DE102011089214B4 - Kommunikationsvorrichtung für ein Fahrzeugkommunikationsnetzwerk und Fahrzeugkommunikationsnetzwerk - Google Patents

Kommunikationsvorrichtung für ein Fahrzeugkommunikationsnetzwerk und Fahrzeugkommunikationsnetzwerk Download PDF

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Abstract

Kommunikationsvorrichtung (20) für ein Fahrzeugkommunikationsnetzwerk (10), die signaltechnisch über eine erste Schnittstelle koppelbar ist mit dem Fahrzeugkommunikationsnetzwerk (10) und die eine zweite Schnittstelle sowie eine digitale Logikschaltung aufweist, wobei die Logikschaltung eine Zustandsmaschine aufweist und die Logikschaltung ausgebildet ist, für eine Bereitstellung von über die erste Schnittstelle empfangenen Anwendungsdaten an der zweiten Schnittstelle und für eine Übertragung von an der zweiten Schnittstelle bereitgestellten Anwendungsdaten über die erste Schnittstelle ein jeweiliges Transportschichtdatagramm auszuwerten beziehungsweise zu erzeugen, das Anwendungsdaten umfasst und das ein Format gemäß einem vorgegebenen Transportschichtdatenprotokoll aufweist, das einer Transportschicht des Open Systems Interconnection Schichtenmodells zugeordnet ist, wobei Inhalte vorgegebener Felder des Transportschichtdatagramms vorgegeben sind.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Kommunikationsvorrichtung für ein Fahrzeugkommunikationsnetzwerk und das Fahrzeugkommunikationsnetzwerk, wobei die Kommunikationsvorrichtung signaltechnisch über eine erste Schnittstelle koppelbar ist mit dem Fahrzeugkommunikationsnetzwerk.
  • Moderne Kraftfahrzeuge weisen eine Vielzahl von eingebetteten Systemen auf, zum Beispiel Steuer- und/oder Überwachungseinrichtungen, Infotainmenteinrichtungen und/oder Telematikeinrichtungen. Für einen Datenaustausch zwischen den Systemen werden aufgrund der zunehmenden Komplexität Ethernet und/oder TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol) basierte Kommunikationsverbindungen genutzt. Die Auswertung von Ethernet- und/oder TCP/IP-Datagrammen erfordert jedoch, dass die Systeme zusätzliche Komponenten aufweisen, die ausgebildet sind, Datagramme gemäß dem Ethernet-Protkoll beziehungsweise den TCP/IP-Protokollen zu erzeugen, zu versenden sowie die Ethernet-Datagramme beziehungsweise TCP/IP-Datagramme zu empfangen und auszuwerten.
  • Das Dokument US 7,965,721 B1 offenbart ein System und Verfahren zum Bereitstellen von Daten von einem ersten Netzwerk zu einem zweiten Netzwerk. In dem Dokument wird beschrieben, dass bestimmt wird, ob ein erstes Paket Zustandsinformationen enthält, wenn das erste Paket von einem ersten Netzwerk empfangen wird. Wenn das Paket Statusinformationen enthält, wird ein Paket als Reaktion auf den Empfang eines ersten Pakets an das erste Netzwerk übertragen. Das erste Paket kann dann an das zweite Netzwerk übertragen werden. Das Verfahren kann auch das Entfernen der Zustandsinformation aus dem ersten Paket vor der Übertragung an das zweite Netzwerk und das Konvertieren einer Transportschicht des ersten Pakets von einem ersten Protokoll in ein zweites Protokoll vor der Übertragung in das zweite Netzwerk umfassen.
  • Das Dokument US 6,446,192 B1 offenbart ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Fernüberwachung und -steuerung von Geräten oder Anlagen über ein Computernetz. Das Dokument beschreibt einen Netzwerkschnittstellenchip, wobei der Chip Anweisungen und/oder Hardware umfasst zum Implementieren einer vollständigen Internetprotokollfunktionalität im Netzwerk; Übersetzen von Informationen zwischen Netzwerkprotokollformaten und einem Format des Geräts; Übertragen von Informationen zwischen dem Netzwerk und der Gerätesteuerungsschaltung; und Senden von kundenspezifischer Software über das Netzwerk an die Client-Maschine, wobei die Software auf der Client-Maschine ausführbar ist und wobei die Software es der Client-Maschine ermöglicht, Gerätesteuersignale zu erzeugen und Gerätestatusinformationen zu empfangen.
  • Die Aufgabe, die der Erfindung zugrunde liegt, ist es, eine Kommunikationsvorrichtung für ein Fahrzeugkommunikationsnetzwerk und ein Fahrzeugkommunikationsnetzwerk zu schaffen, die beziehungsweise das einen Beitrag leisten, eine Datenkommunikation in dem Fahrzeugkommunikationsnetzwerk zu vereinfachen und damit eine kostengünstige Datenkommunikation ermöglichen.
  • Die Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
  • Die Erfindung zeichnet sich gemäß einem ersten Aspekt aus durch eine Kommunikationsvorrichtung für ein Fahrzeugkommunikationsnetzwerk, die signaltechnisch über eine erste Schnittstelle koppelbar ist mit dem Fahrzeugkommunikationsnetzwerk. Die Kommunikationsvorrichtung umfasst eine zweite Schnittstelle sowie eine digitale Logikschaltung, wobei die Logikschaltung eine Zustandsmaschine aufweist und ausgebildet ist, für eine Bereitstellung von über die erste Schnittstelle empfangenen Anwendungsdaten an der zweiten Schnittstelle und für eine Übertragung von an der zweiten Schnittstelle bereitgestellten Anwendungsdaten über die erste Schnittstelle ein jeweiliges Transportschichtdatagramm auszuwerten beziehungsweise zu erzeugen, das Anwendungsdaten umfasst und das ein Format gemäß einem vorgegebenen Transportschichtdatenprotokoll aufweist, das einer Transportschicht des Open Systems Interconnection Schichtenmodells zugeordnet ist, wobei Inhalte vorgegebener Felder des Transportschichtdatagramms vorgegeben sind.
  • Dies hat den Vorteil, dass die Transportschichtdatagramme derart vereinfacht werden können, dass sie mittels einer fest verdrahteten Hardware-Schaltung geringer Komplexität ausgewertet werden können. Durch die Vorgabe der Inhalte bestimmter Felder wird eine Variabilität der Transportschichtdatagramme reduziert. Dies ermöglicht, dass für eine Auswertung der Transportschichtdatagramme auf eine softwaregesteuerte Recheneinheit verzichtet werden kann. Damit können Einrichtungen in einem Fahrzeug mit der Kommunikationsvorrichtung ausgestattet werden und so über unterschiedliche physikalische Verbindungen in unterschiedlichen Topologien an das Kraftfahrzeugnetzwerk angebunden werden, ohne dass die jeweilige Einrichtung hierfür eine softwaregesteuerte Recheneinheit erfordert.
  • Die Zustandsmaschine kann beispielsweise logische Gatter, Flip-Flops und/oder ein Register umfassen. Solch eine Zustandsmaschine ermöglicht eine einfache und damit kostengünstige Auswertung der Sicherungsschichtdatagramme, der Transportschichtdatagramme und/oder der Vermittlungsschichtdatagramme.
  • Der Begriff Datagramm bezeichnet hierbei eine Dateneinheit, die Kopfdaten umfasst, die Steuerinformationen repräsentieren, und die auch Nachläuferdaten umfassen kann beispielsweise für fehlerprüfende Maßnahmen. Die Kopfdaten werden auch Header genannt und die Nachläuferdaten Trailer. Datagramme umfassen jeweils Nutzdaten und Protokolldaten, die jeweils auf ein oder mehrere Felder des Datagramms aufgeteilt sind. Das Auswerten von Datagrammen ist hierbei in dem Sinne zu verstehen, dass Nutzdaten, die in den Datagrammen eingebettet sind, von den Protokolldaten getrennt werden und für eine weitere Verarbeitung und/oder Anwendung bereitgestellt werden. Das Erzeugen von Datagrammen ist hierbei in dem Sinne zu verstehen, dass die Nutzdaten, die von der Anwendung und/oder von einer Vorverarbeitung bereitgestellt werden, um vorgegebene Protokolldaten ergänzt werden.
  • In einer vorteilhaften Ausgestaltung des ersten Aspekts ist die Logikschaltung ausgebildet, ein jeweiliges Vermittlungsschichtdatagramm auszuwerten beziehungsweise zu erzeugen, das zumindest ein Teil eines oder mehrerer der jeweiligen Transportschichtdatagramme umfasst und ein Format gemäß einem vorgegebenen Vermittlungsschichtdatenprotokoll aufweist, das einer Vermittlungsschicht des Open Systems Interconnection Schichtenmodells zugeordnet ist, wobei Inhalte vorgegebener Felder des Vermittlungsschichtdatagramms vorgegeben sind.
  • Dies hat den Vorteil, dass die Vermittlungsschichtdatagramme derart vereinfacht werden können, dass sie mittels einer Hardware-Schaltung geringer Komplexität ausgewertet werden können. Durch die Vorgabe der Inhalte bestimmter Felder wird eine Variabilität der Vermittlungsschichtdatagramme reduziert, sodass für eine Auswertung der Vermittlungsschichtdatagramme auf eine softwaregesteuerte Recheneinheiten verzichtet werden kann. Ferner ermöglicht dies eine kostengünstige Herstellung, da die Schaltungsfunktionen zur Auswertung der Transportschichtdatagramme und der Vermittlungsschichtdatagramme in einer integrierten Schaltung auf einem Chip einfach realisiert werden können.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des ersten Aspekts ist die Logikschaltung ausgebildet, ein jeweiliges Sicherungsschichtdatagramm auszuwerten beziehungsweise zu erzeugen, das zumindest ein Teil eines oder mehrerer der jeweiligen Vermittlungsschichtdatagramme umfasst und das ein Format gemäß einem vorgegebenen Sicherungsschichtdatenprotokoll aufweist, das einer Sicherungs- und/oder Bitübertragungsschicht des Open Systems Interconnection Schichtenmodells zugeordnet ist, wobei Inhalte vorgegebener Felder des Sicherungsschichtdatagramms vorgegeben sind. Dies ermöglicht eine kostengünstige Herstellung, da die Schaltungsfunktionen zur Auswertung der Sicherungsschichtdatagramme, der Transportschichtdatagramme und/oder der Vermittlungsschichtdatagramme in einer integrierten Schaltung in einem Chip einfach realisiert werden können.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des ersten Aspekts umfasst das Transportschichtdatenprotokoll ein User Datagram Protocol. Das User Datagram Protocol, abgekürzt UDP, ist ein minimales, verbindungsloses Netzwerkprotokoll, das zur Transportschicht der Internetprotokollfamilie gehört. Aufgrund der Einfachheit des Protokolls und der Vorgabe der Inhalte der vorgegebenen Felder ist eine einfach Auswertung und insbesondere eine einfache Auswertung mittels einer fest verdrahteten Hardwareschaltung möglich.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des ersten Aspekts umfasst das Vermittlungsschichtdatenprotokoll ein Internetprotokoll. Das Internetprotokoll ist ein sehr weit verbreitetes Protokoll und wird für eine Vielzahl von Anwendungen genutzt. Ein Einsatz des Internetprotokolls ermöglicht somit einen sehr flexiblen Datenaustausch mit unterschiedlichsten Einrichtungen.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des ersten Aspekts umfasst das Sicherungsschichtdatenprotokoll ein Ethernetprotokoll. Das Ethernetprotokoll ist ein sehr weit verbreitetes Protokoll und wird für eine Vielzahl von Anwendungen genutzt. Ein Einsatz des Ethernetprotokolls ermöglicht somit einen sehr flexiblen Datenaustausch mit unterschiedlichsten Einrichtungen.
  • Gemäß einem zweiten Aspekt zeichnet sich die Erfindung aus durch ein Fahrzeugkommunikationsnetzwerk, das zumindest eine Kommunikationsvorrichtung gemäß dem ersten Aspekt und zumindest einen Netzwerkhost umfasst, wobei die Kommunikationsvorrichtung und der Netzwerkhost signaltechnisch zum Austausch von Daten gekoppelt sind.
  • Vorteilhafte Ausgestaltungen des ersten Aspekts gelten hierbei auch für den zweiten Aspekt.
  • Vorteilhafterweise ermöglicht dies einen flexiblen Austausch von Anwendungsdaten zwischen verschiedenen Einrichtungen in einem Fahrzeug. Die Kommunikationsvorrichtung kann mit einem eingebetteten Gerät, zum Beispiel einem Display, elektrisch gekoppelt sein, so dass Anwendungsdaten von dem Netzwerkhost gemäß dem Transportschichtdatenprotokoll an die Kommunikationsvorrichtung des eingebetteten Gerätes übertragen werden können und die Kommunikationsvorrichtung nur die Anwendungsdaten an das eingebettete Gerät weiterreicht, sodass das eingebettete Gerät keine Prozessoreinheit und/oder Software benötigt, um die von dem Netzwerkhost gesendeten Datagramme auszuwerten.
  • Der Netzwerkhost umfasst beispielsweise eine Recheneinheit und ist beispielsweise ausgebildet Informationen, Dienste und/oder Anwendungsprogramme einem Nutzer oder einem anderen Netzwerkknoten in dem Fahrzeugkommunikationsnetzwerk zur Verfügung zu stellen. Der Netzwerkhost umfasst einen physikalischen Netzwerkknoten. Dem Netzwerkhost ist eine Vermittlungsschicht-Adresse zugeordnet und vorzugsweise unterstützt der Netzwerkhost das Vermittlungsschichtdatenprotokoll in vollem Umfang.
  • Vorzugweise ist die Kommunikationsvorrichtung mit einem oder zwei Netzwerkhosts zum Datenaustausch signaltechnisch gekoppelt.
  • In einer vorteilhaften Ausgestaltung des zweiten Aspekts umfasst der zumindest eine Netzwerkhost einen Internet-Protokoll-Host.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des zweiten Aspekts ist eine Internet-Protokoll-Adresse des zumindest einen Netzwerkhosts und eine Internet-Protokoll-Adresse der zumindest einen Kommunikationsvorrichtung vorgegeben. Die zumindest eine Kommunikationsvorrichtung weist ein Speicherelement auf, in dem die Internet-Protokoll-Adresse des zumindest einen Netzwerkhosts und die Internet-Protokoll-Adresse der Kommunikationsvorrichtung gespeichert ist. Der zumindest eine Netzwerkhost weist einen Speicher auf, in dem die Internet-Protokoll-Adresse der zumindest einen Kommunikationsvorrichtung und die Internet-Protokoll-Adresse des Netzwerkhosts gespeichert ist. Diese ermöglicht in einfacher Weise, die zu einer Internet-Protokolladresse zugehörige physikalische Adresse (Hardwareadresse) der Sicherungsschicht zu ermitteln und diese Zuordnung in der Speichereinheit der Kommunikationsvorrichtung und in dem Speicher des Netzwerkhosts zu speichern.
  • Ausführungsbeispiele der Erfindung sind im Folgenden anhand der schematischen Zeichnungen erläutert.
  • Es zeigen:
    • 1 ein Ausführungsbeispiel eines Fahrzeugkommunikationsnetzwerks,
    • 2 ein Ausführungsbeispiel eines Sicherungsschichtdatagramms,
    • 3 ein Ausführungsbeispiel eines Vermittlungsschichtdatagramms und
    • 4 ein Ausführungsbeispiel eines Transportschichtdatagramms.
  • Elemente gleicher Konstruktion oder Funktion sind figurenübergreifend mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
  • 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Fahrzeugkommunikationsnetzwerks. Das Fahrzeugkommunikationsnetzwerk 10 umfasst beispielsweise zumindest eine Kommunikationsvorrichtung 20 und zumindest einen Netzwerkhost 30, die zur Übertragung von Daten signaltechnisch gekoppelt sind. Der Netzwerkhost 30 umfasst beispielsweise eine Recheneinheit und ist beispielsweise ausgebildet, Informationen, Dienste und/oder Anwendungsprogramme einem Nutzer oder einem anderen Netzwerkknoten in dem Fahrzeugkommunikationsnetz zur Verfügung zu stellen.
  • Die Kommunikationsvorrichtung 20 weist eine erste Schnittstelle auf über die sie signaltechnisch gekoppelt ist mit dem Fahrzeugkommunikationsnetzwerk 10. Ferner weist die Kommunikationsvorrichtung 20 eine zweite Schnittstelle auf und ist über die zweite Schnittstelle beispielsweise elektrisch mit einem eingebetteten System 40 des Fahrzeugs gekoppelt, beispielsweise mit einem Display zur Ausgabe von optischen Signalen und/oder einem berührungssensitiven Bildschirm. Solch ein eingebettetes System 40, das auch als Embedded Device bezeichnet wird, weist beispielsweise nur eine minimale Steuerschnittstelle auf. Beispielsweise besitzen heutige Displays, die in einem Kraftfahrzeug angeordnet sind, eine minimale Steuerschnittstelle zum Schreiben von Registern, aber keine größere Speichereinrichtungen und/oder Rechnereinheiten zur Speicherung beziehungsweise zur Verarbeitung von komplexen Programmkodes zur Auswertung von Datagrammen.
  • Die Kommunikationsvorrichtung 20 ist beispielsweise ausgebildet, während eines Normalbetriebs der Kommunikationsvorrichtung 20 und des Netzwerkhosts 30 in vorgegebenen Zeitabständen und/oder im Falle des Auftretens von vorgegebenen Ereignissen Datagramme an den Netzwerkhost 30 zu senden. Die vorgegebenen Zeitabstände können jeweils gleich sein oder unterschiedlich. Der Netzwerkhost 30, der die Datagramme empfängt, verarbeitet diese beispielsweise ohne weitere Flusskontrollmaßnahmen. Sobald der Netzwerkhost 30 das erste Datagramm und der Kommunikationsvorrichtung 20 empfangen und ausgewertet hat, kann der Netzwerkhost 30 beispielsweise einfache Datenpakete an die Kommunikationsvorrichtung 20 senden, beispielsweise um Register zu beschreiben.
  • Die Kommunikationsvorrichtung 20 umfasst hierzu eine digitale Logikschaltung, wobei die Logikschaltung ausgebildet ist, für eine Bereitstellung von über die erste Schnittstelle empfangenen Anwendungsdaten an der zweiten Schnittstelle und für eine Übertragung von an der zweiten Schnittstelle bereitgestellten Anwendungsdaten über die erste Schnittstelle ein jeweiliges Transportschichtdatagramm auszuwerten beziehungsweise zu erzeugen, das Anwendungsdaten umfasst und das ein Format gemäß einem vorgegebenen Transportschichtdatenprotokoll aufweist, das einer Transportschicht des Open Systems Interconnection Schichtenmodells zugeordnet ist, wobei Inhalte vorgegebener Felder des Transportschichtdatagramms vorgegeben sind.
  • Die Logikschaltung ist beispielsweise ferner ausgebildet, ein jeweiliges Vermittlungsschichtdatagramm auszuwerten beziehungsweise zu erzeugen, das zumindest ein Teil eines oder mehrerer der jeweiligen Transportschichtdatagramme umfasst und ein Format gemäß einem vorgegebenen Vermittlungsschichtdatenprotokoll aufweist, das einer Vermittlungsschicht des Open Systems Interconnection Schichtenmodells zugeordnet ist, wobei Inhalte vorgegebener Felder des Vermittlungsschichtdatagramms vorgegeben sind.
  • Des Weiteren ist die Logikschaltung beispielsweise ausgebildet, ein jeweiliges Sicherungsschichtdatagramm auszuwerten beziehungsweise zu erzeugen, das zumindest ein Teil eines oder mehrerer der jeweiligen Vermittlungsschichtdatagramme umfasst und das ein Format gemäß einem vorgegebenen Sicherungsschichtdatenprotokoll aufweist, das einer Sicherungs- und/oder Bitübertragungsschicht des Open Systems Interconnection Schichtenmodells zugeordnet ist, wobei Inhalte vorgegebener Felder des Sicherungsschichtdatagramms vorgegeben sind.
  • Die Logikschaltung kann hierzu beispielsweise eine Zustandsmaschine aufweisen.
  • 2 ein Ausführungsbeispiel eines Sicherungsschichtdatagramms, das von der Logikschaltung ausgewertet und/oder erzeugt werden kann. Das Sicherungsschichtdatagramm ist in dem gezeigten Ausführungsbeispiel als Ethernet-Datagramm ausgebildet. Für einige Bezeichnungen der Felder werden im Folgenden die englischen Eigennamen genutzt, insofern keine korrespondierenden deutschen Namen gebräuchlich sind.
  • Das Ethernet-Datagramm umfasst beispielsweise folgende Felder gemäß dem IEEE 802.3 und IEEE 802.1q Standard:
    • - Präambel PREAMBLE
    • - Start Frame Delimiter SFD
    • - Ziel-MAC-Adresse DA
    • - Quell-MAC-Adresse SA
    • - VLAN-Tag TAG mit einem ersten Unterfeld VLAN PRIORITY zweiten Unterfeld CFI und dritter Unterfeld VLAN ID
    • - Typ-Feld TYPE
    • - Daten Feld DATA
    • - PAD-Feld PAD
    • - Frame Check Sequence Field CRC
  • Hierbei werden beispielsweise die Inhalte der folgenden Felder wie folgt vorgegeben:
    • Dem ersten Unterfeld VLAN Priority des Feldes VLAN TAG wird der Wert 0 zugeordnet. Dem zweiten Unterfeld CFI des Feldes VLAN TAG wird ebenfalls der Wert 0 zugeordnet. Dem dritten Unterfeld VLAN ID wird der hexadezimale Wert 0x49 zugeordnet.
  • Hierbei kann vorgesehen sein, dass das erste Unterfeld VLAN PRIORITY und das dritte Unterfeld VLAN ID bei Bedarf geändert werden kann. Die Werte für das erste Unterfeld VLAN PRIORITY und dritte Unterfeld VLAN ID können daher jeweils in der Speichereinheit der Kommunikationsvorrichtung 20 und in dem Speicher des Netzwerkhosts 30 gespeichert werden.
  • Dem Typ-Feld TYPE wird bei einer internet-protokoll-basierten Kommunikation zwischen der Kommunikationsvorrichtung 20 und dem Netzwerkhost 30 der hexadezimale Wert 0x0800 zugeordnet. Dem Typ-Feld TYPE wird bei einer ARP-basierten (Address Resolution Protocol) Kommunikation zwischen der Kommunikationsvorrichtung 20 und dem Netzwerkhost 30 der hexadezimale Wert 0x0806 zugeordnet. Das Adress Resolution Protocol ist der Sicherungsschicht zugeordnet. Die ARP-basierte Kommunikation wird beispielsweise bei einem Neustart der Kommunikationsvorrichtung 20 und/oder des Netzwerkhost 30 ausgeführt.
  • Ferner kann vorgesehen sein, das für zukünftige Anwendungen dem Typ-Feld TYPE der hexadezimale Wert 0x086DD zugeordnet werden kann.
  • Die weiteren Felder der jeweiligen Datagramme können Inhalte gemäß IEEE 802.3 aufweisen.
  • 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Vermittlungsschichtdatagramms, das von der Logikschaltung ausgewertet und/oder erzeugt werden kann. Das Vermittlungsschichtdatagramm ist in dem gezeigten Ausführungsbeispiel als Internet-Protokoll-Datagramm ausgebildet. Für einige Bezeichnungen der Felder werden im Folgenden die englischen Eigennamen genutzt, insofern keine korrespondierenden deutschen Namen gebräuchlich sind.
  • Das Internet-Protokoll-Datagramm umfasst beispielsweise folgende Felder:
    • - Versionsfeld IP_Version
    • - IP Header Length Field IP_IHL
    • - Type of Service Field IP_TOS
    • - Total Length Field IP_Total_Length
    • - Indentification Field IP_Identification
    • - Flag Field IP_Flags
    • - Fragment Offset Field IP_Fragment_Offset
    • - Time To Live Field IP_TTL
    • - Protocol Field IP_Protocol
    • - Checksum Field IP_Header_Checksum
    • - Quelladressfeld IP_Source_Adress
    • - Zieladressfeld IP_Destination_Adress
    • - Options and Padding Field IP_Options_and_Padding
    • - Datenfeld IP_Data
  • Hierbei werden beispielsweise die Inhalte der folgenden Felder wie folgt vorgegeben:
    • - Das Feld Version Field IP_Version weist den Wert 4 auf.
    • - Das Feld Type of Service Field IP_TOS weist den hexadezimalen Wert 0x00 auf.
    • - Das Feld Flag Field IP_Flags weist den Wert 0 auf.
    • - Das Feld Fragment Offset Field IP_Fragment_Offset weist den Wert 0 auf.
    • - Das Feld Time To Live Field IP_TTL weist den Wert 1 auf.
    • - Das Feld Protocol Field IP_Protocol weist den Wert 17 auf.
    • - Das Quelladressfeld IP_Source_Adress weist einen festen Adresswert auf, der gespeichert wird.
    • - Das Zieladressfeld IP_Destination_Adress, weist einen festen Adresswert auf, der gespeichert wird.
    • - Das Feld Options and Padding Field IP_Options_and_Padding wird nicht genutzt.
    • - Das Datenfeld IP_Data umfasst UDP-Datagramme.
  • 4 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Transportschichtdatagramms, das von der Logikschaltung ausgewertet und/oder erzeugt werden kann. Das Transportschichtdatagramm ist in dem gezeigten Ausführungsbeispiel als UDP-Datagramm ausgebildet. Für einige Bezeichnungen der Felder werden im Folgenden die englischen Eigennamen genutzt, insofern keine korrespondierenden deutschen Namen gebräuchlich sind.
  • Das UDP-Datagramm umfasst beispielsweise folgende Felder:
    • - Quell-Port U_Source_Port
    • - Ziel-Port U_Destination_Port
    • - Länge U_Length
    • - Prüfsumme U_Checksum
    • - Daten U_Data
  • Dem Feld Quell-Port U_Source_Port ist der Wert 0 zugeordnet. Dem Feld Ziel-Port U_Destination_Port wird der Wert 1 zugeordnet.
  • Bezüglich der Anwendung in dem Fahrzeugkommunikationsnetzwerks kann vorgesehen sein, dass das Feld Daten U_Data kodierte Daten umfasst, die ein Type-Length-Value-Format aufweisen. Hierbei wird eine variable Anzahl von Attributen in einer Nachricht übertragen. Ein Attribut wird durch folgendes Tripel, Typ, Länge und Wert, übermittelt.
  • Beispielsweise kann, um eine vereinfachte Kommunikation zwischen der Kommunikationsvorrichtung 20 und dem Netzwerkhost 30 zu ermöglichen, vorgesehen sein, dass die Internet-Protokoll-Adresse des zumindest einen Netzwerkhosts 30 und eine Internet-Protokoll-Adresse der zumindest einen Kommunikationsvorrichtung 20 vorgegeben sind. Die zumindest eine Kommunikationsvorrichtung 20 weist beispielsweise einen Speicherelement auf, zum Beispiel ein EEPROM, in dem die Internet-Protokoll-Adresse des zumindest einen Netzwerkhosts 30 und die Internet-Protokoll-Adresse der Kommunikationsvorrichtung 20 gespeichert sind. Der zumindest eine Netzwerkhost 30 weist beispielsweise einen Speicher auf, in dem die Internet-Protokoll-Adresse der zumindest einen Kommunikationsvorrichtung 20 und die Internet-Protokoll-Adresse des Netzwerkhosts 30 gespeichert ist.
  • Dies ermöglicht, dass die Kommunikationsvorrichtung 20 a priori die Internet-Protokoll-Adresse des Netzwerkhosts 30 kennt und der Netzwerkhost 30 die Internet-Protokoll-Adresse der Kommunikationsvorrichtung 20. Es kann vorgesehen sein, dass zu Beginn des Betriebs des Fahrzeugkommunikationsnetzwerks, zum Beispiel bei einem Neustart des Fahrzeugkommunikationsnetzwerkes, die physikalischen Adressen, beispielsweise die MAC-Adressen (Media Access Control) des Netzwerkhosts 30 nicht bekannt ist und dass dem Netzwerkhost 30 nicht bekannt ist, ob die Kommunikationsvorrichtung 20 im Fahrzeugkommunikationsnetzwerk 10 tatsächlich aktiv ist. Aus diesem Grund kann beispielsweise vorgesehen sein, dass die Kommunikationsvorrichtung 20 derart ausgebildet ist, dass sie die physikalische Adresse, zum Beispiel die MAC-Adresse, des Netzwerkhosts 30 ermitteln kann auf Basis der von ihr gespeicherten Internet-Protokoll-Adresse des Netzwerkhosts 30. Der Netzwerkhost 30 kann derart ausgebildet sein, dass er die physikalische Adresse der Kommunikationsvorrichtung 20 ermitteln kann auf Basis der von ihm gespeicherten Internet-Protokoll-Adresse der Kommunikationsvorrichtung 20. Der jeweilige Netzwerkhost 30 ist beispielsweise ausgebildet, Datagramme gemäß einem Address Resolution Protocol (ARP) an eine Mehrfach- oder Rundrufadresse zu senden. Die Kommunikationsvorrichtung 20 ist ausgebildet, dieses ARP-Datagramm auszuwerten, das die Internet-Protokoll-Adresse des jeweiligen Netzwerkhost 30 aufweist, auszuwerten. Die Kommunikationsvorrichtung 20 empfängt das ARP-Datagramm und vergleicht die physikalische Quelladresse, z. B. die Quell-MAC-Adresse, mit einer zuvor gespeicherten physikalische Quelladresse, die sie beispielsweise in der Speichereinheit gespeichert hat. Sobald die empfangene physikalische Adresse von der gespeicherten physikalischen Adresse abweicht, wird die neue physikalische Adresse, die dem jeweiligen Netzwerkhost 30 zugeordnet ist, gespeichert.
  • Bezugszeichenliste
    • 10
    Fahrzeugkommunikationsnetzwerk
    20
    Kommunikationsvorrichtung
    30
    Netzwerkhost
    40
    eingebettetes System
    CFI
    zweites Unterfeld
    CRC
    Frame Check Sequence Field
    DA
    Ziel-MAC-Adresse
    DATA
    Daten Feld
    IP_Data
    Datenfeld
    IP_Destination_Adress
    Zieladressfeld
    IP_Flags
    Flag Field
    IP_Fragment_Offset
    Fragment Offset Field
    IP_Header_Checksum
    Checksum Field
    IP_Identification
    Indentification Field
    IP_IHL
    IP Header Length Field
    IP_Options_and_Padding
    Options and Padding Field
    IP_Protocol
    Protocol Field
    IP_Source_Adress
    Quelladressfeld
    IP_TOS
    Type of Service Field
    IP_Total_Length
    Total Length Field
    IP_TTL
    Time To Live Field
    IP_Version
    Versionsfeld
    PAD
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Claims (9)

  1. Kommunikationsvorrichtung (20) für ein Fahrzeugkommunikationsnetzwerk (10), die signaltechnisch über eine erste Schnittstelle koppelbar ist mit dem Fahrzeugkommunikationsnetzwerk (10) und die eine zweite Schnittstelle sowie eine digitale Logikschaltung aufweist, wobei die Logikschaltung eine Zustandsmaschine aufweist und die Logikschaltung ausgebildet ist, für eine Bereitstellung von über die erste Schnittstelle empfangenen Anwendungsdaten an der zweiten Schnittstelle und für eine Übertragung von an der zweiten Schnittstelle bereitgestellten Anwendungsdaten über die erste Schnittstelle ein jeweiliges Transportschichtdatagramm auszuwerten beziehungsweise zu erzeugen, das Anwendungsdaten umfasst und das ein Format gemäß einem vorgegebenen Transportschichtdatenprotokoll aufweist, das einer Transportschicht des Open Systems Interconnection Schichtenmodells zugeordnet ist, wobei Inhalte vorgegebener Felder des Transportschichtdatagramms vorgegeben sind.
  2. Kommunikationsvorrichtung (20) nach Anspruch 1, bei der die Logikschaltung ausgebildet ist, ein jeweiliges Vermittlungsschichtdatagramm auszuwerten beziehungsweise zu erzeugen, das zumindest ein Teil eines oder mehrerer der jeweiligen Transportschichtdatagramme umfasst und ein Format gemäß einem vorgegeben Vermittlungsschichtdatenprotokoll aufweist, das einer Vermittlungsschicht des Open Systems Interconnection Schichtenmodells zugeordnet ist, wobei Inhalte vorgegebener Felder des Vermittlungsschichtdatagramms vorgegeben sind.
  3. Kommunikationsvorrichtung (20) nach Anspruch 1 oder 2, bei der die Logikschaltung ausgebildet ist, ein jeweiliges Sicherungsschichtdatagramm auszuwerten beziehungsweise zu erzeugen, das zumindest ein Teil eines oder mehrerer der jeweiligen Vermittlungsschichtdatagramme umfasst und das ein Format gemäß einem vorgegebenen Sicherungsschichtdatenprotokoll aufweist, das einer Sicherungs- und/oder Bitübertragungsschicht des Open Systems Interconnection Schichtenmodells zugeordnet ist, wobei Inhalte vorgegebener Felder des Sicherungsschichtdatagramms vorgegeben sind.
  4. Kommunikationsvorrichtung (20) gemäß einem der vorstehenden Ansprüche 1 bis 3, bei der das Transportschichtdatenprotokoll ein User Datagram Protocol umfasst.
  5. Kommunikationsvorrichtung (20) gemäß einem der vorstehenden Ansprüche 1 bis 4, bei der das Vermittlungsschichtdatenprotokoll ein Internetprotokoll umfasst.
  6. Kommunikationsvorrichtung (20) gemäß einem der vorstehenden Ansprüche 1 bis 5, bei der das Sicherungsschichtdatenprotokoll ein Ethernetprotokoll umfasst.
  7. Fahrzeugkommunikationsnetzwerk (10), das umfasst: - zumindest eine Kommunikationsvorrichtung (20) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, und - zumindest einen Netzwerkhost (30), wobei die Kommunikationsvorrichtung (20) und der Netzwerkhost (30) signaltechnisch zum Austausch von Daten gekoppelt sind.
  8. Fahrzeugkommunikationsnetzwerk (10) nach Anspruch 7, bei dem der zumindest eine Netzwerkhost (30) einen Internet-Protokoll-Host umfasst.
  9. Fahrzeugkommunikationsnetzwerk (10) nach Anspruch 7 oder 8, bei dem eine Internet-Protokoll-Adresse des zumindest einen Netzwerkhosts (30) und eine Internet-Protokoll-Adresse der zumindest einen Kommunikationsvorrichtung (20) vorgegeben ist und - die zumindest eine Kommunikationsvorrichtung (20) ein Speicherelement aufweist, in dem die Internet-Protokoll-Adresse des zumindest einen Netzwerkhosts (30) und die Internet-Protokoll-Adresse der Kommunikationsvorrichtung (20) gespeichert ist, und - der zumindest eine Netzwerkhost (30) einen Speicher aufweist, in dem die Internet-Protokoll-Adresse der zumindest einen Kommunikationsvorrichtung (20) und die Internet-Protokoll-Adresse des Netzwerkhosts (30) gespeichert ist.
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