-
STAND DER
TECHNIK
-
Die
vorliegende Erfindung betrifft die Datenübertragung zwischen einem Steuergerät, insbesondere
einem Motorsteuergerät
für ein
Kraftfahrzeug, und einem Entwicklungstool während der Entwicklungsphase
des Steuergeräts.
-
Motorsteuergeräte steuern
die Funktionen eines Kraftfahrzeugs, wie zum Beispiel Kraftstoffeinspritzung,
Zündzeitpunkt,
Wegfahrsperre, usw. Das Motorsteuergerät verfügt dabei über einen Mikrocontroller,
welcher ein vorbestimmtes Programm ausführt, sowie einen Speicher,
in dem beispielsweise bestimmte, in diesem Programm verwendete Fahrzeugparameter
oder dergl. gespeichert sind. Das Steuergerät steuert Funktionseinheiten
(z.B. das Dosiersystem für
die Kraftstoffeinspritzung eines Motors), die beispielsweise über einen
Datenbus mit dem Steuergerät
verbunden sind.
-
Während der
Entwicklungsphase eines Steuergerätes ist das Steuergerät zusätzlich zu
den Funktionseinheiten des Fahrzeugs (oder mit Emulatoren, die sich
gegenüber
dem Steuergerät
als diese Funktionseinheiten ausgeben) noch mit einem externen Entwicklungstool
verbunden. Dieses Entwicklungstool ermöglicht es dem Entwickler, die
Abarbeitung des Steuerprogramms durch den Prozessor detailliert
zu verfolgen und zu beeinflussen. Dazu werden vom Entwickler beispielsweise
die im Speicher gespeicherten Fahrzeugparameter eingesehen und verändert, um
das Verhalten des von dem Steuergerät gesteuerten Systems zu untersuchen.
Es werden also während
der Entwicklungsphase mit dem Steuergerät wesentlich größere Datenmengen
ausgetauscht, als dies beim späteren
Einsatz des fertigen Steuergerätes
der Fall ist, so dass eine größere Bandbreite
für die
Datenübertragung
benötigt
wird.
-
Die
Datenübertragung
zwischen dem Steuergerät
und dem Entwicklungstool kann über
denselben Datenbus erfolgen, über
den das Steuergerät auch
mit den Funktionseinheiten kommuniziert. Als eine Schnittstelle
im Kfz-Bereich hat sich dabei die CAN-Schnittstelle (Controller
Area Network) etabliert. Das dazugehörige CAN-Protokoll ist sehr
flexibel und ermöglicht
das problemlose Hinzufügen
weiterer Knoten (z.B. Funktionseinheiten oder Entwicklungstool)
auf dem CAN-Bus. Zur Kommunikation über den CAN-Bus erfolgt dabei
eine prioritätsbasierte
Bitarbitrierung, bei der jeder Nachricht eine eindeutige Priorität zugewiesen
wird, was eine bidirektionale Datenübertragung erfordert. Ferner
ist das CAN-Protokoll fehlertolerant, was jedoch wiederum einen
erheblichen Protokolloverhead bedingt, der einer Begrenzung der
für die
Datenübertragung
zur Verfügung
stehenden Bandbreite führt.
-
Ferner
ist die zur Verfügung
stehende Bandbreite durch die Kommunikation mit den Funktionseinheiten
bereits weitgehend ausgeschöpft,
so dass für
die Kommunikation mit dem Entwicklungstool nicht mehr ausreichend Übertragungskapazität zur Verfügung steht.
Dies kann in einer Verzögerung
der Datenübertragung
zum Entwicklungstool resultieren, die fälschlicherweise den Eindruck
einer Fehlfunktion des Steuergerätes
hervorruft. Es ist zwar möglich,
die Übertragung
an das Entwicklungstool zu beschleunigen, indem diesem auf dem Bus
eine ausreichend hohe Priorität
zugewiesen wird. Doch führt
dies wiederum dazu, dass die Anforderungen an das Echtzeitverhalten
der Kommunikation zwischen Steuergerät und Funktionseinheiten nicht
zuverlässig
erfüllt werden.
-
Zur
Bereitstellung einer größeren Übertragungskapazität schlägt die
DE 103 03 490 A1 vor, dem
Prozessor des Übertragungsgerätes eine
als serielle Schnittstelle (z.B. USB- oder Fire-Wire-Schnittstelle)
ausgebildete zweite Schnittstelle zur Verfügung zu stellen, die ausschließlich für die Kommunikation
mit dem externen Entwicklungstool nutzbar ist. Über diese Schnittstelle können während der Entwicklungsphase
große
Datenmengen ausgetauscht werden, ohne dass dadurch das Zeitverhalten
bei der Kommunikation über
die erste Schnittstelle beeinträchtigt
wird. Das Bereitstellen der zweiten Schnittstelle führt jedoch
zu höheren
Kosten, so dass letztendlich ein derartiges Motorsteuergerät ausschließlich als
Prototyp für
die Entwicklungsphase von Steuergeräten eingesetzt werden kann,
jedoch nicht für
eine Serienfertigung geeignet ist.
-
VORTEILE DER
ERFINDUNG
-
Demgemäß vorgesehen
ist ein zur Datenübertragung
von und zu einem Steuergerät,
insbesondere einem Motorsteuergerät für ein Kraftfahrzeug, welches
eine erste Kommunikationsschnittstelle sowie eine zweite Kommunikationsschnittstelle
aufweist, mit den folgenden Schritten:
- – Verbinden
der ersten Kommunikationsschnittstelle mit einem Entwicklungstool
und Verbinden der zweiten Kommunikationsschnittstelle mit einem
oder mehreren Funktionseinheiten während der Entwicklungsphase
des Steuergeräts;
- – Übertragen
von Daten von dem Steuergerät über die
erste Kommunikationsschnittstelle zum Entwicklungstool unter Verwendung
eines ersten Kommunikationsprotokolls;
- – Übertragen
von Daten von dem Entwicklungstool über die erste Kommunikationsschnittstelle zum
Steuergerät
unter Verwendung des ersten Kommunikationsprotokolls;
- – Trennen
der Verbindung zwischen der ersten Kommunikationsschnittstelle und
dem Entwicklungstool;
- – Verbinden
der ersten Kommunikationsschnittstelle mit einer oder mehreren weiteren
Funktionseinheiten; und
- – Übertragen
von Daten zwischen dem Steuergerät
und der oder den weiteren Funktionseinheiten über die erste Kommunikationsschnittstelle
unter Verwendung eines zweiten Kommunikationsprotokolls.
-
Es
sollte beachtet werden, dass die während der Entwicklungsphase
an die zweite Kommunikationsschnittstelle angeschlossenen Funktionseinheiten
auch Emulatoren sein können,
welche die Funktionen (z.B. Signal- oder Messwertausgabe) von Fahrzeugkomponenten
oder dergleichen simulieren.
-
Ein
erfindungsgemäßes Steuergerät, insbesondere
ein Motorsteuergerät
für ein
Kraftfahrzeug, umfasst
- – eine Kommunikationsschnittstelle,
die mit einer Programmiereinheit verbindbar ist;
- – einen
Speicher zum Speichern von Daten;
- – eine
ersten Kommunikationseinheit, über
welche unter Verwendung eines ersten Kommunikationsprotokolls Daten
zwischen dem Speicher und der Kommunikationsschnittstelle übertragen
werden;
- – eine
zweiten Kommunikationseinheit, über
welche unter Verwendung eines zweiten Kommunikationsprotokolls Daten
zwischen dem Speicher und der Kommunikationsschnittstelle übertragen werden;
- – ein
Schaltmittel, welches die Kommunikationsschnittstelle wahlweise
mit der ersten Kommunikationseinheit oder der zweiten Kommunikationseinheit
verbindet;
wobei das Steuergerät so ausgelegt ist, dass das Schaltmittel
während
der Entwicklungsphase des Steuergeräts die Kommunikationsschnittstelle
mit der ersten Kommunikationseinheit verbindet und nach der Entwicklungsphase
des Steuergeräts
die Kommunikationsschnittstelle mit der zweiten Kommunikationseinheit
verbindet.
-
Der
der Erfindung zugrunde liegende Gedanke ist es, während der
Entwicklungsphase des Steuergerätes,
eine Schnittstelle, die eigentlich für eine Datenübertragung
mit einem relativ langsamen Übertragungsprotokoll
vorgesehen bzw. ausgelegt ist, für
eine Datenübertragung
mit einem relativ schnellen Übertragungsprotokoll
zu verwenden und somit eine schnellere Datenübertragung zwischen Steuergerät und Entwicklungstool
zu gewährleisten. Nach
Abschluss der Entwicklungsphase kann diese Schnittstelle dann für die Datenübertragung
mit anderen Funktionseinheiten verwendet werden.
-
Das Übertragen
von Daten von dem Steuergerät
zu dem Entwicklungstool bzw. von dem Entwicklungstool zu dem Steuergerät wird vorzugsweise jeweils
als unidirektionale Übertragung
durchgeführt, da
somit eine höhere
Datenübertragungsrate
gewährleistet
werden kann. Dabei wird vorzugsweise in vorbestimmten Zeitabständen zwischen
der Datenübertragung
von dem Steuergerät
zu dem Entwicklungstool und der Datenübertragung von dem Entwicklungstool
zu dem Steuergerät
umgeschaltet. Der für
die Datenübertragung
von dem Steuergerät
zu dem Entwicklungstool vorgesehene Zeitraum sollte dabei größer sein,
da die in dieser Richtung anfallende Übertragungsmenge auch wesentlich
größer ist als
die der anderen Übertragungsrichtung.
-
Es
kann ferner ein Schritt zum Umschalten von einem Schaltmittel, welches
die erste Kommunikationsschnittstelle wahlweise mit einer ersten
Kommunikationseinheit oder einer zweiten Kommunikationseinheit verbindet,
vorgesehen sein, wobei die erste Kommunikationseinheit die Datenübertragung
unter Verwendung des ersten Kommunikationsprotokolls steuert und
die zweite Kommunikationseinheit die Datenübertragung unter Verwendung
des zweiten Kommunikationsprotokolls steuert.
-
Das
erste Kommunikationsprotokoll kann beispielsweise ein unidirektionales
Kommunikationsprotokoll, insbesondere ein asynchrones serielles Schnittstellenprotokoll
sein, und das zweite Kommunikationsprotokoll kann ein bidirektionales
Kommunikationsprotokoll, insbesondere ein CAN-Busprotokoll sein. Somit kann eine als
CAN-Schnittstelle ausgelegte Kommunikationsschnittstelle während der
Entwicklungsphase des Steuergerätes
als asynchrone serielle Schnittstelle verwendet werden, was wesentlich
größere Übertragungsraten
ermöglicht – da das differentielle
CAN Interface verwendet wird, kann die Geschwindigkeit um ein vielfaches
höher als
die einer single ended asynchronen seriellen Schnittstelle sein.
-
Das Übertragen
von Daten von dem Entwicklungstool zum Steuergerät kann das Speichern der Daten
in einem im Steuergerät
vorgesehenen Speicher umfassen. Insbesondere kann das Übertragen von
Daten zwischen dem Entwicklungstool und dem Steuergerät das Messen,
Verstellen, Debugging und/oder Bypassen von Funktionen während der Entwicklungsphase
des Steuergerät
umfassen.
-
ZEICHNUNGEN
-
Die
Erfindung wird nachfolgend anhand der in den schematischen Figuren
der Zeichnungen angegebenen Ausführungsbeispiele
näher erläutert. Es zeigt
dabei:
-
1 ein
Blockdiagramm eines Steuergerätes
nach einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung, und
-
2 ein
Flussdiagramm eines Verfahrens nach einer Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung.
-
BESCHREIBUNG
DER AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
-
In
allen Figuren der Zeichnungen sind gleiche bzw. funktionsgleiche
Elemente – sofern
nichts Anderes angegeben ist – mit
gleichen Bezugszeichen versehen worden.
-
1 zeigt
ein schematisches Diagramm eines Steuergerätes 100 nach einer
Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung. In der vorliegenden Ausführungsform ist das Steuergerät 100 als
Motorsteuergerät
ausgebildet, welches die Funktionen eines Kraftfahrzeugs, wie zum
Beispiel Kraftstoffeinspritzung, Zündzeitpunkt, Wegfahrsperre,
usw., steuert.
-
Das
Steuergerät 100 weist
in dieser Ausführungsform
zwei Kommunikationsschnittstellen 110A und 110B auf,
an welche intern jeweils Kommunikationsverbindungen 104A bzw. 104B mit
den Leitungen TXA und RXA bzw. TXB und RXB angeschlossen sind. In
diese Kommunikationsverbindungen 104A und 104B ist
jeweils ein Treiberelement 102A und 102B geschaltet,
mit dem eine bidirektionale Verbindung mit den gewünschten
Pegeln zur Kommunikationsschnittstelle 110A bzw. 110B ermöglicht werden kann.
In der vorliegenden Ausführungsform
sind die Kommunikationsschnittstellen 110A und 110B als CAN-Schnittstellen
und die Treiberelemente 102A und 102B als CAN-Treiber
ausgebildet. Die externen Leitungen sind mit CHA und CLA bzw. CHB
und CLB bezeichnet, entsprechen also CAN-High und CAN-Low.
-
Das
Steuergerät 100 ist
während
der Entwicklungsphase über
die Kommunikationsschnittstelle 110A, wie in 1 dargestellt,
mit einem Entwicklungstool 101 verbunden, welches in der
Regel auf einem externen Computer implementiert ist. Über die Kommunikationsschnittstelle 110B ist
das Steuergerät 100 mit
Funktionseinheiten 112A, 112B, 112C usw.
verbunden. Ein Beispiel für
eine solche Funktionseinheit ist das Dosiersystem für die Kraftstoffeinspritzung
eines Motors, und allgemein gesprochen entsprechen die Funktionseinheiten
den im Fahrzeug vorgesehenen Sensoren und Aktuatoren, die mit dem
Steuergerät 100 über den
an die Schnittstelle 110B angeschlossenen CAN-Bus kommunizieren. Während der
Entwicklungsphase können
anstelle der Funktionseinheiten können an die Kommunikationsschnittstelle 110B auch
Funktionseinheiten simulierende Emulatoren angeschlossen werden.
-
Im
Steuergerät 100 ist
eine Kontrolleinheit 103, insbesondere ein Mikroprozessor,
Mikrocomputer oder dergl. vorgesehen. Diese Kontrolleinheit 103 enthält eine
erste Kommunikationseinheit 107, eine zweite Kommunikationseinheit 108,
einen Speicher 109 und ein Schaltmittel 105. Der
Speicher 109 ist vorzugsweise als Flash-Speicher ausgebildet
und dient zum Speichern eines von der Kontrolleinheit 103 ausgeführten Programms
sowie von Fahrzeugparametern, welche dem Steuergerät 100 über die Schnittstelle 110B von
den Funktionseinheiten 112 zugeführt werden. Die erste Kommunikationseinheit 107 ist
in diesem Beispiel als serieller Schnittstellenbaustein (z.B. Asynchronous
Serial Communication-Interface ASC) ausgebildet und ist mit dem
Speicher 109 verbunden. Über diese erste Kommunikationseinheit 107 können Daten
in den Speicher 109 geschrieben bzw. daraus ausgelesen
werden. Die zweite Kommunikationseinheit 108 ist in diesem
Beispiel als CAN-Kontroller ausgebildet und ist ebenfalls derart
mit dem Speicher 109 verbunden, dass über diese zweite Kommunikationseinheit 108 Daten
in den Speicher 109 geschrieben bzw. daraus ausgelesen
werden können.
-
Das
Schaltmittel 105 ist insbesondere als programmgesteuerter
Schnittstellenumschalter oder auch Multiplexer vorgesehen und ermöglicht eine Umschaltung
der Kommunikationsverbindung von der ersten Kommunikationseinheit 107 zur
zweiten Kommunikationseinheit 108. In der in 1 dargestellten
Ausführungsform
ist das Schaltmittel 105 innerhalb der Kontrolleinheit 103 angeordnet,
es kann jedoch alternativ dazu auch außerhalb der Kontrolleinheit 103 angeordnet
sein.
-
Die
erste Kommunikationseinheit 107 ist über eine Kommunikationsverbindung 106a an
das Schaltmittel 105 angeschlossen. Dazu sind die Leitungen
TX0 und RX0 der Kommunikationsverbindung 106a an die Anschlüsse ATX0
und ARX0 des Schaltmittels 105 angeschlossen. Ebenso ist
die zweite Kommunikationseinheit 108 über eine Kommunikationsverbindung 106b an
das Schaltmittel 105 angeschlossen. Dazu sind die Leitungen
TX1 und RX1 der Kommunikationsverbindung 106b an die Anschlüsse ATX1
und ARX1 des Schaltmittels 105 angeschlossen. Zum Treiberelement 102A hin
kontaktieren die Leitungen TXA und RXA der Kommunikationsverbindung 104A das
Schaltmittel 105 über die
Anschlüsse
ATX und ARX.
-
Während des
Entwicklungsvorganges ist die Schalterstellung des Schaltmittels 105,
wie in 1 dargestellt, auf die Anschlüsse ATX0 und ARX0 gestellt,
so dass die erste Kommunikationseinheit 107 über das
Treiberelement 102A mit dem Entwicklungstool 101 verbunden
ist. In diesem Zustand erfolgt eine Datenübertragung zwischen dem Speicher 109 und
dem Entwicklungstool 101 über ein erstes Busprotokoll,
welches in der vorliegenden Ausführungsform
ein asynchrones serielles Schnittstellenprotokoll, wie z.B. RS232,
ist.
-
Ein
wesentlicher Vorteil, der sich aus dieser Anordnung ergibt, ist
der, dass die Datenübertragung zwischen
dem Speicher 109 und dem Entwicklungstool 101 mit
einer wesentlich höheren Übertragungsrate
durchgeführt
werden kann, als wenn zu dieser Datenübertragung, wie in herkömmlichen
Systemen, das CAN-Busprotokoll eingesetzt wird. Für die höhere Übertragungsrate
sind im Wesentlichen zwei Faktoren verantwortlich: Erstens ist das
asynchrone serielle Schnittstellenprotokoll im Gegensatz zum CAN-Busprotokoll
ein unidirektionales Protokoll, was einen höheren Datendurchsatz erlaubt.
So ist bei unidirektionaler Kommunikation zwischen dem Speicher 109 und
einem in einigen Metern Entfernung platzierten Entwicklungstool 101 eine
Datenübertragungsrate
von 4 MBaud möglich,
wohingegen mit dem CAN-Busprotokoll lediglich 500 kBaud oder höchstens
1 MBaud möglich
sind. Zweitens hat das CAN-Busprotokoll aufgrund seiner höheren Komplexität und seines
höheren
Overheads (z.B. wegen der prioritätsbasierten Busarbitrierung)
eine wesentlich niedrigere Nutzdatenrate, die bei nur 45% im Vergleich
zu 70% beim ASC-Protokoll liegt. Daraus ergibt sich die Abschätzung, dass
mit der Anordnung der vorliegenden Ausführungsform 4
MBaud·70%/500
kBaud·45%
= 12,44 mal mehr Daten als mit dem herkömmlichen Austausch von Daten über das
CAN-Busprotokoll übertragen
werden können.
Selbst im Vergleich zum CAN-Protokoll mit 1 MBaud Übertragungsrate
ist die effektive Übertragungsrate
der vorliegenden Ausführungsform
noch über
6 mal höher.
-
Ein
weiterer Vorteil dieser Anordnung besteht darin, dass nach Abschluss
der Entwicklungsphase, die erste Schnittstelle
110A als
weitere CAN-Schnittstelle verwendet werden kann, und nicht (wie
in der
DE 103 03 490
A1 ) nach Abschluss der Entwicklungsphase ungenutzt bleibt.
Es wird somit also eine effizientere Nutzung der im Steuergerät
100 vorgesehenen
Hardware sowie eine Steigerung der Bandbreite für Datenübertragung über das CAN-Protokoll erreicht.
Ein weiterer Vorteil ist, dass im Steuergerät
100 keine zusätzliche
HW in der Applikationsphase benötigt
wird, das Steuergerät
entspricht also dem Seriensteuergerät-Vorteil für Kosten und Erprobung (da
keine Unterschiede zum Serien Steuergerät).
-
Während der
Entwicklungsphase erfolgt also die Datenübertragung zwischen dem Speicher 109 und
dem Entwicklungstool 101 über ein asynchrones serielles
Bus-Protokoll, jedoch nicht über
einen Treiber für
eine serielle ASC-Schnittstelle, sondern über einen schnellen Treiber
für eine
standardmäßige CAN-Schnittstelle.
Um dies zu ermöglichen,
schaltet der Prozessor 103 intern die Leitungen seiner
seriellen ASC-Schnittstelle (erste Kommunikationseinheit 107)
auf die Leitungen einer CAN-Schnittstelle 110A (Schalterstellung
ATX0/ARX0). Nach Abschluss der Entwicklungsphase wird das Schaltmittel 105 von
der Schalterstellung ATX0/ARX0 auf die Schalterstellung ATX1/ARX1
umgeschaltet, wodurch die zweite Kommunikationseinheit 108 (nämlich der
CAN-Kontroller) über
das Schaltmittel 105 mit der ersten Kommunikationsschnittstelle 110A verbunden
wird.
-
Das
Entwicklungstool 101 kann während der Entwicklungsphase
des Steuergeräts 100 für verschiedene
Anwendungen genutzt werden, bei denen Daten zwischen dem Speicher 109 und
dem Entwicklungstool 101 ausgetauscht werden, z.B.:
- – Debugging: Überwachen
und Beeinflussen des im Steuergerät 100 befindlichen
Programms und gegebenenfalls Ändern
von Befehlen dieses Programms;
- – Messen: Übertragen
der Inhalte von einzelnen Zellen des Speichers 109 mit
einer der Häufigkeit ihrer
Aktualisierung durch die Kontrolleinheit 103 entsprechenden
Häufigkeit
an das Entwicklungstool 101 und Anzeigen des dem Inhalt
der Zelle entsprechenden physikalischen Werts durch das Entwicklungstool 101;
- – Verstellen:
Verändern
der von dem Steuergerät 100 verwendeten
Parameter, um die Auswirkungen der Veränderungen auf das Verhalten
des von dem Steuergerät 100 gesteuerten
Motors zu untersuchen;
- – Bypassen
von Funktionen: Da die Rechenzeit und Ressourcen im Steuergerät 100 begrenzt sind,
können Änderungen
in der Programmierung des Steuergeräts 100 dessen Zeitverhalten
verändern.
Um Funktionen zunächst
ohne Rücksichtnahme
auf die begrenzte Leistungsfähigkeit
des Steuergeräts 100 entwickeln
zu können,
kann die Berechnung von Werten einer Funktion im Steuergerät 100 abgeschaltet
werden, und die Eingangswerte der Funktion werden zum Entwicklungstool übertragen.
Dieses führt
die Berechnung der Funktion aus und überträgt anschließend die Funktionsergebnisse
zurück
ans Steuergerät 100.
-
Diese
verschiedenen Anwendungen erfordern unterschiedliche Übertragungsrichtungen
zwischen Steuergerät 100 und
Entwicklungstool 101. So erfolgt die Datenübertragung
während
des Messvorgangs ausschließlich
(Ausnahme die relativ seltene Übertragung
von Adressen deren Werte (die Meßwerte) übertragen werden sollen) vom
Steuergerät 100 zum
Entwicklungstool 101 hin, wohingegen während des Verstellens lediglich
Daten von Entwicklungstool 101 zum Steuergerät 100 übertragen
werden. Während
des Debuggings und des Bypassen von Funktionen werden Daten sowohl
vom Steuergerät 100 zum
Entwicklungstool 101 als auch in umgekehrter Richtung übertragen.
Dabei werden ständig eine
große
Menge von Daten, nämlich
zum Beispiel die gemessenen Fahrzeugparameter usw., vom Steuergerät 100 zum
Entwicklungstool 101 übertragen,
wohingegen in umgekehrter Richtung lediglich die vom Entwickler
eingegebenen Verstellwerte und dergl. übertragen werden müssen. Dementsprechend
ist die für
die Datenübertragung
vom Steuergerät 100 zum
Entwicklungstool 101 notwendige Datenübertragungsrate wesentlich
höher als
die in umgekehrter Richtung.
-
Dementsprechend
erfolgt die Datenübertragung
vom Entwicklungstool 101 zum Steuergerät 100 jeweils in vorbestimmten
Zeitintervallen (von beispielsweise 10 oder 100 ms) für einen
relativ kurzen Zeitraum (von beispielsweise 1 ms). Mit anderen Worten
erfolgt die Übertragung
der Verstellwerte und der sonstigen vom Entwicklungstool 101 zum
Steuergerät 100 übertragenen
Daten in einem festen Zeitraster am Stück. Nur zu diesem Zeitpunkt
wird also die Übertragungsrichtung
auf eine unidirektionale Übertragung
vom Entwicklungstool 101 zum Steuergerät 100 geschaltet,
wohingegen in der restlichen Zeit eine unidirektionale Übertragung
vom Steuergerät 100 zum
Entwicklungstool 101 stattfindet.
-
Dabei
können
die Zeitfenster der Übertragung
vom Entwicklungstool 101 zum Steuergerät 100 auf einen vorbestimmten
Wert (von beispielsweise 10 oder 50 ms) festgesetzt werden oder
aber auch zeitlich variabel gestaltet werden. Es ist insbesondere
also auch möglich,
die Übertragungsrichtung
auf eine Übertragung
vom Entwicklungstool 101 zum Steuergerät 100 zu schalten,
wenn tatsächlich
Daten für
eine derartige Übertragung
vorliegen.
-
Im
Folgenden wird ein Verfahren zur Datenübertragung mit dem Steuergerät 100 beschrieben. Dazu
zeigt 2 ein Flussdiagramm dieses Verfahrens.
-
In
Schritt S1 wird, während
der Entwicklungsphase des Steuergeräts 100, eine Verbindung zwischen
dem Entwicklungstool 101 und dem Speicher 109 des
Steuergeräts 100 hergestellt.
Dazu wird die Kommunikationsschnittstelle 110A mit dem
Entwicklungstool 101 verbunden und die Kommunikationsschnittstelle 110A über das
Schaltmittel 105 mit der ersten Kommunikationseinheit 107 verbunden. Die
Schalterstellung des Schaltmittels wird also auf ATX0/ARX0 gesetzt.
Ferner wird die Kommunikationsschnittstelle 110B mit einem
oder mehreren Funktionseinheiten verbunden.
-
In
Schritt S2 erfolgt eine unidirektionale Datenübertragung über das ASC-Busprotokoll (erstes Kommunikationsprotokoll)
vom Steuergerät 100 zum Entwicklungstool 101.
Dabei werden beispielsweise Messwerte vom Speicher 109 an
das Entwicklungstool 101 übertragen. Die Dauer dieser
Datenübertragung
beträgt
in diesem Beispiel 490 ms, wonach (z.B. durch einen internen Zeitgeber
getriggert), die Prozedur zu Schritt S3 springt.
-
In
Schritt S3 wird die Richtung der Datenübertragung umgekehrt, so dass
nun beispielsweise Verstellwerte vom Entwicklungstool 101 an
den Speicher 109 übertragen
werden. Dabei werden beispielsweise Verstellwerte vom Entwicklungstool 101 an
den Speicher 109 übertragen.
Die Dauer dieser Datenübertragung
beträgt
in diesem Beispiel 10 ms, wonach die Prozedur zu Schritt S4 springt.
-
Zeitgleich
zur Datenübertragung
während der
Schritte S2 und S3 werden Signale über den CAN-Bus und die CAN-Schnittstelle 110B von
den Funktionseinheiten 112 (oder diese simulierende Emulatoren)
an die zweite Kommunikationseinheit (CAN-Kontroller) 112 übertragen
und beispielsweise als Fahrzeugparameter im Speicher 109 abgespeichert,
sowie Signale (z.B. Steuersignale) vom Steuergerät 100 an die Funktionseinheiten 112 gesendet. Es
findet also eine bidirektionale Datenübertragung vom Steuergerät 100 zu
den Funktionseinheiten 112 statt. Diese Funktionsparameter
können
z.B. in Schritt S2 als Messwerte an das Entwicklungstool 101 übertragen
werden oder auch in Schritt S3 als Verstellwerte vom Entwicklungstool 101 überschrieben
werden.
-
In
Schritt S4 wird überprüft, ob eine
Abbruchbedingung erfüllt
ist, was zum Beispiel der Fall sein kann, wenn der Entwickler den
Abbruch oder das Ende des Entwicklungsvorganges instruiert. Falls
die Abbruchbedingung nicht erfüllt
ist, springt die Prozedur zurück
zu Schritt S2, und falls sie erfüllt
ist, dann springt die Prozedur zu Schritt S5.
-
In
Schritt S5 wird die Verbindung zwischen dem Steuergerät 100 und
dem Entwicklungstool 101 getrennt und das Schaltmittel 105 auf
die Schalterstellung ATX1/ARX1 umgeschaltet. Somit wird die erste
Kommunikationsschnittstelle 110A mit der zweiten Kommunikationseinheit 108 (CAN-Kontroller) verbunden,
so dass die erste Kommunikationsschnittstelle 110A nun
zur Datenübertragung
mit dem zweiten Busprotokoll (CAN-Busprotokoll) genutzt werden kann.
Somit steht die erste Kommunikationsschnittstelle 110A nun
zur Nutzung als weitere CAN-Schnittstelle im Steuergeräteverbund
zur Verfügung.
-
In
Schritt S6 (also nach Abschluss der Entwicklungsphase) können an
die Kommunikationsschnittstelle 110A des Steuergeräts 100 weitere Funktionseinheiten
im Steuergeräteverbund
angeschlossen werden, und es kann eine Übertragung von Daten zwischen
dem Steuergerät 100 und
diesen Funktionseinheiten unter Verwendung des zweiten Kommunikationsprotokolls
(CAN-Busprotokoll) erfolgen.
-
Der
wesentliche Vorteil dieses Verfahrens ist der, dass für die Datenübertragung
während
der Entwicklungsphase eine große
Bandbreite nutzbar ist, während
nach Abschluss der Entwicklungsphase die für die Datenübertragung genutzte Schnittstelle
weiterhin als Schnittstelle im Steuergeräteverbund zur Verfügung steht.
-
Obgleich
die vorliegende Erfindung vorstehend anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels
beschrieben wurde, ist sie darauf nicht beschränkt, sondern auf vielfältige Art
und Weise modifizierbar. So ist in der oben beschriebenen Ausführungsform
der Speicher 109 Teil der Kontrolleinheit 103;
es ist jedoch auch möglich,
den Speicher 109 außerhalb
der Kontrolleinheit 103 vorzusehen.
-
Ferner
ist in der in 1 gezeigten Ausführungsform
nur eine Kommunikationseinheit 108 vorgesehen, welche als
Kontroller für
die beiden Schnittstellen 110A und 110B fungiert.
Es ist jedoch auch möglich,
für jede
der beiden Schnittstellen 110A und 110B individuelle
Kontroller bereitzustellen.
-
Ferner
sind in der in 1 gezeigten Ausführungsform
die Funktionseinheiten 112A, 112B usw. über einen
als CAN-Bus ausgelegten Kommunikationsbus an das Steuergerät 100 angeschlossen.
Es ist jedoch auch möglich,
die einzelnen Funktionseinheiten 112A, 112B usw.
direkt, also jeweils über
eine eigene, separat vorgesehene Schnittstelle an das Steuergerät 100 anzuschließen.