CN105393493B - 控制器的监控和诊断 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种车辆的控制器(14)，该控制器包括具有连接LED输出端(20)的以太网收发器(16)，该连接LED输出端设计为用于借助于可连接在该输出端上的LED(18)显示网络状态。一种用于监控控制器(14)的方法包括：‑确定控制器(14)的可调节的诊断状态；‑基于诊断状态选择信号序列；和‑借助于信号序列控制连接LED输出端(20)，以用于输出诊断状态。

Description

控制器的监控和诊断
技术领域
本发明涉及一种方法、一种计算机程序和一种用于监控车辆的控制器的计算机可读取的介质。本发明还涉及一种用于车辆的控制器和一种诊断系统。
背景技术
在机动车(乘用车、载货汽车、公交车、摩托车)的运行期间有利的是，获知控制器和实现控制器通信的网络的状态。为此设置诊断器，以便一起读取不同的总线系统、例如CAN、FlexRay、LIN、MOST和以太网上的通信并查询控制器。为此可以应用诊断这个专业术语。
刚好在发展控制器期间必要的是，对通信进行监控。为此由制造者提供了大量的工具。对于以太网存在少量的工具可供使用，这是因为目前控制器与以太网的联网还未广泛应用。
在机动车领域中的诊断器通常非常昂贵，并可能花费几千欧元，并可能不会在每个工位上设置以供使用。借助于现有的设施能完成的任务越多，则控制器的发展就因此成本越低。这种情况最后影响最终的产品并进而影响机动车。
为了在标准以太网上传输数据可以使用RJ45插口，以便插入CAT5e电缆，并将终端彼此连接。这些插口提供一个绿色的和一个黄色的LED，该LED可以显示不同的网络状态。所显示的状态是标准化的，并在每个插口上的情况(安装在个人电脑、笔记本式电脑、服务器、…中)都是相同的。
绿色的LED(网速)报告有关以太网连接的速度的状态，并仅当相对应的通信伙伴被连接上时才亮起。黄色LED(连接活动)显示如下状态，即是否存在通信往来并且是否传输数据。这个LED直接连接在以太网-PHY(物理层收发器)上。
这些插口通常不应用在汽车中，这是因为其在结构尺寸方面和EMV特性方面通常是不适合的。然而LED可以单独地设置在控制器上，这是因为每个物理层收发器都为LED设置了输出端以供使用，并且这与为以太网技术使用何种电缆及何种插头无关。
在汽车中应用100Mbit/s的数据传输率的以太网——在可预见的未来(推测直到2019年)都不会应用进一步的速度等级，而且也不会替换所有具有100Mbit/s的数据传输率的现存的系统。因此相应的状态指示-LED也没有额外优点。
以太网连接的其它的状态指示不能被获得。此处必须使用额外的设备或采用额外的硬件。
发明内容
本发明的目的是，简单地和成本低廉地实现对具有以太网连接端的控制器进行测试、监控和诊断。
本发明的一个方面涉及一种用于监控车辆的控制器的方法。
该控制器可以与其它的控制器通信，并为此包括以太网收发器。这种应用于以太网中的控制器的例子是摄像机、收音机、放大器和车辆中的传输了大的数据量的其它的控制器。
该以太网收发器通常具有连接LED输出端，该连接LED输出端设计为用于借助于可连接在该输出端上的LED(发光二极管)显示以太网连接的网络状态。以太网收发器通常具有两个连接LED输出端或输出端口，在该输出端上可以连接发光二极管，该发光二极管提供关于以太网连接的“连接”消息。第一连接LED输出端在此提供关于连接的活动性的消息(开＝连接有效、关闭＝连接无效、闪烁＝网络活动性)。第二连接LED输出端显示出网速(开＝100Mbit/s、关＝10Mbit/s)。
根据本发明的一实施方式，该方法包括：
-确定控制器的可调节的诊断状态；
-基于该诊断状态选择信号序列；及
-借助于信号序列控制连接LED输出端，以用于输出诊断状态。
可调节的诊断状态例如可以是以太网连接的诊断状态，例如正在传送和/或接收多少数据、是否出现故障、是否接收到错误的数据包、等等。
例如值得期望的是，是否：
-数据包被放在以太网连接的端口处，
-接收到错误的数据包，
-通过导线一起传输电流，
-存在BroadR-Reach的主/从配置，
-传输数据，和/或
-达到最大载荷。
可以在控制器中调节相应的诊断状态。
诊断状态还可以是一种状态，该状态涉及控制器的功能，例如，在控制器中是否出现故障。
以太网收发器通常具有一个PHY(物理层收发器)和一个MAC，其中，该PHY具有硬件缓存器，通过MAC(例如，为了调节连接的速度)由控制器写入该硬件缓存器中。该PHY也可以具有寄存器，通过该寄存器可以设置LED或LED输出端的状态(开/关)。通过写入该寄存器中，在控制器中运行的程序可以调控和设置连接LED输出端识别号码。
建议的解决方案还可以非常简单地实现用于进一步故障查找的可能性。通过对LED单独地编程，PHY的、MAC的和/或控制器的多个功能和状态可以通过LED非常简单地可视地实现。用于显示所选择的功能的有利的方式可以省去配置额外的设备，这是因为在这个层面上已经可以用信号表示故障。由此通过对这些状态的迅速识别加速了故障的查找。
几乎每个PHY都带有这些LED的潜力，并因此可以无附加成本而被使用。此外可以使用标准的硬件，并只需要改变软件。
根据本发明的一实施方式，所述信号序列在连接LED输出端的重复的开/关状态的模式中编码。例如数字或号码可以按如下方式编码，即数字或号码的连接LED输出端相应地以脉冲的形式被打开和关闭，然后插入停顿，该停顿的长度比脉冲之间的暂停要长，然后再重复该脉冲序列。
根据本发明的一实施方式，连接LED输出端设计为用于连接在彩色的LED上，就是说，连接在可以被调节为不同颜色的LED上。例如通过连接LED输出端不仅可以显示一个开/关信号，而且也可以显示多个开/关信号，这些开/关信号编码为彩色的LED的颜色。在这种情况下，信号序列也可以编码为彩色。例如颜色为红色显示故障，而颜色为绿色则显示运行正常。
根据本发明的一实施方式，该方法还包括：
-执行控制器的自检测试(作为诊断状态)；和
-根据所确定的故障状态选择信号序列。
例如在组装车辆之前可以执行自检测试，该自检测试的结果通过连接LED输出端在诊断器上输出。
根据本发明的一实施方式，该方法还包括：
-借助于诊断器获取来自连接LED输出端的信号；和
-分析处理所获取的信号，以便确定诊断状态。
诊断结果不仅可以通过连接在连接LED输出端上的LED可视地被人来分析处理，而且由连接LED输出端所输出的信号也可以被诊断器获取和分析处理。以这种方式还可以分析处理更复杂的信号。
根据本发明的一实施方式，通过诊断器获取来自连接LED输出端的电信号，该诊断器例如可以直接连接在连接LED输出端上，即使当在连接LED输出端上不连接LED时，如同通常情况下控制器安装在车辆中时。
根据本发明的一实施方式，通过诊断器获取由LED产生的光信号，该LED连接在连接LED输出端上。为此，例如诊断器可以具有摄像机或光敏的传感器。
本发明的另外的一个方面涉及一种计算机程序，当该计算机程序在处理器上运行时，这种计算机程序引导处理器按照上述和下述的说明来执行所述的方法的步骤。例如控制器和/或以太网收发器可以具有这个处理器或分别具有一个处理器，这个处理器或这些处理器运行该计算机程序。
本发明的另一个方面涉及一种计算机可读取的介质，所述的计算机程序被存储在该计算机可读取的介质上。在此，计算机可读取的介质可以是控制器的非易失性存储器。例如，计算机可读取的介质是RAM存储器、ROM存储器、闪速存储器、硬盘、CD、DVD或磁盘。
本发明的另一个方面涉及一种用于车辆的控制器，其中，该控制器包括具有连接LED输出端的以太网收发器，该连接LED输出端设计为用于借助于可连接在该输出端上的LED显示网络状态；其中，控制器设计为用于，确定内部诊断状态、基于该诊断状态选择信号序列，并借助于信号序列控制连接LED输出端，以用于输出诊断状态。
本发明的另一个方面涉及一种诊断系统，该诊断系统包括如上述和下述中所说明的控制器和具有读取器的诊断器，该诊断器设计为用于获取来自连接LED输出端的信号。例如读取器可以具有插头，该插头可以连接在控制器的接口上，连接LED输出端也连接在该接口上。诊断器可以直接通过连接LED输出端上的电压确定出，控制器正好通过输出端输出哪个信号序列。
根据本发明的一实施方式，读取器设计为用于获取光信号。该读取器还可以具有摄像机或光敏的传感器，当LED连接在连接LED输出端上的情况下，该摄像机或光敏的传感器分析处理由LED发出的光。
需要了解的是，所述方法的如上述和下述中所说明的特征也可以是该控制器和诊断系统的特征，反之亦然。
本发明的另一个方面涉及一种车辆控制器的以太网收发器的连接LED输出端在输出控制器诊断状态方面的应用。
附图说明
下面参照附图详细描述本发明的实施例。附图示出：
图1示出根据本发明的一实施方式的诊断系统，
图2示出根据本发明的另一实施方式的诊断系统，
图3示出根据本发明的一实施方式监控控制器的方法的流程图。
相同或类似的部分原则上通过相同的附图标记表示。
具体实施方式
图1示出诊断系统10，该诊断系统具有诊断器12和用于车辆的控制器14(例如收音机、车载计算机、放大器、发动机控制装置、窗玻璃升降器等)。
控制器14具有以太网收发器16，LED18连接在该以太网收发器上。这个以太网收发器16通常具有以太网PHY(物理层收发器)和以太网MAC(媒体访问控制器)。以太网PHY具有两个连接LED输出端20，通过这两个连接LED输出端可以输出上述的标准状态。这种连接LED输出端20根据标准通过功能控制连接活动性和数据传输率(10/100/1000)。以太网收发器16和该PHY还具有额外的输入端，以便打开和关闭LED18。例如通过这个输入端可以控制连接LED输出端20。
该连接LED18和连接LED输出端20(或即两个LED和两个输出端)被控制器14用于输出或显示其它的数据。通过单独编程，来自控制器14的、以太网PHY的和/或以太网MAC的信息则可以通过连接LED输出端20输出和/或通过LED18被用信号发送。
对于上述的输入端另选或附加地可以通过特定的寄存器写入以太网PHY中，这些特定的寄存器导致LED18发光。
如果连接LED18，例如开发者可以可视地分析处理该LED18(或这两个LED)并从中得出结论。
诊断器12另选地或附加地可以具有以光敏传感器或摄像机形式的读取器22，以便获取LED18的信号。该读取器22因此设计为用于获取和分析处理LED18的光信号。
图2示出另一个诊断系统10，其中，由诊断器12在连接LED输出端20上获取电信号。例如为此可以在控制器14上设置插头，这可以通过插入诊断器12的对应的插头来实现。这个或这些连接LED输出端20通常可以连接在诊断连接端上或计算单元上，然后该计算单元分析处理该信号。
LED18(或两个LED)由于成本和安全性原因通常不安装在车辆中(但是出于诊断目的在研发或测试阶段可以连接)。当不连接LED18时，该电信号——其用于驱动LED18——可以通过获取连接LED输出端20上的信号而被使用。
图3示出关于所述方法的流程图，该方法可以通过诊断系统10，10′实施。在此，控制器14执行步骤30至34，诊断器12执行可选的步骤36。
在步骤30中，控制器14确定可调节的诊断状态，例如可以在制造控制器14时、在将控制器14安装在车辆中时或在诊断期间调节该诊断状态。
例如以下情况作为诊断状态是有利的并显示为：
-哪种数据通过以太网连接被传递？(例如被控制时间的数据或背景数据)
-是否有额外的电流通过以太网连接传输？(例如通过以太网供电)
-是否有数据包被放置在这个端口上？
-是否接收到错误的数据包？
-是否存在BroadR-Reach(Broadcom的双线技术)的主/从配置？
-是否达到以太网连接的最大载荷？
-是否在以太网层1上存在故障或在以太网层2上存在故障？
-MII连接是否损坏？
在步骤32中，控制器14基于诊断状态选择信号序列。
例如对于运行时间可以如此调节，即当发送的数据传输率超过50Mbit/s的量时，LED18则应该闪烁。另外还可能的是，当接收到有错误的数据包时，LED在这种情况下亮起/闪烁。
信号序列还可以在连接LED输出端(20)的重复的开/关状态的模式中编码，就是说超越这种简单的“总是开”、“总是关”或“闪烁”的状态。
例如通过根据摩尔斯电码模式的闪烁编码可以输出特定的信息。这种情况可以通过单独控制LED输入端(例如：开 关 关 关 开)的控制器14进行编程。当例如询问当前的数据传输率时，则可以通过一个带有闪烁编码顺序(开-关-开-关(快速闪烁)——停顿——开-关-开-关-开-关-开-关-开-关-开-关(快速闪烁))的LED来发送信号。这种情况下，数据传输率相当于26Mbit/s。
连接LED输出端20还可以设计为用于连接在彩色的LED18上。例如彩色LED在研发期间的应用可以被用于，并行地输出更多数量的故障输出。这样可以例如通过彩色编码“红色”发送故障的信号。
在步骤34中，控制器14借助于信号序列控制连接LED输出端20，以便在连接LED输出端20上输出诊断状态。
例如输入端开/关(ON/OFF)可以——如上所述——单独地被应用。必要时LED18或这些LED可以通过这个功能亮起、闪烁或熄灭。
通过相应的、在控制器14中运行的计算机程序，以太网收发器16(即以太网PHY)的寄存器可以在运行期间被改变。从而可以通过LED输出单独的信号序列。
在步骤36中，诊断器12获取来自连接LED输出端20的信号并分析处理所获取的信号，以便确定诊断状态。
例如当未安装LED时，可以获取来自连接LED输出端20的电信号，以便提供简单的诊断可能性。这种情况可以通过连接导线20实现，或通过提供一个插头实现。为此无需改变以太网PHY上和控制器14上的硬件。该获取的信号相当于LED状态的信号。
在连接上LED18的情况下，还可以获取和分析处理光学的信号。
例如在步骤30期间，执行控制器14的自检测试，然后在步骤32中根据所确定的故障状态选择信号序列。
每个控制器14通常在出厂或安装之前在EOL(生产线末端编程)阶段被最终地编程。此外还进行在线测试(ICT)。ICT是在电子产品制造过程中用于电子组件和装配的电路板的测试方法。在此，所装配的电路板在其被放置在特殊的测试适配器上或特殊的测试适配器中之后被检测电路板导轨中的故障(如短路或断路)、焊接故障和部件故障。还可以测试整个电路模块。
凭借测试软件或通过触发特定的功能，可以完成详细的故障搜索或部件测试，并在LED18上或输出端20上输出故障原因。开始测试顺序，并在故障情况下获取故障原因，并由测试计算机分析处理。这不需要或几乎不需要额外的硬件和分析工具，并可以使EOL过程加速及直到出厂之前都可以进行故障搜索。
补充要指出的是，“包括/具有”的意思不排除其它的元件或步骤，“一个”不排除是复数的情况。此外还要指出的是，参照上述实施例中的一个所描述的特征或步骤也可以与上述其它实施例的其它的特征和步骤以组合的形式使用。权利要求中的附图标记不应被视作限制。

Claims (13)

1.一种用于监控车辆的控制器(14)的方法，其中，控制器(14)包括具有连接LED输出端(20)的以太网收发器(16)，该连接LED输出端设计为用于借助于可连接在该输出端上的LED(18)通过对LED单独地编程来显示网络状态，该方法包括：
-确定控制器(14)的可调节的诊断状态；
-基于诊断状态选择信号序列；
-借助于信号序列控制连接LED输出端(20)，以用于输出诊断状态。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述信号序列在连接LED输出端(20)的重复的开/关状态的模式中编码。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，连接LED输出端(20)设计为用于连接在彩色的LED(18)上；其中，信号序列编码为彩色。
4.根据权利要求1或2所述的方法，还包括：
-执行控制器(14)的自检测试；
-根据所确定的诊断状态选择信号序列。
5.根据权利要求1或2所述的方法，还包括：
-借助于诊断器(12)获取来自连接LED输出端(20)的信号；
-分析处理所获取的信号，以便确定诊断状态。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，获取来自连接LED输出端(20)的电信号。
7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，获取由LED(18)产生的光信号，该LED连接在连接LED输出端(20)上。
8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，获取由LED(18)产生的光信号，该LED连接在连接LED输出端(20)上。
9.一种计算机可读取的介质，其中，用于执行根据权利要求1至8中任一项所述的方法的步骤的计算机程序被存储在该计算机可读取的介质上。
10.一种用于车辆的控制器(14)，其中，该控制器(14)包括具有连接LED输出端(20)的以太网收发器(16)，该连接LED输出端设计为用于借助于可连接在该输出端上的LED(18)通过对LED单独地编程来显示网络状态；其中，控制器(14)设计为用于，确定内部诊断状态，基于该诊断状态选择信号序列，并借助于信号序列控制连接LED输出端(20)，以用于输出诊断状态。
11.一种诊断系统(10，10′)，包括：
-根据权利要求10所述的控制器(14)；
-具有读取器(22)的诊断器(12)，该诊断器设计为用于获取来自连接LED输出端(20)的信号。
12.根据权利要求11所述的诊断系统，其特征在于，所述读取器(22)设计为用于获取光信号。
13.一种车辆控制器(14)的以太网收发器(16)的连接LED输出端(20)在输出控制器(14)诊断状态方面的应用，其中，所述控制器(14)为根据权利要求10所述的用于车辆的控制器(14)。
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