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Die Erfindung betrifft Einrichtung zum Aufwecken eines an ein zeitgesteuertes Bussystem angeschlossenen Steuergerätes wobei das Steuergerät dazu eingerichtet und vorgesehen ist, in einen Schlafzustand geschaltet und durch ein Steuersignal in einen Betriebszustand geschaltet zu werden, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Des Weiteren betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Aufwecken eines an ein zeitgesteuertes Bussystem angeschlossenen Steuergerätes, insbesondere unter Verwendung einer solchen Einrichtung entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs 10.
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Steuergeräte für Bussysteme wie beispielsweise CAN oder FlexRay sind seit langem bekannt. Gemeinsam ist den Steuergeräten, dass diese einen Mikroprozessor und einen Transceiver aufweisen und an die entsprechenden Busleitungen angeschlossen sind. Ein Problem dieser Steuergeräte ist ihr hoher Energiebedarf. Um diesen Energiebedarf zu senken, sind Steuergeräte bekannt, die in einen energiesparenden Schlafzustand geschaltet werden können und erst bei einem bestimmten Signal wieder in den normalen Betriebsmodus geschaltet werden.
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Im Stand der Technik sind diesbezüglich ein Teilnetzbetrieb und das gesteuerte Aufwachen der Steuergeräte bekannt. Die
DE10358584A1 zeigt beispielsweise eine Vorrichtung zum Aufwecken von Teilnehmern eines Bussystems, die dadurch gekennzeichnet ist, dass ein Erfassungsmittel, insbesondere ein Zähler vorgesehen ist, der wenigstens eine vorgegebene Signaleigenschaft der auf dem Bussystem übermittelten Signale umfasst und bei Erreichen einer vorgebbaren Anzahl, bezogen auf die Signaleigenschaft, den weiteren Aufweckvorgang einleitet.
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Außerdem zeigt die
DE19809726A1 ein Interface für einen Datenknoten eines Datennetzes, das eine Mehrzahl von mittels einer Busleitung miteinander verbundenen Datenknoten aufweist, die mittels über die Busleitung geschickter Adressencodes selektiv ansprechbar sind, wobei das Interface ein Adressenfilter aufweist, mittels weichem für den zugehörigen Datenknoten bestimmte Adressen erkennbar sind.
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Dieser Stand der Technik weist jedoch den Nachteil auf, dass er nur für Bussysteme geeignet ist, die nach dem CAN-Standard arbeiten. CAN-Busse sind ereignisgesteuerte Busse. Das Steuerelement ist ein sogenannter Identifier. Die an den Bus angeschlossenen Steuergeräte reagieren nur wenn ein passender Identifier auf den Bus gegeben wird.
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Der Stand der Technik funktioniert jedoch nicht bei zeitgesteuerten Bussystemen, wie zum Beispiel FlexRay. Bei derartigen Bussystemen ist das Steuerelement ein Timeslot. Bei solchen Systemen müssen immer alle Busteilnehmer in ihrem Timeslot antworten, um beispielsweise die Systemzeit zu synchronisieren. Ein Steuergerät im Schlafmodus könnte dies nicht gewährleisten, die oben beschriebenen Lösungen kommen daher für ein zeitgesteuertes Bussystem nicht in Frage.
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Aufgabe der Erfindung ist es, eine Einrichtung zum Aufwecken eines an ein zeitgesteuertes Bussystem angeschlossenen Steuergerätes zur Verfügung zu stellen, das die oben beschriebenen Nachteile nicht aufweist.
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Diese Aufgabe wird durch eine Einrichtung gemäß Anspruch 1 und ein Verfahren gemäß Anspruch 10 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Danach ist eine Einrichtung zum Aufwecken eines an ein zeitgesteuertes Bussystem angeschlossenen Steuergerätes vorgesehen, wobei das Steuergerät dazu eingerichtet und vorgesehen ist, in einen Schlafzustand geschaltet und durch ein Steuersignal in einen Betriebszustand geschaltet zu werden. Erfindungsgemäß ist ein zwischen dem Bussystem und dem Steuergerät angeordnetes Erfassungsmittel vorgesehen, das dazu eingerichtet und vorgesehen ist, auf dem Bussystem übermittelte Datensignale zu erfassen und auszuwerten und das Steuergerät bei Erkennen eines vordefinierbaren Datensignals in den Betriebszustand zu schalten. Bevorzugt verwendet das zeitgesteuerte Bussystem ein synchrones und/oder ein asynchrones Verfahren. Beim statischen STD (Synchron Time Division) wird vorteilhaft jedem Sender durch den Multiplexer ein fester Zeitabschnitt zur Übertragung seiner Daten (Signale) auf dem Übertragungskanal zugeordnet. Dadurch kann Zeit unnötig verstreichen wenn eine Station nichts sendet. Durch das dynamische Verfahren ATD (Asynchron Time Division) wird der Nachteil des synchronen Verfahren verhindert. Dies geschieht, indem nur die Sender durch den Multiplexer auf den Übertragungskanal gegeben werden, die Daten (Signale) auch wirklich senden.
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Vorzugsweise verfügt das Steuergerät über einen Mikrocontroller. Der Schlafzustand (Sleep-Mode) kann bevorzugt dadurch erreicht werden, dass das Steuergerät komplett spannungslos geschaltet wird. Im spannungslosen Zustand kann das Steuergerät bevorzugt weder Daten über den Bus senden, noch Daten über den Bus empfangen. In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung wird das Steuergerät zwar weiter bestromt, aber der Mikrocontroller nicht betaktet. In diesem Schlafzustand kann das Steuergerät vorzugsweise noch Daten über das Bussystem empfangen jedoch ebenfalls keine Daten mehr senden.
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Weiterhin bevorzugt weist das Erfassungsmittel ein Speichermittel auf, das dazu eingerichtet und vorgesehen ist, ein auf dem Bussystem übermitteltes Signal als Bitfolge zwischenzuspeichern. Vorteilhaft handelt es sich bei dem Speichermittel um einen permanenten (z. B. ROM, PROM) oder semipermanenten Speicher (z. B. EPROM, Flash-EEPROM), da dieser die gespeicherten Daten auch ohne andauernde Stromversorgung sichert. Allerdings ist auch die Verwendung jedes anderen geeigneten Speichers möglich. Vorzugsweise werden die Signale durch so genanntes Polling (zyklisches Abfragen) erhalten. Gleichwertig ist aber die Verwendung von Interrupt-Requests (Unterbrechungsanforderungen) oder ein rekursiver Aufbau.
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In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung weist das Erfassungsmittel ein erstes Filterspeichermittel, das dazu eingerichtet und ausgebildet ist, zumindest eine Bitfolge, welche dem vordefinierbaren Datensignal entspricht, dauerhaft zu speichern, ein Vergleichsmittel, das dazu eingerichtet und ausgebildet ist, die in dem ersten Filterspeichermittel gespeicherte Bitfolge mit der in dem Speichermittel gespeicherten Bitfolge auf Übereinstimmung zu vergleichen und eine Schalteinrichtung, die dazu eingerichtet und vorgesehen ist, das Steuergerät in den Betriebsmodus zu schalten, wenn die in dem ersten Filterspeichermittel gespeicherte Bitfolge und die in dem Speichermittel gespeicherte Bitfolge übereinstimmen, auf. Auch bei dem Filterspeichermittel handelt es sich bevorzugt um einen permanenten (z. B. ROM, PROM) oder semipermanenten Speicher (z. B. EPROM, Flash-EEPROM), da dieser die gespeicherten Daten auch ohne andauernde Stromversorgung sichert. Allerdings ist auch die Verwendung jedes anderen geeigneten Speichers möglich.
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Vorteilhaft weist das Erfassungsmittel eine Nachrichtenspeichervorrichtung auf, die dazu eingerichtet und vorgesehen ist, für das Steuergerät relevante Nachrichten auf dem Bussystem zu erkennen und zu speichern und das Steuergerät dazu eingerichtet und vorgesehen ist, die gespeicherten Nachrichten abzurufen. Insbesondere werden so wichtige Nachrichten erkannt und zwischengespeichert. Das Steuergerät hat dadurch insbesondere direkt nachdem es in den Betriebszustand geschaltet wurde Zugriff auf aktuelle Nachrichten. Dies führ vorteilhaft zu einer geringen Reaktionszeit auf Weck-Ereignisse. Das Abrufen der Nachrichten durch das Steuergerät kann wiederum vorzugsweise durch so genanntes Polling (zyklisches Abfragen) geschehen. Gleichwertig ist aber auch hier die Verwendung von Interrupt-Requests (Unterbrechungsanforderungen) oder ein rekursiver Aufbau.
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Bevorzugt weist die Nachrichtenspeichervorrichtung ein zweites Filterspeichermittel, das dazu eingerichtet und vorgesehen ist, zumindest eine vordefinierbare Nachricht dauerhaft als Bitfolge zu speichern, ein Vergleichsmittel, das dazu eingerichtet und vorgesehen ist, die in dem zweiten Filterspeichermittel gespeicherte Bitfolge mit der in dem Speichermittel gespeicherten Bitfolge auf Übereinstimmung zu vergleichen und ein Speichermodul, das dazu eingerichtet und vorgesehen ist, die Nachricht zu speichern, wenn die in dem zweiten Filterspeichermittel gespeicherte Bitfolge und die in dem zweiten Speichermittel gespeicherte Bitfolge übereinstimmen, auf. Die in dem zweiten Filterspeichermittel gespeicherte Bitfolge fungiert also vorzugsweise als Filter, mit dessen Hilfe das Vergleichsmittel die relevanten Nachrichten herausfiltert.
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Vorzugsweise ist das Bussystem dazu eingerichtet und vorgesehen, den FlexRay-Standard umzusetzen. Bei FlexRay wird bevorzugt eine Kombination aus statischer STD (Synchron Time Division) und dynamischer ATD (Asynchron Time Division) verwendet. Die Daten werden bei FlexRay vorteilhaft über zwei Leitungen, Bus Plus und Bus Minus, übertragen. Empfangen wird dabei die Differenzspannung zwischen den beiden Leitungen. Dieses System ist besonders störungssicher, da eine eventuelle Störung an beiden Drähten die gleiche Spannungsänderung verursacht und die Differenzspannung daher gleich groß bleibt.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist das Erfassungsmittel dazu eingerichtet und vorgesehen, Daten über das Bussystem zu senden, wenn sich das Steuergerät im Schlafzustand befindet. Vorzugsweise wird sowohl das Befüllen eines vorhandenen Kommunikationskontrollers mit statischen Daten, als auch das Auslösen der Sendeanforderung von dem Erfassungsmittel übernommen. Das Steuergerät braucht somit vorteilhaft in Situationen, in denen es nur statische Daten senden würde, nicht aktiv sein.
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Bevorzugt handelt es sich bei den Daten um eine Statusinformation. Um synchrone Funktionen zu realisieren, benötigen die verteilten Komponenten eine gemeinsame Zeitbasis (globale Zeit). Für die Uhrensynchronisation werden Synchronisationsnachrichten, also Statusinformationen, im statischen Teil des Zyklus übertragen. Mit Hilfe eines speziellen Algorithmus wird die lokale Uhrzeit einer Komponente so korrigiert, dass alle lokalen Uhren zu einer globalen Uhr synchron laufen.
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Vorzugsweise weist das Erfassungsmittel ein Prüfsummenmodul auf, das dazu eingerichtet und vorgesehen ist, automatisch eine Prüfsumme der zu versendenden Daten sowie einen Zähler zu berechnen und die Prüfsumme und den Zähler zusammen mit den zu versendenden Daten über das Bussystem zu senden, wenn sich das Steuergerät im Schlafzustand befindet. Dadurch können insbesondere sicherheitskritische Daten nochmals durch eine Prüfsumme und einen Zähler in den Nutzdaten selbst abgesichert werden. Die Prüfsumme wird bevorzugt über Daten und Zähler berechnet, der Zähler wird nach jeder Versendung inkrementiert. Dadurch ist vorteilhaft sichergestellt, dass sich auch bei statischen Nutzdaten der Nachrichteninhalt mit jeder Versendung ändert und ein Empfänger einen fehlerhaften Sender erkennen kann.
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Schließlich ist vorteilhaft ein Verfahren zum Aufwecken eines an ein zeitgesteuertes Bussystem angeschlossenen Steuergerätes mit den Schritten: Speichern eines vordefinierbaren Signals als Bitfolge in einem ersten Filterspeichermittel, Speichern einer vordefinierbaren Nachricht als Bitfolge in einem zweiten Filterspeichermittel, Erfassen von Datensignalen auf einem Bussystem durch ein Erfassungsmittel, Speichern der Datensignale als Bitfolge in einem Speichermittel, Vergleichen der in dem zweiten Filterspeichermittel gespeicherte Bitfolge mit der in dem Speichermittel gespeicherten Bitfolge auf Übereinstimmung, Speichern der Nachricht in einem Speichermodul, wenn die in dem zweiten Filterspeichermittel gespeicherte Bitfolge und die in dem Speichermittel gespeicherte Bitfolge übereinstimmen, Vergleichen der in dem ersten Filterspeichermittel gespeicherte Bitfolge mit der in dem Speichermittel gespeicherten Bitfolge auf Übereinstimmung, Schalten des Steuergerätes in einen Betriebsmodus, wenn die in dem ersten Filterspeichermittel gespeicherte Bitfolge und die in dem Speichermittel gespeicherte Bitfolge übereinstimmen, Abrufen der in dem Speichermodul gespeicherten Nachricht durch das Steuergerät, denkbar. Vorteilhaft handelt es sich bei dem Speichermittel und dem Filterspeichermittel um permanente (z. B. ROM, PROM) oder semipermanente Speicher (z. B. EPROM, Flash-EEPROM), da diese die gespeicherten Daten auch ohne andauernde Stromversorgung sichern. Allerdings ist auch die Verwendung jedes anderen geeigneten Speichers möglich. Vorzugsweise werden die Signale durch so genanntes Polling (zyklisches Abfragen) erhalten. Gleichwertig ist aber die Verwendung von Interrupt-Requests (Unterbrechungsanforderungen) oder ein rekursiver Aufbau.
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Im Folgenden sollen weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung anhand einer Figur näher erläutert werden. Dabei zeigt:
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1 die schematische Darstellung einer Einrichtung zum Aufwecken eines an ein zeitgesteuertes Bussystem angeschlossenen Steuergerätes und
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In 1 ist die schematische Darstellung einer Einrichtung zum Aufwecken eines an ein zeitgesteuertes Bussystem angeschlossenen Steuergerätes zu erkennen, deren wesentliche Bestandteile ein Mikrocontroller 1, ein Erfassungsmittel 2, ein Bussystem 3, ein Transceiver 4, ein Kommunikationscontroller 5, ein Vergleichsmittel 6, ein Speichermittel 7, ein erstes Filterspeichermittel 8, eine Empfangseinrichtung 9 und eine Sendeeinrichtung 10 sind.
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Wenn sich der Mikrocontroller 1 im Schlafzustand befindet, wird das Bussystem 3 vom Erfassungsmittel 2 überwacht. Dazu werden die über das Bussystem 3 empfangenen Daten vom Transceiver 4 über die Empfangseinrichtung 9 in einem Speichermittel 7 zwischengespeichert. Dann werden die als Bitfolge gespeicherten Daten von dem Vergleichsmittel 6 mit dem in dem ersten Filterspeichermittel 8 als Bitfolge gespeicherten vordefinierbaren Datensignal auf Übereinstimmung verglichen. Sofern die in dem ersten Filterspeichermittel 8 gespeicherte Bitfolge und die in dem Speichermittel 7 gespeicherte Bitfolge übereinstimmen, wird der Mikrocontroller 1 wieder in den Betriebsmodus geschaltet. Anschließend kann er mit Hilfe des Kommunikationscontrollers 5 und des Transceivers 4 wieder selbst über das Bussystem kommunizieren. Über die Sendeeinrichtung 10 ist das Erfassungsmittel 2 auch wenn der Mikrocontrollert sich um Schlafzustand befindet, in der Lage, über den Transceiver 4 Daten auf das Bussystem zu legen. Der Mikrocontroller 1 braucht somit vorteilhaft in Situationen, in denen er nur statische Daten senden würde, nicht aktiv sein. Bevorzugt handelt es sich bei den auf das Bussystem 3 gelegten Daten um eine Statusinformation. Um synchrone Funktionen zu realisieren, benötigen die verteilten Komponenten eine gemeinsame Zeitbasis (globale Zeit). Für die Uhrensynchronisation werden Synchronisationsnachrichten, also Statusinformationen, im statischen Teil des Zyklus übertragen.
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Das Vergleichsmittel ist die Entscheidungseinrichtung, ob der Mikrocontroller geweckt wird oder nicht. Das Vergleichsmittel benutzt arithmetische Vergleichsfunktionen (also <, <=, ==, !=, >, >=, DONT_CARE) für seine Entscheidungsfindung.
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Zusätzlich kann auch ein Fehlen einer Nachricht zum Wecken führen (Timeout-Überwachung von Nachrichten; dies ist ein wichtiger Bestandteil um den Autosar Netzwerkmanagement Mechanismus zu berücksichtigen.
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Das Erfassungsmittel (2) kann auch in den existierenden Kommunkationskontroller (5) des Mikrokontrollers (1) integriert sein, d. h., die beschriebenen Funktionen müssen nicht zwangsweise in getrennten Bauteilen integriert sein.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 10358584 A1 [0003]
- DE 19809726 A1 [0004]
