DE10140852B4

DE10140852B4 - Elektronisches System mit einem Lichtwellenleiter-Netzwerk und Verfahren zum Selbsttest sowie dazugehöriges Computerprogramm

Info

Publication number: DE10140852B4
Application number: DE10140852A
Authority: DE
Inventors: Vasco Vollmer; Wolfgang Baierl
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2001-08-21
Filing date: 2001-08-21
Publication date: 2011-02-24
Anticipated expiration: 2021-08-22
Also published as: DE10140852C5; JP2003114835A; ITMI20021836A1; JP4746251B2; DE10140852A1; FR2828964A1; FR2828964B1

Abstract

Elektronisches System mit mehreren Knoten (100, 200, 300, 400, 500, 600), die durch Lichtwellenleiter (2, 3, 4, 5, 6) zu einem Netzwerk (1) verbunden sind, wobei jeder der Knoten
– Mittel zur Sendung einer Nachricht mit reduzierter Sendeleistung an jeden seiner benachbarten Knoten,
– Mittel zum Empfang einer Bestätigung des Erhalts der Nachricht von dem betreffenden benachbarten Knoten,
– Mittel zur Abgabe einer Fehlermeldung an einen Busmanagementknoten (100) für den Fall, dass eine Bestätigung nicht empfangen wird,
aufweist.

Description

Die Erfindung betrifft ein elektronisches System mit mehreren Knoten, die durch Lichtwellenleiter zu einem Netzwerk verbunden sind, sowie ein Verfahren und ein Computerprogramm zum Selbsttest eines solchen elektronischen Systems.
Aus dem Stand der Technik sind verschiedene Verfahren und Systeme für die Überprüfung von Lichtwellenleitern bekannt.
EP-A-823621 beschreibt eine Lichtwellenleiter-Übertragungsstrecke, bei der sich entlang des Lichtwellenleiters eine Vielzahl von Beugungsgittern zur Erkennung der Lage eines Fehlers befindet. Reflektierende Elemente zur Reflexion unterschiedlicher Wellenlängen können auf der Lichtwellen-Übertragungsstrecke verteilt werden, um die Lage eines Fehlers mit höherer Genauigkeit zur erkennen.
Aus DE 698 00 438 T2 ist ein dem gegenüber weitergebildetes System bekannt, bei dem mögliche Fehler in einem optischen Element dadurch lokalisiert werden, dass ein Signal in das optische Element gesendet wird, um die von den Reflexionsereignissen reflektierten Signale zu messen und die gemessenen reflektierten Signale mit den erwarteten Signalen zu vergleiche, die dem fehlerfreien optischen Element entsprechen.
Aus der DE 69519 990 T2 ist ein Verfahren zur Fehlerortung in optischen Übertragungssystemen bekannt. Dabei wird eine Rückstreumesstechnik-Fehlerortungsanordnung verwendet, die zur Auswertung einer in Abwärtsrichtung gesendete und reflektierte Datenfolge mit statistischen Eigenschaften dient.
Aus der EP 0863637 A2 ist eine elektronische Kommunikationseinrichtung bekannt, die mehrere Module enthält, welche über einen optischen Bus miteinander verbunden sind.
Aus der EP 0507581 B1 ist ein Multiplexübertragungssystem mit mehreren Knoten bekannt, die über eine Leitung miteinander verbunden sind. Dabei können Gruppen von Kombinationen von Knoten bestimmt werden, welche Bestätigungssignale zurückgeben, wenn eine Datenübertragung ordnungsgemäß erfolgte.
Aus der EP 0367177 B1 ist ein Multiplexübertragungssystem für Fahrzeuge bekannt, welches eine Mehrzahl von Kommunikationsknoten beinhaltet, welche über eine gemeinsame Leitung verbunden sind. Dabei sind eine Übertragungsvorrichtung zur Übertragung eines Empfangsbestätigungssignals, eine Speichervorrichtung zur Speicherung von Empfangsbestätigungssignalen, einer Vergleichsvorrichtung zum Vergleich von gespeicherten und aktuellen Empfangbestätigungssignalen und eine Rückübertragungssteuervorrichtung zur Durchführung einer Kontrolle der Kommunikationsknoten anhand von Vergleichsergebnissen vorgesehen.
Optische Übertragungssystem werden auch in Kraftfahrzeugen benutzt, und zwar beispielsweise in Bussystemen nach dem MOST Standard und nach dem IEEE 1394 Standard. Unter Verwendung des Standards IEEE 1394 lässt sich ein seriel les Bussystem realisieren, in dem die einzelnen Netzwerkknoten durch Lichtwellenleiter miteinander verbunden sind. Dieser Standard sieht vor, dass das Netzwerk selbstkonfigurierend ist, das heißt, nach dem Einschalten oder nachdem Reset senden alle Knoten einige ausgewählte Informationen über sich selbst ins Netz. Diese Information wird von allen Knoten empfangen. Ein Knoten kann in der Art ausgeführt sein, dass er zusätzliche Verwaltungsfunktionen für das sogenannte Busmanagement des Netzwerks übernehmen kann.
Dazu sammelt der betreffende Knoten alle Informationen der anderen Knoten, verarbeitet sie und speichert sie intern geeignet ab. Für den Fall, dass mehrere Knoten mit Busmanagementfähigkeit in dem Netzwerk vorhanden sind, gibt es ein Konkurrenzverfahren, aus dem einer dieser Knoten als „Sieger” hervorgeht und dann das Busmanagement übernimmt. Der Busmanagementknoten entscheidet dabei zum Beispiel über die Stromversorgung, Aktivität und Busbelegung einzelner Knoten und stellt außerdem Informationen zur Netztopologie und Übertragungsgeschwindigkeiten zur Verfügung.
Bei den Standards IEEE 1394a und IEEE 1394b handelt es sich um Erweiterungen des Standards IEEE 1394, insbesondere im Hinblick auf Anwendungen im Kraftfahrzeugbereich. Die entsprechenden Standards sind erhältlich vom The Institute of Electrical and Electronics Engineers, Inc., 345 East 47th Street, New York, N. Y. 10017–2394; USA.
Insbesondere für Anwendungen im Kraftfahrzeugbereich ist die ständige Verfügbarkeit von Netzwerkfunktionen von wesentlicher Bedeutung, und zwar für die verschiedenen Anwendungen, in den Bereichen Motorsteuerung, der sogenannten Body Electronics sowie auch Anwendungen der Informations- und Multimediatechnologien.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde ein verbessertes elektronisches System sowie ein verbessertes Verfahren nebst zugehörigem Computerprogramm zum Selbsttest eines Lichtwellenleiter-Netzwerkes zu schaffen.
Die der Erfindung zu Grunde liegende Aufgabe wird mit den systemgegenständlichen Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche jeweils gelöst.
Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind jeweils in den abhängigen Patentansprüchen angegeben.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Erkenntnis zu Grunde, dass Lichtwellenleiter im Allgemeinen nicht abrupt ausfallen, sondern dass sich deren optische Eigenschaften im Laufe der Zeit verschlechtern können, wobei die Art der Verschlechterung der optischen Übertragungseigenschaften auch frequenzabhängig sein kann.
Die Erfindung erlaubt es einem Ausfall des Netzwerks vorzubeugen, indem eine sich verschlechternde Übertragungscharakteristik einer Lichtwellenleiterverbindung bereits vor einem Ausfall oder einer Funktionsstörung durch einen Selbsttest diagnostiziert werden kann.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung erfolgt ein solcher Selbsttest, indem ein bestimmter Knoten des Netzwerkes eine Nachricht mit einer gegenüber der normalen Sendeleistung reduzierten Sendeleistung absendet. Beispielsweise kann die Reduktion der Sendeleistung 3 dB oder 6 dB betragen. Der Empfang der in der Sendeleistung reduzierten Nachricht wird gegebenenfalls von dem Empfängerknoten durch eine Empfangsbestätigung quitiert. Diese wird ebenfalls über einen Lichtwellenleiter zurück übertragen.
Die Bestätigung wird dabei vorzugsweise mit der normalen Sendeleistung übertragen. Die Bestätigung kann jedoch auch ebenfalls mit reduzierter Sendeleistung übertragen werden, um auch die Rückverbindung zu testen.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird eine Nachricht mit reduzierter Sendeleistung erneut gesendet, wenn innerhalb eines vorgegebenen Zeitablaufs keine Bestätigung des Erhalts der Nachricht vorliegt. Die wiederholte Sendung der Nachricht kann mit einer schrittweise erhöhten Leistung erfolgen, um festzustellen, bei welcher Sendeleistung die Übertragung der Nachricht noch funktioniert.
Für den Fall, dass keine Bestätigung des Empfangs der Nachricht von dem die Nachricht sendenden Knoten empfangen werden kann oder nur nachdem die reduzierte Sendeleistung schrittweise erhöht worden ist, gibt der betreffende Knoten eine Fehlermeldung ab. Diese Fehlermeldung kann als Parameter die Höhe der schrittweise erhöhten reduzierten Sendeleistung mit beinhalten.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden die Fehlermeldungen von einem Busmanagementknoten gespeichert. Basierend auf den Fehlermeldungen kann dann ein Wartungsplan automatisch generiert werden. Beispielsweise bei der nächsten Inspektion können dann die betreffenden Lichtwellenleiter, die eine eingeschränkte optische Übertragungscharakteristik aufweisen, prophylaktisch ausgetauscht werden, ohne dass es für den Benutzer des Kraftfahrzeug erkennbar zu einer Funktionsstörung oder gar einem Ausfall kommt.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird ein Selbsttest dann automatisch eingeleitet, wenn sich das Netzwerk in einem Zustand geringer Auslastung befindet. Vorteilhafterweise wird ein Selbsttest dann eingeleitet, wenn die Zündung unterbrochen ist. Beispielsweise kann ein solcher Selbsttest zyklisch, innerhalb vorgegebner Zeitintervalle, während die Zündung unterbrochen ist, durchgeführt werden.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird ein Selbsttest so eingeleitet, dass der Busmanagementknoten ein Selbsttest-Kommando an alle Knoten des Netzwerks schickt, um diese in einen entsprechenden Modus zu versetzen. Alternativ sendet der Busmanagementknoten lediglich eine Selbsttest-Nachricht an seine unmittelbar benachbarten Knoten. Diese Selbsttest-Nachricht versetzt nur die unmittelbar benachbarten Knoten des Busmanagementknoten in einen Selbsttest-Modus. Diese unmittelbar benachbarten Knoten des Busmanagementknotens leiten jedoch die Selbsttest-Nachricht an deren weitere benachbarten Knoten weiter, so dass auch diese in den Selbsttest-Modus versetzt werden. Auf diese Art und Weise wird die Selbsttest-Nachricht in dem gesamten Netzwerk verteilt.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird die Sendeleistung in einem Knoten, der zu einer Fehlermeldung geführt hat, über die normale Sendeleistung hinaus erhöht. Dadurch kann beispielsweise eine erhöhte Dämpfung des entsprechenden Lichtwellenleiters temporär ausgeglichen werden, bis der betreffende Lichtwellenleiter bei der nächsten Wartung ausgetauscht wird.
Im Weiteren wird ein bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung mit Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
1 ein Blockdiagramm einer bevorzugten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen elektronischen Systems,
2 eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens für den Selbsttest,
3 ein Flussdiagramm einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens, bei dem der Selbsttest durch ein Selbsttest-Kommando des Busmanagementknotens ausgelöst wird,
4 eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens, bei dem der Selbsttest durch eine Test-Nachricht des Busmanagementknotens ausgelöst wird,
5 eine alternative Ausführungsform des Verfahrens der 4.
Die 1 zeigt ein Netzwerk 1 mit Knoten 100, 200, 300, 400, 500 und 600. Bei den Knoten kann es sich um unterschiedlichste Netzwerkelemente und Geräte der Automobilelektronik sowie für Informations-, Unterhaltungs- und Multimediaanwendungen handeln. In dem Ausführungsbeispiel der 1 entspricht das Netzwerk 1 dem Standard IEEE 1394 für ein serielles Bussystem. Dieser Standard lässt die Verbindung der einzelnen Knoten des Netzwerks beispielsweise über ein vier- bis sechsadriges Kabel oder einen Lichtwellenleiter zu.
In dem Ausführungsbeispiel der 1 sind die Knoten 100 bis 600 durch Lichtwellenleiter 2 bis 6 miteinander verbunden. Dabei kann es sich jeweils um ein Lichtwellenleiterpaar für die Hin- und Rückübertragung handeln oder auch um einen einzelnen Lichtwellenleiter, bei dem jeweils für die Hin- und Rückübertragung unterschiedliche Übertragungsfrequenzen verwendet werden.
Die einzelnen Knoten 100 bis 600 haben jeweils einen Mikroprozessor mit verschiedenen Ports zum Anschluss von Lichtwellenleitern. Ein einzelner Port hat dabei einen Eingang und einen Ausgang. Zum Senden dienen vorzugsweise Fotodioden, da diese besonders kostengünstig sind. Für die Realisierung der Lichtwellenleiter können beispielsweise Glasfasern oder Kunststofffasern verwendet werden.
Das Netzwerk 1 ist entsprechend eines in der Norm IEEE 1394 spezifizierten Verfahrens selbstkonfigurierend, das heißt, einer der Knoten 100 bis 600 übernimmt während der Initialisierungsphase des Netzwerks 1 die Funktion des Busmanagementknotens. In dem Beispiels der 1 ist dies der Knoten 100, der die Funktion des Busmanagementknotens einnimmt. Dieser Knoten 100 ist also für die Netzwerkverwaltung zuständig.
Der Busmanagementknoten 100 beinhaltet einen Speicher für die Netzwerktopologie des Netzwerks 1, das heißt, Informationen die die einzelnen Knoten des Netzwerks und deren Zusammenschaltung beschreiben. Zusätzlich zu den Funktionen der Netzwerkverwaltung kommt dem Busmanagementknoten die Funktion der Initiierung und Auswertung eines Selbsttest zu.
Um einen solchen Selbsttest einzuleiten, kann der Busmanagementknoten mittels eines bestimmten netzwerkweit- oder dediziert gesendeten Kommandos bzw. einer Selbsttest-Nachricht die Knoten anweisen, für einen begrenzten Zeitraum die optische Sendeleistung zu reduzieren. Nach dem Empfang dieser Anweisung zur reduzierten Sendeleistung senden die einzelnen Knoten auf allen Ports, an denen Geräte angeschlossen sind, spezielle Datenpakete. Der ordnungsgemäße Empfang dieser Pakete wird wiederum mittels eines speziellen Datenpakets bestätigt. Wenn einen Bestätigung ausbleibt, ist es besonders vorteilhaft, das Paket zur Überprüfung erneut zu senden. Wenn auch bei einer oder weiteren Wiederholungen keine Bestätigung kommt, sendet das initiierende Gerät eine Fehlermeldung an den Busmanagementknoten.
In einer solchen Fehlermeldung ist die Information enthalten, um welchen Lichtwellenleiter es sich handelt, der zu der Fehlermeldung geführt hat. Besonders vorteilhaft ist es, wenn zumindest die Fehlermeldung, aber auch die Bestätigung mit der normalen Sendeleistung übertragen werden, das heißt, wenn ein Knoten nur das spezielle Datenpaket zur Überprüfung mit reduzierter Leistung sendet.
Wenn ein Busmanagementknoten eine Fehlermeldung erhält, besteht aufgrund der speziellen Eigenschaften der Lichtwellenleiterverbindung, die im Allgemeinen ein langsames Verschlechtern der Übertragungseigenschaften mit sich bringt, die Möglichkeit, rechtzeitig ein Fehlerbild zu speichern und bei der nächsten Wartung den Servicetechniker oder auch den Anwender auf die verschlechterten Übertragungseigenschaften und einen möglichen zukünftigen Ausfall hinzuweisen. Außerdem ist es möglich, eine gezielte Erhöhung der Sendeleistung zur Kompensation vorzunehmen.
Die 2 zeigt ein entsprechendes Zustandsdiagramm im Hinblick auf die Knoten 100, 200 und 300 (vgl. das Netzwerk 1 der 1). Die weiteren Knoten der 1 sind in dem Diagramm der 2 der Übersichtlichkeit halber nicht dargestellt.
Zur Einleitung des Selbsttests sendet der Busmanagementknoten 100 ein Selbsttest-Kommando „Link_Check_Mode” an alle Knoten des Netzwerks, um einen Selbsttest einzuleiten. Dies kann zu einem beliebigen Zeitpunkt geschehen. Besonders vorteilhaft ist es jedoch, die Selbsttestprozedur dann einzuleiten, wenn nur eine geringe Auslastung des Netzwerks vorliegt, oder dieses ausgeschaltet ist. Bei einer Anwendung im Kraftfahrzeug ist dies insbesondere dann der Fall, wenn die Zündung unterbrochen ist.
Das Selbsttest-Kommando beinhaltet als Parameter den Betrag um den die Sendeleistung in den einzelnen Knoten zu reduzieren ist. In dem betrachteten Ausführungsbeispiel hat der betreffende Parameter einen Wert von 3 dB.
Nach dem Empfang dieses Selbsttest-Kommandos senden alle Knoten des Netzwerks eine Nachricht, beispielsweise ein spezielles Datenpaket zum Testen der entsprechenden Verbindungen mit reduzierter Leistung. Diese Nachricht wird von jedem der Knoten des Netzwerks an alle dem betreffenden Knoten unmittelbar benachbarte Knoten gesendet. Der Empfang der Nachricht wird dann von jedem Empfängerknoten mit einer mit normaler Leistung gesendeten Bestätigung beantwortet. Dadurch ist sichergestellt, dass jede Verbindung in beiden Richtungen eindeutig überprüft wird.
Wenn innerhalb eines bestimmten Zeitablaufs keine Bestätigung empfangen wird, wird die Nachricht erneut gesendet. Dies erfolgt vorzugsweise mit einer schrittweise erhöhten Sendeleistung. Wird auch diese wiederholt gesendete Nachricht nicht bestätigt, sendet das initiierende Gerät eine Fehlermeldung an den Busmanager mit der Angabe, welche Verbindung nicht vollständig funktioniert hat.
Dies ist in dem Zustandsdiagramm der 2 dargestellt: der Busmanagementknoten 100 sendet eine Nachricht „Link_Test” an den Knoten 200, welcher zu dem Busmanagementknoten 100 unmittelbar benachbart ist. Ebenso sendet der Busmanagementknoten eine solche Nachricht „Link_Test” an den ebenfalls unmittelbar benachbarten Knoten 600 (vgl. 1); dies ist jedoch in der 2 der Übersichtlichkeit halber nicht dargestellt.
Der Knoten 200 sendet die Nachricht „Link_Test” an dessen unmittelbar benachbarte Knoten 100, 300 und 400, wovon nur die Nachricht „Link_Test” an den Knoten 300 in der 2 dargestellt ist. Der Knoten 300 sendet die Nachricht „Link_Test” an dessen unmittelbar benachbarte Knoten 200 und 500, wovon nur der Knoten 200 in der 2 dargestellt ist.
Der Knoten 200 reagiert auf den Empfang der Nachricht „Link_Test” von dem Busmanagementknoten 100 mit einer Bestätigung, das heißt, einem sogenannten Acknowledgment „Link_Test_ACK”. Zur Realisierung einer solchen Bestätigung kann einer der in der Norm IEEE 1394 vorgesehenen Mechanismen für das Acknowledgment verwendet werden.
Der Busmanagementknoten 100 hat also die Nachricht „Link_Test” mit einer um 3 dB gegenüber der normalen Sendeleistung reduzierten Sendeleistung ausgesendet. Trotz der reduzierten Sendeleistung ist die Nachricht „Link_Test” von dem Knoten 200 korrekt empfangen worden. Der korrekte Empfang der Nachricht „Link_Test” wird von dem Knoten 200 mit normaler Sendeleistung durch Antwort auf die Nachricht „Link_Test” mit der Bestätigung „Link_Test_ACK” bestätigt.
Diese Nachricht „Link_Test_ACK” des Knotens 200 wird in dem Busmanagementknoten 100 registriert. Daraus folgt für den Busmanagementknoten 100, dass die Verbindung zwischen dem Busmanagementknoten 100 und dem Knoten 200 in Richtung von dem Busmanagementknoten 100 zu dem Knoten 200 ohne Störung oder signifikante Verschlechterung ist.
Entsprechend antwortet auch der Knoten 200 auf die Nachricht „Link_Test” des Knotens 300 mit einer Bestätigung „Link_Test_ACK”, die der Knoten 200 an den Knoten 300 mit normaler Sendeleistung zur Bestätigung des korrekten Empfangs, der mit einer um 3 dB reduzierten Sendeleistung von dem Knoten 300 abgesandten Nachricht „Link_Test”. Damit ist überprüft worden, dass die Verbindung zwischen den Knoten 300 und 200 voll funktionstüchtig ist, und zwar in Richtung von dem Knoten 300 zu dem Knoten 200.
Entsprechend reagiert der Busmanagementknoten 100 auf die Nachricht „Link_Test” des Knotens 200 mit der Bestätigung „Link_Test_ACK”, so dass auch der Test für die Lichtwellenleiterverbindung zwischen den Knoten 200 und 100 in Richtung von dem Knoten 200 zu dem Knoten 100 erfolgreich getestet worden ist. Für die Nachricht „Link_Test” des Knotens 200 an den Knoten 300 erhält der Knoten 200 zunächst keine Antwort von dem Knoten 300.
Mit Versenden der Nachricht „Link_Test” wird ein Timer gestartet. Wenn vor Ablauf des Timers keine Bestätigung „Link_Test_ACK” von den betreffenden Knoten, an denen die Nachricht „Link_Test” gesendet worden ist, empfangen worden ist, wird die Nachricht „Link_Test” von dem betreffenden Knoten erneut versendet.
In dem betrachteten Beispiel der 2 bedeutet dies, dass aufgrund der ersten Nachricht „Link_Test” des Knotens 200 an den Knoten 300 innerhalb des durch den Timer definierten Zeitablaufs keine Bestätigung „Link_Test_ACK” von dem Knoten 300 empfangen worden ist, so dass der Knoten 200 die Nachricht „Link_Test” erneut versendet. Das erneute Versenden der Nachricht „Link_Test” setzt den Timer zurück.
Erhält der Knoten 200 erneut innerhalb der durch den Timer definierten Zeitdauer keine Bestätigung in der Form „Link_Test_ACK” zurück, so sendet der Knoten 200 an den Busmanagementknoten 100 eine Fehlermeldung „Link_Test_Failed”. Diese Fehlermeldung beinhaltet als Parameter die Angabe der betreffenden Knoten sowie der Richtung der Leitungsverbindung zwischen den Knoten, die zu der Fehlermeldung geführt hat – in diesem Fall also die Lichtwellenleiterverbindung in Richtung von dem Knoten 200 zu dem Knoten 300. Der entsprechende Parameter der Fehlermeldung „Link_Test_Failed” lautet „Port_200_To_300”.
Für die Sendung der wiederholten Nachricht „Link_Test” von dem Knoten 200 an den Knoten 300, nachdem der Timer das erste Mal abgelaufen ist, kann die Sendeleistung angehoben werden, um zu überprüfen, ob mit einer gegenüber der reduzierten Sendeleistung erhöhten Sendeleistung, die immer noch unter normalen Sendeleistung liegt, eine Verbindung mit dem Knoten 300 von dem Knoten 200 hergestellt werden kann. Wenn dies der Fall ist, wird die Nachricht „Link_Test_Failed” trotzdem abgesendet, wobei als weiterer Parameter die schrittweise angehobene Sendeleistung mit an den Busmanagementknoten übertragen werden kann.
Die 3 zeigt ein entsprechendes Flussdiagramm. In dem Schritt 30 sendet der Busmanagementknoten ein Kommando für den Selbsttest mit normaler Sendeleistung an alle Knoten des Netzwerks ab (vgl. das Selbsttest-Kommando „Link_Check_Mode” der 2). Der Empfang dieses Selbsttest-Kommandos versetzt sämtliche Knoten des Netzwerks in einen Testmodus.
In dem Schritt 31 sendet jeder Knoten K_i des Netzwerks an dessen unmittelbar benachbarte Knoten in der Netzwerktopologie, die als Knoten der Menge M_i bezeichnet werden, eine Test-Nachricht mit einer Sendeleistung, die gegenüber der Sendeleistung im Normalbetrieb reduziert ist. Der Betrag der Reduktion der Sendeleistung gegenüber dem Normalbetrieb kann in dem Selbsttest-Kommando des Schritts 30 als Parameter beinhaltet oder fest vorgegeben sein.
Das Senden der Test-Nachrichten mit reduzierter Sendeleistung von dem Knoten K_i an dessen benachbarte Knoten der Menge M_i in dem Schritt 31 kann seriell oder parallel erfolgen, das heißt, der Knoten K_i sendet nacheinander die Test-Nachrichten an die einzelnen Knoten der Menge M_i oder der Knoten K_i sendet mehrere Test-Nachrichten im Wesentlichen gleichzeitig an alle Knoten der Menge M_i. Dieser Schritt 31 wird von sämtlichen Knoten K_0..., K_i _..., K_n des Netzwerks ausgeführt.
In dem Schritt 32 prüft der Knoten K_i, ob von sämtlichen Knoten der Menge M_i eine Bestätigung für den Erhalt der Test-Nachricht des Schritts 31 vorliegt. Wenn dies der Fall ist, bedeutet das, dass die entsprechenden Lichtwellenleiterverbindungen ordnungsgemäß arbeiten, so dass in dem Schritt 33 keine weitere Aktion erfolgt.
Ergibt die Prüfung in dem Schritt 32 das Gegenteil hinsichtlich einer oder mehrerer der Knoten der Menge M_i, so kann dies bereits als Fehlerfall interpretiert werden, so dass der Knoten K_i eine entsprechende Fehlermeldung an den Busmanagementknoten abgibt. In der Ausführungsform der 3 wird jedoch von dem Knoten K_i zunächst in dem Schritt 34 geprüft, ob die Test-Nachricht wiederholt werden soll.
Beispielsweise kann in dem Netzwerk vorgegeben sein, dass ein oder mehrere Wiederholungen der Sendung der Test-Nachricht erfolgen müssen, bevor eine fehlerhafte Leitungsverbindung diagnostiziert wird. Wenn beispielsweise zuvor schon Test-Nachrichten an den betreffenden Knoten der Menge M_i von dem Knoten K_i abgesendet worden sind, ohne dass dieser eine Bestätigung erhalten hat, kann die Prüfung in dem Schritt 34 ergeben, dass keine weitere Wiederholung der Test-Nachricht erforderlich ist. Dann meldet der Knoten K_i in dem Schritt 36 einen entsprechenden Fehler an den Busmanagementknoten.
Ergibt die Prüfung in dem Schritt 34 das Gegenteil, so kann die Test-Nachricht mit reduzierter Sendeleistung erneut von dem Knoten K_i an den betreffenden Knoten der Menge M_i gesendet werden, um zu überprüfen, ob die Wiederholung der Test-Nachricht zu einer Empfangsbestätigung führt (vgl. Schritt 32). In dem hier betrachteten Ausführungsbeispiel wird jedoch zunächst in dem Schritt 35 die reduzierte Sendeleistung um einen vorgegebenen Betrag erhöht, so dass diese immer noch unterhalb der normalen Sendeleistung liegt. Die Test-Nachricht wird dann in dem Schritt 31 erneut von dem Knoten K_i an die oder den betreffenden Knoten der Menge M_i mit der erhöhten reduzierten Sendeleistung gesendet, um in dem Schritt 32 erneut zu prüfen, ob eine Bestätigung empfangen werden kann.
Die 4 zeigt eine alternative Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens. In dem Schritt 40 sendet der Busmanagementknoten eine Test-Nachricht an seine unmittelbar benachbarte Knoten in dem Netzwerk, und zwar mit reduzierter Sendeleistung. Bei den dem Busmanagementknoten unmittelbar benachbarten Knoten handelt es sich um die Knoten der Menge M_B.
In dem Schritt 41 senden diejenigen Knoten der Menge M_B, die die Test-Nachricht von dem Busmanagementknoten trotz der reduzierten Sendeleistung empfangen haben, eine Bestätigung an den Busmanagementknoten. Dies erfolgt mit normaler Sendeleistung.
In dem Schritt 42 senden die Knoten der Menge M_B die von dem Busmanagementknoten empfangene Test-Nachricht an die jeweils benachbarten Knoten, das heißt, jeder einzelne Knoten der Menge M_B sendet die Test-Nachricht an dessen unmittelbar benachbarte Knoten in dem Netzwerk weiter. In dem Schritt 43 bestätigen diese den Knoten der Menge M_B benachbarten Knoten gegebenenfalls den Empfang der Test-Nachricht, um danach die Test-Nachricht an die diesen Knoten wiederum benachbarten weiteren Knoten weiterzuleiten usw...
Auf diese Art und Weise wird die Test-Nachricht im gesamten Netzwerk verteilt. Die von den einzelnen Knoten des Netzwerks gesendeten Bestätigungen für den Erhalt der Test-Nachrichten werden von dem Busmanagementknoten registriert und in dem Schritt 44 mit der Netzwerktopologie verglichen.
Wenn sämtliche zu erwartenden Bestätigungen von dem Busmanagementknoten registriert werden konnten, bedeutet dies, dass keine der Lichtwellenleiterverbindungen fehlerbehaftet ist. Ist das Gegenteil der Fall, so generiert der Busmanagementknoten in dem Schritt 45 eine entsprechende Fehlermeldung, die in einem Speicher des Busmanagementknotens gespeichert wird, um beispielsweise einen Serviceplan automatisch zu generieren.
Der Speicher mit der Fehlermeldung bzw. mit dem Serviceplan kann bei einer Wartung ausgelesen werden, um die entsprechenden Lichtwellenleiter prophylaktisch auszutauschen. Ferner kann in dem Schritt 45 von dem Busmanagementknoten ein Kommando an diejenigen Knoten gesendet werden, für deren Test-Nachrichten keine Bestätigungen vorliegen. In den betreffenden Knoten wird daraufhin die Sendeleistung über die normale Sendeleistung hinaus erhöht, um beispielsweise eine größere Dämpfung der Lichtwellenleiterverbindung zu kompensieren.
Die 5 zeigt eine weitere alternative Ausführungsform des Verfahrens der 4. Der Schritt 50 entspricht dem Schritt 40 der 4. In dem Schritt 51 senden die Knoten der Menge M_B auch die Bestätigung mit reduzierter Sendeleistung, das heißt, dass durch den Empfang der Bestätigung in dem Busmanagementknoten gleichzeitig die Lichtwellenleiterverbindung in Richtung von dem Busmanagementknoten zu den benachbarten Knoten und zurück getestet worden ist.
Entsprechend senden die Knoten der Menge M_B die Test-Nachricht an deren benachbarte Knoten in dem Schritt 52 weiter, im Unterschied zu dem Schritt 42 der 4, aber nicht an denjenigen Knoten, von dem die Test-Nachricht empfangen worden ist – in diesem Fall also nicht an den Busmanagementknoten.
In dem Schritt 53 wird die Test-Nachricht wiederum sukzessive im gesamten Netzwerk verteilt, analog zu dem Schritt 43 4, wobei die Test-Nachricht wiederum an alle benachbarten Knoten des jeweiligen Knoten, der die Test-Nachricht empfangen hat, erfolgt, mit Ausnahme desjenigen Knotens, von dem der betreffende Knoten die Test-Nachricht empfangen hat.
Die Schritt 54 und 55 laufen analog zu den Schritt 44 und 45 der 4 ab.
Bezugszeichenliste

1: Netzwerk
2: Lichtwellenleiter
3: Lichtwellenleiter
4: Lichtwellenleiter
5: Lichtwellenleiter
6: Lichtwellenleiter
100: Knoten
200: Knoten
300: Knoten
400: Knoten
500: Knoten
600: Knoten

Claims

Elektronisches System mit mehreren Knoten (100, 200, 300, 400, 500, 600), die durch Lichtwellenleiter (2, 3, 4, 5, 6) zu einem Netzwerk (1) verbunden sind, wobei jeder der Knoten – Mittel zur Sendung einer Nachricht mit reduzierter Sendeleistung an jeden seiner benachbarten Knoten, – Mittel zum Empfang einer Bestätigung des Erhalts der Nachricht von dem betreffenden benachbarten Knoten, – Mittel zur Abgabe einer Fehlermeldung an einen Busmanagementknoten (100) für den Fall, dass eine Bestätigung nicht empfangen wird, aufweist.
Elektronisches System nach Anspruch 1, bei dem das Netzwerk (1) als serielles Bussystem, vorzugsweise entsprechend des IEEE 1394, IEEE 1394a oder IEEE 1394b Standards, ausgebildet ist.
Elektronisches System nach Anspruch 1 oder 2 als System in einem Kraftfahrzeug, insbesondere für die Kraftfahrzeugelektronik.
Elektronisches System nach Anspruch 1, 2 oder 3, bei dem das Netzwerk (1) eine Baumstruktur aufweist.
Elektronisches System nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 4, bei dem der Busmanagementknoten (100) Mittel zur Sendung eines Selbsttest-Kommandos an die Knoten (200, 300, 400, 500, 600) des Netzwerks (1) aufweist, so dass die Mittel zur Sendung an die Knoten durch einen Empfang des Selbsttest-Kommandos aktiviert werden.
Elektronisches System nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 5, bei dem der Busmanagementknoten (100) Mittel zur Sendung einer Selbsttest-Nachricht an jeden seiner benachbarten Knoten (200, 600) aufweist und jeder der benachbarten Knoten (200, 600) Mittel zur Weiterleitung der Selbsttest-Nachricht aufweist.
Elektronisches System nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 6, bei dem jeder Knoten (100, 200, 300, 400, 500, 600) Mittel zur Sendung der Bestätigung des Erhalts der Nachricht von einem seiner benachbarten Knoten aufweist.
Elektronisches System nach Anspruch 7, bei dem die Mittel zur Sendung der Bestätigung zur Absendung der Bestätigung mit reduzierter Sendeleistung ausgebildet sind.
Elektronisches System nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 8, bei dem die Mittel zur Sendung einer Nachricht in jedem der Knoten (100, 200, 300, 400, 500, 600) zur Wiederholung der Sendung der Nachricht nach einer vorgegebenen Zeitdauer ausgebildet sind, wenn innerhalb der vorgegebenen Zeitdauer keine Bestätigung des Erhalts der Nachricht vorliegt.
Elektronisches System nach Anspruch 9, bei dem die Mittel zur Sendung bei einer Wiederholung der Sendung der Nachricht zur schrittweisen Erhöhung der Sendeleistung ausgebildet sind.
Elektronisches System nach Anspruch 10, bei dem die Mittel zur Abgabe einer Fehlermeldung so ausgebildet sind, dass die Fehlermeldung Daten zur Angabe der Höhe der reduzierten Sendeleistung beinhaltet.
Elektronisches System nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 11, bei dem die Mittel zur Sendung einer Nachricht in jedem der Knoten (100, 200, 300, 400, 500, 600) so ausgebildet sind, dass eine Nachricht mit erhöhter Sendeleistung abgesendet wird, für den Fall, dass eine Fehlermeldung hinsichtlich des betreffenden Knotens und/oder einer Verbindung des betreffenden Knotens mit einem anderen Knoten des Netzwerks vorliegt.
Elektronisches System nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 12, bei dem der Busmanagementknoten (100) einen Speicher zur Speicherung der Netzwerktopologie aufweist und der Busmanagementknoten (100) Mittel zur Zuordnung einer Fehlermeldung zu einem Knoten und/oder einer Leitungsverbindung in der Netzwerktopologie aufweist.
Elektronisches System nach Anspruch 13, bei dem der Busmanagementknoten (100) Mittel zur Erhöhung der Sendeleistung der Mittel zur Sendung einer Nachricht in einem der Knoten aufweist, zu dem eine entsprechende Fehlermeldung vorliegt, wobei die Mittel zur Erhöhung der Sendeleistung vorzugsweise durch Mittel zur Absendung eines entsprechenden Kommandos an den betreffenden Knoten ausgebildet sind.
Elektronisches System nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 14, bei dem der Busmanagementknoten (100) einen Speicher zur Speicherung von Fehlermeldungen aufweist.
Elektronisches System nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 15 mit Mitteln zur Generierung eines Wartungsplans basierend auf der oder den Fehlermeldungen.
Elektronisches System nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 16 mit Mitteln zur automatischen Aktivierung des Selbsttests, wenn sich das elektronische System in einem Zustand geringer Auslastung oder in einem ausgeschalteten Zustand befindet.
Elektronisches System nach Anspruch 17, für den Fall des direkten oder indirekten Rückbezugs des Anspruchs 17 auf den Anspruch 3 bei dem die Mittel zum automatischen Einleiten eines Selbsttests so ausgebildet sind, dass ein Selbsttest durchgeführt wird, wenn die Zündung des Kraftfahrzeugs unterbrochen ist.
Verfahren für den Selbsttest eines elektronischen Systems mit mehreren Knoten, die durch Lichtwellenleiter zu einem Netzwerk verbunden sind, mit folgenden Schritten: – Sendung einer Nachricht mit reduzierter Sendeleistung von jedem der Knoten an dessen benachbarte Knoten, – Sendung einer Bestätigung des Erhalts der Nachricht von den betreffenden benachbarten Knoten jeweils an den Knoten, der zuvor mit reduzierter Sendeleistung gesendet hat, wenn die Nachricht empfangen worden ist, – Abgabe einer Fehlermeldung von dem Knoten, der zuvor mit reduzierter Sendeleistung gesendet hat, an einen Busmanagementknoten für den Fall, dass eine Bestätigung nicht empfangen worden ist.
Verfahren nach Anspruch 19, bei dem der Selbsttest durch ein Selbsttest-Kommando des Busmanagementknotens an alle Knoten des Netzwerks eingeleitet wird.
Verfahren nach Anspruch 19 oder 20, bei dem der Selbsttest durch eine Selbsttest-Nachricht des Busmanagementknotens an dessen benachbarte Knoten eingeleitet wird und jeder der benachbarten Knoten die Selbsttest-Nachricht an die jeweils weiteren benachbarten Knoten weiterleitet.
Verfahren nach einem der Ansprüche 19 bis 21, bei dem die Sendung der Bestätigung des Erhalts der Nachricht mit reduzierter Sendeleistung erfolgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 19 bis 22, bei dem die Sendung der Nachricht mit reduzierter Sendeleistung von dem betreffenden Knoten wiederholt wird, wenn innerhalb eines vorgegebenen Zeitablaufs keine Bestätigung vorliegt.
Verfahren nach Anspruch 23, bei dem die reduzierte Sendeleistung bei einer wiederholten Sendung der Nachricht schrittweise erhöht wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 19 bis 24, bei dem die Sendeleistung eines Knotens, der zu einer Fehlermeldung geführt hat, über die normale Sendeleistung erhöht wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 19 bis 25, bei dem die reduzierte Sendeleistung, bei der ein Empfang einer Bestätigung erfolgte, Teil der Fehlermeldung ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 19 bis 26, bei dem ein Selbsttest automatisch eingeleitet wird, wenn sich das Netzwerk in einem Zustand geringer Auslastung befindet, vorzugsweise wenn die Zündung des betreffenden Kraftfahrzeugs, welches ein solches System aufweist, unterbrochen ist.
Computerprogramm mit Mitteln zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 19 bis 27, wenn das Computerprogramm auf einem elektronischen System, vorzugsweise einem elektronischen Kraftfahrzeugsystem, ausgeführt wird.