CN103856383B - 用于提供和传输信息的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于提供信息内容（100）以由传输装置（11）接收的方法以及用于由传输装置（11）接收来自发送设备（10）和传输装置之间的接口区域（14）的信息（21、22）的方法。在所述的第一方法中，确定至少两个不同的信息计数器并且在发送设备和传输装置之间的接口区域中提供至少两个具有信息内容和各具有一个信息计数器的信息。根据第二方法，确定要传输的信息的信息计数器（102、102'）并且接收来自接口区域的所属信息，所述接口区域此外包括至少一个其它的具有另一信息计数器的信息。

Description

用于提供和传输信息的方法

技术领域

本发明涉及一种用于提供和传输信息的方法。

背景技术

在现代车辆中采用多个控制设备，这些控制设备彼此密集地通信。除了经由所谓的控制器局域网络（CAN）进行标准通信以外，越来越多地也采用FlexRay网络以快速地和安全地交换信息。

FlexRay网络是一种时控总线，其能够在第一和第二控制设备之间传输消息（信息）。所述信息可以基于事件地（例如根据转速）或者以预先给定的时间间隔（例如每10ms）发送。

除了实际的信息内容之外，特别是在安全关键的数据情况下对于接收控制设备重要的还要知道发送控制设备是否仍正确地工作并且发送当前的数据以及传输是否没有错误地进行。

所述信息因此常常配备有用于识别新信息的信息计数器以及用于检查信息内容的正确性的校验和；作为“信息计数器”在此在这里以及在下面分别理解为分配给信息的信息编号、也即数值。接收控制设备可以从信息计数器在相继获得的消息中的改变推断出，发送控制设备是否仍为活跃的。如果信息计数器不变，也就是接收控制设备先后获得多于一个具有相同信息计数器的信息，则在短的防抖动时间（Entprellzeit）以后假设发送控制设备或者传输总线不再正确地工作，并且触发对应的错误反应，该错误反应例如甚至可以包括紧急关断。

控制设备和FlexRay总线分别时钟式地工作：发送控制设备在此随着每个时钟脉冲提供信息，FlexRay总线随着每个时钟脉冲接收由发送控制设备提供的信息，并且接收控制设备随着每个时钟脉冲进一步处理由FlexRay总线传送的信息。

在相同的时钟频率时，FlexRay总线和控制设备的时钟也分别基于自己的时基，使得所述元件的时钟脉冲可以规则地彼此错开。时钟频率和相应的时基一起预先给定相应的元件（FlexRay总线或控制设备）可以变得活跃的时间。

在最优情况下，时基相互协调，使得FlexRay总线恰好可以在发送控制设备提供信息的时刻接收该信息，并且接收控制设备可以在FlexRay总线可以提供该信息的瞬时接受或处理该信息。

但是在现实中时基彼此错开，使得在传输时发生延迟（等待时间）。在假设精确地遵守时钟的情况下，FlexRay总线在消息通过发送控制设备提供之后可以接收该消息的最早时刻例如可以规则地相对于该提供推移Δt>0的时间间隔。

但是遵守时钟的假定以及因此所述推移的规则性是不现实的。更确切地出现所谓的抖动，也就是说在遵守时钟时由参与的元件造成精确性波动。即使例如FlexRay总线（如上所述的）被最优地调整到发送控制设备（使得该FlexRay总线能够原则上恰好在所述时钟为控制设备预先给定所述提供的时刻接收消息），传输也仅可能在如下情况下进行，即发送控制设备实际上也最迟直至为此设置的时刻才提供信息：相反在延迟情况下，FlexRay总线可以在其下一时钟脉冲时才接收和传输信息。对应的情况适用于FlexRay总线和接收控制设备的协作。

所提到的干扰可能导致各个信息或者信息内容被加倍发送，经推迟才被传送或者根本未被传输或接收。相对于CAN传输，最大等待时间通过FlexRay驱动器的自身时基提高至多达两个时钟，在这些时钟内不为接收控制设备的分析函数提供更新的信息。于是尤其是信息计数器在直至三个时钟的跨度上保持恒定，尽管发送控制设备正确地工作。因此上述对于保持相同的信息计数器的反应在三个时钟之后才允许发生，以便不导致虚假的错误假设。

该延迟与尤其是用于混合动力车辆的增加的安全要求相矛盾，所述混合动力车辆要求越来越快地识别错误状态。

发明内容

因此本发明所具有的任务是，提供一种允许在发送控制设备的可靠监督的情况下避免等待时间的可能性。

该任务通过具有独立权利要求的特征的方法、计算单元和计算机可读介质来解决。

根据本发明建议具有独立权利要求的特征的两种方法、一种计算单元和一种计算机可读介质。有利的构型是从属权利要求以及以下描述的主题。

根据本发明的第一方法用于使发送设备以适当方式向传输介质提供信息内容。发送设备例如可以从计算单元或者测量装置接收该信息内容。根据本发明的第二方法包括由传输装置实施的步骤，用于接收所提供的信息内容以传输给接收器。

发送设备例如可以是发送控制设备，尤其是计算机辅助的机器设备或者车辆监控系统的控制设备。传输装置例如可以是用于数据传输的总线（例如FlexRay总线）或者包括所述总线，或者所述传输装置可以是无线的或者光学的传输介质。

根据本发明的第一方法，发送设备设定第一信息计数器。

发送设备还确定与第一信息计数器不同的第二信息计数器。在此例如可以在通过第一信息计数器给出的位置处确定预定函数的函数值并且将第二信息计数器设置到该函数值。所述预定函数例如可以通过其函数规则或者以值表的形式给出；在后一种情况下第二信息计数器可以从值表中被读出，例如作为在表中排在第一信息计数器之后的值。替换地或者附加地，确定函数值可以包括计算第一信息计数器和一个整数z≠0的和（例如z＝1或者z＝2或者z＝－1，或者z可以是先前的信息计数器，例如直接排在第一信息计数器之前的确定的信息计数器）。替换地或者附加地，确定函数值可以包括计算第一信息计数器与不同于0和1的数（例如2的幂）的乘积。同样可以设想对于信息计数器的其他确定规则。

根据本发明的第一方法，发送设备此外生成包括信息内容和第一信息计数器的第一信息以及包括信息内容和第二信息计数器的第二信息。因此包括两个相同信息内容的第一和第二信息由发送设备在发送设备和传输装置的接口区域中提供。

根据本发明的第二方法用于通过传输装置接收由发送设备在接口区域中所提供的信息。在此首先确定要传输的信息的信息计数器。然后传输装置接收接口区域中的具有确定的信息计数器的信息。确定信息计数器在此可以通过传输装置本身来进行。替换地，传输装置可以促使（触发）发送设备确定信息计数器。在接口区域中提供至少两个具有彼此不同的信息计数器的信息。根据本发明，尤其是在接口区域中提供具有确定的信息计数器的信息。

在根据本发明的第一以及第二方法中，在接口区域中提供至少两个具有彼此不同的信息计数器的信息。由此提供了有利的可能性，即在如上所述那样在发送设备的每个时钟脉冲时生成和提供当前信息内容的情况下，始终为传输装置提供具有新的信息计数器的消息。这尤其是也在新信息内容的生成和/或提供由抖动引起地延迟时间差δ>0（其中δ小于时钟频率）时适用：因为在该情况下，传输装置可以在如下时刻即使不能访问具有当前信息内容的信息也能至少访问具有与第一信息计数器不同的信息计数器的第二信息，其中在所述时刻传输装置在接收第一信息之后循环地能够接受新的信息。如果第二信息后续被传输给接收设备，则该接收设备可以识别出信息计数器的改变，使得在发送设备或者传输装置处不出现错误并且不需要错误反应。

提供两个具有其相应的信息计数器的信息由发送设备来进行。由此所述方法尤其适合于在安全关键的信息情况下使用，所述安全关键的信息如在监控系统的情况下出现。因为为了仅仅提供受保护的值，在该应用范围中仅仅允许使用经检验的存储单元和经测试的命令来用于计算。发送设备可以访问受保护的装置，但是不能访问传输装置或由传输装置触发的、自己的计算结果不受监控的函数。因此，在每次传输时由传输装置进行信息计数器的递增的简单方案不足以满足对保障监控数据的安全性的要求。

在一个优选的实施方式中，发送设备确定由第一信息包括的第一校验和和由第二信息包括的第二校验和。第一校验和在此在函数上依赖于信息内容和/或第一信息计数器，类似地第二校验和在函数上依赖于信息内容和/或第二信息计数器。已知的算法适用于确定校验和，所述已知的算法用于能够根据不一致的校验和识别出传输错误或存储单元错误。

必要时可以在计算第二校验和时采用第一校验和来进行计算耗费降低，因为两个校验和所基于的信息内容是相同的并且校验和函数的仅仅一个变量、也就是信息计数器不同。

在本发明的一个优选实施方式中，第一方法和第二方法彼此组合。要传输的信息的由传输装置或者（在通过传输装置触发之后）由发送设备确定的信息计数器以及由发送设备设定的第一信息计数器在此优选一致。

例如由传输装置或由发送设备进行的对要传输信息的信息计数器的确定和由发送设备执行的对第一信息计数器的设定可以同时地和/或通过相同方式地进行，或者发送设备可以设定要传输信息的信息计数器作为第一信息计数器，在此之前所述信息计数器被发送设备确定或者被传输装置确定并且被传送给发送设备。

确定第一信息计数器和/或要传输信息的信息计数器例如可以包括确定最后的信息计数器（其中所述最后的信息计数器是作为最后一个信息已经被传输装置传输的信息的信息计数器）和根据最后的信息计数器确定预定函数的函数值；确定函数值例如可以包括从值表中读出、计算最后的信息计数器和与0不同的数之和、和/或计算最后的信息计数器和与0和1不同的数（例如2的幂，如2或者1/2）的乘积。

第二信息计数器优选通过与第一信息计数器依赖于最后的信息计数器相同的方式在函数上依赖于第一信息计数器。

通过这种方式可以确保，在发送设备及时提供第一和第二信息的情况下第一信息（具有那时当前的信息内容）可以被传输装置接收。相反如果发送设备在一个时钟内例如由抖动引起而处于延迟中，则在传输装置的该时钟调用中需要第二信息计数器作为下一要传输的信息的信息计数器。

在本发明的一个实施方式中，还可以使用多于两个的信息变型。发送设备因此例如可以确定第三（第四等等）信息计数器并且必要时确定第三（第四等等）校验和并且从中生成和提供具有信息内容的第三（第四等等）信息。该实施方式在具有较大等待时间和抖动或具有发送设备和传输装置的不同时间间隔的系统中是有利的。

本发明的计算单元、例如机动车辆的控制设备尤其是通过程序技术被设置为执行本发明方法。

以软件形式实现所述方法也是有利的，因为这导致特别少的成本，尤其是当进行实施的控制设备还用于其他任务并且因此无论如何都存在时。适用于提供计算机程序的数据载体尤其是磁盘、硬盘、闪存、EEPROM、CD-ROM、DVD等等。经由计算机网络（互联网、内联网等等）下载程序也是可能的。

本发明的其他优点和构型由说明书和附图得出。

应当理解，前述的和以下仍要阐述的特征能够不仅以分别说明的组合、而且还以其他组合的形式或者独立地使用，而不会脱离本发明的范围。

根据附图中的实施例示意性示出本发明并且在下面参照附图详细描述本发明。

附图说明

图1示例性地示出本发明方法的多次流程。

具体实施方式

图1以多个相继的循环示出两个本发明方法的示例性实施。在此在三个相叠的时间层面中示出发送设备10和传输装置11的活动。同样示出接收设备12，从传输装置向该接收设备12传送信息。

尽管为了更好的总览而没有针对所有信息21、22说明附图标记，但是所有信息分别包括三个成分100、101（或101'）和102（或102 '），也即信息内容100、信息计数器102（或102'）和校验数101（或101'）。在该图中通过大写字母象征性表示相应的信息内容100并且将信息计数器分别示出为两位数。不同的大写字母在此象征性表示，在不同时刻的相应内容是或曾是当前的。所述两位数根据本发明得出示例性的连续的信息计数。

在时间轴上示出的时刻t₁、t₂、t₃、t₄和t₅表示用于发送设备和传输装置的时钟脉冲；在目前的情况下，这些脉冲直接彼此叠加，但是它们也可以相互错开。在精确遵守时钟的情况下，传输装置在所述时刻可能分别访问接口区域，于是在该接口区域中在这些时刻也由发送区域提供对应的信息。但是如上所述，在实际中在遵守时钟方面发生不精确性。在该图中分别通过略微向右的移动来表明延迟；发送设备或者传输装置的提前的活动对应地向左移动。

在发送设备10的情况下，在时刻t_i完整地提供信息通过如下方式来象征性表示，即属于信息的小框位于标记该时刻的垂线的左侧。相反如果在提供时发生延迟，则标记该信息的小框在垂线的右侧绘出。

在传输装置11的情况下，精确地遵守时钟通过如下方式示出，即相应的信息直接在标记时刻t_i的垂线右侧绘出；这在时刻t₁、t₂、t₃和t₅时是这种情况。传输装置提前访问接口通过如下方式标记，即对应的信息小框在垂线左侧绘出；这在时刻t₄在具有信息内容C和信息计数器04的信息情况下可以看出。

在所示情形下，发送设备10在时刻t₁提供了具有信息内容A和信息计数器01或02的两个信息。传输装置接收具有信息计数器01的信息，以便将该信息传输给接收设备。相反在发送设备和传输装置之间的接口区域中，具有信息内容A和信息计数器02的信息保持未被使用。该传输装置向发送设备发送消息31，该消息31包括最后的信息计数器、也即最后接收到的信息的计数器。

在时刻t₂，发送设备提供了具有新的、当前的信息内容B的信息。为此，发送设备确定第一信息计数器102。在目前示例性的情况下，发送设备为此目的将不同于0的数1与最后发送的信息的信息计数器01相加。发送设备还从信息内容B和信息计数器02中计算出校验和101并且从信息内容、信息计数器和校验和这三个值中生成第一信息。此外，发送设备确定第二信息计数器102'。在目前的示例中，发送设备为此同样将数1与第一信息计数器相加。发送设备为如此获得的信息计数器值03和信息内容B计算（第二）校验和101'并且生成包括所述三个值的信息。然后，发送设备将具有信息内容B的两个信息在接口区域中提供。

但是在所示示例中，在此发生延迟，这在图中可以通过如下方式看出，即不是对具有内容B和计数器02或03的信息进行标记的小框的右边缘、而是该小框的左边缘触碰到通过点t₂的垂线。

因此在时刻t₂不存在当前的信息内容。但是，按时钟访问接口区域的传输装置在那里仍发现具有内容A和计数器02的未被使用的信息。在接收了具有计数器01的信息之后，传输装置确定接下来要传输具有计数器02的信息。传输装置因此接收所发现的、具有内容A和计数器02的信息并且对应地用消息31通知发送设备。

在时刻t₃，发送设备现在提供具有当前的信息内容C的信息。如之前那样，发送设备为此根据方法确定第一信息计数器，其方式是发送设备（在目前的示例中）将数1与最后接收的或传输的信息的信息计数器相加。因此得出值03作为在更新的方法流程中的第一信息计数器。发送设备又计算第二信息计数器（通过将数1与值03相加）以及所属的校验和。发送设备生成具有内容C和计数器03的第一信息以及具有内容C和计数器04的第二信息。但是在提供消息时在时刻t₃重新发生延迟。

在该时刻接收具有信息计数器02的信息作为最后一个信息的传输装置确定信息计数器03作为下一要接收的信息的计数器。在目前的示例中，传输装置精确地在时刻t₃访问接口。由于在发送设备侧的所述延迟，传输装置在该接口中没有发现具有信息内容C的信息，但是可能发现具有内容B和计数器02和03的信息。根据所述的将计数器03确定为下一信息计数器，传输装置在提供具有内容C和计数器03或04的信息之前接收具有内容B和计数器03的信息；在提供具有内容C和计数器03或04的信息的情况下，接口区域的内容（尤其是所保留的具有内容B和计数器02的信息）被覆盖。

还在随后的在时刻t₄的时钟脉冲之前，传输装置由抖动引起地在所示示例中再次访问接口区域。因为传输了具有计数器03的信息作为最后一个信息，传输装置现在接收具有下一信息计数器04的信息。

类似于之前的描述，发送设备在时刻t₄在新的方法流程中提供具有信息内容D的信息给传输装置。由于最后接收了具有计数器04的信息，发送设备生成具有内容D和计数器05的第一信息以及具有内容D和计数器06的第二信息。发送设备在接口区域中提供这两个信息。

在时刻t₄与t₅之间，传输装置由抖动引起地不接收信息。又与上面类似地，发送设备在时刻t₅提供具有在那时当前的内容E的信息。因此，发送设备确定值05作为第一信息计数器，其方式是发送设备将数1与最后传输的信息计数器（也即04）相加。发送设备还确定06作为第二信息计数器并且生成具有现在当前的内容E和两个信息计数器（以及相应的校验和）的信息。这些信息在目前示例中现在没有延迟地按时钟地在接口区域中被提供，其中该接口区域的迄今为止的内容被覆盖。传输装置确定05作为下一信息计数器并且对应地接收具有内容E和计数器05的信息。

内容D在目前的示例中丢失，因为在时刻t₅已经提供了新的内容E。

如从图1中可以看到的，所传输信息的信息计数器的序列严格单调增长。由此，接收设备12可以推断出起作用的发送设备和未受损的传输装置。

Claims (17)

1.用于提供信息内容（100）以由传输装置（11）接收的方法，其中所述方法包括以下由发送设备（10）执行的步骤：

设定第一信息计数器（102）；

生成第一信息（21），该第一信息包括所述信息内容和所述第一 信息计数器；

设定与所述第一信息计数器不同的第二信息计数器（102'）；

生成第二信息（22），该第二信息包括所述信息内容和所述第二信息计数器；以及

在发送设备和传输装置的接口区域（14）中提供第一和第二信息以由所述传输装置接收，

其中第一和第二信息被同时提供给所述传输装置或者以所述发送设备的唯一一个时钟间隔提供给所述传输装置。

2.根据权利要求1所述的方法，该方法还包括：

确定在函数上依赖于所述信息内容和/或所述第一信息计数器的第一校验和（101）；和

确定在函数上依赖于所述信息内容和/或所述第二信息计数器的第二校验和（101'）；

并且其中所述第一信息（21）还包括所述第一校验和以及所述第二信息包括所述第二校验和。

3.根据权利要求1或2之一所述的方法，其中提供第一和第二信息包括：

从所述接口区域删除一个或多个之前提供的信息（21、22）或在所述接口区域中覆盖一个或多个之前提供的信息（21、22）。

4.根据权利要求1至2之一所述的方法，其中确定第二信息计数器包括：

针对预定函数根据所述第一信息计数器确定函数值并且将所述第二信息计数器设定到该确定的函数值。

5.根据权利要求4所述的方法，其中确定函数值包括计算所述第一信息计数器与不同于0的数的和；和/或

计算所述第一信息计数器与不同于0和1的数的乘积，和/或

从预定的值表中读出所述函数值。

6.根据权利要求4所述的方法，其中设定第一信息计数器（102）包括：

确定最后的信息计数器，其中所述最后的信息计数器是已经被所述传输装置作为最后一个信息接收的信息的信息计数器；

针对所述预定函数根据所述最后的信息计数器计算第二函数值；以及

将所述第一信息计数器设定到所述第二函数值。

7.根据权利要求6所述的方法，其中确定最后的信息计数器包括：

接收和分析来自所述传输装置的消息（31），该消息包括所述最后的信息计数器；或者

从保存所述最后的信息计数器的预定存储区域中读出所述最后的信息计数器。

8.用于由传输装置（11）接收来自发送设备（10）和所述传输装置之间的接口区域（14）的信息（21、22）的方法，其中所述方法包括以下由传输装置实施或触发的步骤：

确定要传输的第一信息的第一信息计数器（102）；和

接收来自所述接口区域的具有所确定的第一信息计数器和信息内容的第一信息以传输给接收设备（12）；

确定要传输的第二信息的第二信息计数器（102'）；

接收来自所述接口区域的具有所述第二信息计数器和所述信息内容的第二信息以传输给所述接收设备（12）；

其中所述第一信息计数器不同于所述第二信息计数器，

其中第一和第二信息被同时提供给所述传输装置或者以所述发送设备的唯一一个时钟间隔提供给所述传输装置。

9.根据权利要求8所述的方法，所述方法还包括将所述第一信息传输给所述接收设备（12）。

10.根据权利要求8或9之一所述的方法，其中确定下一个要传输的信息的信息计数器包括从保存在预定存储区域中的值中计算该信息计数器。

11.根据权利要求10所述的方法，其中所确定的信息计数器保存在所述预定存储区域中。

12.根据权利要求8至9之一所述的方法，其中确定下一个要传输的信息的信息计数器在第一时刻进行，并且其中所述方法还包括：

在其它时刻确定要传输的其它信息的其它信息计数器；和

接收来自接口区域的所述其它信息以传输给接收设备。

13.借助于传输装置（11）从发送设备（10）传送信息内容（100）的方法，该方法包括：

通过所述发送设备和根据权利要求1至7之一在发送设备和传输装置之间的接口区域中提供第一和第二信息（21、22）中的信息内容以由传输装置接收；和

根据权利要求8至12之一所述通过传输装置接收来自接口区域的第一或第二信息。

14.根据权利要求13所述的方法，其中所述发送设备是车辆监控系统中的控制设备和/或其中所述传输装置包括至少一个数据总线；

和/或其中所述信息内容包括来自监控函数的受保护的计算结果。

15.根据权利要求14所述的方法，其中所述传输装置包括车辆监控系统中的FlexRay总线；和/或所述监控函数是车辆监控系统的函数。

16.计算单元，其设置用于执行根据前述权利要求之一的方法。

17.计算机可读存储介质，具有存储在其上的计算机程序，所述计算机程序在计算单元上执行时促使所述计算单元执行根据权利要求1至15之一所述的方法。