DE10131135A1

DE10131135A1 - Operating network node, especially for operating multi-media equipment in vehicles, involves node providing functions for emergency operation in event of failure or fault in network

Info

Publication number: DE10131135A1
Application number: DE2001131135
Authority: DE
Inventors: Marion Radnic
Original assignee: Harman Becker Automotive Systems GmbH; Harman Becker Automotive Systems Becker Division GmbH
Current assignee: Harman Becker Automotive Systems GmbH
Priority date: 2001-06-28
Filing date: 2001-06-28
Publication date: 2003-01-23
Anticipated expiration: 2021-06-29
Also published as: DE10131135B4

Abstract

The method involves the network node providing the functions required for emergency operation in the event of a failure or fault in the network. A functioning network is emulated in emergency mode. Emergency mode is activated after a defined period in the event of a fault.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Netzwerkknotens der z. B. in einem multimedialen digitalen Netzwerk eingebunden ist. Ein derartiger Netzwerkknoten kann mit einer oder mehreren Applikationen verbunden sein. Den Applikationen werden durch das Netzwerk bereitgestellte Funktionen über den Netzwerkknoten zugeführt. Die Applikationen dienen üblicherweise speziellen Funktionen eines angeschlossenen Gerätes. The invention relates to a method for operating a Network node of the z. B. in a multimedia digital Network is involved. Such a network node can be connected to one or more applications. The Applications are provided by the network Functions supplied via the network node. The applications usually serve special functions of a connected device.

Ein derartiges digitales Netzwerk, insbesondere zum Betrieb multimedialer Geräte in einem Kraftfahrzeug, wie z. B. eines Autoradios, eines CD-Spielers oder Wechslers, Telefon, Camcorders, Videodisplay oder anderer Geräte wurde von der Firma Becker GmbH entwickelt und trägt die Bezeichnung MOST (Media Oriented Systems Transport). Dieses System stellt ein Bus- System dar, das für alle digitalen Übermittlungen innerhalb eines Kraftfahrzeugs einsetzbar ist. Such a digital network, especially for operation multimedia devices in a motor vehicle, such as. B. one Car radios, a CD player or changer, telephone, Camcorders, video displays or other devices were made by the company Becker GmbH develops and bears the name MOST (Media Oriented Systems Transport). This system represents a bus System that applies to all digital transmissions within a motor vehicle can be used.

Ein typisches digitales Ringnetzwerk 1 ist in Fig. 1 dargestellt. In dieser Darstellung sind beispielhaft vier Netzwerkknoten 2, 4, 6 und 8 dargestellt. An jeden Konten ist ein entsprechendes Gerät 3, 5, 7 und 9 angeschaltet. Die Knoten 2, 4, 6 und 8 weisen jeweils einen Netzwerk-Tranceiver auf. Die Geräte bedienen sich der Funktionen des Netzwerks über sogenannte Netzwerkservices, welche z. B. im jeweiligen Gerät 3, 5, 7 und 9 enthalten sind. An diese Netzwerkservices sind dann ein oder mehrere Applikationen angeschaltet. A typical digital ring network 1 is shown in FIG. 1. In this illustration, four network nodes 2 , 4 , 6 and 8 are shown as examples. A corresponding device 3 , 5 , 7 and 9 is connected to each account. The nodes 2 , 4 , 6 and 8 each have a network transceiver. The devices use the functions of the network via so-called network services, which, for. B. in the respective device 3 , 5 , 7 and 9 are included. One or more applications are then connected to these network services.

Liegt nun ein Fehler in einem oder mehreren Knoten 2, 4, 6 oder 8 vor oder bei einem generellen Funktionsfehler des gesamten Netzwerkes 1, so werden die zum Betrieb der Applikationen benötigten Funktion nicht mehr bereitgestellt. Einzelne oder auch alle Geräte 3, 5, 7, 8 sind dann nicht mehr betriebsbereit. If there is now an error in one or more nodes 2 , 4 , 6 or 8 or in the event of a general functional error in the entire network 1 , the function required for operating the applications is no longer provided. Individual or all devices 3 , 5 , 7 , 8 are then no longer ready for operation.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, den Betrieb von an einem Netzwerk angeschlossenen Gerät auch bei fehlerhaftem Netzwerkbetrieb bzw. bei einem fehlerhaften Netzwerkknoten zu gewährleisten. The object of the present invention is therefore the operation device connected to a network faulty network operation or faulty Ensure network nodes.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass der Netzwerkknoten bei einem Ausfall oder Fehlers des Netzwerkes die für einen Notlaufbetrieb notwendigen Funktionen bereitstellt. This task is solved by the network node in the event of a network failure or error, Emergency operation provides the necessary functions.

In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung emuliert der Netzwerkknoten die Funktionen eines betriebsbereiten Netzwerkes. In a particularly advantageous embodiment, the Network node the functions of an operational Network.

Ein weiterer Vorteil besteht in einer Ausgestaltung, bei welcher der sogenannte Notlauf erst nach einer vorher definierten Zeit aktiviert wird. Dadurch erhält das System die Möglichkeit eventuelle korrigierbare Fehler noch zu berichtigen. Another advantage is an embodiment, at which the so-called emergency run only after one before defined time is activated. This gives the system the Possibility to correct any correctable errors.

In einer weiteren Ausgestaltung übergibt der Netzwerkknoten wieder die Kontrolle der Notlauffunktionen an das Netzwerk sobald dieses oder der Knoten selbst wieder betriebsbereit sind. In a further embodiment, the network node transfers control of the emergency functions on the network again as soon as this or the node itself is operational again are.

Vorteilhafterweise werden nur diejenigen Betriebsfunktionen emuliert, welche für den Betrieb einer Applikation notwendig sind. Dadurch verringert sich der jeweilige Aufwand innerhalb eines Knoten, der notwendig ist, die Notlauffunktionen bereitzustellen. Only those operating functions are advantageous emulates which are necessary for the operation of an application are. This reduces the effort involved within of a node that is necessary the emergency running functions provide.

Treten Fehler über einen längeren Zeitraum auf, so kann vorteilhafter Weise eine Zähleinrichtung vorgesehen sein, die bei jedem auftretenden Aktivieren der Notlauffunktion einen Zähler erhöht. Der Zählerstand kann dann abgefragt und mit einer vorbestimmbaren Schwelle verglichen werden. Wird diese überschritten, so kann eine Anzeige aktiviert werden, die dem Nutzer anzeigt, dass Servicearbeiten zur Behebung des Fehlers fällig werden. If errors occur over a longer period of time, it can advantageously be provided a counting device each time the limp home function is activated Counter increased. The meter reading can then be queried and with a predeterminable threshold are compared. Will this exceeded, a display can be activated that the User indicates that service work to fix the error become due.

Weitere Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens sind, dass weitere Netzwerke, die z. B. über ein Gateway mit dem Gerät mit fehlerhaftem Knoten oder Netzwerk verbunden sind, nicht durch den Ausfall beeinflusst werden. Die Restfunktionalität des Gerätes sowie die Kommunikation mit einem anderen Bus wird daher nicht gestört. Dies gilt auch für einen Knoten, welcher mehrere Geräte speist. Further advantages of the method according to the invention are that other networks, e.g. B. via a gateway with the device connected to a faulty node or network affected by the failure. The remaining functionality of the device and communication with another bus is therefore not disturbed. This also applies to a knot, which feeds multiple devices.

Der notlaufbedingte Mehraufwand insbesondere bei der Betriebssoftware ist vorteilhafter Weise gering und mit ca. 2% der Betriebssoftware anzusetzen. The additional effort caused by emergency operation, especially at Operating software is advantageously low and with approx. 2% the operating software.

Die Erfindung wird nun detailliert in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen beschrieben. Es zeigt: The invention will now be described in detail in connection with the accompanying drawings. It shows:

Fig. 1 ein Blockschaltbild eines Ringnetzwerks mit mehreren Netzwerkknoten, Fig. 1 is a block diagram of a ring network with a plurality of network nodes,

Fig. 2 ein Blockschaltbild eines Netzwerkknotens mit zwei damit verbundenen Applikationen, Fig. 2 is a block diagram of a network node with two related applications,

Fig. 3 den Aufbau eines erfindungsgemäßen Netzwerkknotens im aktivierten Notlaufbetrieb, Fig. 3 shows the structure of a network node according to the invention in the activated emergency operating mode,

Fig. 4 ein Diagramm, welches den Einschaltvorgang einer Notlauffunktion verdeutlicht, und Fig. 4 is a diagram which illustrates the switching on of an emergency function, and

Fig. 5 ein Diagramm, welches den Ausschaltvorgang der Notlauffunktion darstellt. Fig. 5 is a diagram showing the shutdown process of the limp home function.

Das nachfolgende Ausführungsbeispiel wird anhand eines "Media Oriented Systems Transport"-Busses (nachfolgend MOST-Bus genannt) näher erläutert. Fig. 2 zeigt den prinzipiellen Aufbau eines an einen MOST-Bus angeschlossenen Netzwerkknotens. Der MOST-Tranceiver befindet sich üblicherweise in einem Netzwerkknoten 2, 4, 6, 8. Darüber liegt die zum Netzwerk 1 zählende Schicht der sogenannten NetServices 20. Sie stellt den Netzwerktreiber dar. Ein derartiger Layer nutzt die Werkzeuge, die der MOST-Tranceiver zur Verfügung stellt und machen sie den angeschlossen Applikationen 21, 22 verfügbar. Die Netservices 20 beinhalten die Mechanismen und Routinen zum Betrieb und zur Verwaltung des Netzwerkes 1 und stellen auch sein dynamisches Verhalten sicher. Da die meisten Geräte unterschiedliche Funktionalitäten beinhalten, wurden die Net- Services modular in mehrere Schichten 23, 24, 25 und 26 unterteilt. The following exemplary embodiment is explained in more detail using a "Media Oriented Systems Transport" bus (hereinafter referred to as MOST bus). Fig. 2 shows the basic structure of a device connected to a MOST bus network node. The MOST transceiver is usually located in a network node 2 , 4 , 6 , 8 . The layer of the so-called NetServices 20 belonging to the network 1 lies above this. It represents the network driver. Such a layer uses the tools provided by the MOST transceiver and make them available to the connected applications 21 , 22 . The network services 20 contain the mechanisms and routines for operating and managing the network 1 and also ensure its dynamic behavior. Since most devices contain different functionalities, the NetServices have been divided into several layers 23 , 24 , 25 and 26 .

Die Net-Services API 23 stellen gemäß Fig. 2 die eigentliche Schnittstelle zu den Applikationen 21, 22 dar. Selbstverständlich kann auch nur eine einzige Applikation oder mehrere vorgesehen sein. Dies hängt von der Funktionalität des jeweiligen Gerätes ab. Aus dieser Bibliothek wird unter anderem der Buszustand an die Applikationen weitergeleitet. Dieser Buszustand wird nun vom MOST-Layer 26 ausgewertet, welcher gegebenenfalls die Notlauffunktion initialisiert. According to FIG. 2, the net services API 23 represent the actual interface to the applications 21 , 22. Of course, only a single application or more can also be provided. This depends on the functionality of the respective device. Among other things, the bus status is forwarded to the applications from this library. This bus status is now evaluated by MOST layer 26 , which may initialize the emergency operation function.

Fig. 3 zeigt beispielhaft den Zustand der Netservices 20 bei initialisierter Notlauffunktion. Die Notlauffunktion wird beispielsweise bei folgenden Fehlern des Netzwerkes oder Knotens aktiviert:

- Die Initialisierung des MOST-Tranceivers und somit des Netzwerkknotens 2, 4, 6, 8 hat fehlgeschlagen, und/oder
- das Netzwerk 1 erreicht den aktiven Betriebszustand nicht.

Fig. 3 shows an example of the state of the Netservices 20 at initialized emergency function. The limp home function is activated, for example, in the event of the following errors in the network or node:

- The initialization of the MOST transceiver and thus of network node 2 , 4 , 6 , 8 has failed, and / or
- Network 1 does not reach the active operating state.

Für den weiteren korrekten Ablauf des Restsystems sorgt dann die Notlauffunktion 32. Diese emuliert beispielsweise einen vorhandenen MOST-Bus. Diese Schicht 32 deckt dann auch die wichtigsten zum Betrieb des Gerätes notwendigen Funktionalitäten ab. Insoweit die Layer 33, 34 nicht mehr funktionieren, liefern sie in dieser Betriebsart keine Funktionen an die jeweilige Applikation 31 und beeinflussen deren Funktionalität nicht mehr. The emergency operation function 32 then ensures that the rest of the system continues to run correctly. This emulates an existing MOST bus, for example. This layer 32 then also covers the most important functionalities necessary for operating the device. Insofar as layers 33 , 34 no longer function, they do not deliver any functions to the respective application 31 in this operating mode and no longer influence their functionality.

Folgende Funktionalitäten können beispielsweise emuliert werden:

a) "Net On"-Event; dieses Signal zeigt ein betriebsbereites Netzwerk 1 an,
b) "MPR"-Event; dieses Signal gibt die Anzahl der im Ringnetzwerk 1 angeschlossenen Knoten an (MPR = Max Position Register),
c) "Device Address"-Event; bei diesem Signal wird die eigene Knotenadresse erzeugt,
d) "NetworkMaster.CentralRegistry.Status"-Nachricht; diese Nachricht, bei der sich in den Daten eine Liste der momentan angemeldeten Geräte mit deren Applikationen im Netzwerk 1 befindet, gibt im Fehlerfall nur die des am Knoten angeschlossenen Gerätes an.
e) "NetworkMaster.configuration.OK"-Nachricht; dieses Signal teilt der jeweiligen Applikation mit, dass ihre systemweite Kommunikationsinitialisierung, wie z. B. Notifizierungen, zu starten sind.

The following functionalities can be emulated, for example:

a) "Net On"event; this signal indicates an operational network 1 ,
b) "MPR"event; this signal indicates the number of nodes connected in the ring network 1 (MPR = Max Position Register),
c) "Device Address"event; with this signal the own node address is generated,
d) "NetworkMaster.CentralRegistry.Status"message; this message, in which there is a list of the currently registered devices with their applications in network 1 , only indicates the device connected to the node in the event of an error.
e) "NetworkMaster.configuration.OK"message; this signal notifies the respective application that its system-wide communication initialization, such as B. notifications to start.

Anhand Fig. 4 wird nun der Einschaltvorgang der Notlauffunktion mittels eines Zustandsdiagramms näher erläutert. Grundsätzlich gibt es zwei Betriebszustände, aus dem das System hochlaufen kann, zum einen aus dem sogenannten "ersten Anklemmen" oder auch "Boot Init" 40 und zum anderen aus dem Zustand "Aufwecken" oder "Awake from Sleep" 41. Die Notlauffunktion behandelt beide Fälle gleich, sie startet im Zustand 42 eine Hardware-Initialisierungsphase. Während dieser Phase kann der erste potentielle Fehlerfall auftreten. Lässt sich die MOST-Hardware, also der Tranceiver 2, 4, 6, 8, nicht initialisieren, stellt sich der "Error On Init"-Zustand 47 ein. With reference to Fig. 4 of the switch-on of the emergency operation mode will now be explained in more detail by means of a state diagram. There are basically two operating states from which the system can start up, firstly from the so-called "first connection" or "Boot Init" 40 and secondly from the state "wake up" or "Awake from Sleep" 41. The emergency operation function handles both Equal cases, it starts a hardware initialization phase in state 42 . The first potential error can occur during this phase. If the MOST hardware, ie the transceiver 2 , 4 , 6 , 8 , cannot be initialized, the "Error On Init" state 47 is set .

In diesem Zustand 47 wird weiter im Hintergrund versucht eine Hardware Initialisierung 45 durchzuführen. Da sich das komplette Gerät in der Initialisierungsphase befindet, wird ein Timer gestartet. Tritt das Timeout-Signal auf und die MOST Hardware wurde nicht gültig initialisiert, erfolgt für das restliche System eine Emulation 47 des MOST Busses. In this state 47 , hardware initialization 45 is attempted in the background. Since the complete device is in the initialization phase, a timer is started. If the timeout signal occurs and the MOST hardware was not validly initialized, the rest of the system is emulated 47 on the MOST bus.

Wurde die MOST Hardware erfolgreich initialisiert, befindet sich die Notlauffunktion im Zustand "Wait for Net on" 43. Beim Eintreffen in diesen Zustand wird ebenfalls ein Timer gestartet. Erfolgt bis zum Ablauf des Timers kein "Netzaktiv"-Event, liegt der zweite mögliche Fehlerfall vor. Die Notlauffunktion schaltet sich nun in den "Error Net On"- Zustand" 48. If the MOST hardware has been successfully initialized, the emergency function in the "Wait for Net on" state 43. When this state is reached, a timer is also activated started. Nothing happens until the timer expires "Active network" event, there is the second possible error. The Emergency operation function now switches to "Error Net On" - Condition "48.

Auch hier wird, wie bei der Hardware-Initialisierung, weiterhin im Hintergrund versucht, den fehlerhaften Netzzustand durch den MOST-Service 46 zu beheben. Kann der Fehler innerhalb des Zeitfensters nicht behoben werden, so wird ein korrekt vorliegender MOST-Bus im Zustand 47 emuliert. Der Fehler kann jedoch durch ein "Net On"-Event verlassen werden. Here too, as with the hardware initialization, attempts are still being made in the background to correct the faulty network status by the MOST service 46 . If the error cannot be remedied within the time window, a correctly present MOST bus is emulated in state 47 . However, the error can be exited by a "Net On" event.

Der normale Betriebszustand "normal Operation" 44 wird durch das "Net On"-Event aus dem Zustand Wait for Net On" 43 oder "Error Net On"-Zustand" 48 erreicht. Sollte der Bus ausfallen, wechselt die Notlauffunktion in den Zustand "Wait for Net On" 43 zurück. The normal operating state "normal operation" 44 is indicated by the "Net On" event from the state Wait for Net On "43 or "Error Net On" state "48. Should the bus fail, the emergency function changes to the "Wait for Net On "43 back.

Fig. 5 zeigt den Ausschaltvorgang anhand eines weiteren Zustandsdiagramms. Aus dem Normalbetrieb "Normal Operation" 51 heraus erfolgt der Ausschaltvorgang sobald die Applikationen dazu bereit sind. Die Sequenz wird im Zustand 53 durch eine "Sleep Request"-Nachricht vom Power Master eingeleitet. Ist eine Applikation beschäftigt, sendet sie ein "Sleep Request NotOK"-Signal zurück. Vom Zustand 53 geht der Betriebszustand dann über den "Shut Down MOST Bus"-Zustand 54 in den Zustand "Bus Off" 56 über. Fig. 5 shows the turn-off reference to a further state diagram. From normal operation "Normal Operation" 51, the switch-off process takes place as soon as the applications are ready for it. In state 53, the sequence is initiated by a "sleep request" message from the power master. If an application is busy, it sends back a "Sleep Request NotOK" signal. The operating state then changes from state 53 via the "Shut Down MOST Bus" state 54 to the "Bus Off" state 56.

Befindet sich das Gerät im Notlaufbetrieb "Fake Mode" 52 wird eine ähnliche Sequenz durchlaufen. Die Anfrage "Sleep Request" führt hier in den Zustand "MOST Sleep Request" 55. Im emulierten Betrieb 58 wird dann über die Zustände 57 die prinzipiell gleiche Sequenz durchlaufen und endet im Zustand "Bus Off" 56. If the device is in the "fake mode" 52, a similar sequence is run through. The request "Sleep Request" leads here to the state "MOST Sleep Request" 55. In emulated mode 58 , the sequence, which is basically the same, is then run through states 57 and ends in the state "Bus Off" 56.

Sollte sich während dieser Sequenz im Notlauf-Shutdown 58 der MOST Bus melden, so wird der Modus vom Notlaufbetreib 58 über die Nachricht "Net On" in den normalen Betriebszustand "Normal Operation" 51 übergeführt. Die eigentliche Ausschaltsequenz bleibt erhalten. If the MOST bus should report in emergency run shutdown 58 during this sequence, the mode is transferred from emergency run operator 58 to the normal operating state "normal operation" 51 via the message "Net On". The actual switch-off sequence is retained.

Bei einer Weiterbildung der Erfindung kann jeder Knoten einen zugeordneten Zustandszähler aufweisen. Dieser kann bei jedem Übergang in den Notlaufbetrieb, das heißt beim Übergang in die Zustände 47 bzw. 48 erhöht werden. Jeder Knoten weist zusätzlich einen Komparator auf, der den momentanen Wert des Zustandszählers mit einer vorher bestimmten Schwelle vergleicht. Vorzugsweise ist der Zustandszähler nicht-flüchtig ausgestaltet. Sobald das System wieder einwandfrei arbeitet wird der Zähler automatisch zurückgesetzt. Sobald die Schwelle überschritten wurde, wird eine Fehlermeldung auf einer Anzeige oder über eine Warnleuchte ausgegeben. Dies zeigt an, das ein beständiger Systemfehler vorliegt, welcher durch einen Service behoben werden sollte. Diese Funktion ist prinzipiell mit der eines Watchdog-Timers in umgekehrter Betriebsart vergleichbar. In a further development of the invention, each node can have an associated status counter. This can be increased with every transition to emergency operation, that is, with the transition to states 47 and 48 . Each node also has a comparator that compares the current value of the state counter with a predetermined threshold. The status counter is preferably designed to be non-volatile. As soon as the system is working properly again, the counter is automatically reset. As soon as the threshold has been exceeded, an error message is output on a display or via a warning light. This indicates that there is a persistent system error that should be corrected by a service. This function is basically comparable to that of a watchdog timer in the reverse operating mode.

Die erfindungsgemäße Notlauffunktion innerhalb von Netzwerkknoten ist nicht auf einen im Ausführungsbeispiel beschriebenen MOST-Bus beschränkt, sondern kann vielmehr bei jeglicher Art von digitalen Netzen zum Einsatz kommen. The emergency running function according to the invention within Network node is not on one in the embodiment described MOST bus is limited, but rather can be used with any Type of digital networks are used.

Claims

1. Method for operating a network node ( 2 ; 4 ; 6 ; 8 ) which is integrated into a network ( 1 ), with at least one application ( 21 ; 22 ; 31 ) which functions provided by the network ( 1 ) via the network node ( 2 ; 4 ; 6 ; 8 ), characterized in that the network node ( 2 ; 4 ; 6 ; 8 ) provides the functions ( 32 ) necessary for emergency operation in the event of a failure or error in the network ( 1 ).

2. The method according to claim 1, characterized in that a functioning network ( 1 ) is emulated in emergency operation.

3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that emergency operation after a fault predetermined time is activated.

4. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the network ( 1 ) is continuously monitored during emergency operation and the emergency operation is deactivated when the error is eliminated and integration into the network ( 1 ) takes place.

5. The method according to any one of the preceding claims, characterized characterized by a "power on" event emulating becomes.

6. The method according to any one of the preceding claims, characterized characterized that a "number of nodes in the ring" - Event is emulated.

7. The method according to any one of the preceding claims, characterized characterized that a node address is emulated.

8. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that a list of the registered devices ( 21 ; 22 ; 31 ) is emulated.

9. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that at least one status message necessary for the operation of the network node ( 2 ; 4 ; 6 ; 8 ) is emulated.

10. The method according to any one of the preceding claims, characterized characterized that the number of activations of the Emergency operation can be saved and at a An error message is exceeded if a predeterminable size is exceeded is produced.