DE102013008999A1

DE102013008999A1 - Data transfer device for transferring data in motor car, has interconnect network including local group gateways connected with each other by backbone-network connections, where data is transferred between control devices via network

Info

Publication number: DE102013008999A1
Application number: DE201310008999
Authority: DE
Inventors: Torsten Bone
Original assignee: Daimler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2013-05-25
Filing date: 2013-05-25
Publication date: 2013-12-19

Abstract

The device has a power train (2), a chassis and driver assistance system (3), a body and comfort system (4) and telematics (5) including control devices, which are combined to local groups according to a functional affiliation or a spatial arrangement. Data is transferred between the control devices of different local groups via an interconnect network (1). The interconnect network includes multiple local group gateways (2.1, 3.1, 4.1-4.3, 5.1), which are connected with each other by backbone-network connections (7) i.e. switched Ethernet connections. An independent claim is also included for a method for transferring data in a motor car.

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung und ein Verfahren für die Übertragung von Daten in einem Kraftfahrzeug.The invention relates to a device and a method for the transmission of data in a motor vehicle.

Aus der DE 102 19 439 B4 ist ein Steuerungssystem für Kraftfahrzeuge mit mehreren funktionalen Subsystemen, insbesondere Innenraumsteuerung, Telematik, Antriebssteuerung und Fahrwerkssteuerung, und einem zentralen Datenbus bekannt, wobei jedes funktionale Subsystem mehrere Steuergeräte aufweist und wobei Steuergeräte gemäß ihrer räumlichen Anordnung im Fahrzeug zu lokalen Gruppen zusammengefasst sind, dadurch gekennzeichnet, dass die in einer lokaler Gruppe zusammengefassten Steuergeräte unterschiedlichen funktionalen Subsystemen zugeordnet und mittels eines Gruppenbusses miteinander verbunden sind, und dass jeder Gruppenbus mittels einer Gruppenschnittstelle mit dem zentralen Datenbus verbunden ist.From the DE 102 19 439 B4 is a control system for motor vehicles having a plurality of functional subsystems, in particular interior control, telematics, drive control and suspension control, and a central data bus known, each functional subsystem having a plurality of control devices and wherein control units are grouped according to their spatial arrangement in the vehicle to local groups, characterized in that the control units combined in a local group are assigned to different functional subsystems and interconnected by means of a group bus, and in that each group bus is connected to the central data bus by means of a group interface.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine verbesserte Einrichtung und ein verbessertes Verfahren für die Übertragung von Daten in einem Kraftfahrzeug anzugeben.The invention is based on the object to provide an improved device and an improved method for the transmission of data in a motor vehicle.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß hinsichtlich der Einrichtung durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst. Hinsichtlich des Verfahrens wird die Aufgabe durch die im Anspruch 3 angegebenen Merkmale gelöst.The object is achieved with respect to the device by the features specified in claim 1. With regard to the method, the object is achieved by the features specified in claim 3.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.Advantageous embodiments of the invention are the subject of the dependent claims.

Bei der erfindungsgemäßen Datenübertragungseinrichtung zur Übertragung von Daten in einem Kraftfahrzeug mit mehreren funktionalen Subsystemen umfasst jedes funktionale Subsystem mindestens ein Steuergerät. Steuergeräte sind gemäß ihrer funktionalen Zugehörigkeit oder ihrer räumlichen Anordnung im Fahrzeug zu lokalen Gruppen zusammengefasst. Innerhalb einer lokalen Gruppe werden ausgehende Daten nach einem lokalen Gruppengateway und eingehende Daten von einem lokalen Gruppengateway übertragen. Erfindungsgemäß werden Daten zwischen Steuergeräten unterschiedlicher lokaler Gruppen über ein Interconnect-Netzwerk übertragen, das mehrere mittels mindestens einer Backbone-Netzverbindung miteinander verbindbare lokale Gruppengateways umfasst.In the data transmission device according to the invention for the transmission of data in a motor vehicle with a plurality of functional subsystems, each functional subsystem comprises at least one control device. Control units are grouped according to their functional affiliation or their spatial arrangement in the vehicle to local groups. Within a local group, outgoing data is transferred to a local group gateway and incoming data is transferred from a local group gateway. According to the invention, data is transferred between control units of different local groups via an interconnect network, which comprises a plurality of local group gateways connectable to one another by means of at least one backbone network connection.

Eine solche Backbone-Netzverbindung weist vorzugsweise eine hohe Bandbreite auf und arbeitet paketvermittelnd. Beispielsweise kann eine solche Backbone-Netzverbindung als Switched Ethernet Verbindung auf Zweidrahtbasis ausgeführt sein, wie es beispielsweise in der als BroadR Reach^® bekannten Technologie der Firma Broadcom der Fall ist. Eine solche Backbone-Netzverbindung kann auch als Verbindung mit Asynchronem Transfermode (ATM) Netzverbindung ausgeführt sein. Insbesondere ist es möglich, dass Backbone-Netzverbindungen zwischen verschiedenen lokalen Gruppengateways in unterschiedlichen Vernetzungstechnologien ausgeführt sind, solange diese Vernetzungstechnologien die erforderliche Bandbreite für den Datenaustausch zwischen allen lokalen Gruppen bereitstellen. Ebenso kann auch eine Kombination verschiedene Vernetzungstechnologien zum Einsatz kommen.Such a backbone network connection preferably has a high bandwidth and works packet-switching. By way of example, such a backbone network connection can be implemented as a switched-Ethernet connection on a two-wire basis, as is the case, for example, in the BroadR ^Reach® technology of the company Broadcom. Such a backbone network connection can also be designed as a connection with asynchronous transfer mode (ATM) network connection. In particular, it is possible for backbone network connections between different local group gateways to be implemented in different networking technologies, as long as these networking technologies provide the required bandwidth for data exchange between all local groups. Similarly, a combination of different networking technologies can be used.

Erfindungsgemäß wird somit kein einheitliches oder homogenes physikalisches Bus- oder Vernetzungssystem zur Verbindung der lokalen Gruppengateways vorausgesetzt. Daten werden zwischen Gruppengateways über verschiedene Übertragungsprotokolle ausgetauscht. Über Routingtabellen ist konfigurierbar, welche Datenpakete in welcher lokalen Gruppe verteilt werden sollen. Bei der Verteilung werden die Datenpakete in das Übertragungsprotokoll der lokalen Gruppe umgesetzt.According to the invention, therefore, no uniform or homogeneous physical bus or network system is required for connecting the local group gateways. Data is exchanged between group gateways via different transmission protocols. Routing tables can be used to configure which data packets should be distributed in which local group. During distribution, the data packets are converted into the transmission protocol of the local group.

Beispielsweise ist es möglich, dass Daten innerhalb einer ersten Gruppe z. B. über ein CAN Protokoll übertragen werden. Daten, die von einem Quell-Steuergerät dieser ersten Gruppe an ein zweites Ziel-Steuergerät in einer zweiten Gruppe versendet werden sollen, werden beispielsweise zunächst im CAN Protokoll an ein erstes Gruppengateway der ersten Gruppe gesendet. Von diesem ersten Gruppengateway werden die Daten über eine Backbone-Netzverbindung mit ausreichender Bandbreite – beispielsweise über eine Ethernet Verbindung – an mindestens ein zweites Gruppengateway einer zweiten Gruppe gesendet, in welchem sich das zweite Ziel-Steuergerät befindet. Vom zweiten Gruppengateway werden die Daten in einem weiteren Übertragungsprotokoll, beispielsweise nach dem FlexRay^TM Standard, an das zweite Ziel-Steuergerät übertragen.For example, it is possible that data within a first group z. B. be transmitted via a CAN protocol. Data to be sent from a source controller of this first group to a second destination controller in a second group are sent, for example, first in the CAN protocol to a first group gateway of the first group. From this first group gateway, the data is sent via a backbone network connection with sufficient bandwidth - for example via an Ethernet connection - to at least one second group gateway of a second group in which the second destination control device is located. The second group gateway transmits the data in a further transmission protocol, for example according to the FlexRay ^™ standard, to the second destination controller.

Durch die erfindungsgemäße Ausbildung des Interconnect-Netzwerks als ein Netzwerk mit verteilten Gruppengateways, welche über im Prinzip beliebige Netzverbindungen miteinander verbindbar sind, ist eine Umpartitionierung der gesamten Netzwerktopologie leicht möglich. Beispielsweise ist es möglich, in Abhängigkeit von einer konkreten Fahrzeugbaureihe oder im Zuge der technischen Weiterentwicklung Steuergeräte anderen lokalen Gruppen zuzuordnen, neue Steuergeräte in lokale Gruppe aufzunehmen oder nicht benötigte Steuergeräte aus lokalen Gruppen zu entfernen. In vorteilhafter Weise ist dies sogar ohne Änderung der Hardware-Architektur des Interconnect-Netzwerks nur durch Anpassung der Routing-Informationen möglich.The inventive design of the interconnect network as a network with distributed group gateways, which can be connected to each other via in principle any network connections, a repartitioning of the entire network topology is easily possible. For example, depending on a specific vehicle series or in the course of further technical development, it is possible to assign control units to other local groups, to include new control units in a local group or to remove unnecessary control units from local groups. Advantageously, this is possible even without changing the hardware architecture of the interconnect network only by adjusting the routing information.

In vorteilhafter Weise entfällt damit auch die Notwendigkeit, Hardware-Komponenten wie beispielsweise Ports für spätere Änderungen vorzuhalten und über Software-Änderungen zu aktivieren. Damit ist bei erhöhter Flexibilität ein sparsamerer Materialeinsatz und somit eine Gewichts- und Kostenreduktion sowie ein geringerer Testaufwand möglich. Eine Veränderung der Vernetzungstopologie wie beispielsweise ein Hinzufügen oder Wegnehmen von Steuergeräten ist somit durch einfaches Nachrüsten von Software als reine Konfiguration möglich.Advantageously, eliminates the need for hardware components such as ports for later changes to maintain and activate via software changes. With increased flexibility, a more economical use of materials and thus weight and cost reduction as well as a lower test effort are possible. A change in the network topology such as adding or removing control devices is thus possible by simply retrofitting software as a pure configuration.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand von Zeichnungen näher erläutert.Embodiments of the invention are explained in more detail below with reference to drawings.

Dabei zeigen:Showing:

1 schematisch den Aufbau eines Interconnect-Netzwerks, 1 schematically the structure of an interconnect network,

2 schematisch die Datenübertragung zwischen zwei Gruppen mit CAN-Protokollen, 2 schematically the data transmission between two groups with CAN protocols,

3 schematisch die Datenübertragung zwischen einem Gruppe mit CAN-Protokoll und einem lokalen Gruppe mit FlexRay^TM-Protokoll, 3 schematically the data transfer between a group with CAN protocol and a local group with FlexRay ^TM protocol,

4 schematisch die Datenübertragung zwischen einer Gruppe mit CAN-Protokoll und einer Gruppe mit FlexRay^TM-Protokoll mit in die Gruppengateways integrierte Speichereinheiten. 4 schematically the data transfer between a group with CAN protocol and a group with FlexRay ^TM protocol with memory units integrated into the group gateways.

Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.Corresponding parts are provided in all figures with the same reference numerals.

1 zeigt in einer beispielhaften Prinzipdarstellung ein Interconnect-Netzwerk 1, über das verschiedene funktionale Subsysteme 2, 3, 4, 5 miteinander verbunden sind, welche jeweils mindestens ein Steuergerät umfassen. In einem funktionalen Subsystem 2, 3, 4, 5 sind Steuergeräte mit einem gleichen oder verwandten Funktionsbereich zusammengefasst. Beispielsweise können funktionale Subsysteme ein Domänennetz Powertrain 2, ein Domänennetz Chassis und Fahrerassistenz 3, ein Domänennetz Body and Comfort 4, ein Domänennetz Telematik 5 sein. Ferner können Diagnosesysteme 6 mit dem Interconnect-Netzwerk 1 verbunden sein. 1 shows in an exemplary schematic representation of an interconnect network 1 , about the different functional subsystems 2 . 3 . 4 . 5 are interconnected, each comprising at least one control unit. In a functional subsystem 2 . 3 . 4 . 5 ECUs are grouped together with the same or related functional area. For example, functional subsystems can be a domain network powertrain 2 , a domain network chassis and driver assistance 3 , a domain network Body and Comfort 4 , a domain network telematics 5 be. Furthermore, diagnostic systems 6 with the interconnect network 1 be connected.

Jedes funktionale Subsystem 2, 3, 4, 5 verfügt über mindestens ein Gruppengateway 2.1, 3.1, 4.1, 4.2, 4.3, 5.1, welches Daten von/an alle Steuergeräte einer zugeordneten Gruppe überträgt. Es ist möglich, dass funktionale Subsysteme 2, 3, 5 nur eine Gruppe umfassen und dementsprechend nur über jeweils einen Gruppengateway 2.1, 3.1, 5.1 verfügen. Es ist jedoch auch möglich, dass insbesondere zu einer optimalen Gestaltung der Busphysik ein funktionales Subsystem 4 mehrere Gruppen und dementsprechend mehrere Gruppengateways 4.1, 4.2, 4.3 umfasst. So kann beispielsweise das Domänennetz Body and Comfort 4 in drei physikalisch getrennte lokale Gruppen getrennt sein, damit die Anforderungen an ein innerhalb der Gruppen verwendetes Busprotokoll, beispielsweise hinsichtlich Leitungslängen, Wellenwiderstand oder Anzahl angeschlossener Teilnehmer, gut erfüllbar sind.Every functional subsystem 2 . 3 . 4 . 5 has at least one group gateway 2.1 . 3.1 . 4.1 . 4.2 . 4.3 . 5.1 which transfers data from / to all the controllers of an assigned group. It is possible that functional subsystems 2 . 3 . 5 only one group and accordingly only one group gateway 2.1 . 3.1 . 5.1 feature. However, it is also possible that in particular for an optimal design of the bus physics a functional subsystem 4 several groups and accordingly several group gateways 4.1 . 4.2 . 4.3 includes. For example, the domain network Body and Comfort 4 be separated into three physically separate local groups, so that the requirements for a bus protocol used within the groups, for example, in terms of line lengths, characteristic impedance or number of connected participants are well met.

Erfindungsgemäß werden die Daten zwischen den Gruppen über Netzverbindungen 7 übertragen, die beispielsweise als Switched Ethernet ausgebildet sein können. Beispielsweise können solche Netzverbindungen 7 Gruppengateways 2.1, 3.1, 4.1, 4.2 mit einem Gruppengateway 4.3 verbinden, welches beispielsweise einen Ethernet-Switch 4.3.1 umfassen kann. Mittels eines solchen, einen Ethernet-Switch 4.3.1 umfassenden Gruppengateways 4.3 ist die Datenübertragung zwischen beliebigen daran angeschlossenen Gruppengateways 2.1, 3.1, 4.1, 4.2 möglich. Ferner kann dieser Ethernet-Switch 4.3.1 mit mindestens einem weiteren Ethernet-Switch 5.1.1 und darüber mit einem dazugehörigen Gruppengateway 5.1 verbunden sein. Somit wird die Übertragung von Daten zwischen beliebigen, mit irgendeinem Ethernet-Switch 4.3.1, 5.1.1 verbundenen Gruppengateways 2.1, 3.1, 4.1, 4.2, 4.3, 5.1 ermöglicht.According to the invention, the data between the groups via network connections 7 transmitted, which may be formed, for example, as switched Ethernet. For example, such network connections 7 group gateways 2.1 . 3.1 . 4.1 . 4.2 with a group gateway 4.3 which, for example, an Ethernet switch 4.3.1 may include. By means of such, an Ethernet switch 4.3.1 comprehensive group gateways 4.3 is the data transfer between any connected group gateways 2.1 . 3.1 . 4.1 . 4.2 possible. Furthermore, this ethernet switch can 4.3.1 with at least one other Ethernet switch 5.1.1 and above with an associated group gateway 5.1 be connected. Thus, the transfer of data between any, with any Ethernet switch 4.3.1 . 5.1.1 connected group gateways 2.1 . 3.1 . 4.1 . 4.2 . 4.3 . 5.1 allows.

Es ist herauszustellen, dass die Ethernet-Switches 4.3.1, 5.1.1 logisch dem Interconnect-Netzwerk 1 zugeordnet, physikalisch jedoch Bestandteil des jeweils zugeordneten Gruppengateways 4.3, 5.1 sind. Das Interconnect-Netzwerk 1 ist somit dezentral oder verteilt aufgebaut und umfasst neben den Netzverbindungen 7 Komponenten, beispielsweise Ethernet-Switches 4.3.1, 5.1.1, die physikalisch Bestandteile verschiedener lokaler Gruppe 2, 3, 4, 5 sein können. Dies erleichtert, im Vergleich zu einem zentral aufgebauten Gateway zur Datenverteilung zwischen funktionalen Subsystemen 2, 3, 4, 5, die Erweiterbarkeit und Anpassbarkeit einer Datenübertragungsarchitektur. Beispielsweise können durch Ablage der entsprechenden Adressen in Routing-Tabellen virtuelle Gruppennetze gebildet werden, die mehrere physikalisch getrennte Gruppe mit physikalischen Gruppengateways 4.1, 4.2, 4.3 übergreifen und als ein logisches Gruppe angesprochen werden können. So ist es möglich, beispielsweise mehrere als CAN-Netze ausgebildete lokale Gruppe 4.1, 4.2, 4.3 entsprechend der physikalischen Anordnung der Steuergeräte im Bauraum optimiert zu partitionieren und durch Versorgung mit gleichen, synchronisierten Daten als virtuelles CAN-Netz zu betreiben.It should be noted that the Ethernet switches 4.3.1 . 5.1.1 logically the interconnect network 1 but physically part of the assigned group gateway 4.3 . 5.1 are. The interconnect network 1 is thus decentralized or distributed and includes network connections 7 Components, such as Ethernet switches 4.3.1 . 5.1.1 which are physically components of various local group 2 . 3 . 4 . 5 could be. This facilitates, compared to a centrally structured gateway for data distribution between functional subsystems 2 . 3 . 4 . 5 , the extensibility and adaptability of a data transmission architecture. For example, by storing the corresponding addresses in routing tables, virtual group networks can be formed, which are several physically separate groups with physical group gateways 4.1 . 4.2 . 4.3 spill over and be addressed as a logical group. So it is possible, for example, several trained as CAN networks local group 4.1 . 4.2 . 4.3 according to the physical arrangement of the control units optimized in the space to partition and operate by supplying the same, synchronized data as a virtual CAN network.

Ohne Beschränkung der Allgemeinheit könnten in einem Steuergerät, das einen Switch und/oder die Funktion Gruppengateway enthält, weitere Funktionen implementiert sein.Without loss of generality, additional functions could be implemented in a controller that includes a switch and / or the group gateway function.

2 zeigt schematisch die Übertragung von Daten eines ersten Quell-Steuergeräts aus einem ersten lokalen Steuergerät im Netzwerk 2.4a (in der Skizze nicht dargestellt) in der Gruppe 2 an ein oder mehrere zweite Ziel-Steuergeräte im Netzwerk 3.4 der Gruppe 3. Beide Netzwerke sind über eine erste und eine zweite Gruppengateway 2.1, 3.1 mit dem Interconnect-Netzwerk 1 verbunden, wobei in diesem Beispiel beide lokalen Gruppen als CAN-Module ausgebildet sind. Mit anderen Worten: Daten innerhalb einer lokalen Gruppe werden über das CAN-Protokoll übertragen. 2 schematically shows the transmission of data of a first source controller from a first local controller in the network 2.4a (not shown in the sketch) in the group 2 to one or several second destination controllers in the network 3.4 the group 3 , Both networks have a first and a second group gateway 2.1 . 3.1 with the interconnect network 1 connected, in which example both local groups are designed as CAN modules. In other words, data within a local group is transmitted via the CAN protocol.

Eine erste Sendewarteschlange 2.2 im ersten Gruppengateway sendet aus dem Interconnect-Netzwerk 1 empfangene Daten über einen ersten CAN-Stack 2.3.a mit Sendedaten aus anderen lokalen Gruppen. Diese Daten werden innerhalb der ersten Gruppe über ein CAN-Netzwerk 2.4.a an im Bild nicht dargestellte weitere Steuergeräte gesandt und dort empfangen. Die Empfangswarteschlange 2.6 sammelt Daten aus dem Netzwerk 2.4a, welche über das Interconnect-Netzwerk 1, das Backbone-Netzverbindungen 7 und einen Ethernet Switch 4.3.1 umfasst, an der zweiten Gruppe mit dem Gruppengateway 3.1 zu übertragen sind.A first send queue 2.2 in the first group gateway sends out of the interconnect network 1 received data via a first CAN stack 2.3a with transmission data from other local groups. These data are within the first group via a CAN network 2.4.a sent to the control units not shown in the image and received there. The receive queue 2.6 collects data from the network 2.4a which is via the interconnect network 1 , the backbone network connections 7 and an Ethernet switch 4.3.1 at the second group with the group gateway 3.1 to be transferred.

Hierbei ist es möglich, dass in der Empfangswarteschlange 2.6 eine vorbestimmte Menge von Sendedaten gesammelt wird, beispielsweise eine vorbestimmte Anzahl von CAN-Mitteilungen von Steuergeräten, welche dann insgesamt in einer Sendung, beispielsweise in einem Ethernet – Rahmen, eines in der Backbone-Netzverbindung 7 verwendeten Netzwerkprotokolls übermittelt werden.It is possible that in the receive queue 2.6 a predetermined amount of transmission data is collected, for example a predetermined number of CAN messages from control units, which then total in one transmission, for example in an Ethernet frame, one in the backbone network connection 7 used network protocol.

Es ist ebenfalls möglich, dass die Empfangswarteschlange 2.6 in vorbestimmten Zeitabständen geleert wird, so dass beispielsweise aller 5 ms sämtliche in der Empfangswarteschlange 2.6 gesammelten Daten in das Ethernet-Protokoll oder ein anderes, für den Datenaustausch zwischen den Gruppegateway 2.1, 3.1 verwendetes Netzwerkprotokoll übertragen werden.It is also possible for the receive queue 2.6 is emptied at predetermined time intervals, so that, for example, every 5 ms all in the receive queue 2.6 collected data in the Ethernet protocol or another, for data exchange between the group gateway 2.1 . 3.1 used network protocol are transmitted.

Es ist ebenfalls möglich, dass spezielle a priori vorbestimmte Datenpakete den Sendevorgang der Empfangswarteschlange 2.6 beim Empfang im Gruppengateway spontan auslösen. Unter Datenpaketen sind z. B. Signaldatenpakete im Sinne von AUTOSAR iPDUs zu verstehen.It is also possible for special a priori predetermined data packets to transmit the receive queue 2.6 spontaneously trigger on reception in the group gateway. Among data packets are z. B. signal data packets in the sense of AUTOSAR iPDUs to understand.

In einer vorteilhaften Ausführung der Funktion können hier Daten anhand einer konfigurierbaren Routing- oder Akzeptanztabelle konfiguriert werden, die in die Empfangswarteschlange 2.6 übernommen werden. Besonders vorteilhaft ist hierbei die Post-Build Konfigurierbarkeit.In an advantageous embodiment of the function, data can be configured here using a configurable routing or acceptance table, which is in the receive queue 2.6 be taken over. Particularly advantageous here is the post-build configurability.

Die Übertragung der Daten entlang der Backbone-Netzverbindung 7 kann über ein Unicast oder Broadcast oder Multicast an ein oder mehrere oder alle angeschlossenen Gruppengateways 2.1, 3.1, 4.1, 4.2, 4.3, 5.1 erfolgen. Alternativ ist es auch möglich, dass die Daten per Unicast nur an das Gruppengateway 3.1 übertragen werden, hinter dem sich das adressierte zweite Steuergerät befindet.The transmission of data along the backbone network connection 7 can send via unicast or broadcast or multicast to one or more or all connected group gateways 2.1 . 3.1 . 4.1 . 4.2 . 4.3 . 5.1 respectively. Alternatively, it is also possible that the data via unicast only to the group gateway 3.1 be transferred, behind which the addressed second control unit is located.

In jedem Fall erhält das Gruppengateway 3.1 die gesendeten Daten. Die Daten werden aus dem Protokoll Interconnect-Netzverbindung 7 in das Protokoll des lokalen Netzwerks 3, also in diesem Beispiel das CAN-Protokoll, umgesetzt. Dazu werden die Daten zunächst in eine zweite Sendewarteschlange 3.2 gespeichert und von dort in einen dritten CAN-Stack 3.3 übertragen und dann über das lokale CAN-Netzwerk 3.4 an ein oder mehrere Steuergeräte der zweiten lokalen Gruppe versendet. Das Gruppengateway 3.1 verfügt genau wie das Gruppengateway 2.1 über einen vierten CAN-Stack 3.5, der die empfangenen Daten aufnimmt und einer zweiten Empfangswarteschlange 3.6 zuführt, die in gleicher Weise wie die Empfangswarteschlage 2.6 funktioniert. In einer vorteilhaften Ausführung der Funktion können hier Daten anhand einer konfigurierbaren Routing- oder Akzeptanztabelle konfiguriert werden, die aus der Empfangswarteschlange in das darunterliegende Netzwerk 3.4 gesendet werden. Damit ist der Transport der Daten vom sendenden ersten Steuergerät in der ersten lokalen Gruppe zum empfangenden zweiten Steuergerät in der zweiten lokalen Gruppe abgeschlossen.In any case, the group gateway receives 3.1 the data sent. The data is taken from the protocol interconnect network connection 7 in the log of the local network 3 , so in this example the CAN protocol implemented. To do this, the data is first put into a second send queue 3.2 stored and from there into a third CAN stack 3.3 and then over the local CAN network 3.4 sent to one or more controllers of the second local group. The group gateway 3.1 just like the group gateway 2.1 over a fourth CAN stack 3.5 receiving the received data and a second receive queue 3.6 feeds in the same way as the receive wait 2.6 works. In an advantageous embodiment of the function, data can be configured here on the basis of a configurable routing or acceptance table, which is from the receive queue into the underlying network 3.4 be sent. This concludes the transport of the data from the transmitting first control unit in the first local group to the receiving second control unit in the second local group.

3 zeigt schematisch ebenfalls die Übertragung von Daten von einem ersten Steuergerät aus einem ersten lokalen Netzwerk 2.4b in eine lokale Gruppe 2 an ein zweites Steuergerät in einem zweiten lokalen Netzwerk 3.4 in eine lokale Gruppe 3. Im Unterschied zur der in 2 dargestellten Datenübertragung verwenden das erste und das zweite lokale Netzwerk in diesem Ausführungsbeispiel unterschiedliche Netzwerkprotokolle. Innerhalb des ersten lokalen Netzwerks werden Daten über ein FlexRay^TM Netzwerk 2.4.b übertragen. Innerhalb der zweiten lokalen Gruppe werden Daten über ein CAN Netzwerk 3.4 übertragen. 3 also schematically shows the transmission of data from a first controller from a first local area network 2.4b into a local group 2 to a second controller in a second local area network 3.4 into a local group 3 , Unlike the in 2 As shown, the first and second local area networks use different network protocols in this embodiment. Within the first local network, data is transmitted over a FlexRay ^TM network 2.4.b transfer. Within the second local group, data is transmitted over a CAN network 3.4 transfer.

Die erste lokale Gruppe verfügt über eine erste Sendewarteschlange 2.2, von der zu sendende Daten in einen ersten FlexRay^TM Stack 2.3.b übertragen werden. Aus dem FlexRay^TM Stack 2.3.b wird ein FlexRay^TM Sendejob 2.7 für den FlexRay^TM Communication Controller generiert, der über das FlexRay^TM Netzwerk 2.4.b an Steuergeräte in diesem Netzwerk übertragen wird. In einer vorteilhaften Ausführung der Funktion können die Aus dem Flexray-Empfangs-Job in die Sendewarteschlange 2.6 zu übernehmenden Daten anhand einer anhand einer konfigurierbaren Routing- oder Akzeptanztabelle konfiguriert werden. Besonders vorteilhaft ist hierbei die Post-Build Konfigurierbarkeit.The first local group has a first send queue 2.2 , from the data to be sent to a first FlexRay ^™ stack 2.3.b be transmitted. From the FlexRay ^TM stack 2.3.b becomes a FlexRay ^TM send job 2.7 generated for the FlexRay ^TM Communication Controller via the FlexRay ^TM network 2.4.b is transmitted to control devices in this network. In an advantageous embodiment of the function, the out of the flexray receive job may be in the send queue 2.6 data to be acquired is configured using a configurable routing or acceptance table. Particularly advantageous here is the post-build configurability.

Empfangsseitig kann zur Bildung der Empfangsqueue die Eigenschaft des Zeitschlitz gesteuerten FlexRay^TM genutzt werden. Ein vom Communication Controller ausgelesener FlexRay^TM Empfangsjob 2.8 enthält in der Regel bereits gesammelte Daten und kann direkt weiter übertragen werden. Daten aus einem solchen FlexRay^TM Empfangsjob 2.8 werden aus dem FlexRay^TM Stack 2.5.b übernommen und von dort an das Gruppengateway 2.1 der lokalen FlexRay^TM Gruppe übertragen. Das Gruppengateway 2.1 setzt die Daten vom lokal verwendeten FlexRay^TM Protokoll in das Protokoll der Backbone-Netzverbindung 7, also beispielsweise in ein Ethernet Protokoll, um. Mittels des Ethernet Switch 4.3.1 werden die Daten in diesem Protokoll an das Gruppengateway 3.1 der zweiten lokalen Gruppe übertragen, in dem sich das adressierte Steuergerät befindet. Analog zu dem in 2 beschriebenen Verfahren werden die empfangenen Daten in zweiter lokalen Gruppe in eine zweite Sendewarteschlange 3.2 eingetragen und von dort über einen ersten CAN-Stack 3.3 in das lokale CAN-Netz 3.4 übertragen. Gleichzeitig empfängt der Gruppengateway Daten aus dem lokalen CAN-Netz 3.4 über seinen zweiten CAN-Stack 3.5. Die Daten werden in eine Empfangswarteschlange 3.6 zum späteren Transport in das Interconnect-Netzwerk 1 an andere Gruppengateways eingetragen. Damit ist der Transport der Daten vom sendenden ersten Steuergerät in erster lokaler Gruppe zum empfangenden zweiten Steuergerät in zweiter lokaler Gruppe abgeschlossen.At the receiving end, the property of the time slot can be used to form the receive queue controlled FlexRay ^TM . A FlexRay ^TM receive job read out by the Communication Controller 2.8 contains usually already collected data and can be transferred directly. Data from such a FlexRay ^TM receive job 2.8 become from the FlexRay ^TM stack 2.5.b taken over and from there to the group gateway 2.1 transferred to the local FlexRay ^TM group. The group gateway 2.1 sets the data from the locally used FlexRay ^TM protocol into the backbone network connection protocol 7 , so for example in an Ethernet protocol to. By means of the Ethernet switch 4.3.1 The data in this log is sent to the group gateway 3.1 the second local group in which the addressed control unit is located. Analogous to the in 2 described method, the received data in the second local group in a second send queue 3.2 registered and from there over a first CAN stack 3.3 into the local CAN network 3.4 transfer. At the same time, the group gateway receives data from the local CAN network 3.4 over its second CAN stack 3.5 , The data will be sent to a receive queue 3.6 for later transport into the interconnect network 1 registered to other group gateways. This completes the transport of the data from the transmitting first control unit in the first local group to the receiving second control unit in the second local group.

4 zeigt die Übertragung von Daten von einem ersten Steuergerät in einem Netzwerk 3.4 in erster lokaler Gruppe, die über ein erstes Gruppengateway 3.1 mit dem Interconnect-Netzwerk 1 verbunden ist, an ein zweites Steuergerät in einem Netzwerk 2.4b in zweiter lokaler Gruppe, das über ein zweites Gruppengateway 2.1 mit der Interconnect-Netzwerk 1 verbunden ist. Im Unterschied zu dem in den 2 und 3 dargestellten Datenübertragungen ist bei diesem Ausführungsbeispiel den Gruppengateway s 2.1, 3.1 jeweils ein verwalteter Speicher als konfigurierbaren Routingpool 2.1.1, 3.1.1 zugeordnet. Bei der Datenübertragung werden vom Interconnect-Netzwerk 1 alle routingrelevanten Daten (z. B. in Form von iPDUs) an alle Gruppengateway s 2.1, 3.1 übertragen und in dem jeweiligen konfigurierbaren Routingpool 2.1.1, 3.1.1 gespeichert. Werden vom Interconnect-Netzwerk 1 iPDUs mit neuen Werten geliefert, so werden vorhandene iPDU-Einträge in dem jeweiligen konfigurierbaren Routingpool 2.1.1, 3.1.1 mit den aktuellen Daten überschrieben. Hierbei wird ein Update-Indikator gesetzt, der den aktualisierten Status der jeweiligen iPDU beschreibt. Treffen neue und/oder aktualisierte iPDUs über ein Gruppengateway 2.1, 3.1 im konfigurierbaren Routingpool 2.1.1, 3.1.1 ein, so werden die neuen und/oder aktualisierten iPDUs in der zugeordneter lokaler Gruppe verteilt. Beim verteilen bzw. versenden in das untergeordnete lokale Netzwerk einer neuen/aktualisierten iPDUs wird der zugeordnete Update-Indikator zurückgesetzt. Die Verteilung der iPDUs erfolgt zweckmäßig über einen in zugeordneter lokaler Gruppe vorhandenen Kommunikationsstack im Bild als CAN bzw. FlexRay^TM Sende- bzw. Empfangsstacks analog zu 3, beispielsweise einen AUTOSAR Stack. Hierzu iteriert das zugeordnete Gruppengateway 2.1, 3.1 mittels einer zyklischen Funktion über alle in dem konfigurierbaren Routingpool 2.1.1, 3.1.1 eingetragenen iPDU-Identifikatoren. Das Verteilen der iPDU-Pakete 10.2.3.3 kann beispielsweise über eine Routing-Tabelle konfiguriert werden, der die zu sendenden iPDUs identifiziert und der optional weitere Konfigurationsbits enthalten kann. Beispielsweise kann das Weiterversenden von iPDU-Paketen 10.2.3.3 in einer lokalen Gruppen gezielt gesperrt werden. Eine Konfiguration eines Routing-Vektors ist beispielsweise mittels eines Diagnose-Protokolls möglich. 4 shows the transmission of data from a first controller in a network 3.4 in first local group, via a first group gateway 3.1 with the interconnect network 1 connected to a second controller in a network 2.4b in second local group via a second group gateway 2.1 with the interconnect network 1 connected is. Unlike in the 2 and 3 shown data transfers in this embodiment, the group gateway s 2.1 . 3.1 one managed memory each as a configurable routing pool 2.1.1 . 3.1.1 assigned. When transferring data from the interconnect network 1 All routing-relevant data (eg in the form of iPDUs) to all group gateways s 2.1 . 3.1 transmitted and in the respective configurable routing pool 2.1.1 . 3.1.1 saved. Becoming from the interconnect network 1 iPDUs supplied with new values, so existing iPDU entries in the respective configurable routing pool 2.1.1 . 3.1.1 overwritten with the current data. Here, an update indicator is set, which describes the updated status of the respective iPDU. Meet new and / or updated iPDUs via a group gateway 2.1 . 3.1 in the configurable routing pool 2.1.1 . 3.1.1 The new and / or updated iPDUs are distributed in the assigned local group. When distributing or sending to the subordinate local network of a new / updated iPDU, the associated update counter is reset. The distribution of the iPDUs is expediently carried out via a communication stack present in assigned local group in the picture as CAN or FlexRay ^TM send or receive stacks analogously to 3 for example an AUTOSAR stack. To do this, the assigned group gateway iterates 2.1 . 3.1 using a cyclic function across all in the configurable routing pool 2.1.1 . 3.1.1 registered iPDU identifiers. Distributing the iPDU Packages 10.2.3.3 can be configured, for example, via a routing table that identifies the iPDUs to be sent and optionally can contain additional configuration bits. For example, resending iPDU packets 10.2.3.3 be selectively locked in a local groups. A configuration of a routing vector is possible, for example, by means of a diagnostic protocol.

Es ist ein Vorteil dieser Ausführungsform der Erfindung, dass alle Daten synchron in allen lokalen Gruppen verfügbar sind. Die Daten können je nach Anfrage dynamisch verteilt werden. Dadurch können neue Funktionen schnell umgesetzt werden. Besonders vorteilhaft ist hierbei die Post-Build Konfigurierbarkeit.It is an advantage of this embodiment of the invention that all data is available synchronously in all local groups. The data can be distributed dynamically depending on the request. This allows new functions to be implemented quickly. Particularly advantageous here is the post-build configurability.

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung werden Streaming-Daten, beispielsweise Kameradaten oder Objektdaten eines Fahrerassistenzsystems über das Interconnect-Netzwerk 1 übertragen, jedoch nicht als kleine iPDU-Pakete 10.2.3.3 verpackt, sondern unter Ausnutzung größerer, vom Transportprotokoll des Interconnect-Netzwerks 1 bereitgestellter Paketgrößen transportiert. Dadurch verringert sich der Overhead bei der Datenübertragung, so dass im Mittel ein höherer Datendurchsatz ermöglicht wird.In a further embodiment of the invention, streaming data, for example camera data or object data of a driver assistance system, are transmitted via the interconnect network 1 but not as small iPDU packages 10.2.3.3 but taking advantage of larger, from the transport protocol of the interconnect network 1 transported delivered package sizes. As a result, the overhead in the data transmission is reduced, so that on average a higher data throughput is made possible.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: Interconnect-NetzwerkInterconnect network
22: Funktionales Subsystem (z. B. Domänennetz Powertrain)Functional Subsystem (eg Domain Network Powertrain)
2.12.1: zu 2 zugehörigen Gruppengatewayto 2 associated group gateway
2.1.12.1.1: iPDU-Routingpool – SpeichervorrichtungiPDU routing pool storage device
2.22.2: Aus Netzwerk empfangen SendewarteschlangeFrom network receive queue
2.3.a2.3a: CAN-Stack in SenderichtungCAN stack in transmission direction
2.3.b2.3.b: FlexRay^TM Stack in SenderichtungFlexRay ^TM Stack in transmission direction
2.4.a2.4.a: Gruppennetzwerk CANGroup network CAN
2.4.b2.4.b: Gruppennetzwerk FlexRayTMGroup network FlexRayTM
2.5.a2.5.a: CAN-Stack in EmpfangsrichtungCAN stack in the receive direction
2.5.b2.5.b: FlexRay^TM Stack in EmpfangsrichtungFlexRay ^TM stack in the receive direction
2.6 2.6: Empfangswarteschlangereceive queue
2.72.7: für FlexRay^TM Sendejob gefüllte QueueQueue filled for FlexRay ^TM send job
2.82.8: von FlexRay^TM Empfangsjob gefüllte QueueQueue filled by FlexRay ^TM receive job
33: Funktionales Subsystem (z. B. Domänennetz Chassis und Fahrerassistenz)Functional subsystem (eg domain network chassis and driver assistance)
3.13.1: zu 3 zugehörigen Gruppengatewayto 3 associated group gateway
3.1.13.1.1: iPDU-Routingpool – SpeichervorrichtungiPDU routing pool storage device
3.23.2: Sendewarteschlangesend queue
3.33.3: CAN-StackCAN stack
3.43.4: Gruppennetzwerk CANGroup network CAN
3.53.5: CAN-StackCAN stack
3.63.6: Empfangswarteschlangereceive queue
3.73.7: Sendewarteschlangesend queue
44: Funktionales Subsystem (z. B. Domänennetz Body and Comfort)Functional subsystem (eg domain network Body and Comfort)
4.1, 4.2, 4.34.1, 4.2, 4.3: zu 4 zugehörigen Gruppengatewayto 4 associated group gateway
4.3.14.3.1: Ethernet SwitchEthernet switch
55: Funktionales Subsystem (z. B. Domänennetz Telematik)Functional subsystem (eg domain network telematics)
5.15.1: zu 5 zugehörigen Gruppengatewayto 5 associated group gateway
5.1.15.1.1: Ethernet SwitchEthernet switch
66: Diagnosesystemdiagnostic system
77: Interconnect-NetzverbindungInterconnect network connection
88th: Quell ECUSource ECU
99: Ziel ECUTarget ECU

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 10219439 B4 [0002]

Claims

Data transmission device for transmitting data in a motor vehicle having a plurality of functional subsystems ( 2 . 3 . 4 . 5 ), whereby - each functional subsystem ( 2 . 3 . 4 . 5 ) comprises at least one control unit and - several control units are grouped according to their functional affiliation or their spatial arrangement in the vehicle to local groups, characterized in that data between control units of different local groups via an interconnect network ( 1 ) transmitted by at least one network connection ( 7 ) connectable to each other local group gateways ( 2.1 . 3.1 . 4.1 . 4.2 . 4.3 . 5.1 ).

Data transmission device according to claim 1, characterized in that the local group gateways ( 2.1 . 3.1 . 4.1 . 4.2 . 4.3 . 5.1 ) Storage devices ( 2.1.1 . 3.1.1 ) for storing transmitted data and data to be transmitted from status and synchronization information.

Method for transmitting data in a motor vehicle having a plurality of functional subsystems ( 2 . 3 . 4 . 5 ), each functional subsystem ( 2 . 3 . 4 . 5 ) comprises at least one control unit and wherein control units are grouped according to their spatial arrangement in the vehicle to local groups, characterized in that data between control units of different local groups via an interconnect network ( 1 ), several of them by means of network connections ( 7 ) connectable to each other local group gateways ( 2.1 . 3.1 . 4.1 . 4.2 . 4.3 . 5.1 ).

Method according to Claim 3, characterized in that the distribution of data in the interconnect network ( 1 ) to local group gateway s ( 2.1 . 3.1 . 4.1 . 4.2 . 4.3 . 5.1 ) is configured by means of routing tables.

A method according to claim 3 or 4, characterized in that a predetermined amount of data is collected from or to a local group and total over the interconnect network ( 1 ) be transmitted.

Method according to one of the preceding claims 3 to 5, characterized in that within a predetermined time from a local group outgoing or sent to a local group data collected and collectively via the interconnect network ( 1 ) be transmitted.

Method according to one of the preceding claims 3 to 6, characterized in that data from a group gateway ( 2.1 . 3.1 . 4.1 . 4.2 . 4.3 . 5.1 ) in the interconnect network ( 1 ) to several other group gateways via Broadcast or Multicast ( 2.1 . 3.1 . 4.1 . 4.2 . 4.3 . 5.1 ).

Method according to one of the preceding claims 3 to 7, characterized in that data from a group gateway ( 2.1 . 3.1 . 4.1 . 4.2 . 4.3 . 5.1 ) in the interconnect network ( 1 ) via unicast to exactly one other group gateway ( 2.1 . 3.1 . 4.1 . 4.2 . 4.3 . 5.1 ).

Method according to one of the preceding claims 3 to 8, characterized in that data between at least two group gateways ( 2.1 . 3.1 . 4.1 . 4.2 . 4.3 . 5.1 ) with a packet-switched protocol, z. B. Swiched Ethernet to be transmitted.

Method according to one of the preceding claims 3 to 9, characterized in that data within local groups according to a Controller Area Network (CAN) protocol, a FlexRay ^TM protocol, a Local Interconnected Network (LIN) protocol or a Media Oriented Systems Transport (MOST) Protocol are transmitted.