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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Datenmanipulation des Datenverkehrs zu und/oder von wenigstens einem an eine Kommunikationsleitung eines FlexRay-Bussystems angeschlossenen Busteilnehmer. Ferner betrifft die Erfindung ein FlexRay-Bussystem und ein Verfahren zum Manipulieren des Datenverkehrs zu und/oder von wenigstens einem an einer Kommunikationsleitung eines FlexRay-Bussystems angeschlossenen Busteilnehmer durch eine Vorrichtung zur Datenmanipulation, die in der Kommunikationsleitung zu dem wenigstens einen Busteilnehmer vorgesehen ist.
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FlexRay ist ein serielles, deterministisches und fehlertolerantes Feldbussystem, das für den Einsatz in Automobilen entwickelt wurde. FlexRay besitzt die für künftige Vernetzungen im Bereich Antrieb und Fahrwerk notwendigen Leistungsmerkmale. Eine hohe Datenübertragungsrate, Echtzeitfähigkeit und Ausfallsicherheit sind in vielen Applikationen, speziell in Fahrassistenzsystemen, unverzichtbar. Um einen hohen sicherheitstechnischen Standard zu erreichen, müssen die Busteilnehmer hinsichtlich Ausfall und Veränderung der Übertragungsdaten getestet werden. Dazu wird ein Datenmanipulator benötigt, der gezielt Nachrichten eliminieren oder verändern kann. Dieser Vorgang wird als Signalmanipulation oder allgemeiner als Datenmanipulation bezeichnet.
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Ein weiteres Anwendungsgebiet von Datenmanipulatoren ist die Adaption eines Busteilnehmers an ein teilweise inkompatibles Bordnetz. In der Entwicklungsphase eines Fahrzeuges kommt es vor, dass Steuergeräte in älteren oder neueren Bordnetzständen oder anderen Fahrzeugvarianten erprobt werden müssen.
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Die Anbindung des FlexRay an Mikrocontroller oder andere Steuerlogik erfolgt zweistufig über hybride Bustreiberbausteine, sogenannte FlexRay Transceiver, und über FlexRay Controller. Der FlexRay Transceiver wandelt die differenziellen Signale des FlexRay Busses in digitale Signale und umgekehrt. Auf seiner digitalen Seite bietet der FlexRay Transceiver über die Anschlüsse TXD und RXD eine Schnittstelle zum FlexRay-Controller, der seinerseits über eine bidirektionale Verbindung zum Mikrocontroller verfügt und oft im Mikrocontroller integriert vorliegt.
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Bisher bekannte Datenmanipulatoren unterscheiden sich nach zwei Funktionsweisen. Beide Verfahren betreffen den FlexRay Bus direkt, also den Äußeren Bus. Im Gateway-Verfahren trennen die Datenmanipulatoren einen zu testenden Busteilnehmer 2, in der Regel ein Steuergerät, vom FlexRay-Cluster, d. h. von den restlichen FlexRay-Busteilnehmern 3, ab und stellen mittels eines Gateways 20 die Verbindung zum FlexRay-Cluster wieder her, siehe 1. Das Gateway 20 hat die Aufgabe, die vom Busteilnehmer 2 benötigten Daten von den restlichen FlexRay-Busteilnehmern 3 an den Busteilnehmer 2 zu senden und umgekehrt Nachrichten des Busteilnehmers 2 an die restlichen FlexRay-Busteilnehmer 3 zu schicken. Bei den Datenmanipulationen werden zumindest einige der durch das Gateway 20 übertragenen Datenpakete, d. h. bestimmte Nachrichten, gezielt geändert oder gelöscht.
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Die Datenmanipulation mittels eines Gateways hat jedoch verschiedene Nachteile:
- – Durch das Auftrennen des FlexRay-Bussystems entstehen zwei unabhängige FlexRay-Cluster, wobei ein FlexRay-Cluster durch den wenigstens einen zu testenden Busteilnehmer und das andere FlexRay-Cluster durch die restlichen an das FlexRay-Bussystem angeschlossenen Busteilnehmer gebildet werden. Zur Datenübertragung müssen die beiden FlexRay-Cluster miteinander synchronisiert werden, was nicht ohne unerwünschte Seiteneffekte möglich ist.
- – Alle Nachrichten bzw. Datenpakete, die durch das Gateway übertragen werden, werden verzögert. Zumindest in einer Übertragungsrichtung besteht eine zeitliche Verzögerung von mindestens einem ganzen FlexRay-Zyklus. Bei Datenpaketen, deren Übertragung dem Zyklus-Filter-Mechanismus des FlexRay unterliegt, kann die Verzögerung bis zu 64 Zyklen betragen. Diese Verzögerungen verfälschen das Echtzeitverhalten und werden oft bei der Plausibilisierung der Busdaten von einzelnen Teilnehmern als Fehler erkannt.
- – Das Gateway nimmt einen massiven Eingriff in das zu testende FlexRay-Bussystem vor. Dadurch können Fehlerbilder erzeugt werden und Fehlverhalten von Busteilnehmern kann verdeckt werden. Deshalb stellt das bekannte Verfahren mittels eines Gateways in einem Fahrzeug während der Fahrt des Fahrzeugs ein Sicherheitsrisiko dar.
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Die andere Art der Datenmanipulation ist aus der
DE 10 2007 047 248 A1 bekannt. Sie besteht darin, dass der FlexRay Bus nur dann aufgetrennt wird, wenn Daten verändert werden sollen. Zu den anderen Zeitpunkten wird der Manipulator mit Hilfe von Multiplexern (Schalter) auf dem äußeren Bus überbrückt. Dadurch werden die nicht manipulierten Daten ohne Verzögerung übertragen und der FlexRay Bus bleibt synchron. Jedoch kann das Problem einer optimalen Terminierung nicht allgemein gelöst werden. Je nach Bustopologie des Testfalls, also je nachdem welche Bus-Äste durch das temporäre Auftrennen geschaffen werden, sind spezielle Adaptionsmaßnahmen erforderlich. Testfallspezifische Terminierungsmaßnahmen dürfen jedoch nicht erforderlich sein, wenn der Signalmanipulator im vorgesehenen Anwendungsbereich universell einsetzbar sein soll.
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Die Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Datenmanipulation des Datenverkehrs zu und/oder von wenigstens einem an eine Kommunikationsleitung eines FlexRay-Bussystems angeschlossenen Busteilnehmer sowie ein FlexRay-Bussystem zu schaffen, bei denen die zuvor beschriebenen Nachteile umgangen werden. Insbesondere sollen die Vorrichtung und das Verfahren die Datenpakete, die nicht manipuliert werden, ohne Zeitverzögerung zwischen den jeweiligen Busteilnehmern weiterleiten.
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Diese Aufgaben werden erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung zur Datenmanipulation des Datenverkehrs zu und/oder von wenigstens einem an eine Kommunikationsleitung eines FlexRay-Bussystems angeschlossenen Busteilnehmer mit den Merkmalen gemäß dem unabhängigen Patentanspruch 1, durch ein FlexRay-Bussystem mit den Merkmalen den gemäß dem Patentanspruch 6 sowie durch ein Verfahren zur Datenmanipulation des Datenverkehrs zu und/oder von wenigstens einem an eine Kommunikationsleitung eines FlexRay-Bussystems angeschlossenen Busteilnehmer mit den Merkmalen gemäß dem unabhängigen Patentanspruch 7 gelöst. Weitere Merkmale und Details der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der Beschreibung sowie den Zeichnungen. Merkmale und Details, die im Zusammenhang mit der Vorrichtung zur Datenmanipulation beschrieben sind, gelten dabei selbstverständlich auch im Zusammenhang mit dem FlexRay-Bussystem und dem Verfahren zur Datenmanipulation, und jeweils umgekehrt.
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Gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung wird die Aufgabe durch eine Vorrichtung zur Datenmanipulation des Datenverkehrs zu und/oder von wenigstens einem an eine Kommunikationsleitung eines FlexRay-Bussystems angeschlossenen Busteilnehmer, bei der die Vorrichtung zur Datenmanipulation eine Steuerlogik sowie einen ersten und einen zweiten FlexRay-Bustreiber aufweist, wobei der erste FlexRay-Bustreiber über einen ersten FlexRay-Kontroller und der zweite FlexRay-Bustreiber über einen zweiten FlexRay-Kontroller mit der Steuerlogik ansteuerbar sind, und bei der die beiden FlexRay-Bustreiber über zwei Datenleitungen und eine Schaltlogik miteinander verbunden sind, wobei die Schaltlogik durch die Steuerlogik ansteuerbar ist, gelöst.
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Eine derartige Vorrichtung zur Datenmanipulation ermöglicht die Auftrennung wenigstens einer der beiden Datenleitungen zwischen dem ersten und dem zweiten FlexRay-Bustreiber. Die Auftrennung wird durch eine Schaltlogik realisiert. Hierdurch werden Datenpakete, die von Busteilnehmern des restlichen FlexRay-Bussystems zu dem wenigstens einen zu testenden Busteilnehmer und/oder die von dem wenigstens einen zu testenden Busteilnehmer zu den restlichen Busteilnehmern des FlexRay-Bussystems gesendet werden, gelöscht. Die Steuerlogik ermöglicht über den ersten FlexRay-Kontroller und/oder den zweiten FlexRay-Kontroller die Einspeisung von Ersatzdatenpaketen in die Kommunikationsleitung zu dem wenigstens einen Busteilnehmer bzw. zu den restlichen Busteilnehmern des FlexRay-Bussystems. Das oder die Ersatzdatenpaket(e) nimmt/nehmen den Platz des/der gelöschten Datenpakete(s) ein. D. h., die einzelnen übertragenen Datenpakete können auf diese Art und Weise gezielt manipuliert werden. Anhand der Reaktion des wenigstens einen zu testenden Busteilnehmers kann festgestellt werden, ob Fehler an dem wenigstens einen Busteilnehmer vorliegen bzw. ob diese(r) fehlerhaft arbeiten.
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Der erste FlexRay-Bustreiber ist über einen ersten FlexRay-Kontroller und der zweite FlexRay-Bustreiber über einen zweiten FlexRay-Kontroller von der Steuerlogik ansteuerbar. Die FlexRay-Bustreiber können wahlweise von der Steuerlogik angesteuert werden. Die Steuerlogik ermöglicht eine zeitlich hochpräzise Steuerung der Schaltlogik und der beiden FlexRay-Kontroller.
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Ein Vorteil einer derartigen Vorrichtung zur Datenmanipulation des Datenverkehrs zu und/oder von wenigstens einem an eine Kommunikationsleitung eines FlexRay-Bussystems angeschlossenen Busteilnehmer ist, dass die Datenpakete, die nicht manipuliert werden, ohne Zeitverzögerung zwischen den jeweiligen Busteilnehmern weitergeleitet werden können. Hierdurch wird das Echtzeitverhalten des FlexRay-Bussystems nicht berührt. Die Auftrennung der Datenleitungen zwischen den beiden FlexRay-Bustreibern beeinflusst den Wellenwiderstand in den jeweiligen FlexRay-Clustern nicht. Die Vorrichtung zur Datenmanipulation muss nur die Datenpakete senden, die manipuliert werden sollen. Die für Gateways typische Funktion entfällt. Dadurch ergibt sich eine wesentliche Entlastung der Steuerlogik der Vorrichtung zur Datenmanipulation.
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Die Vorrichtung zur Datenmanipulation ermöglicht, dass ein Busteilnehmer, beispielsweise ein Steuergerät, oder mehrere Busteilnehmer, die auch als Steuergeräte ausgebildet sein können, nicht von den restlichen Busteilnehmern des FlexRay-Bussystems getrennt werden, sondern durch die Schaltlogik zwischen den beiden FlexRay-Bustreibern mit den restlichen Busteilnehmern des FlexRay-Bussystems verbunden werden. Der Datenverkehr zwischen dem/den zu testenden Busteilnehmer(n) wird über die beiden Datenleitungen, die die beiden FlexRay-Bustreiber miteinander verbinden, übertragen. Die beiden FlexRay-Bustreiber sind bevorzugt TJA1080 FlexRay-Bustreiber, die beiden Datenleitungen sind bevorzugt so genannte TRXD0- und TRXD1-Datenleitungen. Bei Busruhe haben beide Datenleitungen High-Pegel (VCC).
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Vorteilhafterweise schaltet die Schaltlogik der Vorrichtung zur Datenmanipulation die beiden FlexRay-Bustreiber zu einem Stern. Die Schaltlogik umfasst daher vorteilhafterweise eine Sternkopplerschaltung. Der oder die zu testenden Busteilnehmer werden nicht vom restlichen FlexRay-Cluster, d. h. den restlichen Busteilnehmern, getrennt, sondern über die Schaltlogik bzw. die Sternkopplerschaltung mit dem restlichen FlexRay-Cluster verbunden. Die Sternkopplerschaltung kann auf der Innenseite des Sterns mittels der Schaltlogik getrennt oder mit VCC verbunden werden. Die Schaltlogik der Vorrichtung zur Datenmanipulation weist bevorzugt zwei Transistoren und/oder einen Prozessor auf. So können mittels der Schaltlogik die zwei FlexRay-Bustreiber TJA1080 zu einem Stern geschaltet werden.
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Der erste FlexRay-Kontroller oder der zweite FlexRay-Kontroller können getrennt von der Steuerlogik der Vorrichtung zur Datenmanipulation angeordnet sein. Besonders bevorzugt ist eine Vorrichtung zur Datenmanipulation, bei der der erste FlexRay-Kontroller und/oder der zweite FlexRay-Kontroller in der Steuerlogik integriert ist/sind.
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Die Steuerlogik kann verschiedenartig ausgebildet sein. Vorzugsweise ist die Steuerlogik der Vorrichtung zur Datenmanipulation eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC), ein Field Programmable Gate Array (FPGA) oder ein Mikrokontroller.
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Des Weiteren ist eine Vorrichtung zur Datenmanipulation bevorzugt, die Überprüfungsmittel aufweist, um den wenigstens einen Busteilnehmer zu überprüfen. Durch die Überprüfungsmittel können der oder die Busteilnehmer hinsichtlich Ausfall und Veränderung der übertragenen Datenpakete getestet werden. Dies lässt Rückschlüsse auf die getesteten Busteilnehmer zu.
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Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung wird die Aufgabe durch ein FlexRay-Bussystem mit wenigstens einer Kommunikationsleitung und wenigstens zwei an der wenigstens einen Kommunikationsleitung angeschlossenen Busteilnehmern, wobei in der wenigstens einen Kommunikationsleitung zu wenigstens einem der Busteilnehmer eine Vorrichtung zur Datenmanipulation gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung zwischengeschaltet ist, gelöst.
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Ein derartiges FlexRay-Bussystem ermöglicht die Funktionsüberprüfung einzelner Busteilnehmer. Dabei kann die Funktionsüberprüfung auch während des Betriebes des FlexRay-Bussystems, beispielsweise bei einem FlexRay-Bussystem in einem fahrenden Fahrzeug, erfolgen. Das FlexRay-Bussystem kann eine Vielzahl derartiger Vorrichtungen zur Datenmanipulation aufweisen. Die Vorrichtungen zur Datenmanipulation ermöglichendass kein massive Eingriff in das zu testende FlexRay-Bussystem erfolgt. Durch ein derartiges FlexRay-Bussystem können Fehlverhalten von Busteilnehmern leicht ermittelt werden. So kann beispielsweise jeder Busteilnehmer des FlexRay-Bussystems durch eine derartige Vorrichtung zur Datenmanipulation überprüft werden. Es ist aber auch denkbar, dass durch eine Vorrichtung zur Datenmanipulation mehrere Busteilnehmer überprüft werden.
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Gemäß dem dritten und letzten Aspekt der Erfindung wird die Aufgabe durch ein Verfahren zum Manipulieren des Datenverkehrs zu und/oder von wenigstens einem an einer Kommunikationsleitung eines FlexRay-Bussystems angeschlossenen Busteilnehmer durch eine Vorrichtung zur Datenmanipulation, die in der Kommunikationsleitung zu dem wenigstens einen Busteilnehmer vorgesehen ist, bei der die Vorrichtung zur Datenmanipulation eine Steuerlogik sowie einen ersten und einen zweiten FlexRay-Bustreiber aufweist, wobei der erste FlexRay-Bustreiber über einen ersten FlexRay-Kontroller und der zweite FlexRay-Bustreiber über einen zweiten FlexRay-Kontroller mit der Steuerlogik ansteuerbar sind, wobei die beiden FlexRay-Bustreiber über zwei Datenleitungen und über eine Schaltlogik miteinander verbunden sind, und wobei die Schaltlogik über die Steuerlogik ansteuerbar ist, gelöst, wobei das Verfahren durch folgende Verfahrensschritte gekennzeichnet ist:
- – die Steuerlogik trennt mittels der Schaltlogik zeitweise wenigstens eine der beiden Datenleitungen zwischen dem ersten und dem zweiten FlexRay-Bustreiber, so dass Datenpakete, die von anderen Busteilnehmern des FlexRay-Bussystems zu dem wenigstens einen Busteilnehmer und/oder die von dem wenigstens einen Busteilnehmer zu anderen Busteilnehmern des FlexRay-Bussystems gesendet werden, gelöscht werden;
- – während des Löschens speist die Steuerlogik über den ersten FlexRay-Kontroller und/oder den zweiten FlexRay-Kontroller Ersatzdatenpakete in das jeweilige FlexRay-Teilsystem ein, wobei die Ersatzdatenpakete den Platz der gelöschten Datenpakete einnehmen;
- – anschließend wird die Reaktion des wenigstens einen Busteilnehmers auf die Ersatzdatenpakete überprüft.
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Die Schaltlogik ermöglicht die zeitweise Auftrennung wenigstens einer der beiden Datenleitungen zwischen dem ersten und dem zweiten FlexRay-Bustreiber. Dabei wird die Schaltlogik zeitlich hochpräzise durch die Steuerlogik angesteuert. Durch die Auftrennung können einzelne Datenpakete, die von und zu dem wenigstens einen Busteilnehmer gesendet werden, gelöscht werden. Andere Datenpakete bleiben unverändert und werden ohne Zeitverzögerung zwischen dem wenigstens einen zu testenden Busteilnehmer und den restlichen Busteilnehmern versandt. Durch die Auftrennung wenigstens einer Datenleitung können gezielt ein oder mehrere Datenpakete gelöscht werden. Die Steuerlogik speist über einen der beiden FlexRay-Kontroller ein oder mehrere Ersatzdatenpakete in die Datenverbindung zwischen den entsprechenden Busteilnehmern bzw. in die Kommunikationsleitung ein. Diese Ersatzdatenpakete werden an die Stelle der gelöschten Datenpakete eingefügt. D. h., die eliminierten Datenpakete können mit beiden FlexRay-Kontrollern auf beiden Seiten der aufgetrennten Bus-Cluster beliebig durch modifizierte Datenpakete bzw. Nachrichten ersetzt werden. Die Auftrennung der jeweiligen Datenleitung zwischen den beiden FlexRay-Bustreibern durch die Schaltlogik beeinflusst dabei den Wellenwiderstand des FlexRay-Bussystems nicht.
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Anhand der Reaktion des wenigstens einen Busteilnehmers auf die manipulierten Datenpakete kann die Funktionalität des wenigstens einen Busteilnehmers überprüft werden. Durch diese „schonende” Art der Datenmanipulation kann die Überprüfung eines oder mehrerer Busteilnehmer, beispielsweise von Steuergeräten, einfach, auch während des regulären Betriebes des FlexRay-Bussystems, durchgeführt werden.
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Der erste FlexRay-Bustreiber ist über einen ersten FlexRay-Kontroller und der zweite FlexRay-Bustreiber über einen zweiten FlexRay-Kontroller von der Steuerlogik ansteuerbar. D. h., die FlexRay-Bustreiber können wahlweise von der Steuerlogik angesteuert werden. Die Steuerlogik ermöglicht eine zeitlich hochpräzise Steuerung der Schaltlogik und der beiden FlexRay-Kontroller.
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Ein Vorteil eines derartigen Verfahrens zur Datenmanipulation des Datenverkehrs zu und/oder von wenigstens einem an eine Kommunikationsleitung eines FlexRay-Bussystems angeschlossenen Busteilnehmer ist, dass die Datenpakete, die nicht manipuliert werden, ohne Zeitverzögerung zwischen den jeweiligen Busteilnehmern weitergeleitet werden können. Hierdurch wird das Echtzeitverhalten des FlexRay-Bussystems nicht berührt. Die Auftrennung der Datenleitungen zwischen den beiden FlexRay-Bustreibern beeinflusst den Wellenwiderstand in den FlexRay-Clustern nicht. Die Vorrichtung zur Datenmanipulation muss nur die Datenpakete senden, die manipuliert werden sollen. Die Steuerlogik der Vorrichtung zur Datenmanipulation kann wesentlich entlastet werden.
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Zum Auftrennen wenigstens einer Datenleitung zwischen den beiden FlexRay-Bustreibern sendet die Steuerlogik ein Steuersignal an die Schaltlogik. Dabei trennt die Schaltlogik eine Datenleitung nur für das Zeitintervall auf, in dem die zu manipulierenden Datenpakete übertragen werden. Die Steuerlogik, die beispielsweise eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung oder ein Mikrokontroller sein kann, sendet über den jeweiligen FlexRay-Kontroller und den dem FlexRay-Kontroller zugeordneten FlexRay-Bustreiber ein oder mehrere manipulierte(s) Datenpaket(e) in eine der aufgetrennten Datenleitungen und speist so die manipulierten Datenpakete in den Datenverkehr zwischen den Busteilnehmern ein. So kann die Steuerlogik über den ersten FlexRay-Kontroller und den ersten FlexRay-Bustreiber manipulierte Daten in eine erste Datenleitung und über den zweiten FlexRay-Kontroller und den zweiten FlexRay-Bustreiber manipulierte Daten in die zweite Datenleitung einspeisen. Auf diese Art und Weise können geänderte Datenpakete in beide Richtungen, d. h. von und zu dem zu testenden Busteilnehmer, gesendet werden.
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Bevorzugt ist ferner ein Verfahren, bei dem die Überprüfung der Reaktion des wenigstens einen Busteilnehmers auf die manipulierten Ersatzdatenpakete durch die Steuerlogik der Vorrichtung zur Datenmanipulation selbst oder durch separate Überprüfungsmittel durchgeführt werden.
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Insbesondere ist ein Verfahren bevorzugt, bei dem zur Durchführung des Verfahrens eine Vorrichtung zur Datenmanipulation gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung vorgesehen ist.
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Die Erfindung wird nun anhand von nicht ausschließlichen Ausführungsbeispielen, unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen, näher erläutert. Es zeigen:
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1 ein FlexRay-Bussystem mit einer Vorrichtung zur Datenmanipulation gemäß des Standes der Technik;
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2 ein FlexRay-Bussystem mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Datenmanipulation;
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3 eine Vorrichtung zur Datenmanipulation;
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4 gesendete Datenpakete zwischen dem zu testenden Busteilnehmer und den restlichen Busteilnehmern eines FlexRay-Bussystems.
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In der 2 ist schematisch ein FlexRay-Bussystem mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Datenmanipulation 1 gezeigt. An einer Kommunikationsleitung 9 des FlexRay-Bussystems sind mehrere Busteilnehmer 2, 3 angeschlossen. Über die Kommunikationsleitung 9 kommunizieren die Busteilnehmer 2, 3 miteinander. Zwischen dem zu testenden Busteilnehmer 2, erstes FlexRay-Cluster, und den restlichen Busteilnehmern 3, zweites FlexRay-Cluster, des FlexRay-Bussystems sitzt die Vorrichtung zur Datenmanipulation 1. Diese weist eine erste FlexRay-Sendereinheit 13a, eine zweite FlexRay-Sendereinheit 13b und eine Schaltlogik 14 auf. Die Schaltlogik 14 trennt die Datenleitungen 7a, 7b zwischen den FlexRay-Bustreibern 6a, 6b der jeweiligen FlexRay-Sendereinheiten 13a, 13b. Die FlexRay-Sendereinheiten 13a, 13b weisen neben den FlexRay-Bustreibern 6a, 6b jeweils einen FlexRay-Kontroller 5a, 5b auf. Die FlexRay-Kontroller 5a, 5b sowie die Schaltlogik 14 werden von einer Steuerlogik 4 angesteuert.
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3 zeigt eine detailliertere Darstellung der Vorrichtung zur Datenmanipulation 1. Die Vorrichtung zur Datenmanipulation 1 ist in der Kommunikationsleitung 9 zwischen dem zu testenden Busteilnehmer 2 und den restlichen Busteilnehmern 3 angeordnet. Dabei weist die Vorrichtung zur Datenmanipulation 1 einen ersten FlexRay-Bustreiber 6a, der mit der Kommunikationsleitung 9 verbunden ist, auf. Der erste FlexRay-Bustreiber 6a ist mit einem ersten FlexRay-Kontroller 5a verbunden. Die Datenverbindung 10a, 10b zwischen dem ersten FlexRay-Bustreiber 6a und dem ersten FlexRay-Kontroller 5a ist bidirektional. Über eine sogenannte TXD-Leitung 10b sendet der FlexRay-Kontroller 5a Datensequenzen, insbesondere in Form von Datenpaketen, an den ersten FlexRay-Bustreiber 6a. Dieser sendet die Datensequenzen auf die Datenleitungen 7a, 7b. Über die so genannte RXD-Leitung 10a überträgt der FlexRay-Bustreiber 6a empfangene Datensequenzen an den ersten FlexRay-Kontroller 5a, der diese wiederum an die Steuerlogik 4 weiterleitet. Die Vorrichtung zur Datenmanipulation 1 weist ferner einen zweiten FlexRay-Bustreiber 6b auf, der ebenfalls mit der Kommunikationsleitung 9 verbunden ist. Der zweite FlexRay-Bustreiber 6b kann über einen zweiten FlexRay-Kontroller 5b von der Steuerlogik 4 angesteuert werden. Zwischen dem zweiten FlexRay-Bustreiber 6b und dem zweiten FlexRay-Kontroller 5b sind ebenfalls bidirektionale Datenleitungen 11, 11b vorgesehen. Bevorzugt sind diese auch als TXD-Leitung 11b bzw. RXD-Leitung 11a ausgebildet. In dieser Ausführungsform der Vorrichtung zur Datenmanipulation 1 ist die Steuerlogik 4 getrennt von den FlexRay-Kontrollern 5a, 5b angeordnet. D. h. die FlexRay-Kontroller 5a, 5b sind über Datenleitungen 12a, 12b mit der Steuerlogik 4 verbunden. In einer anderen Ausführungsform der Vorrichtung zur Datenmanipulation 1 kann zumindest einer der FlexRay-Kontroller 5a, 5b in der Steuerlogik integriert sein. Über die Steuerleitung 8 kann die Steuerlogik 4, die beispielsweise eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung oder ein Mikrokontroller sein kann, der Schaltlogik 14 ein Steuersignal 18 senden. Die Schaltlogik 14, die die beiden FlexRay-Bustreiber 6a, 6b zu einem Stern schaltet, kann die Datenleitungen 7a, 7b zwischen den beiden FlexRay-Bustreibern 6a, 6b trennen. Die Schaltlogik 14 kann dafür beispielsweise zwei Transistoren aufweisen. Über die beiden Datenleitungen 7a, 7b wird der Datenverkehr zwischen dem zu testenden Busteilnehmer 2 und den restlichen Busteilnehmern 3 übertragen, wobei über die beiden FlexRay-Bustreiber 6a, 6b manipulierte Datenpakete in den Datenverkehr eingespeist werden können.
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Bei Busruhe haben beide Datenleitungen 7a, 7b High-Pegel (VCC). Durch die Schaltlogik 14 kann auf die beiden Datenleitungen 7a, 7b ein Busruhepegel steuerbar aufgeprägt werden. Etwaige Übertragungsdaten werden dann ausgelöscht. Über die beiden FlexRay-Sendereinheiten 13a, 13b können für diese ausgelöschten Daten Ersatzdaten in die beiden Datenleitungen 7a, 7b eingespeist werden. Die zeitlich hochpräzise Steuerung der Schaltlogik 14 und die Steuerung der beiden FlexRay-Kontroller 5a, 5b übernimmt die Steuerlogik 4. Bei einer aktivierten Steuerleitung 8 kann dem jeweils empfangenden FlexRay-Bustreiber 6a, 6b Busruhe auf dem sendenden FlexRay-Bustreiber 6a, 6b vorgetäuscht werden.
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In der 4 ist die Methode der Datenmanipulation näher dargestellt. Bezugszeichen a) zeigt das Beispiel eines Busverkehrs, d. h. eines Datenaustausches zwischen dem zu testenden Busteilnehmer 2 und den restlichen Busteilnehmern 3 im unmanipulierten Fall. Die mit schrägen Linien schraffierten Felder stellen Datenpakete 15 dar, die von den restlichen Busteilnehmern 3 an den zu testenden Busteilnehmer 2 gesendet werden. Die mit senkrechten Linien schraffierten Felder stellen Datenpakete 16 dar, die von dem zu testenden Busteilnehmer 2 an die restlichen Busteilnehmern 3 gesendet werden. Schaltet die Steuerlogik 4 das Steuersignal 18 „FlexRay-Connect” wie in b) vorgegeben, entfallen die Datenpakete 16 des zu testenden Busteilnehmers 2, d. h. des Probanden, im Restsystem 3, siehe Bezugszeichen c), und die Datenpakete 15 des Restsystems 3 beim zu testenden Busteilnehmer 2, siehe Bezugszeichen d). Die eliminierten Datenpakete können durch die zwei FlexRay-Kontroller 5a, 5b auf beiden Seiten des aufgetrennten Bus-Clusters beliebig durch modifizierte Datenpakete 17 ersetzt werden, siehe Bezugszeichen e) und f). Über entsprechende, nicht dargestellte Überprüfungsmittel kann die Reaktion des zu testenden Busteilnehmers 2 auf die manipulierten Datenpakete ermittelt werden.
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Eine derartige Vorrichtung zur Datenmanipulation 1 weist mehrere Vorteile auf. Die Auftrennung der Datenleitungen 7a, 7b auf der „Stern-Seite” beeinflusst den Wellenwiderstand im FlexRay-Cluster nicht. Das Zeitverhalten der Datenübertragungen wird nicht angetastet. Insbesondere erfolgt keine Zeitverzögerung von Datenpaketen 15, 16, die nicht manipuliert werden sollen. Die Vorrichtung zur Datenmanipulation 1 muss nur die Datenpakete 15, 16 senden, die manipuliert werden sollen. Hierdurch ergibt sich eine wesentliche Entlastung der Steuerlogik der Vorrichtung zur Datenmanipulation 1.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Vorrichtung zur Datenmanipulation
- 2
- zu testender Busteilnehmer
- 3
- restliche Busteilnehmer
- 4
- Steuerlogik
- 5a
- erster FlexRay-Kontroller
- 5b
- zweiter FlexRay-Kontroller
- 6a
- erster FlexRay-Bustreiber
- 6b
- zweiter FlexRay-Bustreiber
- 7a
- erste Datenleitung
- 7b
- zweite Datenleitung
- 8
- Steuerleitung
- 9
- Kommunikationsleitung
- 10a, 10b
- bidirektionale Datenleitung zwischen erstem FlexRay-Kontroller und erstem FlexRay-Bustreiber
- 11a, 11b
- bidirektionale Datenleitung zwischen zweiten FlexRay-Kontroller und zweitem FlexRay-Bustreiber
- 12a
- Datenleitung zwischen Steuerlogik und erstem FlexRay-Kontroller
- 12b
- Datenleitung zwischen Steuerlogik und zweitem FlexRay-Kontroller
- 13a
- erste FlexRay-Sendereinheit
- 13b
- zweite FlexRay-Sendereinheit
- 14
- Schaltlogik
- 15
- von den restlichen Busteilnehmern gesendete Datenpakete
- 16
- von dem zu testenden Busteilnehmer gesendete Datenpakete
- 17
- manipulierte Ersatzdatenpakete
- 18
- Steuersignal
- 20
- Gateway
