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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Optimierung eines Kommunikationsablaufs für ein zeitgesteuertes Kommunikationssystem in einem Kommunikationsnetzwerks eines Kraftfahrzeugs. Ferner betrifft die vorliegende Erfindung eine Optimierungskontrolleinheit.
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Zyklusbasierte Kommunikationssysteme zur Übertragung von Daten zwischen Netzwerkknoten bzw. Teilnehmern eines Kommunikationssystems sind insbesondere in der Automotive-Technik zum Datenaustausch zwischen Steuergeräten und/oder Messgeräten eines Kraftfahrzeugs bekannt. Der Datenaustausch erfolgt hierbei in der Regel über ein Bussystem in serieller Form. Eine Übertragung von Daten zwischen Teilnehmern bzw. Netzwerkknoten des Kommunikationssystems über ein entsprechendes Bussystem erfolgt hierbei nach Regeln und Vereinbarungen, die in einem Protokoll zusammengefasst sind. Ein solches Protokoll ist bspw. das FlexRay®-Protokoll, das in der FlexRay® Communications System Protocol Specification Version 2.1 normiert ist.
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Generell implementieren zeitgesteuerte Kommunikationsprotokolle zyklisch wiederkehrende Zeitintervalle bzw. Zeitfenster (”Slots”) zum Versenden statisch definierter Nachrichten. Die Zeitintervalle bzw. Zeitfenster werden hierbei einzelnen Sendern bzw. Netzwerkknoten bspw. eines Kommunikationsnetzwerks eines Kraftfahrzeugs fest zugeordnet. Aufgrund der hiermit verbundenen sequenziellen Befüllung der Zeitfenster zum Versenden von Daten kommt es gegebenenfalls zu einer unausgewogenen Auslastung der pro Netzwerkknoten zugeteilten Zeitfenster. Es kann dabei bspw. der Fall auftreten, dass ein Zeitfenster gegenüber anderen Zeitfenstern nur wenig ausgelastet ist und viel ”Leerlauf” hat. Dies schränkt die Freiheit hinsichtlich einer Erweiterbarkeit einzelner Zeitfenster ein und kann somit zu Risiken bei einer vorgesehenen Systemerweiterung führen. Bei dem genannten FlexRay®-Protokoll erfolgt eine Übertragung von Daten ebenfalls in Zeitfenstern eines Zeitrahmens, wobei die jeweiligen Zeitrahmen zyklisch aufeinander folgen. In jedem Zeitrahmen können Daten von unterschiedlichen Netzwerkknoten bzw. Teilnehmern bspw. eines Kommunikationsnetzwerks eines Kraftfahrzeugs übertragen werden. Ein Datenanfall variiert zwischen den einzelnen Netzwerkknoten in der Regel sowohl in mengenmäßiger als auch in zeitlicher Hinsicht. Die Daten werden in der Regel von Anwendungen erzeugt bzw. zur Übertragung bereitgestellt, wobei es sich bei den Anwendungen bspw. um Messanwendungen handeln kann, die mit Hilfe von Sensorgeräten Daten bzgl. des Kraftfahrzeugs erhalten. Ein zeitlicher Anfall von solchen Daten richtet sich jeweils nach einem Anwendungszyklus einer entsprechenden Anwendung, dessen Anwendungszykluslänge für die entsprechende Anwendung in der Regel konstant ist. Ebenfalls ist eine Datenmenge, die in jedem Anwendungszyklus zur Übertragung ansteht, in der Regel für eine Anwendung konstant. Allerdings kann sowohl die Anwendungszykluslänge als auch die jeweilige Datenmenge zwischen den Teilnehmern bzw. den Anwendungen stark variieren. Daher kann das oben bereits genannte Szenario auftreten, dass Zeitfenster, die unterschiedlichen Netzwerkknoten bzw. Anwendungen zugeordnet sind, unterschiedlich stark ausgelastet sind, was mit einer extremen Ineffizienz des Gesamtsystems einhergehen kann.
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Aus dem Stand der Technik ist es bekannt, jedem Netzwerkknoten und damit jeder damit verbundenen Anwendung Zeitfenster in jeden Zeitrahmen bereitzustellen. Für Anwendungen, deren Datenmengen nicht in einem Zeitfenster übertragen werden können, können mehrere Zeitfenster reserviert werden. Um den Anwendungen mit einer bestimmten Zykluszeit eine Übertragung ihrer Daten zu ermöglichen, ist es wünschenswert eine Zeitrahmenlänge des Zeitrahmens eines entsprechenden Buszyklus so zu wählen, dass die Zeitrahmenlänge der kürzesten Anwendungszykluslänge entspricht. Grundsätzlich ist es auch denkbar, mehrere zeitlich voneinander beabstandete Zeitfenster in dem Zeitrahmen im Abstand dieser kürzeren Anwendungszykluslänge vorzusehen, und diese der entsprechenden Anwendung zuzuteilen. Anwendungen einer längeren Anwendungszykluslänge werden dann in dem Zeitrahmen Zeitfenster in entsprechend größeren Zeitabständen zugewiesen. Ein derartiges Vorgehen ist jedoch dadurch begrenzt, dass die Zeitrahmenlänge eines Buszyklus eines dem zeitgesteuerten Kommunikationssystem zugrundeliegenden Bussystems in der Regel eine Obergrenze aufweist, die nicht überschritten werden kann. Im erwähnten FlexRay®-Standard beträgt bspw. diese Obergrenze 16 Millisekunden. Somit ist die Zeitrahmenzykluslänge des Bussystems in der Regel kürzer als die längste Anwendungszykluslänge. Das führt nun dazu, dass für eine Anwendung mit einer längeren Anwendungszykluslänge als der Zeitrahmenlänge des entsprechenden Bussystems Übertragungsbandbreite auf dem Bus in Form von reservierten Zeitfenstern vorgesehen sein muss, diese entsprechenden Zeitfenster jedoch in einzelnen Zyklen leer und ungenutzt bleiben, in denen keine Daten dieser Anwendung mit der längeren Anwendungszykluslänge vorliegen. Dadurch kommt es, wie eingangs erwähnt, ebenfalls im Durchschnitt zu einer geringeren Auslastung der jeweiligen diesen Anwendungen zugeteilten Zeitfenstern.
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Vor diesem Hintergrund ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Verfahren vorzusehen, mit welchem es möglich ist, alle Zeitfenster eines Zeitrahmens eines Buszyklus möglichst ausgeglichen auszulasten, d. h. eine möglichst ausgeglichene Datenübertragung in allen Zeitfenstern des jeweiligen Zeitrahmens vorzusehen, und damit auch eine mögliche Erweiterbarkeit des zugrundeliegenden zeitgesteuerten Systems zu optimieren.
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Dazu wird ein Verfahren gemäß Patentanspruch 1, eine Optimierungskontrolleinheit gemäß Patentanspruch 7 sowie ein entsprechendes Computerprogramm mit den Merkmalen von Patentanspruch 9 bereitgestellt.
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Das erfindungsgemäß vorgesehene Verfahren kann bspw. in einem eingangs genannten FlexRay®-Bussystem implementiert werden und damit eine optimierte Auslastung von Zeitfenstern innerhalb eines Buszyklus des FlexRay®-Buses gewährleisten. Geeignete Ausführungsformen des erfindungsgemäß vorgestellten Verfahrens sowie der erfindungsgemäß vorgestellten Optimierungskontrolleinheit ergeben sich aus den jeweils abhängigen Ansprüchen und der Beschreibung.
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Gemäß Patentanspruch 1 wird ein Verfahren zur Optimierung eines Kommunikationsablaufs für ein zeitgesteuertes Kommunikationssystem in einem mindestens zwei Netzwerkknoten umfassenden Kommunikationsnetzwerk eines Kraftfahrzeugs bereitgestellt. Dabei läuft eine Kommunikation in Zyklen mit je einer Mehrzahl von Zeitfenstern ab und in jedem Zyklus wird jedem Netzwerkknoten mindestens ein Zeitfenster zur Datenübertragung zugeteilt. Das erfindungsgemäß vorgesehene Verfahren sieht vor, eine durchschnittliche Auslastung eines jeden Zeitfensters von zu übertragenden Daten zu ermitteln, daraus eine maximale Auslastungsdifferenz zwischen den Zeitfenstern zu bestimmen und eine die maximale Auslastungsdifferenz reduzierende Umverteilung von zu übertragenden Daten zwischen den Zeitfenstern vorzunehmen.
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Das Kommunikationsnetzwerk umfasst in einer möglichen Ausführungsform des erfindungsgemäß vorgesehenen Verfahrens ein Bussystem, über welches die mindestens zwei das Netzwerk bildenden Netzwerkknoten zur Kommunikation verbunden sind. Als Bussystem kann dabei bspw. ein deterministisches Bussystem, insbesondere ein auf dem FlexRay®-Standard basierendes Bussystem verwendet werden. Ein FlexRay®-Kommunikationssystem setzt sich aus einer Anzahl von sogenannten FlexRay®-Knoten und einem, alle FlexRay®-Knoten verbindenden, physikalischen Übertragungsmedium, nämlich dem FlexRay®-Bus zusammen. Dem FlexRay®-Kommunikationssystem liegt eine zeitgesteuerte Kommunikationsarchitektur zugrunde, deren Kerneigenschaft eine statische, zeitlich festgelegte Aktivierung von Aktionen in einem verteilten System darstellt. Das zugrundeliegende Prinzip der Zeitsteuerung ermöglicht nicht nur eine deterministische Datenkommunikation, sondern auch eine einfache Zusammensetzung eines Kommunikationssystems und eine Realisierung von darauf aufbauenden Konzepten, wie Fehlertoleranz und zeitgleiches Aktivieren von Aktionen.
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Zur Realisierung der vorgesehenen Zeitsteuerung kommt bei dem FlexRay®-Kommunikationssystem das TDMA-Verfahren (Time Division Multiple Acess) zum Einsatz.
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Das bedeutet, dass die FlexRay®-Knoten sich bezüglich ihrer Kommunikation bzw. einer Datenübertragung an einen exakt definierten Kommunikationsablaufplan halten, der jeder FlexRay®-Nachricht bzw. jedem entsprechenden sendenden FlexRay®-Knoten pro Kommunikationszyklus bzw. Buszyklus ein bestimmtes Zeitfenster zuordnet und dadurch die Sendezeitpunkte sämtlicher FlexRay®-Nachrichten vorgibt. Generell liegt dem genannten TDMA-Verfahren ein Kommunikationsplan zugrunde, der sich in einem Kommunikationszyklus in eine Anzahl gleichlanger Zeitfenster (”Slots”) gliedert, denen jeweils ein Kommunikationsknoten bzw. Netzwerkknoten zugeordnet ist. Während des Kommunikationsbetriebs wird dem Netzwerkknoten der Zugang zum Kommunikationsmedium, nämlich dem Bus dem Zeitplan nach gewährt. Vom ersten bis zum letzten statischen Zeitfenster erhalten die den statischen Zeitfenstern zugeordneten FlexRay®-Knoten einen exklusiven Zugang zum Bus, um die den statischen Zeitfenstern zugeordneten Nachrichten übertragen zu können. Ein derartiger Kommunikationsplan wird während eines Kommunikationsbetriebs von allen Netzwerkknoten zyklisch abgearbeitet, so dass alle statischen Nachrichten mit vorgegebener Periode, also deterministisch übertragen werden. Der Kommunikatonsplan definiert folglich nichts anderes als einen Kommunikationszyklus.
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Für asynchrone Vorgänge bzw. für eine sporadische Übertragung von Daten ist das genannte TDMA-Verfahren nicht ideal. Deshalb bietet die FlexRay®-Technologie eine Option, den Buszyklus um ein dynamisches Segment zu erweitern, falls Nachrichten nicht nur in einem festen Zeitfenster übertragen werden sollen, sondern auch bedarfsorientiert. Demnach setzt sich ein typischer Kommunikationszyklus gemäß dem FlexRay®-Standard aus einem statischen und einem dynamischen Segment zusammen. Damit trotz Gewährleistung einer dynamischen Nachrichtenübertragung eine deterministische Datenkommunikation im statischen Segment sichergestellt wird, weist das dynamische Segment ebenfalls eine feste zeitliche Länge auf. Gemäß FlexRay®-Standard liegt dem dynamischen Segment das FTDMA-Verfahren zugrunde, welches sich vom TDMA-Verfahren darin unterscheidet, dass die im Kommunikationsplan definierten dynamischen Nachrichten von den entsprechenden Netzwerkknoten bei Bedarf übertragen werden können. D. h., der Zeitpunkt der Datenübertragung ist nicht vorhersehbar.
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Gemäß der Erfindung sind hier im Rahmen der vorliegenden Beschreibung Daten betroffen, die deterministisch übertragen werden sollen, d. h. es handelt sich dabei um sogenannte statische Nachrichten, die mit vorgegebener Periode, wie eingangs erwähnt, zu versenden sind. Das bedeutet, dass im Rahmen der vorliegenden Beschreibung die erfindungsgemäß vorgesehene Umverteilung von zu übertragenden Daten sich im Falle eines FlexRay®-Kommunikationssystems auf das genannte statische Segment beziehen.
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Es kann vorgesehen sein, dass die Umverteilung der zu übertragenden Daten zwischen den Zeitfenstern so vorgenommen wird, dass die maximale Auslastungsdifferenz minimiert, bestenfalls auf Null gesetzt wird. Dadurch können Kommunikationsabläufe für das zeitgesteuerte Kommunikationssystem hinsichtlich ihrer Erweiterbarkeit optimiert werden. Ziel des vorgeschlagenen Verfahrens ist es, eine ausgewogene Auslastung der Zeitfenster eines Kommunikationszyklus zu erreichen.
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Der Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, dass die zur Verfügung stehenden Zeitfenster eines Zyklus so zugeteilt werden, dass diese zwar in jedem Zyklus den an dem Kommunikationssystem beteiligten Netzwerkknoten fest zugewiesen werden, jedoch in unterschiedlichen Zyklen gegebenenfalls jeweils unterschiedlichen Netzwerkknoten zugewiesen werden, um eine optimale Auslastung eines jeden Zeitfensters gewährleisten zu können. Hierdurch kann die zur Verfügung stehende Bandbreite bestmöglich genutzt werden. Nur sehr wenige oder bestenfalls gar keine Zeitfenster bleiben für eine Datenübertragung während eines jeweiligen Zyklus ungenutzt.
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Bei den das Netzwerk bildenden Netzwerkknoten, die zur Kommunikation in dem Kommunikationsnetzwerk, bspw. über ein Bussystem, miteinander verbunden sind, kann es sich bspw. um Steuergeräte, Sensoren oder andere Anwendungen eines Kraftfahrzeugs handeln, die dazu konfiguriert sind, Daten untereinander auszutauschen.
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Im Rahmen der vorliegenden Beschreibung werden die Formulierungen ”Netzwerkknoten”, ”Steuergerät”, ”Sensor” und ”Anwendung” gleichbedeutend verwendet, wobei ein Netzwerkknoten dabei alle Funktionseinheiten aufweisen soll bzw. mit diesen in geeigneter Weise assoziiert sein soll, die zur Kommunikation auf einem entsprechend verwendeten Bussystem vonnöten sind.
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Eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäß vorgeschlagenen Verfahrens sieht vor, dass die durchschnittliche Auslastung eines jeden Zeitfensters durch Bestimmung einer jeweiligen Auslastung eines jeden Zeitfensters in einer vorgegebenen Anzahl aufeinanderfolgender Zyklen ermittelt wird. Diese so ermittelte durchschnittliche Auslastung eines jeden Zeitfensters wird sodann verwendet, um daraus eine maximale Auslastungsdifferenz zwischen den Zeitfenstern zu berechnen und anhand dieser berechneten maximalen Auslastungsdifferenz für die zukünftigen bzw. nachfolgenden Zyklen die zu übertragenden Daten optimal auf die Zeitfenster umzuverteilen.
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Es kann vorgesehen sein, dass die durchschnittliche Auslastung eines jeden Zeitfensters in Prozent angegeben wird, was einen unmittelbaren und objektiven Vergleich der Auslastung zwischen den einzelnen Zeitfenstern möglich macht.
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Ferner betrifft die vorliegende Erfindung eine Optimierungskontrolleinheit, die geeignet ist, in einem zeitgesteuerten Kommunikationssystem in einem mindestens zwei Netzwerkknoten umfassenden Kommunikationsnetzwerk eines Kraftfahrzeugs verwendet zu werden und ferner dazu konfiguriert ist, ein erfindungsgemäß zuvor beschriebenes Verfahren auszulösen und zu steuern. Es kann vorgesehen sein, dass die erfindungsgemäß vorgesehene Optimierungskontrolleinheit ferner dazu konfiguriert ist, das Verfahren, wie es voranstehend erfindungsgemäß vorgeschlagen wird, auszuführen.
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Gemäß einer möglichen Ausführungsform der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Optimierungskontrolleinheit ist es denkbar, dass im Falle, dass das Kommunikationsnetzwerk ein Bussystem umfasst, über welches die mindestens zwei das Netzwerk bildenden Netzwerkknoten zur Kommunikation verbunden sind, die Optimierungskontrolleinheit in dem Bussystem implementiert ist.
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Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und der beiliegenden Zeichnung.
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Es versteht sich, dass die voranstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
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1 zeigt eine schematische Darstellung eines Buszyklus mit einer Mehrzahl von Zeitfenstern und deren jeweiliger Auslastung vor und nach Durchführung einer Ausführungsform des erfindungsgemäß vorgesehenen Verfahrens.
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2 zeigt drei mögliche Topologien eines in einem Kommunikationsnetzwerk implementierten Bussystems zur Kommunikation zwischen einer Mehrzahl von Netzwerkknoten innerhalb des Kommunikationsnetzwerks, in welchem eine Ausführungsform des erfindungsgemäß vorgestellten Verfahrens implementiert sein kann.
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Die Erfindung ist anhand von Ausführungsformen in den Figuren schematisch dargestellt und wird unter Bezugnahme auf die Figuren schematisch und ausführlich beschrieben.
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1 zeigt in 1a in schematischer Darstellung einen Buszyklus, wie er zur Kommunikation von Daten auf einem Bus in einem Kommunikationsnetzwerk in einem Kraftfahrzeug vorgesehen sein kann. Jeder Zyklus beginnt in dem hier dargestellten Beispiel mit einem statischem Segment 11, welches wiederum eine Mehrzahl von statischen Zeitfenstern 11_1, ..., 11_n umfasst. Dem statischen Segment 11 folgen in dem hier dargestellten Beispiel ein dynamisches Segment 12, und eine Netzwerkleerlaufzeit bzw. ein Synchronisationsfenster 13, was ein Berechnen von Zeitkorrekturen und gegebenenfalls eine Netzwerkknotenverwaltung ermöglicht.
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Es kann vorgesehen sein, dass die Mehrzahl von statischen Zeitfenstern 11_i des statischen Segments 11 variabel ist, aber mindestens gleich einer größten Anzahl von möglicherweise miteinander kommunizierenden Netzwerkknoten ist. 1a zeigt nunmehr eine Auslastung in Prozent einer Auswahl von einzelnen Zeitfenstern des statischen Segments 11. Dabei wurde zur Ermittlung bzw. Berechnung der durchschnittlichen Auslastung der jeweiligen Zeitfenster in dem statischen Segment 11 über mehrere Buszyklen die jeweilige Auslastung der einzelnen Zeitfenster bestimmt und daraus über die Mehrzahl der Buszyklen ein Mittelwert gebildet. Dabei ergab sich für Zeitschlitz 11_2 eine durchschnittliche Auslastung von 100%. Ebenso ergab sich in der hier dargestellten Situation eine Auslastung des Zeitschlitz 11_4 von 100%. Demgegenüber wurde eine durchschnittliche Auslastung des Zeitfensters 11_n von 30% festgestellt. Aus den durchschnittlich ermittelten Auslastungen der einzelnen Zeitfenster ergibt sich, unter der Annahme dass alle Zeitfenster 11_1, ..., 11_n – 1 eine höhere durchschnittliche Auslastung besaßen wie das Zeitfenster 11_n, dass eine maximale Auslastungsdifferenz von 70% vorliegt. Das erfindungsgemäße Verfahren sieht nun vor, die Auslastung der einzelnen Zeitfenster durch Umverteilung von zu sendenden Daten möglichst für alle zur Verfügung stehenden Zeitfenster gleich hoch zu halten, d. h. in etwa einen Ausgleich der in der derzeitigen Situation unterschiedlichen Auslastungen der einzelnen Zeitfenster untereinander zu schaffen.
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In 1b ist nunmehr dargestellt, wie eine derartige Umverteilung von zu sendenden Daten innerhalb des statischen Segments 11 zwischen den einzelnen Zeitfenstern 11_1, ..., 11_n vonstatten gehen kann, um die maximale Auslastungsdifferenz zu reduzieren, zu minimieren und bestenfalls auf Null zu setzen. In dem hier dargestellten Szenario wurden nunmehr aus den in 1a genannten Zeitschlitzen 11_2 und 11_4, die jeweils eine 100-prozentige Auslastung hatten, Daten in das vormals nur zu 30% ausgelastete Zeitfenster 11_n umverteilt bzw. verschoben, so dass letztlich das Zeitfenster 11_n eine Auslastung von 80% hat und demgegenüber die vormals jeweils zu 100% ausgelasteten Zeitfenster 11_2 und 11_4 eine Auslastung von 80% bzw. 70% nach Umverteilung der zu sendenden Daten haben. Somit ergibt sich eine maximale Auslastungsdifferenz von 10%, wenn hier der Einfachheit halber nur diese drei genannten Zeitfenster 11_2, 11_4 und 11_n betrachtet werden. Generell sind natürlich alle in dem statischen Segment 11 vorgesehenen Zeitfenster zu betrachten und ein entsprechender Ausgleich zwischen den Zeitfenstern hinsichtlich ihrer jeweiligen Auslastung zu schaffen. Das bedeutet, dass nunmehr zwar in jedem einzelnen Buszyklus die einzelnen Zeitfenster des statischen Segments 11 fest einem Teilnehmer bzw. einem Netzwerkknoten, der an dem Bus angeschlossen ist, zugeteilt werden, die Zuteilung jedoch von Buszyklus zu Buszyklus variieren kann, in Abhängigkeit der erfindungsgemäß ermittelten durchschnittlichen Auslastung und einer gegebenenfalls damit einhergehenden Umverteilung der zu sendenden Daten zwischen den einzelnen Zeitfenstern.
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Dadurch können die Zeitfenster im statischen Segment optimal ausgenutzt werden und es ergibt sich eine hohe Effizienz hinsichtlich der Datenübertragung. Ferner kann dadurch eine Verbesserung zur Systemerweiterung erzielt werden.
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Die Ermittlung der durchschnittlichen Auslastung eines jeden Zeitfensters des statischen Segments 11 sowie eine Berechnung einer sich daraus ergebenden maximalen Auslastungsdifferenz zwischen den Zeitfenstern kann durch eine, vorzugsweise in dem jeweiligen Bussystem implementierte Optimierungskontrolleinheit ausgelöst, gesteuert und gegebenenfalls auch vorgenommen werden.
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Eine derartige Überprüfung der Auslastung der einzelnen Zeitfenster kann, je nach aktuell mit dem Bussystem gekoppelten Teilnehmern bzw. Netzwerkknoten periodisch, d. h. in vordefinierten Abständen wiederholt werden oder gegebenenfalls jeweils nur, wenn sich die Anzahl der Netzwerkknoten aufgrund einer Erweiterung oder auch Reduzierung des Gesamtsystems ändert, wodurch die Auslastung eines oder mehrerer Zeitfenster des statischen Segments sich ebenfalls ändert. Im Falle, dass die einzelnen Teilnehmer bzw.
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Netzwerkknoten, wie eingangs beschrieben, eigene Anwendungszyklen haben, in welchen sie in der Regel zyklisch gemäß ihrem Anwendungszyklus jeweils eine konstante Datenmenge zu übertragen haben, so ist, je nach Verhältnis der einzelnen Anwendungszyklen der einzelnen Netzwerkknoten zu dem Buszyklus genau vorhersehbar, in welchen zeitlichen Abständen eine Wiederholung einer Bestimmung einer durchschnittlichen Auslastung der einzelnen Zeitfenster, einer Berechnung der daraus sich ergebenden maximalen Auslastungdifferenz und gegebenenfalls einer Umverteilung der zu sendenden Daten vorgenommen werden sollte. Es kann vorgesehen sein, dass bei einer Erweiterung bzw. Reduzierung des Gesamtsystems im Sinne, dass mehr oder weniger Netzwerkknoten an einer Kommunikation über den entsprechenden Bus teilnehmen, gleichzeitig damit einhergehend das erfindungsgemäße Verfahren automatisch initiiert und durchgeführt wird.
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2 zeigt drei verschiedene mögliche Topologien eines Bussystems, wie es in einem Kommunikationsnetzwerk für ein Kraftfahrzeug implementiert sein kann. 2a zeigt eine Linientopologie eines Bussystems, wobei der Bus zentral mit dem Bezugszeichen 20 dargestellt ist, während die einzelnen an den Bus angekoppelten Netzwerkknoten mit 20_1, ..., 20_8 dargestellt sind. In einer derartigen Linientopologie sind alle Teilnehmer bzw. Netzwerkknoten elektrisch passiv an den Bus 20 angekoppelt. Alle Teilnehmer 20_1, ..., 20_8 hören die Businformationen und nur je ein Teilnehmer kann zu einer bestimmten Zeit Informationen bzw. Daten senden. Die Linientopologie hat den Vorteil, dass ein neuer Teilnehmer bzw. Netzwerkknoten ohne eine Unterbrechung eines laufenden Betriebs bzw. einer Datenübertragung aufgenommen werden kann. Allerdings ist die Buslänge begrenzt und damit die Anzahl der an den Bus ankoppelbaren Teilnehmer bzw. Netzwerkknoten. Ferner hat ein Ausfall eines Teilnehmers hinsichtlich der Datenübertragung für eine Funktionalität des Kommunikationsnetzwerks keine Konsequenzen. Allerdings beeinträchtigt eine Störung des Übertragungsmediums an einer einzigen Stelle im Bussystem, wie bspw. ein defektes Kabel, den gesamten Netzstrang, der die einzelnen Netzwerkknoten mit dem Bussystem verbindet.
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Hier dargestellt ist ein zweikanaliger Bus, wobei an einem Kanal die Netzwerkknoten 2_1, 2_2, 2_4 und 2_7 angeschlossen sind und über den anderen Kanal 2_4, 2_3, 2_6 und 2_8 an den Bus angekoppelt sind.
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2b zeigt eine einfache Linientopologie eines Busses, wobei hier vier Netzwerkknoten 20'_1, ..., 20'_4 an den Bus 20' angekoppelt sind.
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2c zeigt eine Sterntopologie eines Busses 20'', wobei hier, ähnlich wie in 2a, wiederum acht Netzwerkknoten 20''_1, ..., 20''_8 an den Bus 20'' angekoppelt sind. Gegenüber der Linientopologie hat die Sterntopologie den Vorteil, dass das Bussystem hier sehr fehlertolerant ist, während im Falle eines Busausfalls im Falle einer Linientopologie keine Fehlertoleranz gegeben ist.
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Ferner ist gegenüber einer Linientopologie in der Sterntopologie eine Ausdehnung hinsichtlich der an der Bus ankoppelbaren Teilnehmer bzw. Netzwerkknoten erleichtert.
