改变节点和数据总线),并且该测试结果对于该通信系统的真正的实践使用不会有说服力。
发明内容
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实现对确定性通信系统的运行状态的任意操纵,尤其是有针对性地实现短路、中断和/或接触不良,以便从该通信系统的某些节点的角度模拟所限定的运行状态,而不必要为此改变该通信系统的节点中的任意节点上的和/或该通信系统的数据总线上的硬件和/或软件。
为了解决该任务,从公知的现有技术出发建议一种具有权利要求1的特征的用于对通信系统的运行状态进行操纵的设备。尤其是建议一种作为具有物理数据总线和多个连接到该物理数据总线的节点的通信系统的部分的操纵设备。对运行状态的操纵从所述节点中的至少一个节点的角度进行,并至少包括对物理数据总线的操纵。在该通信系统中,消息在固定地预先给定的通信周期以消息帧被传输。操纵设备被布置在该通信系统的从其角度操纵该通信系统的运行状态的至少一个节点与该通信系统的剩余节点之间的数据总线中。该设备具有用于使该数据总线短路和/或用于使该数据总线中断的装置。
根据本发明,因此可以通过简单且低成本的方式并且主要是在不必相对以后的成批使用而在硬件方面或者在软件方面改变该通信系统的情况下有针对性地改变该通信系统的运行状态。根据本发明的设备出于测试目的简单地被引入数据总线中的所希望的位置上,并在以后针对连续运行而从该数据总线中再次除去。否则,不改变该通信系统。这是在该通信系统的测试运行中所获得的认知也能真正被转用到实际实现的通信系统上并对于实践使用有说服力的前提条件。为了对通信系统的运行状态进行操纵,用于使数据总线短路和/或中断的装置由控制设备(例如微控制器)控制或者通过外部信号以适当方式来控制。根据控制,所述装置接着隔开数据总线,将该数据总线通过被限定的电阻短路或者模拟接触不良。这可能同步于或者异步于通过该数据总线进行的消息传输。从所述至少一个节点(所谓的DUT)的角度来看,根据所执行的操纵的类型,在该数据总线中存在短路、中断、接触不良等等。在操纵期间可以有针对性地检验,所述至少一个节点(DUT)是否以所希望的方式对被改变的运行状态作出反应,或所述至少一个节点(DUT)如何作出反应。由此可以特别简单且安全地、尤其是非常接近现实地和全面地执行对该通信系统的设计、布局和试运行。以这种方式可以实现一种在不同运行状态下特别安全和可靠地工作的通信系统。
建议用于使物理数据总线短路和/或用于使物理数据总线中断的装置包括开关元件,该开关元件优选地被构造为单路开关或者多路开关。多路开关也被称为复用器/解复用器。多路开关将多个输入端和/或多个输出端与一个或多个输出端或输入端相连接。该开关元件可以用半导体技术来实现,并且例如被构造为CMOS构件。
根据本发明的有利的改进方案,在某些消息帧(其中传输用于应得到操纵过的消息的通信系统的至少一个被限定节点的消息)中传输操纵过的消息,而不是最初的原始消息。所述对消息的操纵通过被布置在数据总线中的操纵设备进行,该操纵设备在到达被传输的原始消息针对其被确定的节点之前截取、操纵所述被传输的原始消息,并且接着将操纵过的消息转交给所述原始消息最初针对其被确定的节点。通过这种方式,除了对物理数据总线进行操纵以外,也可能以简单的方式对消息或包含在其中的有效数据进行操纵,而不需要改变该通信系统的节点中的任意节点上的硬件和/或软件。
优选地,在消息帧之间的空闲时间(所谓的通道空闲时间CIT(Channel Idle Time))期间对所述设备的适当的开关元件进行转换来使得在随后的消息帧中将操纵过的消息而不是将原始消息传输到测试节点。如果操纵过的数据采用绝对值/恒定值,则在时间上在对于所述时隙进行分配方面不存在限制,也就是操纵过的消息还可以在与传输原始消息的时隙相同的时隙内被传输。然而,如果应对在时间上变化的信号进行操纵,则适用:必须根据相对应的在前消息的原始值、即根据在前时隙的相对应消息计算操纵过的值。对此的原因在于:当前信号值由该设备首先在该设备向一个或多个测试节点发送操纵过的信号的时隙中被读入。因此,操纵过的消息可在所述一个或多个测试节点而相对于本来的原始消息有一定延迟地被接收。该延迟对应于信号重复率(消息的重复率),尤其是对应于一个或多个通信周期。但是,在对该通信系统的按规定的功能没有影响的情况下,这种延迟如该信号重复率相对于感兴趣的信号变化速度来说足够大的那样长。这对大部分机械系统来说不是限制,因为这些系统具有这种惯性:消息的重复率通常相对于信号变化速度来说是足够大的。
附图说明
接下来根据附图对本发明作进一步说明。其中:
图1示出根据本发明的具有根据第一优选实施例的根据本发明的设备的通信系统;
图2示出根据本发明的具有根据另一优选实施例的根据本发明的设备的通信系统;
图3示出图2的通信系统的电路图;
图4示出根据本发明的具有根据另一优选实施例的根据本发明的设备的通信系统;
图5示出图4的通信系统的电路图;
图6示出根据本发明的具有根据另一优选实施例的根据本发明的设备的通信系统;以及
图7示出根据图1、图2、图4或图6的通信系统中的通信周期的示例性变化过程。
具体实施方式
本发明涉及如在图1中示例性示出并且其整体用参考标记1表示的通信系统。该通信系统1包括物理数据总线2,该物理数据总线2优选地每个通道具有两条单独的物理线路。为了简化,数据总线2在附图中仅被示为唯一的线。在数据总线2上连接多个节点或用户3、4。在对通信系统1进行设计、布局和/或试运行期间可能有意义的是:从一个或多个部件4;4’、4”、4”’(所谓的被测器件DUT)的角度对通信系统1的被限定的运行状态进行模拟。这例如包括在物理通信层上的有针对性的操纵,尤其是数据总线2的短路和/或中断或者对数据总线2中的接触不良的模拟。对某些运行状态的模拟同样可以包括对传输给所述DUT部件4;4’、4”、4”’的消息帧或由这些DUT部件发送的消息帧进行的操纵。
为了对通信系统1的运行状态进行操纵,通信系统1的DUT部件4;4’、4”、4”’与剩余部件3之间的数据总线2在位置6被隔开,并在其间引入操纵设备10。设备10包含用于对DUT部件4;4’、4”、4”’的消息或消息内容、尤其是有效数据进行操纵的装置11、12、13。此外,设备10包含开关或者复用器/解复用器形式的开关元件40。借助该开关元件40,可以将数据总线2隔开(连接端子41),将数据总线2通过被限定的电阻42短路或者模拟数据总线2的接触不良。这可以同步于或者异步于通过数据总线2的数据传输来实现。随后参考图2至图7对本发明进一步说明。然而,随后的实施方案以相对应的方式也适用于图1的实施例。
在图2中,根据本发明的在本实施例中被构造为FlexRay通信系统的通信系统整体用参考标记1表示。此外,根据FlexRay通信系统对本发明作进一步说明,其中,这只在该通信系统的特性是本发明的前提条件的范围内才被看作为限制性的。如果这些前提条件也在另一通信系统中被给出,则本发明也可以应用于这种通信系统。因此,本发明可以普遍地在通信领域中的总线系统中被采用,尤其是可以在这种通信系统中被采用,其中要传输的信息在消息帧中确定性地(在预先给定的时刻)通过该总线系统来传输。
通信系统1包含数据总线2和多个连接到该数据总线2的通信用户3、4,所述通信用户3、4也被称为节点。数据总线2包含两个通道ChA、ChB,并且针对所述通道的每个通道包括两条线路BP(总线正(Bus-Plus))、BM(总线负(Bus-Minus))。在所述实施例中,数据总线2和节点3、4全部被布置在汽车5中。数据总线2和节点3、4当然也可以被布置在来自工具领域的装置中(例如被布置在机床中)或者被布置在自动化技术的装置中。用户3、4是用于控制和/或调节汽车5的某些功能的控制设备。在此,可涉及用于发动机或者传动装置的控制器,用于防抱死系统、防滑调节或者行驶动力学系统的控制器,或者涉及用于实现汽车中的任意舒适功能(座位调整、内部空间的空气调节等)的控制器。控制器3、4通过FlexRay数据总线2相互交换信息。在FlexRay通信系统1中,所述信息在预先给定的通信周期以消息帧被传输。该FlexRay协议根据时分多址(TDMA)的原理工作,其中给节点3、4或给进行传输的消息分配消息帧中的固定时隙,在所述固定时隙中,所述节点3、4或所述进行传输的消息具有对数据总线2的独占访问。在此,所述时隙以通常对应于通信周期的规定的周期重复。但是也可设想:所述时隙的重复周期对应于两个、三个或者还对应于更多个通信周期。在位于其间的通信周期中,可以在相对应的消息帧中传输其它消息或其它节点3、4的消息。这也被称为通信系统1的多路复用运行(Multiplexbetrieb)。因此,可以准确地预测消息通过数据总线2被传输的时刻,因此确定性地进行总线访问。
在设计和布局新的通信系统1之后,必须首先对该通信系统1在不同运行状态下的功能性进行测试。在此,给节点3、4中的数个或者所有节点相继或者单独地或者成组地加载有针对性地操纵过的消息。对所述消息的操纵包括对尤其是所述消息的有效数据的任意改变,例如对状态值、校验和值、偏移值、偏移斜率、灵敏度值、标度值等的改变。通过对所述消息或所述消息中包含的有效数据进行操纵,可以出于测试目的来模拟节点3、4的、数据总线2的和/或整个通信系统1的各种运行状态。在本实施例中,节点3完全正常地运行,并且仅仅节点4被测试。因此,节点4也被称为被测器件(DUT)。在图3中示出了DUT 4的细节。因此,DUT 4包含通信控制器(CC)22,以及针对数据总线2的每个通道ChA、ChB,DUT 4包含总线驱动器(BD)23。
为了可以简单的方式给要测试的节点4加载操纵过的消息,尤其是在不需要对通信系统1的节点4或其它节点3的硬件和/或软件进行改变和/或进行扩展的情况下,根据本发明建议采用在图2中整体用参考标记10表示的分开的设备。设备10被引入数据总线2中的数据总线2在其被中断的位置6,使得该设备10将正常运行的节点3与要测试的节点4分离。为了将在要操纵的FlexRay群组4(包含一个或多个要测试的节点)与剩下的FlexRay总线2、3之间的数据总线2隔开,例如可以采用中间箱(Zwischenbox)或输出耦合箱7。通过这种箱7也可以将操纵设备10与被中断的数据总线2相连接。
可以使用提供网关功能FlexRay/FlexRay并且是可编程的设备作为设备10的基础。为此目的,设备10拥有可编程的网关14。网关14具有网关控制器11以及两个分离的节点12、13(在本实施例中为两个分离的FlexRay节点)。网关控制器11通过两个FlexRay接口12、13在分离点6的两侧与数据总线2连接。设备10的节点12、13可以经过一个处理器或经过多个相互进行通信的处理器通过软件来操作。也可能借助拥有到通信系统1的适当接口的个人计算机(PC)或者所谓的嵌入式控制器(Embedded Controller)来实现网关功能,以致通信系统1的至少两个独立节点可供使用。
此外,根据本发明的操纵设备10拥有附加硬件15,在本实施例中,该附加硬件15的每个FlexRay线路BP、BM包含两个快速模拟复用器。可从图3详细获悉模拟复用器16、17的布线。在那不仅示出了通信系统1的两个通道ChA、ChB,而且示出了通信系统1的每个通道的两条线路BP、BM。复用器16、17必须足够快速,以便这些复用器16、17可以在相对应的消息帧之前或之后的两个消息帧之间的空闲时间(所谓的通道空闲时间)内转换,而不干扰数据总线2。根据图3也可以认识到,设备10的可编程网关14的两个FlexRay节点12、13针对每个通道ChA、ChB分别具有通信控制器(CC)19和总线驱动器(BD)18。如此外可从图3详细获悉那样,开关16、17中的每个开关都包含两个模拟复用器(2×2∶1)。图2和图3的实施例中的开关16用于防止针对未对消息进行操纵的情况(即原始消息直接穿过设备10),端接网络(Terminierungs-Netzwerk)21不给剩下的FlexRay网络1加负荷。端接网络21与操纵设备10被连接在中间的网络拓扑有关。因此推荐与例如通过软件转换复用器16、17无关地控制端接装置21的接通或者切断。此外,端接网络21必须被“加偏压”来使得物理数据总线2尽可能少地被干扰。为此可能还需要额外对主FlexRay群组2、3进行接线。
如果相应总线驱动器(BD)18针对用于发送操纵过的消息的相对应时隙被激活或被去活,则复用器16、17必须正好被激活或被去活。用于复用器16、17的相对应的控制信号通常存在于硬件中,如果不是存在于硬件中,则该控制信号必须借助(硬件)逻辑产生。但只要FlexRay通信控制器(CC)19和FlexRay总线驱动器18以分离的组件来安置,则通常能在控制器19和驱动器18之间直接截取该控制信号。在所示的实施例中,信号TxEN作为复用器16、17的控制信号被截取,该信号TxEN由设备10的发送方节点13的通信控制器19被传送给用于两个通道ChA、ChB的相对应的总线驱动器18。控制信号TxEN通过线路20被导向开关16、17的相对应的开关输入端SW。开关元件40也可以通过线路20利用控制信号TxEN来控制(参照图1)。
如果在图1的实施例中通过操纵设备10的节点12、13的通信控制器19进行的软件控制对通信系统1或开关元件40的运行状态的操纵进行激活或去活不能令人满意地起作用,则也可采取如下措施。或者简单地不加改变地复制所述消息;由此不改变结构。或者另一个可控制的开关/复用器16使得操纵过的消息空转43,而要测试的FlexRay群组4’、4”、4”’利用原始消息来操作。为此要改变用于开关元件17的控制逻辑,或者但是额外的开关/复用器16接通到原始数据总线2的连接。
如果通信系统1或相对应的通信协议在节点12、13(并且也在节点3、4中)设置总线监控器(所谓的总线监控器BG),则必须生成用于转换开关元件16、17的控制信号,使得对操纵过的消息或原始消息的发送(消息穿过设备10)不与总线监控器发生冲突。此外,必须生成控制信号来使得借助开关元件40进行的在物理通信层的操纵(例如数据总线2的短路或中断)不与总线监控器发生冲突。
出于操纵目的进行的选择性转换(激活/去活设备10)的所述原理能通过采用多个复用器/开关16、17或所谓的交叉点开关(Crosspoint-Switch)进行如下扩展:可能在两个方向上对消息或消息的内容进行操纵。由此可以对系统1执行特别是广泛的、灵活的和接近现实的测试运行。
在可编程的网关14中,任何支持通信系统1的接口(在所述实施例中为FlexRay接口12、13)并且可以相对应被编程的计算机程序可被用作软件。该计算机程序一方面可以是自己编写的专有软件。但是,该计算机程序也可以是市场上可自由买到的标准软件,诸如VectorInformatik有限公司(斯图加特Ingersheimer大街24号,邮编70499)的CANalyzer或CANoe或者其它供应商的相对应软件(诸如DeComSys)。特别优选地使用可以将Fibex文件用作输入的软件。现场总线交换格式(Field Bus Exchange Format,FIBEX)提供网络的标准化描述。在Fibex文件中尤其是包含关于网络拓扑以及关于在网络中传输信息时的时间特性的信息。Fibex文件尤其是包含关于以下方面的信息:哪个节点在哪个时隙与哪些其它节点进行通信、周期持续时间、用于通信控制器的设置信息、所传输数据的物理单元等。Fibex文件也包含关于节点中的那个何时发送同步帧(所谓的Sync-Frame)的信息。Fibex文件通常以XML(可扩展标记语言XML(Extehsible Markup Language))格式存在,并且因此可以特别容易地被处理和被编辑。XML是一种元语言和一种用于在万维网(World Wide Web)或者在内部网中制订结构化文档的准标准。
为了实现本发明,不必修改Fibex文件。可是,在图2和图3中所示的实施例中,Fibex文件被修改来使得设备10的一个FlexRay节点12仅进行读操作(监控功能),而设备10的另一FlexRay节点13在其中会发送要操纵的原始消息帧的时隙中发送操纵过的消息帧或操纵过的消息或者在其中所包含的操纵过的数据。通过对能够不需要其它逻辑而与释放总线驱动器18同时被转换的复用器16、17进行转换,该操纵过的消息而不是原始消息接着被发送到要测试的节点4。可替换地,无需对Fibex文件进行操作也可能根据来自Fibex文件的信息对设备10的两个FlexRay节点12、13进行初始化来使得这两个FlexRay节点12、13可以完成其特定任务。这意味着,节点12被初始化来使得该节点12仅进行读操作并且将对于操纵重要的消息帧的整个消息进行暂存(原始消息帧)。软件例行程序访问所述被存储的消息或其中所包含的数据内容,优选地访问有效数据内容,所述软件例行程序操纵这些数据并将其重新组合成消息、即操纵过的消息。
利用这些操纵过的FlexRay消息给节点13填充数据(bedaten),以便该节点13接着将操纵过的帧或消息而不是原始消息帧或原始消息寄送到要测试的节点4。FlexRay节点13必须被初始化来使得只有当轮到要操纵的原始消息帧的时隙时,该FlexRay节点13才作为发送方变成活动的。因此,如果也轮到对于操纵来说相关的消息帧的原始发送节点3发送帧,则总是轮到节点13发送。何时轮到哪个节点3来发送的信息可以从Fibex文件获取。
通过在传送操纵过的消息的时隙之外将所有参与的网络节点3、4相互连接,使网络与全局时间或各个部件3、4的本地时钟与全局时间的持续同步不受危及。甚至可能的是:操纵设备10通过初始化来承担或可以承担发送该原始消息的节点3的任务,以致该发送方节点13的通信控制器CC 19在相对应的时隙中将该消息帧作为同步帧发送。这单独由软件决定,所有与此有关的信息都通过Fibex文件而在所述软件中。
图4和图5中所示的另一实施例与图2和图3的第一实施例的不同之处尤其是在于:每个FlexRay线路仅还必需复用器通道。因此,在图4中的根据本发明的操纵设备10中也还只绘出了开关17;已放弃开关16。与其相对应地,图5中的详细电路也还只示出了所述一个开关17,该开关17包含两个模拟复用器,每个模拟复用器用于每个通道ChA、ChB。开关17的各个复用器根据图5的电路来布线。用于控制所述复用器的信号与由通信控制器19发送给发送方节点13的总线驱动器18的信号TxEN(发送使能(Transmit Enable))相同。针对开关17的复用器的控制信号TxEN通过线路20施加到复用器的开关信号输入端SW。因此,开关17的复用器无需其它逻辑而与总线驱动器18的释放同时被转换,以致操纵过的消息而不是原始消息被发送到要测试的设备4。
在图6中示出本发明的另一实施例。与图2至图5的实施例的重要区别在于:根据本发明的操纵设备10不仅可被用于给唯一要测试的节点4加载操纵过的消息,而且也可以被用于加载所谓的子群组(Sub-Cluster)的多个要测试的节点4’、4”、4”’。针对哪些节点4’、4”、4”’被确定的消息应该被设备10截取并操纵的信息必须存在于操纵设备10中。针对节点4’的操纵过的消息在相对应的通信周期的为此设置的时隙中由设备10的节点13发送。针对其它要测试的节点4”和4”’被确定的操纵过的消息在相对应的被分配给原始消息或要测试的节点4”、4”’的时隙和通信周期被传输给这些节点。根据本发明的操纵设备10因此可以从多个在数据总线2上传输的消息帧或消息中有针对性地选取针对子群组的节点4’、4”、4”’之一被确定的那些消息,并根据预设定来操纵所截取的消息或其内容,并将操纵过的消息发送给该子群组的相对应的要测试的节点4’、4”、4”’。
接下来根据图7对根据本发明的方法的过程进行进一步说明。图7示出了FlexRay通信系统1中的多个相继的重复周期m、m+1。每个重复周期m、m+1被划分成多个通信周期n、n+1、...。在每个周期n、n+1、...中,循环计数器(Cycle Counter)加1。该循环计数器优选地从0运行直至63,以便然后再在0开始。可替换地,该循环计数器也可以从63倒计数到0,以便然后再在63开始。一个重复周期分别对应于该循环计数器的从0直至63或者从63直至0的过程。代替起始值或终值63,当然也可以选择任意其它大于0的值。每个周期n、n+1、...又被划分为多个时隙,图7中示例性地绘出了其中一个时隙x。周期的每个时隙被分配给通信系统1的某个节点3、4和/或某个消息。在图7中所示的实例中通过以下方式运行一种多路复用:时隙x仅被包含在每两个周期n、n+2、n+4、...中。在位于其间的周期n+1、n+3、n+5、...中,相对应的时隙可被用于传输其它消息或用于传输其它节点3、4的消息。
图7中的上方的流程图示出了最初的、未被操纵过的网络1的FlexRay消息。在位于下方的流程图中示出了如到达一个或多个要测试的节点4的FlexRay消息。在第二流程图之下示出了时隙x的放大。对时隙x的粗略的划分包括:首先是通道空闲时间33,接着是本来的FlexRay消息帧(帧)32和比特通道空闲分界符(CID(Bit-Channel-Idle-Delimiter)),随后是另一通道空闲时间33。FlexRay消息帧32被划分为头部、有效荷载(有效数据)和尾部。在FlexRay消息帧32中,消息的要操纵的信息包含被存放的信息,优选地包含有效数据。通过箭头30,在图7中指出通道空闲时间33期间的时刻,在这些时刻,设备10的通信控制器19在与激活/去活总线驱动器18的同时接通开关16、17的模拟复用器,也就是激活或去活对消息的操纵。
通信开始时,通信系统1的所有节点3、4相互连接(不存在分离点6)。由此,通信系统1的初始化和所有节点3、4的同步将如在常规的通信系统1中一样完全正常地进行。如果要操纵的消息第一次被发送(重复周期m中的周期n),则该消息不加改变地被转交给要测试的设备4。因此,在那里在第一周期n存在原始消息。这必须使操纵设备10的软件或可编程网关14的软件得到保证。同时,以原始形式被转交的消息在设备10中被暂存、被操纵(功能块31),并在再次轮到时隙x的下一周期n+2写入设备10的发送方节点13的通信控制器19中。因此,这意味着:在周期n+2传输的原始消息在该周期n+2被设备10截取。来自在前的、上次轮到时隙x的周期n的操纵过的消息而不是来自周期n+2的被截取的原始消息被发送给一个或多个要测试的节点4;4’、4”、4”’。
如果根据时间表(调度(Schedule))轮到要操纵的消息的时隙x传输消息,则操纵设备10的发送方节点13的通信控制器19针对发送消息对总线驱动器18进行控制。与该信号同时地,转换开关17和(如果存在的话)16的复用器,并且由此,操纵过的消息在该时隙x在FlexRay数据总线2上被置向要测试的节点4或子群组4’、4”、4”’。
一旦去活操纵31,可编程的网关14的软件就必须抑制在要操纵的时隙x发送消息帧。由此,复用器16、17也被转换,并且原始数据帧或原始消息被转交给测试节点4或子群组4’、4”、4”’。
消息的结构当然必须对于根据本发明的操纵设备10的可编程网关14的操纵软件是公知的,以便也可以以所希望的方式操纵原始消息的要操纵的值,并且接着可生成操纵过的消息。此外,必须由设备10(只要存在的话)例如增加消息编号,并重新计算必需的校验和。必要时,这些信息也必须被存放在操纵过的消息中。重要的是:操纵设备10对于要测试的节点4;4’、4”、4”’不可见地截取对于其被确定的消息,以预先给定的方式操纵所述消息并将其重新组合成对应于在通信系统1中使用的协议规范的操纵过的消息。根据本发明的操纵设备10的采用必须实际上对于整个通信系统1为不可见,无论如何不允许通过设备10简单地为了按规定的通信而删除消息中的必要信息和/或生成会导致通信系统1故障的错误消息。要测试的节点4如到目前为止一样完全正常地得到针对该节点4被确定的消息,然而该消息带有操纵过的内容,并根据时隙x的重复率被延迟一个或多个周期n、n+1、...。然而,只要时隙x的重复率相对于操纵过的信号的感兴趣的信号变化速度来说足够大,该延迟通常对于要测试的节点4就不重要。

Claims (16)

1.一种用于从多个连接到物理数据总线(2)的节点(3,4;4’,4”,4”’)中的至少一个节点的角度对通信系统(1)的运行状态进行操纵的操纵设备(10),所述通信系统(1)包括所述物理数据总线(2)和所述节点(3,4;4’,4”,4”’),其中,通信系统(1)具有用于在固定地预先给定的通信周期(n,n+1,n+2,...)以消息帧(32)传输消息的装置,对运行状态的操纵至少包括对物理数据总线(2)的操纵,并且操纵设备(10)被布置在通信系统(1)的从其角度操纵通信系统(1)的运行状态的至少一个节点(4;4’,4”,4”’)与通信系统(1)的剩余节点(3)之间的物理数据总线(2)中,其中,操纵设备(10)具有用于使物理数据总线(2)短路和/或使物理数据总线(2)中断的装置,其特征在于,操纵设备(10)拥有关于通信系统(1)的结构和时间特性的信息,并且操纵设备(10)根据关于通信系统(1)的信息促使激活或去活用于操纵物理数据总线(2)的装置。 
2.根据权利要求1所述的操纵设备(10),其特征在于,用于使物理数据总线(2)短路和/或中断的装置包含至少一个开关元件。 
3.根据权利要求2所述的操纵设备(10),其特征在于,所述开关元件被构造为开关或者复用器/解复用器。 
4.根据权利要求1所述的操纵设备(10),其特征在于,操纵设备(10)能有针对性地被激活和被去活,其中,操纵设备(10)在去活状态下不对物理数据总线(2)进行操纵。 
5.根据权利要求1所述的操纵设备(10),其特征在于,操纵设备(10)具有用于在到达所述至少一个节点(4;4’,4”,4”’)之前截取消息的装置(12)、用于对所截取的消息进行操纵的装置(11)和用于将操纵过的消息发送给所述至少一个节点(4;4’,4”,4”’)的装置(13)。 
6.根据权利要求5所述的操纵设备(10),其特征在于,操纵设备(10)能有针对性地被激活和被去活,其中,操纵设备(10)在去活状态下无需操纵地使得针对由操纵设备(10)与物理数据总线(2)分离的至少一个节点(4;4’,4”,4”’)所确定的消息能通过。 
7.根据权利要求5所述的操纵设备(10),其特征在于,操纵设备(10)拥有关于通信系统(1)的结构和时间特性的信息,并且操纵设 备(10)根据关于通信系统(1)的信息促使激活或去活用于对所截取的消息进行操纵的装置(11)。 
8.根据权利要求5所述的操纵设备(10),其特征在于,在所传输的消息帧(32)之间设置不传输通信消息的空闲时间(33),并且操纵设备(10)具有用于在空闲时间(33)期间激活或去活用于对所截取的消息进行操纵的装置(11)的开关装置(16,17)。 
9.根据权利要求1或7所述的操纵设备(10),其特征在于,操纵设备(10)拥有关于通过物理数据总线(2)进行的消息传输的信息。 
10.根据权利要求1或7所述的操纵设备(10),其特征在于,关于通信系统(1)的信息以Fibex文件的形式存在。 
11.一种通信系统(1),其包含物理数据总线(2)和多个连接到该物理数据总线(2)的节点(3,4;4’,4”,4”’),其中该通信系统(1)具有用于在固定地预先给定的通信周期(n,n+1,n+2,...)通过物理数据总线(2)以消息帧(32)将通信消息在节点(3,4;4’,4”,4”’)之间传输的装置,其特征在于,该通信系统(1)包含在通信系统(1)的所述节点中的至少一个节点(4;4’,4”,4”’)和通信系统(1)的剩余节点(3)之间的物理数据总线(2)中引入的、用于从所述至少一个节点(4;4’,4”,4”’)的角度操纵通信系统(1)的运行状态的操纵设备(10),其中所述至少一个节点(4;4’,4”,4”’)由操纵设备(10)与剩余节点(3)分离,其中所述操纵设备(10)具有用于使物理数据总线(2)短路和/或用于使物理数据总线(2)中断的装置,其特征在于,操纵设备(10)拥有关于通信系统(1)的结构和时间特性的信息,并且操纵设备(10)根据关于通信系统(1)的信息促使激活或去活用于操纵物理数据总线(2)的装置。 
12.根据权利要求11所述的通信系统(1),其特征在于,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,操纵设备(10)拥有关于通过物理数据总线(2)进行的消息传输的信息。 
14.一种用于操纵通信系统(1)的运行状态的方法,该通信系统(1)包含物理数据总线(2)和多个连接到该物理数据总线(2)的节点(3,4;4’,4”,4”’),其中该通信系统(1)的运行状态从所述节点中的至少一个节点(4;4’,4”,4”’)的角度被操纵,在通 信系统(1)中,消息在固定地预先给定的通信周期(n,n+1,n+2,…)以消息帧(32)被传输,并且为了操纵通信系统(1)的运行状态而在通信系统(1)的从其角度操纵通信系统(1)的运行状态的所述至少一个节点(4;4’,4”,4”’)与通信系统(1)的剩余节点(3)之间引入用于操纵运行状态的操纵设备(10),通过该用于操纵运行状态的操纵设备(10)操纵至少所述物理数据总线(2),其特征在于,操纵设备(10)拥有关于通信系统(1)的结构和时间特性的信息,并且操纵设备(10)根据关于通信系统(1)的信息促使激活或去活对物理数据总线(2)的操纵。 
15.根据权利要求14所述的方法,其特征在于,在对通信系统(1)的运行状态进行操纵的范围内,针对从其角度操纵通信系统(1)的运行状态的所述至少一个节点(4;4’,4”,4”’)所确定的消息也被操纵,而且要操纵的消息在到达所述至少一个节点(4;4’,4”,4”’)之前由操纵设备(10)来截取并且被操纵,并且操纵过的消息被传送给所述至少一个节点(4;4’,4”,4”’)。 
16.根据权利要求14或15所述的方法,其特征在于,操纵设备(10)拥有关于通过物理数据总线(2)进行的消息传输的信息。 
CN2007800410165A 2006-11-03 2007-11-02 用于操纵通信消息的设备和方法 Expired - Fee Related CN101536415B (zh)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102006052266.4 2006-11-03
DE102006052266 2006-11-03
DE102007048860A DE102007048860A1 (de) 2006-11-03 2007-10-11 Vorrichtung und Verfahren zur Manipulation von Kommunikations-Botschaften
DE102007048860.4 2007-10-11
PCT/EP2007/061826 WO2008053039A1 (de) 2006-11-03 2007-11-02 Vorrichtung und verfahren zur manipulation von kommunikations-botschaften

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN101536415A CN101536415A (zh) 2009-09-16
CN101536415B true CN101536415B (zh) 2013-03-27

Family

ID=39042348

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2007800410165A Expired - Fee Related CN101536415B (zh) 2006-11-03 2007-11-02 用于操纵通信消息的设备和方法

Country Status (6)

Country Link
US (1) US8407388B2 (zh)
EP (1) EP2087646B1 (zh)
JP (1) JP4903876B2 (zh)
CN (1) CN101536415B (zh)
DE (1) DE102007048860A1 (zh)
WO (1) WO2008053039A1 (zh)

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102007047248A1 (de) * 2006-11-03 2008-05-08 Robert Bosch Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Manipulation von Kommunikations-Botschaften
DE102008004854B4 (de) * 2008-01-17 2015-06-18 Audi Ag Verfahren zum Übermitteln von Botschaften in einem Bussystem, Busgerät und Bussystem
US9983555B2 (en) * 2011-03-30 2018-05-29 Vestas Wind Systems A/S Distributed fault-tolerant control and protection system
EP2665227B1 (de) * 2012-05-18 2014-09-24 Vector Informatik GmbH Flexray-Gateway und Verfahren zum Betreiben eines Flexray-Gateways
CN103475552B (zh) 2012-06-05 2017-05-31 帝斯贝思数字信号处理和控制工程有限公司 用于干扰控制装置的总线通信的方法
EP2672660B1 (de) * 2012-06-05 2014-08-13 dSPACE digital signal processing and control engineering GmbH Verfahren zur Beeinflussung der Buskommunikation eines Steuergeräts
CN104077212B (zh) * 2013-03-26 2017-03-01 阿里巴巴集团控股有限公司 压力测试系统及方法
DE102013013567A1 (de) * 2013-08-14 2015-02-19 GM Global Technology Operations, LLC (n.d. Ges. d. Staates Delaware) Verbinder für ein Bussystem eines Kraftfahrzeugs mit Gateway und Bussystem für ein Kraftfahrzeug
DE102014206700B4 (de) * 2014-04-07 2015-12-24 Technisat Digital Gmbh Testanordnung zum Testen mehrerer Geräte
DE102014114883A1 (de) 2014-10-14 2016-04-14 Beckhoff Automation Gmbh Verfahren und System zum Überwachen eines ersten Teilnehmers eines Kommunikationsnetzwerks
DE102017206620A1 (de) 2017-04-20 2018-10-25 Robert Bosch Gmbh Stator für eine elektrische Maschine
DE102017109865A1 (de) 2017-05-08 2018-11-08 Webasto SE Verfahren zur Übermittlung mindestens eines Steuerbefehls und Steuereinrichtung
CN109753043A (zh) * 2017-11-06 2019-05-14 联合汽车电子有限公司 Can总线通信矩阵的测试装置及方法
DE102021001276A1 (de) * 2021-03-10 2022-09-15 WAGO Verwaltungsgesellschaft mit beschränkter Haftung Anbindung von Eingangs- und oder Ausgangsmodulen an einen Feldbus mit einer übergeordneten Steuerung

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6931022B1 (en) * 1999-05-28 2005-08-16 Cisco Technology, Inc. Background test system for time division multiplexing switching systems
US6996115B1 (en) * 1999-10-19 2006-02-07 Koninklijke Philips Electronics N.V. Network comprising a plurality of network nodes for media access checks
GB2417865A (en) * 2004-09-03 2006-03-08 Marconi Comm Ltd Monitoring and modifying communications between end nodes at an intermediate node

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5790733A (en) 1980-11-28 1982-06-05 Hitachi Ltd Bus controlling system
US7685320B1 (en) * 2003-04-11 2010-03-23 Zilker Labs, Inc. Autonomous sequencing and fault spreading
JP4537238B2 (ja) 2005-03-24 2010-09-01 日本碍子株式会社 カオリン粒子のへき開指数測定方法及びコージェライト質ハニカム構造体の製造方法
DE102006013329B4 (de) * 2006-03-21 2008-01-31 Yazaki Europe Ltd., Hemel Hempstead Verfahren zur Fehlererkennung eines Netzwerksystems

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6931022B1 (en) * 1999-05-28 2005-08-16 Cisco Technology, Inc. Background test system for time division multiplexing switching systems
US6996115B1 (en) * 1999-10-19 2006-02-07 Koninklijke Philips Electronics N.V. Network comprising a plurality of network nodes for media access checks
GB2417865A (en) * 2004-09-03 2006-03-08 Marconi Comm Ltd Monitoring and modifying communications between end nodes at an intermediate node

Also Published As

Publication number Publication date
WO2008053039A1 (de) 2008-05-08
JP4903876B2 (ja) 2012-03-28
CN101536415A (zh) 2009-09-16
EP2087646A1 (de) 2009-08-12
US8407388B2 (en) 2013-03-26
US20100241776A1 (en) 2010-09-23
DE102007048860A1 (de) 2008-05-08
JP2010507304A (ja) 2010-03-04
EP2087646B1 (de) 2013-01-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101536415B (zh) 用于操纵通信消息的设备和方法
CN101536414B (zh) 用于操作通信消息的装置和方法
CN101454763B (zh) 用于在串行总线之间传输数据的网关
US9467309B2 (en) Network distributor
JP5814474B2 (ja) 通信システムを駆動する方法
US9270481B2 (en) Communication system and method for isochronous data transmission in real time
JP6859914B2 (ja) 通信システム、通信装置および通信方法
CN101523310A (zh) 用于冗余控制子设备的方法及系统
CN110663227B (zh) 总线转换器
US20200218215A1 (en) Circuit for coupling a field bus and a local bus
US20220271970A1 (en) Method for operating a communication system, communication system and computing system
WO2005114434A1 (en) Vehicle network with interrupted shared access bus
CN103516456A (zh) 用于使网络设备运行的方法、网络装置和网络设备
US20240154917A1 (en) Control of Ethernet Link-Partner GPIO using OAM
US20130311695A1 (en) Flexray Gateway and Method for Operating a Flexray Gateway
JP7006287B2 (ja) 中継装置
US11296903B2 (en) Master of a bus system
CN114338265B (zh) 一种基于ttp/c总线的程序下载系统及方法
KR20170121548A (ko) 고장허용 제어장치 및 이를 포함하는 차량
JP2007027854A (ja) 通信ネットワークシステム
Kim et al. A method for improving the reliability of the gateway system by using OSEK and duplication scheme
KR19980083753A (ko) 마스터-슬레이브간의 멀티플렉싱 프로토콜
CN118544971A (zh) 一种满足soa和通信冗余的电子电气架构和应用
Fummi et al. Modeling and analysis of heterogeneous industrial networks architectures
Mitchell Simulation of an optical network system for a space based high performance computer system

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20130327

Termination date: 20171102