DE102010036457B4 - Method for determining communication sales points - Google Patents

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Abstract

Verfahren zur Ermittlung eines Absatzpunktes (21) für eine zu übertragende Nachricht (20) innerhalb eines Zeitfensters (30) eines sich zyklisch wiederholenden Zeitrahmens bei einer zeitgesteuerten Kommunikation in einem Kommunikationsnetzwerk eines Kraftfahrzeugs, wobei für alle in dem Kraftfahrzeug vorhandenen, für eine zeitgesteuerte Kommunikation konfigurierte Netzwerktopologien (1, 2, 3) jeweils Bruttodatenratenverluste pro Zyklus (10) ermittelt und gegenübergestellt werden und daraus automatisch ein netzwerkübergreifender, den Absatzpunkt (21) bestimmender nominaler Zeitschritt (25) berechnet wird, der die Bandbreite über alle in dem Kraftfahrzeug vorhandenen Netzwerktopologien (1, 2, 3) im Durchschnitt optimiert.A method for determining a paragraph point (21) for a message (20) to be transmitted within a time frame (30) of a cyclically repeating time frame in a timed communication in a communication network of a motor vehicle, wherein all existing in the motor vehicle, configured for a timed communication Network topologies (1, 2, 3) each gross data rate losses per cycle (10) are determined and automatically calculated from a cross-network, the paragraph point (21) determining nominal time step (25), the bandwidth over all present in the motor vehicle network topologies ( 1, 2, 3) optimized on average.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ermittlung eines Absatzpunktes für eine zu übertragende Nachricht innerhalb eines Zeitfensters eines sich zyklisch wiederholenden Zeitrahmens bei einer zeitgesteuerten Kommunikation in einem Kommunikationsnetzwerk eines KraftfahrzeugsThe present invention relates to a method for determining a point of departure for a message to be transmitted within a time window of a cyclically repeating time frame in a time-controlled communication in a communication network of a motor vehicle

Heutige Kraftfahrzeuge enthalten eine Vielzahl von elektronischen Geräten. Dabei lassen sich die Systeme, die in einem Kraftfahrzeug zugegen sind, grob in zwei Klassen einteilen, nämlich in Steuergeräte, wie bspw. ABS, ESP oder Motor- und Getriebesteuerung, und Multimediakomponenten, wie bspw. Navigationssysteme oder CD-Player. Statt einzelne dieser Geräte über dezidierte Digitalleitungen zu verbinden, setzt man inzwischen weitestgehend Bussysteme ein, die den Vorteil haben, dass jedes Gerät in der Regel nur einmal an den entsprechenden Bus angeschlossen werden muss, um über den Bus dann mit anderen Teilnehmern Daten austauschen zu können, wodurch Gewicht, Raumbedarf und Preis für Verkabelung sinken. Ferner kann ein an einen Bus angeschlossenes Gerät mit allen anderen Geräten am Bus kommunizieren. Über redundante Leitungen kann Ausfallsicherheit eines Systems erhöht werden. Standards für einen entsprechenden Bus, seine Schnittstellen und die durchzuführende Kommunikation fördern die Modularität der Geräte, so dass einerseits Geräte mit gleichartigen Funktionalitäten wieder verwendet werden können und andererseits der Variantenvielfalt vieler Kraftfahrzeuge Rechnung getragen wird. Der Datenaustausch zwischen Steuergeräten und/oder Messgeräten innerhalb eines Kraftfahrzeugs erfolgt in der Regel über ein Bussystem in serieller Form. Eine Übertragung von Nachrichten zwischen den Teilnehmern bzw. Netzwerkknoten des entsprechenden Kommunikationsnetzwerks über das Bussystem erfolgt hierbei nach Regeln und Vereinbarungen, die in einem Protokoll zusammengefasst sind. Ein solches Protokoll ist beispielsweise das FlexRay®-Protokoll, das in der FlexRay®-Communications Systems Protocol Specification Version 2.1 normiert ist.Today's motor vehicles contain a variety of electronic devices. Here, the systems that are present in a motor vehicle, roughly divided into two classes, namely in control devices, such as. ABS, ESP or engine and transmission control, and multimedia components, such as. Navigation systems or CD players. Instead of connecting individual devices via dedicated digital lines, bus systems are now widely used, which have the advantage that each device usually only needs to be connected to the corresponding bus once in order to exchange data with other users via the bus , which reduces weight, space and price for wiring. Furthermore, a device connected to a bus can communicate with all other devices on the bus. The redundancy of a system can be increased via redundant lines. Standards for a corresponding bus, its interfaces and the communication to be carried out promote the modularity of the devices so that, on the one hand, devices with similar functionalities can be reused and, on the other hand, the variety of variants of many motor vehicles is taken into account. The data exchange between control devices and / or measuring devices within a motor vehicle is usually carried out via a bus system in serial form. A transmission of messages between the participants or network nodes of the corresponding communication network via the bus system is carried out according to rules and agreements, which are summarized in a protocol. One such protocol is, for example, the FlexRay® protocol, which is standardized in the FlexRay® Communications Systems Protocol Specification Version 2.1.

Beim FlexRay®-Protokoll erfolgt die Übertragung von Nutzdaten in Nachrichten, die in Zeitfenstern eines Zeitrahmens übertragen werden. Die Zeitrahmen folgen zyklisch aufeinander. In jedem Zeitrahmen können mehrere Nachrichten von unterschiedlichen Netzwerkknoten übertragen werden. Ein Nutzdatenanfall variiert zwischen den einzelnen Netzwerkknoten in der Regel sowohl in mengenmäßiger als auch in zeitlicher Hinsicht. Die Nutzdaten werden in der Regel von sog. Anwendungen erzeugt bzw. zur Übertragung bereitgestellt. Bei den Anwendungen kann es sich bspw. um eingangs genannte Steuergeräte bzw. Messanwendungen handeln, die mit Hilfe von Sensoren Daten über das Kraftfahrzeug sammeln. Ein zeitlicher Anfall der Nutzdaten richtet sich jeweils nach einem Anwendungszyklus der entsprechenden Anwendung, dessen Anwendungszykluslänge für die entsprechende Anwendung in der Regel konstant ist.With the FlexRay ® protocol, the transmission of user data takes place in messages that are transmitted in time windows of a time frame. The time frames follow each other cyclically. In each time frame, multiple messages can be transmitted from different network nodes. A payload varies between the individual network nodes usually both in terms of quantity and in terms of time. The user data are usually generated by so-called applications or provided for transmission. The applications may be, for example, control devices or measuring applications mentioned at the outset, which collect data on the motor vehicle with the aid of sensors. A temporal attack of the user data depends in each case on an application cycle of the corresponding application whose application cycle length is generally constant for the corresponding application.

Ein eingangs erwähntes FlexRay®-Kommunikationssystem setzt sich aus einer Anzahl von FlexRay®-Knoten und einem alle FlexRay®-Knoten verbindenden physikalischen Übertragungsmedium, nämlich dem FlexRay®-Bus, zusammen. Da eine FlexRay®-Kommunikation nicht an eine bestimmte physikalische Netzwerktopologie gebunden ist, können einem FlexRay®-Kommunikationssystem unterschiedliche physikalische Topologien zugrunde liegen. Eine Punkt-zu-Punkt Verbindung ist ebenso möglich wie eine Linientopologie, eine passive Sterntopologie oder eine aktive Sterntopologie.An initially mentioned FlexRay ® communication system consists of a number of FlexRay ® nodes and a physical transmission medium connecting all FlexRay ® nodes, namely the FlexRay ® bus. Because FlexRay ® communication is not tied to a particular physical network topology, a FlexRay ® communication system can be based on different physical topologies. A point-to-point connection is possible as well as a line topology, a passive star topology or an active star topology.

Zur Minimierung des Ausfallrisikos sieht der FlexRay®-Standard eine redundante Auslegung von Kommunikationskanälen vor. Jeder der beiden Kommunikationskanäle kann mit einer Datenrate von bis zu 10 Mbit/s betrieben werden. Der redundante Kanal kann allerdings auch zur Erhöhung der Datenrate auf bis zu 20 Mbit/s herangezogen werden. Eine Wahl zwischen Fehlertoleranz und erhöhter Übertragungsrate lässt sich für jede einzelne zu übertragende FlexRay®-Nachricht treffen.To minimize the risk of failure, the FlexRay ® standard provides a redundant design of communication channels. Each of the two communication channels can be operated with a data rate of up to 10 Mbit / s. However, the redundant channel can also be used to increase the data rate to up to 20 Mbit / s. A choice between fault tolerance and increased transmission rate can be made for each individual FlexRay ® message to be transmitted.

Ferner liegt dem FlexRay®-Kommunikationssystem eine zeitgesteuerte Kommunikationsarchitektur zugrunde. Zur Realisierung der Zeitsteuerung kommt das sog. TDMA-Verfahren (Time Division Multiple Access) zum Einsatz, was bedeutet, dass die an den FlexRay®-Bus angekoppelten FlexRay®-Knoten nicht wie bspw. CAN (Controller Area Network) unkontrolliert im Zuge von anwendungsbezogenen Ereignissen auf den FlexRay®-Bus zugreifen dürfen, sondern sich an einen exakt definierten Kommunikationsablaufplan halten, der jeder FlexRay®-Nachricht bzw. jedem entsprechenden FlexRay®-Knoten pro Kommunikationszyklus ein bestimmtes Zeitfenster zuordnet und dadurch die Sendezeitpunkte sämtlicher FlexRay®-Nachrichten vorgibt. In einem FlexRay®-Kommunikationssystem wird dem FlexRay®-Knoten auf zwei unterschiedliche Arten ein Zugang zum Kommunikationsmedium, d. h. zum FlexRay®-Bus gewährt: zum Einen über das bereits genannte TDMA-Verfahren und zum Anderen über das sog. FTDMA-Verfahren (Flexible Time Division Multiple Access), dessen Kern ebenfalls das TDMA-Verfahren darstellt.Furthermore, the FlexRay® communication system is based on a time-controlled communication architecture. To implement the time control, the so-called TDMA method (Time Division Multiple Access) is used, which means that the FlexRay® nodes coupled to the FlexRay® bus do not operate uncontrolled in the course of, for example, CAN (Controller Area Network) can access application-related events on the FlexRay ® bus, but adhere to a precisely defined communication flow chart of each FlexRay ® message and each corresponding FlexRay ® nodes per communication cycle assigns a particular time window so that the transmission times of all FlexRay ® messages pretending , In a FlexRay ® communication system, the FlexRay ® node is granted access to the communication medium, ie to the FlexRay ® bus, in two different ways: on the one hand via the already mentioned TDMA method and on the other hand via the so-called FTDMA method (Flexible Time Division Multiple Access), whose core is also the TDMA method.

Dem TDMA-Verfahren liegt ein Kommunikationsplan zugrunde, der sich in einer Anzahl von gleichlangen Zeitfenstern (statische Slots) gliedert, denen jeweils ein FlexRay®-Knoten zugeordnet ist. Während des Kommunikationsbetriebs wird den FlexRay®-Knoten der Zugang zum FlexRay®-Bus dem Zeitplan nach gewährt, d. h. 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. Der Kommunikationsplan wird während des Kommunikationsbetriebs von allen FlexRay®-Knoten zyklisch abgearbeitet, so dass alle statischen Nachrichten mit vorgegebener Periode, also deterministisch übertragen werden. Der Kommunikationsplan definiert folglich nichts anderes als einen Kommunikationszyklus, genauer gesagt den FlexRay®-Kommunikationszyklus.The TDMA method is based on a communication plan which is subdivided into a number of slots of equal length (static slots) to each of which a FlexRay® node is assigned. During communication, the FlexRay ® node is given access to the FlexRay ® Depending on the schedule, ie from the first to the last static time window, the FlexRay ® nodes assigned to the static time windows receive exclusive access to the bus in order to be able to transmit the messages assigned to the static time windows. During communication operation, the communication plan is processed cyclically by all FlexRay ® nodes, so that all static messages are transmitted with a predetermined period, that is, deterministically. The communication plan thus defines nothing but a communication cycle, more specifically the FlexRay ® communication cycle.

Die Datenkommunikation in einem FlexRay®-Kommunikationssystem erfolgt zyklisch auf der Basis eines Zeitplans. Der Kommunikationszyklus weist neben einem statischen Segment, welches die statischen Zeitfenster umfasst, ein Segment, genannt ”Network Idle Time”, auf. Das statische Segment dient der deterministischen Übertragung von Nachrichten. Das NIT-Segment wird zur Synchronisierung der jeweiligen lokalen Zeitbasen der an den Bus angekoppelten Netzwerkknoten benötigt. Während dieses Segments findet keine Datenkommunikation statt. Optional kann der Kommunikationszyklus ein dynamisches Zeitsegment enthalten, was der bedarfsorientierten Nachrichtenübertragung dient und im Bedarfsfall stets dem statischen Segment nachfolgt.Data communication in a FlexRay ® communication system is cyclical based on a schedule. The communication cycle has, in addition to a static segment which includes the static time slots, a segment called "Network Idle Time". The static segment is used for the deterministic transmission of messages. The NIT segment is needed to synchronize the respective local time bases of the network nodes coupled to the bus. During this segment no data communication takes place. Optionally, the communication cycle may include a dynamic time segment, which is for on-demand messaging and, if needed, always follows the static segment.

Ein Kommunikationszyklus setzt sich aus einer definierten Anzahl von sog. Makroticks zusammen, die den einzelnen Segmenten zugeordnet sind. Gebildet werden die Makroticks aus der Anzahl von Mikroticks, der kleinsten Zeiteinheit lokaler Uhren. Aufgrund unterschiedlichen Quarzfrequenzen und folglich unterschiedlich langen Mikroticks können sich die Makroticks verschiedener FlexRay®-Knoten aus unterschiedlich vielen Mikroticks zusammensetzen.A communication cycle consists of a defined number of so-called macroticks, which are assigned to the individual segments. The macroticks are formed from the number of microticks, the smallest time unit of local clocks. Due to different quartz frequencies and consequently different lengths of microticks, the macroticks of different FlexRay ® nodes can be composed of different numbers of microticks.

Dem statischen Segment kommt innerhalb des FlexRay®-Kommunikationszyklus eine herausragende Rolle zu, es stellt nämlich eine äquidistante Datenübertragung sicher. Garantiert wird dies durch das dem statischen Segment zugrundeliegende TDMA-Verfahren. Dieses Verfahren sieht, wie bereits erwähnt, eine Gliederung des statischen Segments in eine Anzahl gleichlanger statischer Zeitfenster vor, in welchen die statischen Nachrichten übertragen werden können. Vorausgesetzt werden dabei synchronisierte lokale Zähler, die jeweils zu Beginn eines statischen Zeitfensters inkrementiert werden. Der Zählerwert korrespondiert mit einer statischen Nachricht und einem FlexRay®-Knoten. Eine reibungslose deterministische Nachrichtenübertragung während des statischen Segments setzt voraus, dass das statische Zeitfenster lang genug ist. Bestimmt wird die Länge eines statischen Zeitfensters primär durch die längste zu übertragende FlexRay®-Nachricht. Einfluss auf die Länge eines statischen Zeitfensters nehmen aber auch die größtmögliche Signalverzögerung, wobei hier maximal 2,5 μs erlaubt sind, und die größtmögliche Zeitabweichung, die zwei beliebige FlexRay®-Knoten, die an den FlexRay®-Bus angekoppelt sind, trotz Synchronisation aufweisen können, was als Präzision bezeichnet wird.The static segment plays an outstanding role within the FlexRay ® communication cycle, ensuring an equidistant data transmission. This is guaranteed by the static segment underlying TDMA method. As already mentioned, this method provides for a structuring of the static segment into a number of equal-length static time windows in which the static messages can be transmitted. This requires synchronized local counters, which are incremented at the beginning of a static time window. The counter value corresponds to a static message and a FlexRay ® node. Smooth deterministic messaging during the static segment assumes that the static time window is long enough. The length of a static time window is determined primarily by the longest FlexRay ® message to be transmitted. However, the greatest possible signal delay, which is a maximum of 2.5 μs, is allowed to take effect on the length of a static time window, and the maximum time deviation that any two FlexRay® nodes coupled to the FlexRay® bus have despite synchronization can, what is called precision.

Ein statisches Zeitfenster setzt sich in der Regel aus vier Zeitsegmenten zusammen. Durch diese vorgegebene Zusammensetzung wird sichergestellt, dass eine Nachricht innerhalb des entsprechend statischen Zeitfensters empfangen werden kann, selbst bei maximaler Signalverzögerung und wenn FlexRay®-Knoten mit einem maximal vorlaufenden und mit einem maximal nachlaufenden lokalen Zeitgeber beteiligt sind.A static time window is usually composed of four time segments. This predetermined composition ensures that a message can be received within the corresponding static time window, even at maximum signal delay, and when FlexRay ® nodes are involved with a maximum leading and a maximum trailing local timer.

Gestartet wird jedes statische Zeitfenster mit einem sog. Offset bzw. mit einem bestimmten Zeitschritt, dem sog. ”Action Point Offset”. Diese Bezeichnung leitet sich aus dem sog. ”Action Point” ab, bzw. dem sog. Absatzpunkt, was jenem Zeitpunkt entspricht, zu dem eine entsprechende Nachrichtenübertragung beginnt. Dem Action Point Offset folgen der Action Point bzw. der Absatzpunkt und dann die Nachrichtenübertragung. Nach der Nachrichtenübertragung folgt eine Pause, die als ”Channel Idle” bezeichnet wird. Durch das Vorsehen des Offsets wird sichergestellt, dass eine Nachricht, die innerhalb eines spezifischen Zeitfensters zu übertragen ist, aus Sicht aller Empfänger stets innerhalb desselben Zeitfensters bzw. Slots beginnt und endet, auch wenn sie durch Bustreiber und Leitungslaufzeit verzögert wird und die lokalen Zeitbasen von Sender und Empfänger trotz laufender Taktsynchronisation ggf. voneinander abweichen. Es ist jedoch offensichtlich, dass die Präzision und die Signalverzögerung zu maximal erzielbaren Datenraten im FlexRay®-System umgekehrt proportional sind, d. h. mit zunehmend schlechteren lokalen Taktgebern bzw. größer werdender Signalverzögerung muss die Zeitspanne zwischen Zeitfensterbeginn und Absatzpunkt vergrößert werden, was schließlich eine maximal erzielbare Datenrate reduziert.Each static time window is started with a so-called offset or with a certain time step, the so-called "action point offset". This term is derived from the so-called "Action Point", or the so-called paragraph point, which corresponds to that time at which a corresponding message transmission begins. The action point offset is followed by the action point or paragraph point and then the message transfer. Following the news, there is a pause called "Channel Idle". The provision of the offset ensures that a message which is to be transmitted within a specific time window always starts and ends within the same time window or slot, even if it is delayed by bus driver and line delay, and the local time bases of Sender and receiver may differ from one another despite ongoing clock synchronization. However, it is obvious that the precision and signal delay are inversely proportional to maximally achievable data rates in the FlexRay® system, ie with increasingly poorer local clocks or increasing signal delay, the time between time window start and exit point must be increased, which ultimately achieves a maximum achievable Data rate reduced.

Demnach ist eine angemessene Einpassung von Absatzpunkten innerhalb der statischen Zeitfenster eines Zeitrahmens eines zeitgesteuerten Kommunikationssystems vorzunehmen. Derzeit erfolgt die Einpassung der Absatzpunkte innerhalb der statischen Zeitfenster auf Basis maximaler Verschiebung in der Kommunikation aufgrund von Präzisionsschwankungen in der zeitlichen Übertragung. Diese muss dabei für digitale Systeme auf einen nominalen Zeitschritt abgebildet werden, welche dann den bereits eingangs erwähnten Offset darstellt. Dabei ist allerdings unklar, wie der nominale Zeitschritt skaliert werden muss, um die Präzisionsschwankung möglichst exakt abzudecken und die Nettodatenrate bei der Netzwerkkommunikation zu erhöhen.Thus, an appropriate fit of landing points within the static time windows of a timeframe of a timed communication system is required. Currently, the fitting of the paragraph points within the static time windows is based on maximum displacement in the communication due to precision fluctuations in the temporal transmission. For digital systems, this must be mapped to a nominal time step, which then represents the already mentioned offset. However, it is unclear how the nominal time step scales must be in order to cover the precision fluctuation as accurately as possible and to increase the net data rate in the network communication.

Es war demnach eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen netzwerkweiten gültigen Absatzpunkt auf Basis vorliegender Netzwerktopologien zu ermitteln, der die Bandbreite über alle existierenden Netzwerktopologien im Durchschnitt optimiert.It was therefore an object of the present invention to determine a network-wide valid paragraph point based on existing network topologies, which optimizes the bandwidth across all existing network topologies on average.

Vor dem Hintergrund des genannten Stands der Technik und der damit einhergehenden Problematik wird nunmehr ein Verfahren gemäß Patentanspruch 1 sowie ein zeitgesteuertes Kommunikationssystem mit den Merkmalen gemäß Patentanspruch. Vorteilhafte Ausführungsformen werden in entsprechenden abhängigen Patentansprüchen dargelegt.Against the background of the said state of the art and the associated problems now a method according to claim 1 and a time-controlled communication system with the features according to claim. Advantageous embodiments are set forth in corresponding dependent claims.

Gemäß Patentanspruch 1 wird ein Verfahren zur Ermittlung eines Absatzpunktes für eine zu übertragende Nachricht innerhalb eines Zeitfensters eines sich zyklisch wiederholenden Zeitrahmens bei einer zeitgesteuerten Kommunikation in einem Kommunikationsnetzwerk eines Kraftfahrzeugs bereitgestellt. Dabei werden für alle in dem Kraftfahrzeug vorhandenen, für eine zeitgesteuerte Kommunikation konfigurierten Netzwerktopologien jeweils Bruttodatenratenverluste pro Zyklus ermittelt und diese gegenübergestellt und daraus automatisch ein netzwerkübergreifender, den Absatzpunkt bestimmender nominaler Zeitschritt berechnet, der die Bandbreite bei allen im Kraftfahrzeug vorhandenen Netzwerktopologien im Durchschnitt optimiert. Bei dem genannten Absatzpunkt handelt es sich um den in dem Stand der Technik in der Regel genannten ”Action Point”. Der den Absatzpunkt bestimmende nominale Zeitschritt definiert demnach den ”Action Point Offset”.According to claim 1, a method is provided for determining a landing point for a message to be transmitted within a time window of a cyclically repeating time frame in a timed communication in a communication network of a motor vehicle. In this case, gross data rate losses per cycle are determined and compared for all the network topologies present in the motor vehicle for a time-controlled communication and automatically a cross-network nominal time step determining the point of sales is calculated, which optimizes the bandwidth for all network topologies present in the motor vehicle on average. The mentioned paragraph is the "Action Point" usually mentioned in the state of the art. The nominal time step determining the point of sale therefore defines the "Action Point Offset".

Wie bereits eingangs erwähnt, wird jedes Zeitfenster eines statischen Segment eines Zyklus eines verwendeten Bussystems, wie beispielsweise eines FlexRay® Buses, mit einem Zeitschritt, einem Offset, dem sogenannten ”Action Point Offset” gestartet. Dabei definiert der ”Action Point” bzw. der in der vorliegenden Beschreibung auch bezeichnete Absatzpunkt den Zeitpunkt, zu dem eine jeweilige Nachrichtenübertragung tatsächlich beginnt. Dem Offset folgen der Absatzpunkt und die tatsächliche Nachrichtenübertragung. Einfluss auf die Länge eines statischen Zeitfensters nehmen neben der Länge der zu übertragenden Nachricht auch die größtmögliche Signalverzögerung sowie die größtmögliche Zeitabweichung, die zwei beliebige Netzwerkknoten trotz Synchronisation aufweisen können. Eine derartige Zeitabweichung bezeichnet man in der Regel als Präzision.As already mentioned, each time window of a static segment of a cycle of a bus system used, such as a FlexRay® bus, is started with a time step, an offset, the so-called "action point offset". Here, the "action point" or in the present description also designated paragraph point defines the time at which a particular message transmission actually begins. The offset is followed by the paragraph point and the actual message transmission. In addition to the length of the message to be transmitted, the length of a static time window also has the greatest possible signal delay and the greatest possible time deviation which any two network nodes can have despite synchronization. Such a time deviation is usually referred to as precision.

Wie bereits eingangs erwähnt und die Problematik hervorrufend ist die Tatsache, dass die Präzision und die Signalverzögerung zur maximal erzielbaren Datenrate im Zeitrahmen des verwendeten Bussystems umgekehrt proportional sind. Das bedeutet, dass mit zunehmend schlechteren lokalen Taktgebern bzw. größer werdender Signalverzögerung die Zeitspanne zwischen Beginn eines jeden statischen Zeitfensters und dem Absatzsatzpunkt bzw. Action Point vergrößert wird, was schließlich die maximal erzielbare Datenrate reduziert.As already mentioned and causing the problem is the fact that the precision and the signal delay to the maximum achievable data rate in the time frame of the bus system used are inversely proportional. This means that with increasingly worse local clocks or increasing signal delay, the time span between the beginning of each static time window and the sales point or action point is increased, which ultimately reduces the maximum achievable data rate.

Durch die bewusst vorgesehenen Lücken in Form des Offsets zu Beginn und einer weiteren Lücke am Ende eines jeden statischen Zeitfensters wird sichergestellt, dass eine Nachricht aus Sicht aller Empfänger stets innerhalb desselben Zeitfensters beginnt und endet, unabhängig davon, ob das eigentliche Zeitfenster durch die Bustreiber und die Leit- und Laufzeit verzögert wird und die lokalen Zeitbasen in Sender und Empfänger trotz laufender Taktsynchronisation voneinander abweichen. Das vorliegende Verfahren sieht nunmehr vor, dass die auftretenden Verluste der Bruttodatenübertragung von allen in dem Kraftfahrzeug vorhandenen Netzwerktopologien pro Zyklus jeweils ermittelt werden. Sodann diese Datenratenverluste einander gegenübergestellt werden und daraus ein netzwerkübergreifender Offset bzw. ein nominaler Zeitschritt ermittelt wird, der für alle Netzwerktopologien in der Gesamtschau im Durchschnitt eine optimale Bruttodatenratenübertragung erlaubt.The deliberately provided gaps in the form of the offset at the beginning and another gap at the end of each static time window ensures that a message from the point of view of all recipients always begins and ends within the same time window, regardless of whether the actual time window through the bus drivers and the leading and delay time is delayed and the local time bases differ in sender and receiver despite the clock synchronization. The present method now provides that the occurring losses of the gross data transmission of each existing in the motor vehicle network topologies per cycle are respectively determined. Then, these data rate losses are compared with each other and a cross-network offset or a nominal time step is determined therefrom which, on average, allows optimal gross data rate transmission for all network topologies in the overall view.

Dabei kann vorgesehen sein, dass für die zeitgesteuerte Kommunikation in dem Kommunikationsnetzwerk ein Bussystem verwendet wird, über welches mindestens zwei das Kommunikationsnetzwerk bildende Netzwerkknoten verbunden sind. Vorzugsweise kann es sich bei dem Bussystem um ein deterministisches Bussystem, insbesondere ein auf dem FlexRay®-Standard basierendes Bussystem handeln.It can be provided that for the time-controlled communication in the communication network, a bus system is used, via which at least two network nodes forming the communication network are connected. The bus system may preferably be a deterministic bus system, in particular a bus system based on the FlexRay® standard.

In einer möglichen Ausführungsform des erfindungsgemäß vorgestellten Verfahrens kann vorgesehen sein, dass die Bruttodatenratenverluste je Zyklus der einzelnen Netzwerktopologien jeweils dadurch bestimmt werden, dass für die einzelnen Netzwerktopologien jeweils Bruttodatenratenverluste für eine vorzugebende Anzahl von Zyklen ermittelt und über die Anzahl der Zyklen gemittelt werden. Daraus ergeben sich für jede einzelne Netzwerktopologie Bruttodatenratenverluste pro Zyklus, die nunmehr mit den anderen ebenso ermittelten Bruttodatenratenverlusten pro Zyklus verglichen bzw. diesen gegenübergestellt werden, woraus sich dann automatisch ein netzwerkübergreifender, den Absatzpunkt bestimmender nominaler Zeitschritt berechnet, der die Bandbreite über alle in dem Kraftfahrzeug vorhandenen Netzwerktopologien im Durchschnitt optimiert.In one possible embodiment of the method presented according to the invention, it can be provided that the gross data rate losses per cycle of the individual network topologies are respectively determined by determining gross data rate losses for a given number of cycles for the individual network topologies and averaging over the number of cycles. For each individual network topology, this results in gross data rate losses per cycle, which are now compared with or compared to the other gross data rate losses per cycle, which automatically calculates a cross-network nominal time step that determines the point of sale, and which bandwidth across all in the motor vehicle existing network topologies optimized on average.

Ferner ist es denkbar, dass die Bruttodatenratenverluste pro Zyklus der einzelnen Netzwerktopologien jeweils in vorgegebenen Zeitabständen wiederholt ermittelt werden. Dann ist sichergestellt, dass der netzwerkübergreifende Offset, der erfindungsgemäß mittels des vorgestellten Verfahrens ermittelt wird, stets für alle Netzwerktopologien in der Gesamtschau optimiert ist.Furthermore, it is conceivable that the gross data rate losses per cycle of the individual Network topologies are determined repeatedly at predetermined intervals. It is then ensured that the cross-network offset, which is determined according to the invention by means of the method presented, is always optimized for all network topologies in the overall view.

In einer möglichen Ausführungsform des erfindungsgemäß vorgesehenen Verfahrens ist es denkbar, dass, falls nur eine Netzwerktopologie in dem Kraftfahrzeug vorhanden ist, der berechnete nominale Zeitschritt minimiert wird und dadurch eine entsprechende größere Anzahl Zeitfenster in dem Zeitrahmen des verwendeten Bussystems vorgesehen wird.In one possible embodiment of the method provided according to the invention, it is conceivable that if only one network topology is present in the motor vehicle, the calculated nominal time step is minimized, thereby providing a corresponding larger number of time slots in the time frame of the bus system used.

Ferner betrifft die vorliegende Erfindung ein zeitgesteuertes Kommunikationssystem zur Übertragung von Daten in einem Kommunikationsnetzwerk eines Kraftfahrzeugs, wobei das Kommunikationssystem dazu konfiguriert ist, einen Absatzpunkt für eine zu übertragende Nachricht innerhalb eines Zeitfensters eines sich zyklisch wiederholenden Zeitrahmens bei der zeitgesteuerten Kommunikation in dem Kommunikationsnetzwerk dadurch zu bestimmen, dass für alle in dem Kraftfahrzeug vorhandenen, für eine zeitgesteuerte Kommunikation konfigurierten Netzwerktopologien jeweils Bruttodatenratenverluste pro Zyklus ermittelt und gegenübergestellt werden und daraus automatisch ein netzwerkübergreifender, den Absatzpunkt bestimmender nominaler Zeitschritt berechnet wird, der die Bandbreite über alle in dem Kraftfahrzeug vorhandenen Netzwerktopologien im Durchschnitt optimiert.Further, the present invention relates to a timed communication system for transmitting data in a communication network of a motor vehicle, wherein the communication system is configured to determine a paragraph point for a message to be transmitted within a time window of a cyclically repeating time frame in the timed communication in the communication network in that gross data rate losses per cycle are determined and compared in each case for all network topologies present in the motor vehicle, and an automatic cross-network nominal time step is determined which optimizes the average bandwidth across all network topologies present in the motor vehicle ,

Es ist denkbar, dass für die zeitgesteuerte Kommunikation in dem Kommunikationsnetzwerk ein Bussystem eingesetzt ist, über welches mindestens zwei das Kommunikationsnetzwerk bildende Netzwerkknoten verbunden sind und das Bussystem ein deterministisches Bussystem, insbesondere ein auf dem FlexRay®-Standard basierendes Bussystem, ist.It is conceivable that a bus system is used for the time-controlled communication in the communication network, via which at least two network nodes forming the communication network are connected and the bus system is a deterministic bus system, in particular a bus system based on the FlexRay® standard.

Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und der beiliegenden Zeichnung. 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.Further advantages and embodiments of the invention will become apparent from the description and the accompanying drawings. It is understood that the features mentioned above and those yet to be explained below can be used not only in the particular combination indicated, but also in other combinations or in isolation, without departing from the scope of the present invention.

1 zeigt eine schematische Darstellung eines Ablaufs einer möglichen Ausführungsform des erfindungsgemäß vorgeschlagenen Verfahrens. 1 shows a schematic representation of a sequence of a possible embodiment of the method proposed according to the invention.

Die Erfindung ist anhand von einer Ausführungsform in der Zeichnung schematisch dargestellt und wird unter Bezugnahme auf die Zeichnung schematisch und ausführlich beschrieben.The invention is illustrated schematically with reference to an embodiment in the drawing and will be described schematically and in detail with reference to the drawing.

In 1 sind mehrere mögliche Netzwerktopologien dargestellt, die sich innerhalb eines Kraftfahrzeugs befinden können. Gezeigt ist eine Netzwerktopologie 1, eine Netzwerktopologie 2 und eine Netzwerktopologie 3. Bei Netzwerktopologie 2 handelt es sich um eine typische Linientopologie, bei welcher verschiedene Netzwerkknoten, hier vier Netzwerkknoten, an ein Medium, nämlich den Bus, angeschlossen sind und sich in Reihe zueinander befinden. Bei Netzwerktopologie 3 handelt es sich um eine sternförmige Topologie, bei welcher verschiedene Netzwerkknoten, hier acht Netzwerkknoten, an ein zentrales Medium, nämlich den Bus, angekoppelt sind. Netzwerktopologie 1 stellt eine Art ”Mischung” von Topologie 2 und Topologie 3 dar, nämlich dass jeweils vier Mal jeweils zwei Netzwerkknoten linienförmig angeordnet und darüber an den Bus angekoppelt sind.In 1 Several possible network topologies are shown that may be located within a motor vehicle. Shown is a network topology 1 , a network topology 2 and a network topology 3 , At network topology 2 it is a typical line topology in which various network nodes, here four network nodes, are connected to a medium, namely the bus, and are in series with each other. At network topology 3 it is a star-shaped topology, in which various network nodes, here eight network nodes, are coupled to a central medium, namely the bus. Network topology 1 represents a kind of "mix" of topology 2 and topology 3 in that four times in each case two network nodes are arranged in a line and are coupled to the bus above.

Gemäß dem erfindungsgemäß vorgestellten Verfahren bzw. einer möglichen Ausführungsform des erfindungsgemäß vorgestellten Verfahrens werden nun in einem ersten Schritt zunächst die Bruttodatenratenverluste für jede der Topologien, nämlich für Topologie 1, Topologie 2 und Topologie 3 ermittelt. Dies kann beispielsweise dadurch erfolgen, dass für jede der drei Topologien die Bruttodatenratenverluste je Zyklus über eine gewisse Anzahl von Zyklen bestimmt und dann über diese Anzahl von Zyklen gemittelt wird, so dass sich ein durchschnittlicher Bruttodatenratenverlust für jede der drei Topologien ergibt. Die so ermittelten Bruttodatenratenverluste der jeweiligen Topologien werden nun gegenübergestellt. Das bedeutet, die ermittelten Bruttodatenratenverluste von Topologie 1 werden den Bruttodatenratenverlusten der Topologie 2 und den Bruttodatenratenverlusten der Topologie 3 gegenübergestellt. Die jeweils ermittelten Bruttodatenratenverluste, die ermittelt werden, entsprechen der eingangs bereits erwähnten sogenannten ”Präzision”. Diese Präzision ist hier für jede der einzelnen Topologien durch einen jeweiligen Doppelpfeil P1, P2 bzw. P3 dargestellt. Bei der Präzision handelt es sich um eine ermittelte für die jeweilige Topologie größtmögliche Zeitabweichung, die zwei beliebige Netzwerkknoten in der jeweiligen Topologie trotz Synchronisation aufweisen können bzw. bei der Messung aufgewiesen haben. Nach Ermittlung dieser drei Bruttodatenratenverluste werden diese untereinander verglichen und daraus ein Präzisionswert ermittelt, der letztlich dazu führt, einen nominalen Zeitschritt bzw. Offset zu bestimmen, welcher jedem statischen Zeitfenster vorangestellt wird, bevor die eigentliche zu versendende Nachricht innerhalb des statischen Zeitfensters gesendet wird. Dabei sind verschiedene Optimierungsverfahren denkbar. Neben der eigentlichen Größe der jeweils ermittelten Präzision für die einzelnen Topologien können auch andere Faktoren in dem Optimierungsverfahren berücksichtigt werden, wie beispielsweise die Anzahl der an den jeweiligen Topologien beteiligten Netzwerkknoten, die Bedeutung der jeweiligen Topologien innerhalb des Kraftfahrzeugs, beispielsweise inwieweit es sich bei einer der Topologien um eine hochsicherheitsrelevante Topologie handelt, die höhere Priorität haben sollte wie gegebenenfalls die anderen Topologien, und es kann die generelle Größe der Topologien mitberücksichtigt werden. Das bedeutet, dass das angewendete Optimierungsverfahren darauf ausgerichtet werden kann, welche der in einem Kraftfahrzeug vorhandenen Topologien eine größte Bedeutung und somit einen größten Einfluss auf den zu berechnenden Offset haben soll.According to the method presented according to the invention or a possible embodiment of the method presented according to the invention, the gross data rate losses for each of the topologies, namely topology, are now firstly determined in a first step 1 , Topology 2 and topology 3 determined. This can be done, for example, by determining for each of the three topologies the gross data rate losses per cycle over a certain number of cycles and then averaging over that number of cycles to give an average gross data rate loss for each of the three topologies. The thus determined gross data rate losses of the respective topologies are now compared. This means the calculated gross data rate losses of topology 1 are the gross data rate losses of the topology 2 and the gross data rate losses of the topology 3 compared. The respectively determined gross data rate losses which are determined correspond to the so-called "precision" already mentioned at the outset. This precision is shown here for each of the individual topologies by a respective double arrow P1, P2 or P3. The precision is a determined time deviation, which is as large as possible for the respective topology and which any two network nodes in the respective topology can have despite synchronization or have exhibited during the measurement. Upon detection of these three gross data rate losses, they are compared and used to determine a precision value which ultimately results in determining a nominal time step or offset which precedes each static time window before sending the actual message to be sent within the static time window. Various optimization methods are conceivable. In addition to the actual size of each determined precision for the individual topologies may also take into account other factors in the optimization process, such as the number of network nodes involved in the respective topologies, the importance of the respective topologies within the motor vehicle, for example, the extent to which one of the topologies is a high security topology, the higher priority should, as appropriate, have the other topologies, and the overall size of the topologies may be taken into account. This means that the applied optimization method can be geared to which of the topologies present in a motor vehicle is of greatest importance and thus has the greatest influence on the offset to be calculated.

Es ist denkbar, dass, wenn beispielsweise alle in einem Kraftfahrzeug vorhandenen Topologien ”gleichwertig” sind, und somit keinen unterschiedlich hohen Einfluss haben sollen, die Präzision, die gemäß dem Verfahren ermittelt werden soll, um einen netzwerkübergreifenden Absatzpunkt festzulegen, der Präzision der Topologie entspricht, die am größten ist. Dadurch wird sichergestellt, dass eine Nachricht innerhalb eines jeweiligen statischen Zeitfensters einer jeweiligen Topologie stets empfangen werden kann, selbst bei für die jeweilige Topologie charakteristischer maximaler Signalverzögerung und wenn Netzwerkknoten innerhalb der jeweiligen Topologie mit einem maximal vorlaufenden und mit einem maximal nachlaufenden lokalen Zeitgeber beteiligt sind. Die Ausrichtung an der größten Präzision, die ermittelt wurde, sichert für diese Topologie auf alle Fälle einen exakten Abgleich mit der damit verbundenen Zeitabweichung und bedeutet konkret insbesondere für diese Topologie, dass kein unnötiger Datenratenverlust bei der Übertragung vonstatten geht. Da es in der Regel derzeit vorgesehen ist, das Offset ohne nähere Überprüfung der Eigenschaften der einzelnen Topologien so hoch zu setzen, dass auf alle Fälle gewährleistet wird, dass das Offset ausreichend ist, um das Versenden und den Empfang einer Nachricht zu gewährleisten, ist davon auszugehen, dass aus der Ausrichtung der ermittelten Präzision auf die größte gemessene Präzision für alle Topologien im Vergleich zu einem zuvor festgelegten allgemeinen Offset ein Gewinn für die Nettodatenratenübertragung gemacht wurde, was bedeutet, dass in dem zeitlich festgelegten statischen Segment mehr Zeitfenster vorgesehen werden können, wie sie ohne Anwendung des erfindungsgemäß vorgeschlagenen Verfahrens möglich waren. Dies ist in 1 unten dargestellt.It is conceivable that if, for example, all the topologies present in a motor vehicle are "equivalent", and thus should not have different levels of influence, then the precision to be determined according to the method to establish a cross-network sales point corresponds to the precision of the topology which is the biggest. This ensures that a message can always be received within a respective static time window of a particular topology, even with maximum signal delay characteristic of the particular topology, and when network nodes within the respective topology are involved with a maximum leading and a maximum trailing local timer. In any case, the alignment with the greatest precision that has been determined ensures exact matching with the time deviation associated therewith for this topology and means, in particular for this topology, that no unnecessary data rate loss occurs during the transmission. Since it is usually currently provided to set the offset without further examination of the properties of the individual topologies so that it is ensured in any case that the offset is sufficient to ensure the sending and receiving of a message is of it assume that the net data rate transfer gain has been made from aligning the determined precision to the highest measured precision for all topologies compared to a predetermined general offset, which means that more time windows can be provided in the timed static segment, such as they were possible without application of the proposed method according to the invention. This is in 1 shown below.

Im linken unteren Bereich von 1 ist ein Buszyklus dargestellt, wie er vor Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, d. h. vor Ermittlung und Anwendung eines netzwerkübergreifenden Absatzpunktes, aussehen könnte. Der hier dargestellte Buszyklus umfasst, entsprechend einem Buszyklus eines FlexRay®-Buses, ein statisches Segment 11 und ein dynamisches Segment 12. Der Buszyklus selbst ist mit dem Bezugszeichen 10 dargestellt. In dem statischen Segment 11 ist eine Anzahl von statischen Zeitfenstern 11_1, ..., 11_n vorgesehen. Dabei hat jedes dieser statischen Zeitfenster 11_1, ..., 11_n eine fest vorgegebene Länge. In die Länge eines jeden statischen Zeitfensters geht, wie erwähnt, insbesondere am Anfang die Länge des erwähnten Offsets ein, welcher insbesondere Signalverzögerungen und eine Präzision berücksichtigen soll. Nach Durchführung des voranstehend beschriebenen Verfahrens, gemäß welchem ein Offset für alle hier in Frage kommenden Topologien 1, 2 und 3 ermittelt wird, welcher netzwerkübergreifend optimiert ist, ist es generell gegeben, dass dieser so ermittelte Offset kleiner ist als der vormals allgemein angegebene einzuhaltende Offset und somit die Länge der einzelnen statischen Zeitfenster 11_1, ..., 11_n kleiner gewählt werden kann, so dass in dem statischen Segment 11, welches eine konstante Zeitlänge hat, weitere Zeitfenster vorgesehen werden können. In dem hier dargestellten Fall wären die zwei zusätzlichen statischen Zeitfenster 11_n + 1, 11_n + 2. Dadurch kann die Bandbreite wesentlich besser genutzt werden und die Datenratenverluste des Gesamtsystems reduziert werden. In der Mitte von 1, d. h. im zentralen Bereich von 1 ist ein statisches Zeitfenster exemplarisch dargestellt, in welchem eine Nachricht 20, bspw. eine FlexRay®-Nachricht übertragen werden soll. Der Zeitpunkt, ab welchem diese Nachricht 20 übertragen werden kann, bestimmt sich nach dem eingangs gewählten Absatzpunkt 21. Der Absatzpunkt 21 wiederum ist festgelegt durch einen sich am Anfang eines jeden statischen Zeitfensters befindenden Zeitschritts, nämlich dem Absatzpunktoffset. Dieser bemisst sich anhand der bereits mehrmals erwähnten möglichen Signalverzögerung und der möglichen Präzision. In dem hier dargestellten Fall wurde für jede der dargestellten Topologien 1, 2 und 3 die jeweilige Präzision P1, P2 und P3 ermittelt, woraus sich dann eine für alle Netzwerktopologien in Gesamtanschau optimale Präzision 22 ergibt. Da die so ermittelte Präzision 22 nicht unbedingt einer Mehrzahl von Makroticks entspricht, wobei ein Makrotick jedoch innerhalb eines statischen Zeitfensters einem kleinsten Zeitschritt entspricht, gibt es in der Regel einen Überhang 23, quasi bis zum nächsten vollendeten Makrotick, welcher ebenfalls in den zu ermittelten Offset mit eingeht. Das bedeutet, dass der zu ermittelnde Offset sich zusammensetzt aus der ermittelten Präzision und dem sich daraus ergebenden Überhang 23.In the lower left area of 1 a bus cycle is shown as it could before the implementation of the method according to the invention, ie before the discovery and application of a cross-network paragraph point, look. The bus cycle shown here comprises a static segment corresponding to a bus cycle of a FlexRay ® bus 11 and a dynamic segment 12 , The bus cycle itself is denoted by the reference numeral 10 shown. In the static segment 11 is a number of static time windows 11_1 , ..., 11_n intended. Each of these has static time windows 11_1 , ..., 11_n a fixed length. In the length of each static time window, as mentioned, especially at the beginning of the length of the mentioned offset, which should take into account in particular signal delays and precision. After performing the method described above, according to which an offset for all topologies in question here 1 . 2 and 3 is determined, which is optimized network-wide, it is generally given that this offset thus determined is smaller than the previously generally specified offset to be observed and thus the length of the individual static time window 11_1 , ..., 11_n smaller can be chosen so that in the static segment 11 , which has a constant length of time, more windows of time can be provided. In the case illustrated here, the two additional static time windows would be 11_n + 1 . 11_n + 2 , As a result, the bandwidth can be used much better and the data rate losses of the entire system can be reduced. In the middle of 1 ie in the central area of 1 is a static time window shown as an example, in which a message 20 , For example, a FlexRay ® message to be transmitted. The time from which this message 20 can be transmitted, is determined by the initially selected paragraph point 21 , The paragraph point 21 In turn, it is determined by a time step at the beginning of each static time window, namely the offset point offset. This is based on the already mentioned several times possible signal delay and the possible precision. In the case presented here was for each of the presented topologies 1 . 2 and 3 determines the respective precision P1, P2 and P3, which then results in an optimal precision for all network topologies in overall view 22 results. Because the precision thus determined 22 does not necessarily correspond to a plurality of macroticks, but a macrotick corresponds to a smallest time step within a static time window, there is usually an overhang 23 , almost until the next completed macrotick, which also enters into the offset to be determined. This means that the offset to be determined is composed of the determined precision and the resulting overhang 23 ,

Da das zu bestimmende Offset stets in Makroticks anzugeben ist, kommt es zu dem in 1 mit Bezugszeichen 23 angedeuteten Überhang im Falle, dass die ermittelte Präzision 22 nicht exakt einem ganzzahligen Vielfachen an Makroticks entspricht, sondern vielmehr noch eine Differenz bis zu einem vollendeten Makrotick verbleibt, die dann dem sogenannten Überhang 23 entspricht.Since the offset to be determined is always to be indicated in macroticks, it comes to the in 1 with reference number 23 indicated overhang in the event that the precision determined 22 does not exactly correspond to an integer multiple of macroticks, but rather remains a difference up to a completed macrotick, which then the so-called overhang 23 equivalent.

Ferner sind auch andere Optimierungsverfahren denkbar, die, wie bereits erwähnt, eine unterschiedliche Gewichtung der einzelnen in einem Kraftfahrzeug vorkommenden Topologien mitberücksichtigen können. Ist jedoch die ermittelte Präzision 22 nicht gleich der größten ermittelten Präzision der vorhandenen Topologien, so ist davon auszugehen, dass für die Topologien, deren ermittelte Präzision größer ist als die durch eine Optimierung netzwerkübergreifend festgestellte Präzision, die Datenübertragung nicht vollständig in dem statischen Segment innerhalb eines Zyklus vonstatten gehen kann und somit gegebenenfalls in dem dynamischen Segment erfolgt oder erst im nächsten Zyklus übertragen werden kann.Furthermore, other optimization methods are conceivable, which, as already mentioned, can take into account a different weighting of the individual topologies occurring in a motor vehicle. Is however the determined precision 22 not equaling the largest precision of the existing topologies, it can be assumed that for the topologies whose determined precision is greater than the precision determined by optimization across networks, the data transmission can not take place completely in the static segment within one cycle and thus optionally in the dynamic segment or can be transmitted in the next cycle.

Ausgehend von der durch das Verfahren ermittelten Präzision 22 ergibt sich eine netzwerkübergreifende Struktur eines statischen Zeitfensters, wie durch Bezugszeichen 30 angedeutet, in welchem ein allgemein gültiger Offset 25 angedeutet ist, mit dem jedes statische Zeitfenster beginnt und nach dessen Ablauf die eigentliche Übertragung der zu sendenden Nachricht beginnt. Durch Pfeil 40 ist angedeutet, wie sich dies auf die Anzahl der statischen Zeitfenster innerhalb eines statischen Zeitsegments eines Buszyklus auswirken kann, nämlich dass sich durch eine in der Regel Verringerung des Offsets im Vergleich zu einem zuvor festgelegten Offset innerhalb des statischen Segments eine Mehrzahl von Zeitfenstern ergibt, die zur Übertragung von Nachrichten zur Verfügung stehen. Ohne Einpassung, Pfeil 50, sind die einzelnen statischen Zeitfenster innerhalb des statischen Segments länger, verbunden mit einem größeren Offset, um ohne nähere Untersuchung der tatsächlich vorhandenen Datenratenverluste zu gewährleisten, dass auf alle Fälle eine Nachrichtenübertragung innerhalb eines Zeitfensters gewährleistet wird. Das bedeutet, dass durch Durchführung des Verfahrens und durch Erhalt eines im Durchschnitt optimierten Wertes für den nominalen Zeitschritt bis zum Absatzpunkt einer zu sendenden Nachricht innerhalb eines statischen Zeitfensters des statischen Segments ein Nettodatenratengewinn erreicht wird, in dem dadurch innerhalb des statischen Segments eines Zyklus mehrere, zusätzliche Zeitfenster gewonnen werden können, wie durch Pfeil 55 angedeutet.Based on the precision determined by the method 22 results in a network-spanning structure of a static time window, as by reference numerals 30 indicated in which a generally valid offset 25 is indicated, with which each static time window begins and after the end of which the actual transmission of the message to be sent begins. By arrow 40 is indicated how this can affect the number of static time windows within a static time segment of a bus cycle, namely that a reduction of the offset compared to a predetermined offset within the static segment usually results in a plurality of time windows to transmit messages. Without fitting, arrow 50 , the individual static time windows within the static segment are longer, combined with a larger offset to ensure, without further investigation of the actual data rate losses, that in all cases a message transmission within a time window is guaranteed. This means that by performing the method and obtaining an average optimized value for the nominal time step up to the point of issue of a message to be transmitted within a static time window of the static segment, a net data rate gain is achieved in which several, within the static segment of a cycle, additional time windows can be obtained, as indicated by arrow 55 indicated.

Dadurch wird das Kommunikationsnetz effektiver ausgenutzt und es kommt nicht zu einer unnötigen Vorhaltung von, wenn auch nur wenigen, Makroticks sondern die Vorhaltezeit ist möglichst präzise auf die tatsächlich nötige Vorhaltezeit abgestimmt.As a result, the communication network is used more effectively and there is no unnecessary provision of, if only a few, macroticks but the retention time is as precisely as possible to the actual required retention time tuned.

Es ist denkbar, das Verfahren dynamisch anzuwenden, d. h. die Bestimmung eines netzübergreifenden, im Durchschnitt für alle Netzwerktopologien optimierten Werts des Offsets in zeitlichen Abständen wiederholt durchzuführen und somit jeweils wieder an aktuelle Bedingungen anzupassen. Eine derartige Wiederholung der Durchführung des Verfahrens kann periodisch oder auch in anderen zuvor festlegbaren Zeitabständen erfolgen.It is conceivable to apply the method dynamically, i. H. the determination of a cross-network, on average for all network topologies optimized value of the offset repeatedly carried out at intervals and thus in each case again to adapt to current conditions. Such a repetition of the implementation of the method can be done periodically or at other pre-definable time intervals.

Claims (7)

Verfahren zur Ermittlung eines Absatzpunktes (21) für eine zu übertragende Nachricht (20) innerhalb eines Zeitfensters (30) eines sich zyklisch wiederholenden Zeitrahmens bei einer zeitgesteuerten Kommunikation in einem Kommunikationsnetzwerk eines Kraftfahrzeugs, wobei für alle in dem Kraftfahrzeug vorhandenen, für eine zeitgesteuerte Kommunikation konfigurierte Netzwerktopologien (1, 2, 3) jeweils Bruttodatenratenverluste pro Zyklus (10) ermittelt und gegenübergestellt werden und daraus automatisch ein netzwerkübergreifender, den Absatzpunkt (21) bestimmender nominaler Zeitschritt (25) berechnet wird, der die Bandbreite über alle in dem Kraftfahrzeug vorhandenen Netzwerktopologien (1, 2, 3) im Durchschnitt optimiert.Method for determining a point of sale ( 21 ) for a message to be transmitted ( 20 ) within a time window ( 30 ) of a cyclically repeating time frame in a timed communication in a communication network of a motor vehicle, wherein for all in the motor vehicle, configured for timed communication network topologies ( 1 . 2 . 3 ) each gross data rate losses per cycle ( 10 ), and from this automatically a cross-network, the paragraph point ( 21 ) determining the nominal time step ( 25 ), which determines the bandwidth over all the network topologies present in the motor vehicle ( 1 . 2 . 3 ) optimized on average. Verfahren nach Anspruch 1, wobei für die zeitgesteuerte Kommunikation in dem Kommunikationsnetzwerk ein Bussystem verwendet wird, über welches mindestens zwei das Kommunikationsnetzwerk bildende Netzwerkknoten verbunden sind.The method of claim 1, wherein for the time-controlled communication in the communication network, a bus system is used, via which at least two network nodes forming the communication network are connected. Verfahren nach Anspruch 2, wobei als Bussystem ein deterministisches Bussystem, insbesondere ein auf dem FlexRay®-Standard basierendes Bussystem verwendet wird.Method according to Claim 2, wherein a deterministic bus system, in particular a bus system based on the FlexRay® standard, is used as the bus system. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, wobei die Bruttodatenratenverluste pro Zyklus (10) der einzelnen Netzwerktopologien (1, 2, 3) jeweils dadurch bestimmt werden, dass für die einzelnen Netzwerktopologien (1, 2, 3) jeweils Bruttodatenratenverluste für eine vorzugebende Anzahl von Zyklen ermittelt und über die Anzahl der Zyklen gemittelt werden.Method according to one of the preceding claims, wherein the gross data rate losses per cycle ( 10 ) of the individual network topologies ( 1 . 2 . 3 ) are determined by the fact that for the individual network topologies ( 1 . 2 . 3 ) Gross data rate losses are determined for a given number of cycles and averaged over the number of cycles. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, wobei die Bruttodatenratenverluste pro Zyklus (10) der einzelnen Netzwerktopologien (1, 2, 3) jeweils in vorgegebenen Zeitabständen wiederholt ermittelt werden.Method according to one of the preceding claims, wherein the gross data rate losses per cycle ( 10 ) of the individual network topologies ( 1 . 2 . 3 ) are determined repeatedly at predetermined time intervals. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, wobei, falls nur eine Netzwerktopologie (1, 2, 3) in dem Kraftfahrzeug vorhanden ist, der berechnete nominale Zeitschritt (25) minimiert wird und dadurch eine entsprechende größere Anzahl Zeitfenster in dem Zeitrahmen vorgesehen wird.Method according to one of the preceding claims, wherein if only one network topology ( 1 . 2 . 3 ) is present in the motor vehicle, the calculated nominal time step ( 25 ) is minimized and thereby a corresponding larger number of time slots is provided in the time frame. Zeitgesteuertes Kommunikationssystem zur Übertragung von Daten in einem Kommunikationsnetzwerk eines Kraftfahrzeugs, wobei das Kommunikationssystem dazu konfiguriert ist, einen Absatzpunkt (21) für eine zu übertragende Nachricht (20) innerhalb eines Zeitfensters (30) eines sich zyklisch wiederholenden Zeitrahmens bei der zeitgesteuerten Kommunikation in dem Kommunikationsnetzwerk dadurch zu bestimmen, dass für alle in dem Kraftfahrzeug vorhandenen, für eine zeitgesteuerte Kommunikation konfigurierte Netzwerktopologien (1, 2, 3) jeweils Bruttodatenratenverluste pro Zyklus (10) ermittelt und gegenübergestellt werden und daraus automatisch ein netzwerkübergreifender, den Absatzpunkt (21) bestimmender nominaler Zeitschritt (25) berechnet wird, der die Bandbreite über alle in dem Kraftfahrzeug vorhandenen Netzwerktopologien (1, 2, 3) im Durchschnitt optimiert.Timed communication system for the transmission of data in one Communication network of a motor vehicle, wherein the communication system is configured to a paragraph point ( 21 ) for a message to be transmitted ( 20 ) within a time window ( 30 ) of a cyclically repeating time frame in the time-controlled communication in the communication network, characterized in that for all present in the motor vehicle, configured for timed communication network topologies ( 1 . 2 . 3 ) each gross data rate losses per cycle ( 10 ), and from this automatically a cross-network, the paragraph point ( 21 ) determining the nominal time step ( 25 ), which determines the bandwidth over all the network topologies present in the motor vehicle ( 1 . 2 . 3 ) optimized on average.
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050141565A1 (en) * 2002-04-16 2005-06-30 Robert Bosch Gmbh Method for synchronizing clocks in a distributed communication system
US20070081548A1 (en) * 2005-10-12 2007-04-12 Gm Global Technology Operations, Inc. System and Method of Optimizing the Static Segment Schedule and Cycle Length of a Time Triggered Communication Protocol
US20090094344A1 (en) * 2005-12-21 2009-04-09 Thomas Fuehrer Method, multimedia device for the transmission and/or reception of multimedia data via a data transmission system, and gateway for connecting a multimedia device to a data transmission system according to the flexray standard
EP2359538B1 (en) * 2008-09-18 2012-06-13 Freescale Semiconductor, Inc. Method for adjusting time slots in a communication network

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10144070A1 (en) * 2001-09-07 2003-03-27 Philips Corp Intellectual Pty Communication network and method for controlling the communication network

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050141565A1 (en) * 2002-04-16 2005-06-30 Robert Bosch Gmbh Method for synchronizing clocks in a distributed communication system
US20070081548A1 (en) * 2005-10-12 2007-04-12 Gm Global Technology Operations, Inc. System and Method of Optimizing the Static Segment Schedule and Cycle Length of a Time Triggered Communication Protocol
US20090094344A1 (en) * 2005-12-21 2009-04-09 Thomas Fuehrer Method, multimedia device for the transmission and/or reception of multimedia data via a data transmission system, and gateway for connecting a multimedia device to a data transmission system according to the flexray standard
EP2359538B1 (en) * 2008-09-18 2012-06-13 Freescale Semiconductor, Inc. Method for adjusting time slots in a communication network

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