DE102007048284A1

DE102007048284A1 - Geschwindigkeitsdatenübertragungseinrichtung

Info

Publication number: DE102007048284A1
Application number: DE102007048284A
Authority: DE
Inventors: Detlef BÖHLER; Thomas Grill; Horst Plankenhorn; Gerhard Rombach
Original assignee: Continental Automotive GmbH
Current assignee: Continental Automotive GmbH
Priority date: 2007-09-27
Filing date: 2007-10-08
Publication date: 2009-04-09
Also published as: EP2195663A2; WO2009043782A3; RU2497131C2; WO2009043782A2; RU2010116411A

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf eine Geschwindigkeitsdatenübertragungseinrichtung in einem Kraftfahrzeug, mit einem Messkopf 3 zur Erfassung einer Bewegung, von dem ein entsprechendes Messsignal sowohl einer Applikationssteuereinrichtung 5 als auch einer Sicherheitssteuereinrichtung 4 zuleitbar ist. Dabei ist das Messsignal durch die Applikationssteuereinrichtung 5 aufbereitbar und die aufbereiteten Daten in Echtzeit an einen Vergleicher eines Steuergerätes weiterleitbar, wobei das Messsignal in der Sicherheitssteuereinrichtung 4 aufbereitbar und die aufbereiteten Daten in einer Verschlüsselungseinheit verschlüsselbar und die verschlüsselten Daten in einer Speichereinheit speicherbar sind. Der Speicherinhalt der Speichereinheit ist in bestimmten Zeitabständen an das Steuergerät weiterleitbar. Das Steuergerät weist eine Entschlüsselungseinheit zur Entschlüsselung des zugeleiteten Speicherinhalts und Weiterleitung des entschlüsselten Speicherinhalts an den Vergleicher des Steuergeräts auf, durch den der entschlüsselte Speicherinhalt mit den Daten der Applikationssteuereinrichtung 5 vergleichbar ist und bei Abweichung ein Warnsignal erzeugbar ist. Alle Elemente des Messkopfes 3 und der die Verschlüsselungseinheit und die Speichereinheit aufweisenden Sicherheitssteuereinrichtung 4 sind innerhalb einer einzigen integrierten Schaltungseinheit 1 angeordnet.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Geschwindigkeitsdatenübertragungseinrichtung in einem Kraftfahrzeug, mit einem Messkopf zur Erfassung einer Bewegung, von dem ein entsprechendes Messsignal sowohl einer Applikationssteuereinrichtung als auch einer Sicherheitssteuereinrichtung zuleitbar ist, wobei das Messsignal durch die Applikationssteuereinrichtung aufbereitbar und die aufbereiteten Daten in Echtzeit an einen Vergleicher eines Steuergeräts weiterleitbar sind und wobei das Messsignal in der Sicherheitssteuereinrichtung aufbereitbar und die aufbereiteten Daten in einer Verschlüsselungseinheit verschlüsselbar und die verschlüsselten Daten in einer Speichereinheit speicherbar sind sowie der Speicherinhalt der Speichereinheit in bestimmten Zeitabständen an das Steuergerät weiterleitbar ist, mit einer Entschlüsselungseinheit des Steuergeräts zur Entschlüsselung des zugeleiteten Speicherinhalts und Weiterleitung des entschlüsselten Speicherinhalts an den Vergleicher des Steuergeräts, durch den der entschlüsselte Speicherinhalt mit den Daten der Applikationssteuereinrichtung vergleichbar sind und bei Abweichung ein Warnsignal erzeugbar ist.
Bei derartigen Geschwindigkeitsdatenübertragungseinrichtungen ist es bekannt, die einzelnen Baugruppen diskret aufzubauen und die gesamte Einrichtung durch eine Gehäuse gegen externe Eingriffe und Manipulationen zu schützen.
Durch Öffnen des Gehäuses ist es aber möglich, die einzelnen Baugruppen der Geschwindigkeitsdatenübertragungseinrichtung sowie an deren Verbindungen durch externe Eingriffe Manipulationen vorzunehmen.
Da die erfassten Bewegungsdaten Steuergeräten zugeleitet werden, die z. B. Tachographen sein können, müssen die erfassten Bewegungsdaten manipulationssicher den Steuergeräten zugeführt werden.
Aufgabe der Erfindung ist daher, eine Geschwindigkeitsdatenübertragungseinrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die ein hohes Maß an Manipulationssicherheit aufweist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass alle oder ein Teil der Elemente des Messkopfes und der die Verschlüsselungseinheit und die nichtflüchtige Speichereinheit aufweisenden Sicherheitssteuereinrichtung innerhalb einer einzigen integrierten, insbesondere hochintegrierten Schaltungseinheit angeordnet sind.
Durch den integrierten Aufbau der Elemente des Messkopfes und der Sicherheitssteuereinrichtung innerhalb eines einzigen Chips sind diese Baugruppen nicht separat definiert und somit mangels einer Zugriffsmöglichkeit auch nicht manipulierbar.
Der integrierte Aufbau weist keine Verbindungen zwischen den Baugruppen auf, so dass auch dort keine Manipulation möglich ist.
Dies ermöglicht es auch ein Gehäuse der Geschwindigkeitsdatenübertragungseinrichtung konstruktiv einfach auszubilden, da es keine Sicherheitsfunktion zu erfüllen hat.
Weiterhin führt der integrierte Aufbau zu einer Reduzierung des erforderlichen Bauraums.
Durch ein solches Sicherheitssystem ist die Geschwindigkeitsdatenübertragungseinrichtung zur Zertifizierung von ITSEC-Level E3H oder nach CC geeignet.
Durch die Sicherheitsarchitektur der Geschwindigkeitsübertragungseinrichtung ergibt sich eine Aufgabenteilung, wonach alle oder zumindest die kritischen Sicherheitselemente in der Geschwindigkeitsdatenübertragungseinrichtung abgearbeitet werden. Diese sind im Wesentlichen die Unterstützung der Verschlüsselungsberechnungen wie z. B. symmetrische oder asymmetrische Verschlüsselungsalgorythmen, die nichtflüchtige Speicherung der Daten, die Schlüssel, Parameter und Identifikationen und Berechnungen und Tests zum Analog-Geschwindigkeitssignal des Messkopfes.
Eine noch höhere Integration und damit noch größere Sicherheit wird dadurch erreicht, dass die einzige integrierte Schaltungseinheit alle oder einen Teil der Elemente der Applikationssteuereinrichtung aufweist.
Eine Ausbildungsmöglichkeit besteht darin, dass die integrierte Schaltungseinheit eine monolithische Schaltungseinheit ist. Es ist aber auch möglich, dass die integrierte Schaltungseinheit eine integrierte Hybridschaltungseinheit ist, bei der die einzelnen Komponenten in hybrider Form an Substraten aus Kunststoff, PCB (printed circuit board), Keramik oder Halbleiter in dreidimensionaler Gestaltung als Moulded Interconnected Device aufgebaut sein können. Die einzelnen Komponenten werden dabei untereinander mit Leiterbahnen, Bonddrähten und/oder entsprechenden Klebeverbindungen elektrisch verbunden.
Auch ist es dabei möglich, einzelne Chips aufeinander zu kleben und über Bonddrähte oder partiell aufgebrachten leitfähigen Kleber miteinander elektrisch zu verbinden.
Dabei können die aktiven Chipflächen gegeneinander geklebt werden und sind somit gegen äußere Eingriffe mit Kontaktnadeln geschützt.
Allen Ausführungsformen ist gemeinsam, dass der Versuch einer Manipulation zur Zerstörung oder Beschädigung der Geschwindigkeitsdatenübertragungseinrichtung führt.
Zwischen Sicherheitssteuereinrichtung und Applikationssteuereinrichtung kann eine Übertragungsleitung angeordnet sein.
Das Steuergerät kann ein Tachograph oder eine Mauteinheit oder ein Kilometerzähler oder ein Unfalldatenspeicher sein, die alle manipulationsfreie Bewegungsmessdaten benötigen.
Grundsätzlich kann jede geeignete Art von Messkopf verwandt werden.
Vorteilhaft ist es, wenn der Messkopf ein Hall-Messkopf oder ein induktiver Messkopf oder ein GMR-Messkopf (Giant-Magneto Resistance-Messkopf) ist.
Es ist aber auch eine Kombination von mehreren Messköpfen möglich.
Eine besonders sichere Verschlüsselung erfolgt, wenn die Verschlüsselungseinheit und die Entschlüsselungseinheit kryptologisch ver- und entschlüsselnde Einheiten sind.
Zur Stromversorgung und zur Datenausgabe kann die Schaltungseinheit mit einer ein Netzteil und eine Ausgangsstufe aufweisenden Stufe verbunden sein, wobei zur Reduzierung der Baugröße und des Montageaufwandes die Schaltungseinheit und die das Netzteil und die Ausgangsstufe aufweisende Stufe eine Baueinheit bilden können.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im Folgenden näher beschrieben. Die einzige Figur der Zeichnung zeigt eine Prinzipdarstellung einer Baueinheit.
Die dargestellte Baueinheit weist eine Schaltungseinheit 1 und eine Stufe 2 auf, wobei die Stufe 2 ein Netzteil und eine Ausgangsstufe beinhaltet. Die Stufe 2 kann weiterhin einen Verpolschutz und einen ESD-Schutz (Electrostatic Sensitive Device) sowie eine Anpassung an einen Explosionsschutz aufweisen.
Die Schaltungseinheit 1 ist eine aus einem einzigen Chip monolithisch gebildete hochintegrierte Schaltungseinheit 1, die aus den Elementen eines Messkopfes 3 zur Erfassung einer Bewegung, insbesondere einer Drehbewegung, den Elementen einer Sicherheitssteuereinrichtung 4 und den Elementen einer Applikationssteuereinrichtung 5 besteht.
Zwischen der Sicherheitssteuereinrichtung 4 und der Applikationssteuereinrichtung 5 ist eine Übertragungsleitung 9 angeordnet.
Entsprechend der erfassten Bewegung wird von dem Messkopf ein Messsignal generiert, das über eine Verbindung 6 sowohl der Sicherheitssteuereinrichtung 4 als auch der Applikationssteuereinrichtung 5 zugeführt wird.
In der Applikationssteuereinrichtung 5 wird das Messsignal aufbereitet und in Echtzeit über die Stufe 2 und einen Signalausgang 7 einem Vergleicher in einem nicht dargestellten Steuergerät zugeführt.
Das der Sicherheitssteuereinrichtung 4 zugeführte Messsignal wird dort ebenfalls aufbereitet und in einer Verschlüsselungseinheit verschlüsselt, um dann in einer Speichereinheit der Sicherheitssteuereinrichtung 4 gespeichert zu werden.
In bestimmten Zeitabständen wird dann der verschlüsselte Speicherinhalt über die Stufe 2 und einen zweiten Signalausgang 8 dem Steuergerät zugeführt.
Das Steuergerät weist eine Entschlüsselungseinheit zum Entschlüsseln des Speicherinhalts auf, wobei der entschlüsselte Speicherinhalt ebenfalls dem Vergleicher zugeführt wird.
Stellt der Vergleicher bei einem Vergleich der Daten der Applikationssteuereinrichtung 5 mit den Daten der Sicherheitssteuereinrichtung 4 eine Abweichung fest, löst er ein Warnsignal aus, das auf eine Manipulation der Geschwindigkeitsdatenübertragungseinrichtung hinweist.

Claims

Geschwindigkeitsdatenübertragungseinrichtung in einem Kraftfahrzeug, mit einem Messkopf zur Erfassung einer Bewegung, von dem ein entsprechendes Messsignal sowohl einer Applikationssteuereinrichtung als auch einer Sicherheitssteuereinrichtung zuleitbar ist, wobei das Messsignal durch die Applikationssteuereinrichtung aufbereitbar und die aufbereiteten Daten in Echtzeit an einen Vergleicher eines Steuergeräts weiterleitbar sind und wobei das Messsignal in der Sicherheitssteuereinrichtung aufbereitbar und die aufbereiteten Daten in einer Verschlüsselungseinheit verschlüsselbar und die verschlüsselten Daten in einer Speichereinheit speicherbar sind sowie der Speicherinhalt der Speichereinheit in bestimmten Zeitabständen an das Steuergerät weiterleitbar ist, mit einer Entschlüsselungseinheit des Steuergeräts zur Entschlüsselung des zugeleiteten Speicherinhalts und Weiterleitung des entschlüsselten Speicherinhalts an den Vergleicher des Steuergeräts, durch den der entschlüsselte Speicherinhalt mit den Daten der Applikationssteuereinrichtung vergleichbar sind und bei Abweichung ein Warnsignal erzeugbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass alle oder ein Teil der Elemente des Messkopfs (3) und der die Verschlüsselungseinheit und die nichtflüchtige Speichereinheit aufweisenden Sicherheitssteuereinrichtung (4) innerhalb einer einzigen integrierten, insbesondere hochintegrierten Schaltungseinheit (1) angeordnet sind.
Geschwindigkeitsdatenübertragungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die einzige integrierte Schaltungseinheit (1) alle oder einen Teil der Elemente der Applikationssteuereinrichtung (5) aufweist.
Geschwindigkeitsdatenübertragungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die integrierte Schaltungseinheit eine monolithische Schaltungseinheit (1) ist.
Geschwindigkeitsdatenübertragungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die integrierte Schaltungseinheit eine integrierte Hybridschaltungseinheit ist.
Geschwindigkeitsdatenübertragungseinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Sicherheitssteuereinrichtung (4) und Applikationssteuereinrichtung (5) eine Übertragungsleitung (9) angeordnet ist.
Geschwindigkeitsdatenübertragungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuergerät ein Tachograph oder eine Mauteinheit oder ein Kilometerzähler oder ein Unfalldatenspeicher ist.
Geschwindigkeitsdatenübertragungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Messkopf (1) ein Hall-Messkopf oder ein induktiver Messkopf oder ein GMR-Messkopf ist.
Geschwindigkeitsdatenübertragungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verschlüsselungseinheit und die Entschlüsselungseinheit kryptologisch ver- und entschlüsselnde Einheiten sind.
Geschwindigkeitsdatenübertragungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltungseinheit (1) mit einer ein Netzteil und eine Ausgangsstufe aufweisenden Stufe (2) verbunden ist.
Geschwindigkeitsdatenübertragungseinrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltungseinheit (1) und die das Netzteil und die Ausgangsstufe aufweisende Stufe (2) eine Baueinheit bilden.