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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Gewährleistung einer maximalen Übertragungslatenzzeit einer Nachricht in einem Kommunikationsnetzwerk eines Kraftfahrzeugs.
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In Kraftfahrzeugen kommen Bussysteme zum Einsatz, um dort zur Kommunikation insbesondere zwischen elektrischen Systemen, wie etwa einem Antriebsstrang, aktiven Sicherheitsgeräten oder Multimediadiensten zu dienen. Ein stark ansteigender Einsatz von elektronischen Bauteilen im Kraftfahrzeug, insbesondere aufgrund wachsender anspruchsvollerer Kundenwünsche, die in der Regel strengen Gesetzesvorgaben, beispielsweise Abgasemission, und eine allgemeine Komplexität der in einem Kraftfahrzeug herrschenden Randbedingungen, führten in der jüngsten Vergangenheit zu einer starken Weiterentwicklung der hier eingesetzten Bussysteme. Die wachsende Vernetzung in einem Kraftfahrzeug und die steigenden Anforderungen an die zum Einsatz kommenden Kommunikationstechnologien hinsichtlich Bandbreite und Zuverlässigkeit waren die Hauptgründe für die Entwicklung eines neuen Bussystems, nämlich von FlexRay®. FlexRay® ist ein deterministisches, fehlertolerantes Kommunikationssystem mit einer maximalen Übertragungsrate von etwa 10 MBit/s. Während ein bislang im Kraftfahrzeug eingesetztes Bussystem CAN nicht alle Anforderungen, insbesondere zukünftige Anwendungen im Bereich der Fahrsicherheit und Fahrerassistenzsysteme erfüllen kann, ermöglicht FlexRay® eine Bereitstellung höherer Bandbreiten, höherer Verfügbarkeit und vorhersehbares Verhalten. Eine Problematik bei dem CAN-Bussystem ist die Tatsache, dass es sich bei dem CAN-Bussystem um ein einkanaliges System handelt, das bei Ausfall der Busverbindung versagt. Ferner ist der bei dem CAN-Bussystem vorgesehene asynchrone Buszugriff nicht immer deterministisch. Während bekannte Kommunikationsprotokolle wie CAN ereignisorientiert arbeiten, basiert FlexRay® auf einem zeitgesteuerten Ansatz. Anstelle einer willkürlichen Übertragung einer Nachricht zu einem beliebigen Zeitpunkt verwendet FlexRay® Zeitfenster mit fester Größe.
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Dadurch wird eine Arbitrierung vermieden, indem jedem Steuergerät innerhalb des Kraftfahrzeugs ein festes Zeitfenster zugeordnet wird, was gegenüber ereignisgesteuerten Architekturen, wie etwa bei dem CAN-Bussystem, vorteilhaft ist. Neben der Vorhersagbarkeit des Kommunikationsverfahrens bei FlexRay® bietet ein zeitgesteuertes Kommunikationsprotokoll eine mögliche Integration verschiedener, unabhäng voneinander entwickelter Netzwerkknoten.
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FlexRay® arbeitet nach dem Prinzip von TDMA (Time Division Multiple Access), bei dem Komponenten, beispielsweise innerhalb des Kraftfahrzeugs befindliche Steuergeräte, feste Zeitfenster zugeteilt bekommen, in welchen sie einen exklusiven Buszugang haben. Diese Zeitfenster wiederholen sich in einem bestimmten Zyklus, d. h. einem bestimmten Buszyklus. Die Zeit, während der sich eine entsprechende Nachricht auf dem Bus befindet, kann dadurch exakt vorausgesagt werden.
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Eine feste Zuordnung der Komponenten des entsprechenden Netzwerks, wie beispielsweise von Steuergeräten innerhalb des Netzwerks eines Kraftfahrzeugs, zu festen Zeitfenstern hat jedoch den Nachteil, dass die zur Verfügung stehende Bandbreite nicht voll ausgeschöpft wird. Aus diesem Grund unterteilt FlexRay® den Zyklus bzw. den Buszyklus in statische und dynamische Segmente. Am Anfang eines jeden Zyklus befindet sich das statische Segment, in dem jeder Komponente bzw. jedem Netzwerkknoten ein festes Zeitfenster zugeteilt wird, um darin eine Nachricht bzw. ein Signal bzw. Daten zu versenden. Im nachfolgenden dynamischen Segment werden die Zeitfenster den Netzwerkknoten dynamisch zugeteilt. Dabei ist ein exklusiver Buszugang immer nur für eine kurze Zeit möglich, man spricht dabei von ”Minislots”. Dieses einem jeweiligen Netzwerkknoten in dem dynamischen Segment zugeordnete Zeitfenster wird nur um die benötigte Zeit erweitert, wenn eine entsprechende Nachricht seitens des entsprechenden Netzwerkknotens in diesem Zyklus versendet werden soll.
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Zusammenfassend kann festgestellt werden, dass die Kommunikation auf dem Bus in Zyklen abläuft, wobei jeder dieser Zyklen in der Regel in verschiedene Segmente unterteilt ist, nämlich in ein statisches Segment und ein dynamisches Segment. Im statischen Segment hat jeder Netzwerkknoten, d. h. beispielsweise jedes Steuergerät, sein festes Zeitfenster, in dem Nachrichten versendet werden können. Dabei darf die zeitliche Länge des Zeitfensters nicht überschritten werden. Ist eine zu versendende Nachricht zu lang, muss der nächste Zyklus oder das nachfolgende dynamische Segment genutzt werden, um die Nachricht fortzusetzen. Dieses statische Segment definiert somit den deterministischen Teil des FlexRay®-Protokolls, mit dem sichergestellt werden kann, dass wichtige Nachrichten, beispielsweise betreffend eine Lenkung bzw. eine Bremse des betreffenden Kraftfahrzeugs innerhalb einer bekannten Zeit übertragen werden.
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Das dynamische Segment eines jeden Zyklus kann von einem Netzwerkknoten, wie beispielsweise einem Steuergerät benutzt werden, wenn das Steuergerät längere oder zusätzliche Nachrichten senden möchte, und beispielsweise die Breite eines statischen Zeitfensters nicht ausreicht oder für wichtigere Nachrichten benötigt wird. Wenn ein Steuergerät in dem dynamischen Segment keine Nachricht absetzen möchte, läuft das ihm zugeteilte Zeitfenster einfach ab. Dabei ist jedoch zu erwähnen, wie oben bereits beschrieben, dass die in dem dynamischen Segment zugeteilten Zeitfenster im Vergleich zu den festen Zeitfenstern des statischen Segments sehr kurz sind und deshalb auch als ”Minislots” bezeichnet werden.
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Will demgegenüber ein Steuergerät eine längere Nachricht in dem ihm in dem dynamischen Segment zugeteilten Zeitfenster senden, so verschiebt sich der Zeitpunkt, bei dem das nächste Steuergerät senden kann, nach hinten. Im ungünstigsten Fall ist der dynamische ”Minislot”, welcher von einem Steuergerät verwendet wird, um eine Nachricht zu senden, letztlich so lang, dass in diesem Zyklus kein weiteres nachfolgendes Steuergerät mehr senden kann. Weil für Steuergeräte, die im dynamischen Segment am hinteren Ende der Reihenfolge stehen, die Wahrscheinlichkeit am größten ist, dass sie mit einer Nachricht in diesem Zyklus warten müssten oder gar herausfallen würden, ist derzeit vorgesehen, die Anzahl der dynamischen Zeitfenster größer zu wählen als die Anzahl der sich innerhalb des Netzwerks befindlichen Steuergeräte, die auf dem Bus kommunizieren. Das dynamische Segment entspricht von seiner Übertragungsstruktur in etwa dem voranstehend erwähnten CAN-Bus.
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Ferner ist neben dem dynamischen Segment und dem statischen Segment innerhalb eines Zyklus eine sogenannte Network Idle Time (NIT) vorgesehen, die den am Bus hängenden Steuergeräten ermöglichen soll, sich wieder mit dem Bus exakt zu synchronisieren. Eine Synchronisation bewirkt, dass alle Steuergeräte am Bus nach einem gleichen Takt Nachrichten senden und nicht durch zeitliche Verschiebung im Zeitfenster eines fremden Steuergeräts senden. Mit Hilfe eines speziellen Algorithmus kann eine lokale Uhrzeit einer Komponente bzw. eines Netzwerkknotens bzw. beispielsweise eines Steuergeräts dadurch korrigiert werden, dass sich alle lokalen Uhren synchron zu einer globalen Uhr verhalten.
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Die gesamte Dauer läßt sich periodisch wiederholen, ein Buszyklus beträgt 16 ms. Der Kommunikationszyklus ist in Zeiteinheiten fester Größe aufgeteilt, nämlich in die sogenannten ”Makroticks”. Alle Zeitabschnitte bzw. Zeitfenster sind ein ganzzahliges Vielfaches eines ”Makroticks”.
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Jeder Kommunikationszyklus beginnt immer mit dem statischen Segment. Das statische Segment ist für die Übertargung periodischer Nachrichten vorgesehen. Der Buszugriff im statischen Segment erfolgt nach dem TDMA-Verfahren, d. h. jede Nachricht ist einem festen Zeitfenster zugeordnet. Dadurch kann jede Nachricht zu einem definierten Zeitpunkt übertragen werden, was die geforderten Echtzeiteigenschafen gewährleisten kann. Das statische Segment besteht aus einer festen Anzahl von Zeitfenstern, die auch als ”Slots” bezeichnet werden. Mögliche Kollisionen werden dadurch vermieden, dass jedem Zeitfenster genau ein Steuergerät bzw. ein Netzwerkknoten zugeteilt ist. Jedes Steuergerät besitzt einen Zeitfenster-Zähler, der am Anfang jedes Kommunikationszyklus mit Eins initialisiert wird. Der Stand des Zählers signalisiert, wann ein Steuergerät an der Reihe ist, seine Kommunikationsdaten bzw. seine Nachricht zu senden.
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Im Vergleich zu dem statischen Segment erfolgt der Buszugriff beim dynamischen Segment nach dem FTDMA (Flexible Time Division Multiple Access) Verfahren, d. h. Nachrichten werden anhand ihrer Priorität gesendet. Das dynamische Segment eignet sich demnach für eine Übertragung von Daten mit geringen Echtzeitanforderungen. Innerhalb des dynmischen Segments gibt es ebenfalls Zeitfenster, sogenannte ”Minislots”, die in der Regel kürzer als die Zeitfenster des statischen Segments sind. Während eines ”Minislots” darf ebenfalls auch nur ein Steuergerät senden. Im dynamischen Segment können Daten gesendet werden, deren Länge variabel ist. Allerdings dürfen auch diese eine maximale Länge des dynamischen Segments nicht überschreiten. Auf diese Art und Weise ist es möglich, dass nur ein Steuergerät während des ganzen dynamischen Segments sendet. Alle anderen Steuergeräte, die senden möchten, müssen bis zum nächsten Zyklus warten.
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Ein sogenannter ”Slot Counter” wird nach dem Ende der gesendeten Nachricht inkrementiert und so erhält das nächste Steuergerät das Recht zu senden. Falls das Steuergerät auf das Senderecht verzichtet, dann wird der ”Slot Counter” einfach weiter inkrementiert. Der ”Slot Counter” ist nicht nur für die Vergabe des Senderechts, sondern auch für die Nachrichten-Priorisierung zuständig.
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Bei einer ereignisgesteuerten Übertragung von Nachrichten in dem zur Verfügung gestellten dynamischen Segment des Buszyklus kann es, wie bereits erwähnt, je nach Busauslastung zu Überlastsituationen kommen, die zu einer zeitlichen Verschiebung einer zu sendenden Nachricht in einem nachfolgenden Übertragungszyklus im dynamischen Segment führen kann. Durch einen derartigen probabilistischen Effekt kann es im Extremfall dazu kommen, dass eine in dem dynamischen Segment zu versendende Nachricht permanent zeitich verschoben wird, so dass letztlich eine Unterdrückung der Übersendung dieser Nachricht an zugeordnete Netzwerkteilnehmer bewirkt wird.
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Es ist demnach eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren bereitzustellen, um eine maximale Übertragungslatenzzeit für eine Nachricht in einem Kommunikationsnetzwerk eines Kraftfahrzeugs bereitzustellen, so dass eine in einem dynamischen Segment eines Zyklus zu versendende Nachricht auf alle Fälle innerhalb eines bestimmten Zeitintervalls versendet wird. Vor diesem Hintergrund wird ein Verfahren gemäß Patentanspruch 1 bereitgestellt.
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Das erfindungsgemäß vorgesehene Verfahren kann beispielsweise in einem eingangs genannten FlexRay®-Bussystem implementiert werden und damit eine Übertragung einer zu sendenden Nachricht innerhalb eines vorgegebenen Zeitintervalls gewährleisten. Geeignete Ausführungsformen des erfindungsgemäß vorgestellten Verfahrens ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen und der Beschreibung.
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Gemäß Patentanspruch 1 wird ein Verfahren zur Gewährleistung einer maximalen Übertragungslatenzzeit einer Nachricht in einem Kommunikationsnetzwerk eines Kraftfahrzeugs bereitgestellt, wobei das Kommunikationsnetzwerk ein Bussystem umfasst, über welches mindestens zwei das Netzwerk bildende Netzwerkknoten zur Nachrichtenkommunikation verbunden sind und die Nachrichtenkommunikation auf dem Bussystem in Zyklen, die jeweils in ein statisches und ein dynamisches Segment aufgeteilt sind, abläuft. Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren ist vorgesehen, dass ein Alter einer in dem dynamischen Segment zu versendenden Nachricht überwacht und bei Erreichen eines vorgegebenen Alters die Nachricht automatisch in einem vorgehaltenen Bereich des unmittelbar nachfolgenden Zyklus versendet wird.
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Ein Versenden der Nachricht in einem vorgehaltenen Bereich soll im Rahmen der vorliegenden Beschreibung auch ein Versenden einer mit der Nachricht inhaltsgleichen Ersatznachricht in dem vorgehaltenen Bereich umfassen. In der Regel wird nämlich die auf ein Versenden wartende, sich demnach in einem Sendepuffer befindende Nachricht, bei Erreichen des vorgegebenen Alters aus dem Puffer gelöscht und an ihrer Stelle eine inhaltsgleiche Ersatznachricht in dem vorgehaltenen Bereich des unmittelbar. nachfolgenden Zyklus versendet.
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Gemäß einer Ausführungsform des Verfahrens ist vorgesehen, dass die Nachricht bei Erreichen eines vorgegebenen Alters in einem vorgehaltenen Bereich bzw. einem vorgehaltenen Zeitfenster des statischen Segments versendet wird.
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Bei den das Netzwerk bildenden Netzwerkknoten, die zur Nachrichtenkommunikation mit dem Bussystem des Kommunikationsnetzwerks verbunden sind, kann es sich beispielsweise um Steuergeräte, Sensoren oder andere Aktuatoren des Kraftfahrzeugs handeln. Im Rahmen der vorliegenden Beschreibung werden die Formulierungen ”Netzwerkknoten” und ”Steuergerät”, ”Sensor”, ”Aktuator” gleichbedeutend verwendet, wobei ein Netzwerkknoten dabei alle Funktionseinheiten aufweisen soll, die zur Kommunikation auf einem entsprechenden verwendeten Bussystem vonnöten sind.
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Bei der in dem dynamischen Segment zu versendenden. Nachricht kann es sich beispielsweise um eine ereignisgesteuerte Nachricht handeln, was bedeutet, dass der entsprechende Netzwerkknoten bei Eintritt eines Ereignisses eine Nachricht versenden möchte, und deshalb dazu einen Zeitabschnitt in dem dynamischen Segment verwenden möchte. Nach einem fehlgeschlagenen Versuch die zu versendende Nachricht in dem dynamischen Segment eines Buszyklus zu verwenden, verbleibt die zu versendende Nachricht zunächst in einem dem dynamischen Segment zugeordneten Sendepuffer, um dann gegebenenfalls in einem darauffolgenden Zyklus versendet werden zu können. Allerdings ist es denkbar, dass für Netzwerkknoten bzw. Steuergeräte, die im dynamischen Segment am hinteren Ende der Reihenfolge stehen, eine von diesen Steuergeräten zu versendende Nachricht in dem dynamischen Segment auch nach mehreren Zyklen nicht versendet wird, so dass eine unvorhersehbare Verzögerung der Verwendung der auf Basis eines Ereignisses zu versendenden Nachricht möglich ist. Erfindungsgemäß ist demnach vorgesehen, das Alter einer in dem dynamischen Segment zu versendenden Nachricht zu überwachen, was bedeutet, dass überwacht wird, wie lange eine zu versendende Nachricht in einem entsprechenden Sendepuffer des dynamischen Segments verharrt. Ferner ist vorgesehen, dass bei Erreichen eines vorgegebenen Alters die Nachricht automatisch in einem vorgehaltenen Bereich des unmittelbar nachfolgenden Zyklus, bspw. in einem vorgehaltenen Zeitfenster, des statischen Segments versendet wird, wenn sie bis dahin nicht in einem Zeitfenster des dynamischen Segments versendet werden konnte. Das vorgegebene Alter entspricht demnach einer Art Schwellenwert, um zu gewährleisten, dass eine zu versendende Nachricht zumindest in einem vorgegebenen Zeitintervall auf alle Fälle versendet wird. Dadurch wird eine maximale Übertragungslatenzzeit dieser zu versendenden Nachricht garantiert. Der bspw. in dem statischen Segment vorgehaltene Bereich wird vordefiniert und kann ein oder mehrere feste Zeitfenster des statischen Segments umfassen.
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Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass in dem statischen Segment des Zyklus des verwendeten Bussystems jedem Netzwerkknoten jeweils mindestens ein festes Zeitfenster zugeteilt wird, in welchem der Netzwerkknoten Nachrichten senden kann, und das dynamische Segment dem Netzwerkknoten bereitgestellt wird, um die längeren und/oder zusätzlichen Nachrichten zu senden.
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In einer möglichen Ausführungsform des erfindunggemäß vorgestellten Verfahrens wird als Bussystem ein deterministisches Bussystem, vorzugsweise ein auf dem FlexRay®-Standard basierendes Bussystem, verwendet.
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In einer weiteren möglichen Ausführungsform des erfindungsgemäß vorgestellten Verfahrens wird das Alter der zu sendenden Nachricht als eine Verweildauer der zu sendenden Nachricht in einem Sendepuffer des dynamischen Segments auf Basis von Buszyklen definiert und bestimmt. Dabei ist es denkbar, dass das Alter der zu sendenden Nachricht in regelmäßigen Abständen bestimmt und mit dem vorgegebenen Alter verglichen wird.
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Dabei ist es ferner denkbar, dass bei Erreichen des vorgegebenen Alters für die zu sendende Nachricht eine zum Versenden in dem vorgehaltenen Bereich des unmittelbar nachfolgenden Zyklus, insbesondere zum Versenden in dem statischen Segment konfigurierte Ersatznachricht generiert und die zu sendende Nachricht aus dem Sendepuffer des dynamischen Segments gelöscht wird.
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Dabei kann vorgesehen sein, dass nach Generierung der Ersatznachricht das Alter der zu sendenden Nachricht automatisch zurückgesetzt wird.
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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 einer Zuteilung von Zeitfenstern eines ein statisches Segment und ein dynamisches Segment umfassenden Buszyklus zu zu versendenden Nachrichten bzw. zu den Nachrichten versendenden Netzwerkknoten nach Anwendung einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens;
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2 zeigt ein schematisches Ablaufdiagramm gemäß einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens.
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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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In 1 sind mehrere aufeinanderfolgende Buszyklen dargestellt, die jeweils in ein statisches und ein dynamisches Segment aufgeteilt sind und zur Nachrichtenkommunikation auf einem entsprechenden Bussystem zwischen verschiedenen in einem Kommunikationsnetzwerk eines Kraftfahrzeugs liegenden Netzwerkknoten dienen.
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Die nacheinander ablaufenden Buszyklen 10 sind in 1 entsprechend ihrer Abfolge mit 1, 2 bis 5 bezeichnet, was auf der vertikalen Achse aufgetragen ist. Jeder der Buszyklen umfasst ein statisches Segment 20 und ein dynamisches Segment 30. Das statische Segment 20 eines jeden Buszyklus ist in feste Zeitfenster 20_1, ..., 20_n unterteilt. In der Regel ist die Länge eines jeden dieser Zeitfenster 20_1, ..., 20_n gleich. Das statische Segment 20 eines jeden Buszyklus ist in der Regel für eine Übertragung periodischer Nachrichten vorgesehen. Ein Buszugriff im statischen Segment 20 erfolgt beispielsweise nach dem TDMA-Verfahren (Time Division Multipe Access), das jedem Netzwerkknoten zur Versendung von Nachrichten mindestens ein festes Zeitfenster zuordnet. Dadurch kann jede Nachricht von einem entsprechenden Netzwerkknoten zu einem definierten Zeitpunkt übertragen werden, was geforderte Echtzeiteigenschaften gewährleisten kann. Allerdings darf bzw. kann ein Steuergerät zur Versendung einer Nachricht die zeitliche Länge eines ihm zugeteilten Zeitfensters (”Slot”) nicht überschreiten. Ist die Nachricht zu lang, muss entweder der nächste Buszyklus oder das dynamische Segment 30 desselben Buszyklus genutzt werden, um die entsprechende Nachricht fortzusetzen.
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Das dynamische Segment 30 eines jeden Buszyklus kann, wie bereits erwähnt, von einem Netzwerkknoten bzw. einem Steuergerät genutzt werden, wenn längere oder zusätzliche Nachrichten zu versenden sind und beispielsweise die zeitliche Länge eines statischen Zeitfensters, welches dem entsprechenden Netzwerkknoten zugeteilt ist, nicht ausreicht oder für wichtigere Nachrichten benötigt wird. Die zeitliche Länge der Zeitfenster in dem dynamischen Segment 30, welche auch ”Minislots” genannt werden, ist im Vergleich zu der zeitlichen Länge der Zeitfenster im statischen Segment 20 kurz. Es kann jedoch vorgesehen sein, dass einem Netzwerkknoten zum Versenden einer Nachricht mehrere dieser Minislots dynamisch zugeteilt werden. Wenn ein Steuergerät keine Nachricht absetzen möchte, läuft das ihm zugeteilte Zeitfenster einfach ab, wobei dadurch aufgrund der vergleichsweise kurzen zeitlichen Länge der Zeitfenster im dynamischen Segment 30 kein allzu großer unnötiger Bandbreitenverbrauch erzeugt wird. Im Vergleich zu dem statischen Segment 20 erfolgt in dem dynamischen Segment 30 ein Buszugriff in der Regel nachdem FTDMA-Verfahren (Flexible Time Division Multiple Access), d. h. zu versendende Nachrichten werden in dem dynamischen Segment 30 anhand ihrer Priorität gesendet. Das dynamische Segment 30 eignet sich demnach für eine Übertragung von Daten mit geringer Echtzeitanforderung. Innerhalb des dynamischen Segments 30 gibt es ebenfalls Zeitfenster, sogenannte ”Minislots”, die jedoch in der Regel wesentlich kürzer als die Zeitfenster im statischen Segment 20 sind. Ebenso wie im statischen Segment 20 darf während eines Zeitfensters im dynamischen Segment 30 nur ein Netzwerkknoten bzw. ein Steuergerät senden. Im Gegensatz zum Versenden von Nachrichten im statischen Segment können im dynamischen Segment 30 Daten bzw. Nachrichten gesendet werden, deren Länge variabel ist, was dadurch ermöglicht wird, dass das dem entsprechenden Netzwerkknoten bzw. dem Steuergerät zugeteilte Zeitfenster bezüglich seiner zeitlichen Länge variabel ausgedehnt werden kann, wobei die maximale Länge des dynamischen Segments 30 nicht überschritten werden darf. Dadurch ist es allerdings möglich, dass während des ganzen dynamischen Segments 30 im Extremfall nur ein Steuergerät sendet. Alle anderen Steuergeräte, die beispielsweise auch Nachrichten senden möchten, müssen demnach bis zum nächsten Buszyklus warten.
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Neben dem statischen Segment 20 und dem dynamischen Segment 30 ist in 1 ein weiteres Zeitfenster innerhalb des Buszyklus 10 dargestellt, welches als Synchronisationsfenster 40 bezeichnet werden kann, da es in der Regel dazu vorgesehen ist, dass in diesem Zeitfenster alle an dem entsprechenden Bus angekoppelten Netzwerkknoten die Möglichkeit haben, sich wieder mit dem Bus exakt zu synchronisieren. Während dieses Synchronisationsfensters 40 bleibt das Kommunikationsnetzwerk für eine kurze Zeitspanne in Ruhe, wobei diese Zeit zur Synchronisation der an den Bus angekoppelten Netzwerkknoten benutzt wird.
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In dem in 1 dargestellten Szenario ist nunmehr in dem dynamischen Segment 30 der Fall dargestellt, dass eine von einem Netzwerkknoten zu sendende Nachricht 50, die in dem dynamischen Segment 30 versendet werden soll, während der ersten vier Buszyklen 1...4 nicht versendet werden kann, da jedes Mal andere zu versendende Nachrichten in dem dynamischen Segment 30 den Vorzug bekommen, so dass das dem entsprechenden Netzwerkknoten zugeteilte Zeitfenster im dynamischen Segment 30 zur Versendung der Nachricht 50 nicht mehr gewährleistet werden kann. Nach Ablauf von vier Buszyklen 1...4 ist ein vorgegebenes Alter der zu sendenden Nachricht 50 erreicht, was durch Pfeil 60 angedeutet ist, so dass hier nun automatisch diese zu versendende Nachricht 50 bspw. in einem vorgehaltenen Bereich 70 des statischen Segments 20 des unmittelbar nachfolgenden Zyklus, hier Zyklus 5, versendet wird. Sowohl das vorgegebene Alter wie der vorgehaltene Bereich 70 des statischen Segments 20 kann bzw. ist in der Regel vorkonfiguriert. Das vorgegebene Alter, welches eine Art Schwellwert darstellt, kann dabei ein oder mehrere Buszyklen umfassen, wie hier in 1 beispielsweise 4 Buszyklen. Der vorgehaltene Bereich des statischen Segments 20 kann dabei ein oder mehrere Zeitfenster des statischen Segments 20 umfassen, wobei in der Regel ein Zeitfenster vorgesehen ist. Das bedeutet, dass dieses Zeitfenster des statischen Segments 20, was dem vorgehaltenen Bereich entspricht, dann automatisch einem entsprechenden Netzwerkknoten zusätzlich zu dem diesem Netzwerkknoten ohnehin zugeteilten Zeitfenster in dem statischen Segment 20 zugeteilt wird, um die ursprünglich in dem dynamischen Segment 30 zu versendende Nachricht nun im statischen Segment 20 versenden zu können.
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Es ist auch denkbar, dass dem entsprechenden Netzwerkknoten nach Erreichen des vorgegebenen Alters der zu versendenden Nachricht in dem dynamischen Segment 30 ein Zeitfenster gleich zu Beginn des dynamischen Segments 30 im unmittelbar nachfolgenden Buszyklus, hier Buszyklus 5, zugeteilt wird, damit gewährleistet ist, dass die zu vesendende Nachricht dann auf alle Fälle versendet wird. Dies ist durch Pfeil 80 in 1 dargestellt.
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2 zeigt in schematischer Darstellung ein Ablaufdiagramm, wenn eine Nachricht in einem dynamischen Segment eines Buszyklus zu versenden ist. Zunächst wird seitens eines entsprechenden Netzwerkknotens, im Falle, dass der Netzwerkknoten eine Nachricht im dynamischen Segment versenden möchte, ein entsprechender Sendeversuch 100 vorgenommen. Nach Eingang dieses Sendeversuchs 100 wird der Status eines Sendepuffers des dynamischen Segments geprüft (110). Ist der Sendepuffer des dynamischen Segments frei, d. h. beinhaltet er noch keine zu sendenden Nachrichten, so wird in Schritt 120 eine dynamische Nachricht angelegt. Dieser dynamischen Nachricht, da sie neu angelegt wird, wird ein Nachrichtenalter ”= 0” zugeordnet, was Schritt 130 entspricht. Diese angelegte dynamische Nachricht durchläuft in Folge den Buszyklus (140). Kann die dynamische Nachricht nicht in dem jeweiligen Buszyklus gesendet werden, so erfolgt im nachfolgenden Buszyklus erneut ein Sendeversuch 100. Nunmehr ist der Sendepuffer des dynamischen Segments belegt, d. h. eine dynamische Nachricht ist bereits angelegt. Somit wird das Alter der zu sendenden Nachricht überprüft, was in der hier dargestellten Abfolge dem Schritt 150 entspricht. Entspricht das Alter der zu sendenden Nachricht einem vorgegebenen Alter, beispielsweise vier Buszyklen, so wird in Schritt 160 geprüft, ob dieser zu sendenden Nachricht bereits eine Ersatznachricht zugewiesen wurde. Wurde dieser zu sendenden Nachricht noch keine Ersatznachricht zugewiesen, so wird eine bspw. zum Versenden im statischen Segment geeignete Ersatznachricht in Schritt 170 angelegt. Dies wird in Schritt 180 als ”Ersatznachricht zugewiesen = 1” entsprechend vermerkt. Dann wird wiederum der Buszyklus entsprechend Schritt 140 durchlaufen und bei Feststellen in Schritt 145, dass eine Ersatznachricht zugewiesen ist, wird nunmehr ein Sendeversuch 185 für eine statische Nachricht im statischen Segment vorgenommen. Ist in Schritt 160 festgestellt worden, dass bereits der zu sendenden Nachricht eine Ersatznachricht zugewiesen wurde, so wird der Sendepuffer des dynamischen Segments gelöscht, was in Schritt 190 vorgenommen wird und in Schritt 195 als ”Ersatznachricht zugewiesen = 0” vermerkt wird. Des weiteren wird auch hier der Buszyklus 140 entsprechend weiter durchlaufen, so dass die entsprechend zugewiesene Ersatznachricht dann im statischen Segment gesendet werden kann.
