-
HINTERGRUND
-
GEBIET DER ERFINDUNG
-
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Fahrzeugkommunikation und insbesondere ein Signalwandlungsverfahren in einem Fahrzeug mit darin nebeneinander bestehenden Ethernet und Controller-Area-Network(CAN)-Kommunikation und eine Vorrichtung zum Ausführen des Signalwandlungsverfahren.
-
BESCHREIBUNG DES STANDS DER TECHNIK
-
Im Allgemeinen wird eine Kommunikation zwischen Steuereinheiten (oder elektronischen Steuereinheiten (Electronic Control Units-ECUs)) innerhalb eines Fahrzeugs in einem Controller-Area-Network(CAN)-Betrieb ausgeführt. Allerdings ist eine CAN-Kommunikationsgeschwindigkeit relativ langsam. Entsprechend wurde handelsübliches Ethernet rege für eine Kommunikation zwischen den Steuereinheiten in den vergangenen Jahren verwendet.
-
Die Kommunikationsgeschwindigkeit kann durch die Verwendung von einem solchen handelsüblichen Ethernet erhöht werden. Zusätzlich können Systemkonfigurationskosten durch ein Konfigurieren des Systems unter Verwendung von im Wesentlichen kostengünstiger Teile reduziert werden. Weiterhin kann es möglich sein eine Verkabelung und eine Verbindungstruktur durch Verbinden eines lokalen ECU-Netzwerks an einen Hauptsystemanschluss einfach beizubehalten. Allerdings kann eine auf der CAN-Kommunikation basierende Fahrzeugkommunikation weiterhin in der Branche verwendet werden, und daher ist ein Datenwandlungsmechanismus zwischen dem Ethernet und der CAN-Kommunikation in einem Fahrzeugnetzwerk mit dem darin nebeneinander bestehenden Ethernet und der CAN-Kommunikation erforderlich.
-
ZUSAMMENFASSUNG
-
Entsprechend ist die vorliegende Erfindung gerichtet auf eine Fahrzeugvorrichtung zur Signalumwandlung zwischen Ethernet und CAN-Kommunikation und einem Steuerverfahren dazu, welche eines oder mehrere Probleme aufgrund der Beschränkungen und Nachteile des Stands der Technik vermeiden. Die vorliegende Erfindung stellt einen zum Ausführen einer Signalwandlung zwischen Ethernet und CAN-Kommunikation an einem Fahrzeugnetzwerk konfigurierten Prozessor und ein Steuerverfahren dazu bereit.
-
Zusätzliche Vorteile, Aufgaben und Merkmale der Erfindung werden teilweise in der Beschreibung, welche folgt, dargelegt werden und werden teilweise für den Fachmann nach Prüfung des Folgenden deutlich oder werden aus der Anwendung der Erfindung ersichtlich. Die Aufgaben und andere Vorteile der Erfindung können durch die insbesondere in der schriftlichen Beschreibung und den Ansprüchen dazu, sowie in den beiliegenden Figuren dargelegten Struktur realisiert und erlangt werden.
-
Um diese Aufgaben und anderen Vorteile zu erzielen und entsprechend dem Zweck der Erfindung, kann ein Signalwandlungsverfahren zwischen Controller-Area-Network(CAN)-Kommunikation und Ethernet, wie hierin ausgebildet und ausführlich beschrieben, ein Bestimmen eines Startbits von zumindest einem in einer CAN-Nachricht vorgesehenen CAN-Signal und ein Erzeugen eines das CAN-Signal und das zu dem CAN-Signal korrespondierende Startbit in unterschiedlichen Feldern aufweisenden Ethernet-Signals umfassen. Weiterhin kann ein Signalwandlungsverfahren zwischen CAN-Kommunikation und Ethernet ein Erfassen eines Ethernet-Signals mit einem Startbit-Feld und einem Signalfeld korrespondierend zu zumindest einem CAN-Signal und ein Anordnen eines in dem Signalfeld an einer durch das Startbit-Feld angezeigten Position vorgesehenen Signals entsprechend dazu, zum Erzeugen einer CAN-Nachricht, umfassen.
-
In einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung kann ein zum Ausführen einer Signalwandlung zwischen CAN-Kommunikation und Ethernet konfigurierter Prozessor ein CAN-Verarbeitungsmodul umfassen, welches zum Bestimmen eines Startbits von zumindest einem in einer CAN-Nachricht vorgesehenen CAN-Signal und zum Erzeugen eines das CAN-Signal und das zu dem CAN-Signal korrespondierende Startbit in unterschiedlichen Feldern aufweisenden Ethernet-Signals konfiguriert ist. Zusätzlich kann der zum Ausführen einer Signalwandlung zwischen CAN-Kommunikation und Ethernet konfigurierte Prozessor ein CAN-Verarbeitungsmodul umfassen, welches zum Erfassen eines Ethernet-Signals mit einem Startbit-Feld und einem Signalfeld korrespondierend zu zumindest einem CAN-Signal und zum Anordnen eines in dem Signalfeld an einer durch das Startbit-Feld angezeigten Position vorgesehenen Signals entsprechend dazu, zum Erzeugen einer CAN-Nachricht, konfiguriert ist.
-
Es versteht sich, dass beides, die vorstehende allgemeine Beschreibung und die nachfolgende detaillierte Beschreibung der vorliegenden Erfindung, beispielhaft und erläuternd sind und dazu gedacht sind, eine weitere Erläuterung der Erfindung, wie beansprucht, zu liefern.
-
KURZBESCHREIBUNG DER FIGUREN
-
Die beiliegenden Figuren, welche zum Bereitstellen eines tieferen Verständnisses der Erfindung umfasst sind und eingebunden sind und einen Teil dieser Anmeldung bilden, stellen beispielhafte Ausführungsformen (eine beispielhafte Ausführungsform) der Erfindung dar und dienen zusammen mit der Beschreibung zum Erläutern des Prinzips der Erfindung. In den Figuren:
-
1 ist eine beispielhafte Ansicht einer allgemeinen Fahrzeugprotokollkonfiguration entsprechend des Stands der Technik;
-
2A–2B sind eine beispielhafte Ansicht einer Netzwerkkonfiguration, bei welcher zwei CAN-Netzwerke miteinander über Ethernet entsprechend des Stands der Technik verbunden sind;
-
3 ist eine beispielhafte Ansicht einer Protokollstapelstruktur eines Prozessors konfiguriert zum Ausführen einer Dateiformatwandlung zwischen einem CAN-Netzwerk und dem Ethernet-Netzwerk und eines Datenwandlungsprozesses dazu entsprechend des Stands der Technik;
-
4A–4B sind beispielhafte Ansichten einer Protokollstapelstruktur eines Prozessors entsprechend einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
-
5 ist eine beispielhafte Ansicht eines Dateiformatwandlungsprozesses entsprechend einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in einer Netzwerkumgebung, in welcher zwei CAN-Netzwerke miteinander über Ethernet verbunden sind;
-
6 ist eine beispielhafte Ansicht eines Ethernet-Signalformats entsprechend einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
-
7 ist eine beispielhafte Ansicht eines Kopfformats eines Pakets, in welchem das Ethernet-Signalformat entsprechend der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet wird;
-
8 ist eine beispielhafte Ansicht einer auf dem IEEE 1722.1 Standard basierenden Datenframestruktur, auf welche das Ethernet-Signalformat entsprechend der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung angewendet werden kann;
-
9 ist eine beispielhafte Ansicht einer auf einem Internetprotokoll basierenden Datenframestruktur, auf welche das Ethernet-Signalformat entsprechend der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung angewendet werden kann; und
-
10A–10B sind beispielhafte Ansichten einer Wandlung eines CAN-Signals in ein Ethernet-Signal entsprechend einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
-
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
-
Es versteht sich, dass der Begriff „Fahrzeug“ oder „Fahrzeug-“ oder ein anderer ähnlicher hierin verwendeter Begriff Motorfahrzeuge im allgemeinen wie beispielsweise Personenkraftwagen umfassend Geländewagen (Sports Utility Vehicles-SUV), Omnibusse, Lastkraftwagen, zahlreiche gewerbliche Fahrzeuge, Wasserfahrzeuge, elektrische Fahrzeuge, Verbrennungs-, elektrische Plug-in-Hybrid Fahrzeuge, wasserstoffangetriebene Fahrzeuge und andere alternative Kraftstoff Fahrzeuge (zum Beispiel aus anderen Rohstoffen als Erdöl gewonnene Kraftstoffe) einschließt.
-
Obwohl eine als eine Vielzahl von Einheiten zum Ausführen des beispielhaften Prozesses verwendende beispielhafte Ausführungsform beschrieben wird, versteht es sich, dass die beispielhaften Prozesse ebenso nur von einem oder einer Vielzahl von Modulen ausgeführt werden kann. Zusätzlich versteht es sich, dass sich der Begriff Steuereinheit auf eine Hardwarevorrichtung bezieht, welche einen Speicher und einen Prozessor umfasst. Der Speicher ist zum Speichern der Module konfiguriert und der Prozessor ist insbesondere zum Ausführen dieser Module zum Ausführen eines oder mehrerer Prozesse, welche im Folgenden beschrieben werden, konfiguriert.
-
Weiterhin kann eine Steuerlogik der vorliegenden Erfindung als ein nicht flüchtiges computerlesbares Medium auf einem computerlesbaren Medium, welches durch einen Prozessor, eine Steuereinheit, oder Ähnliches ausgeführte ausführbare Programmanweisungen enthält, ausgebildet sein. Beispiele der computerlesbaren Medien umfassen, ohne darauf beschränkt zu sein, ROM, RAM, Compact-Disc(CD)-ROMs, Magnetbänder, Disketten, Speichersticks, Speicherkarten (Smartcards) und optische Datenspeichergeräte. Das computerlesbare Medium kann ebenso in über ein Netzwerk verbundene Computersysteme derart verteilt sein, dass das computerlesbare Speichermedium in einer verteilten Art und Weise gespeichert und ausgeführt wird, zum Beispiel durch einen Telematikserver oder ein Controller-Area-Network(CAN).
-
Die hierin verwendete Begrifflichkeit dient lediglich der Beschreibung bestimmter Ausführungsformen und ist nicht gedacht die Erfindung zu beschränken. Wie hierin verwendet, sind die Singularformen „einer“, „eine“, „ein“ und „der”, „die” „das“ derart gedacht, dass diese die Pluralformen ebenso umfassen, es sei denn der Sachverhalt deutet klar auf etwas Anderes hin. Es versteht sich weiterhin, dass die Begriffe „umfassen“ und/oder „umfassend“, wenn diese in dieser Beschreibung verwendet werden, das Vorhandensein von angegebenen Merkmalen, Zahlen, Schritten, Operationen, Elementen und/oder Komponenten anzeigen, allerdings das Vorhandensein oder ein Hinzusetzen von einem oder mehreren anderen Merkmalen, Zahlen, Schritten, Operationen, Elementen, Komponenten und/oder Gruppen davon nicht ausschließen. Wie hierin verwendet, umfasst der Begriff „und/oder“ beliebige und alle Kombinationen von einem oder mehreren der zugehörigen aufgelisteten Objekte.
-
Es sei denn ausdrücklich angegeben oder aus dem Zusammenhang offensichtlich ist der, wie hierin verwendete, Begriff „ungefähr“ als innerhalb eines normalen Toleranzbereichs im Stand der Technik zu verstehen, zum Beispiel 2 Standardabweichungen des Mittelwerts. „Ungefähr“ kann als innerhalb von 10%, 9%, 8%, 7%, 6%, 5%, 4%, 3%, 2%, 1%, 0,5%, 0,1%, 0,05% oder 0,01% des angegebenen Werts verstanden werden. Es sei denn, aus dem Zusammenhang ergibt sich klar etwas anderes, alle hierin verwendeten numerischen Werte sind durch den Begriff „ungefähr“ verändert.
-
Nun wird genau Bezug genommen auf beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, wobei Beispiele davon in den beiliegenden Figuren dargestellt sind. Die Suffixe „Modul“ und „Einheit“ der Elemente hierin werden für die Einfachheit der Beschreibung verwendet, und daher können diese austauschbar verwendet werden und weisen keine unterscheidbaren Bedeutungen oder Funktionen auf.
-
Der Grund für eine Signalwandlung zwischen CAN-Kommunikation und Ethernet wird zuerst beschrieben werden, bevor ein Signalwandlungsverfahren zwischen einem CAN und Ethernet entsprechend der vorliegenden Erfindung beschrieben wird. Für Ethernet kann eine Kommunikationsgeschwindigkeit im Allgemeinen auf ungefähr 100 Mbps bis 1 Gbps und der maximalen Datenframegröße von ungefähr 1518 Bytes festgesetzt werden. Weiterhin kann eine CAN-Kommunikation eine Geschwindigkeit von ungefähr 100 kbps bis 500 kbps aufweisen und einen 11-Bit-ID-Bereich und einen 8-Byte-Datenbereich umfassen. Zusätzlich können CAN-Daten 104 Bits aufweisen und eine CAN-Nachricht kann eine Vielzahl von Signalen umfassen. Ein Datenlinkbereich kann vorgesehen sein, um ein Datenmapping einer Vielzahl von Signalen in einer Nachricht auszuführen.
-
Weiterhin können das Ethernet und die CAN-Kommunikation unterschiedliche Nachrichtenverarbeitungseinheiten in einem Protokollstapel aufweisen, was mit Bezug zu 1 beschrieben werden wird. In einem Protokollstapel eines in 1 gezeigten Fahrzeugethernets kann ein Befehls- und Signalteil, kein Ethernet-AVB, für eine CAN-Nachricht zuständig sein (z.B. kann eine CAN-Nachricht steuern). Mit anderen Worten kann die CAN-Nachricht eine Nicht-AVB-Kommunikation unter Verwendung eines Internetprotokolls (IP) sein. Ein Problem, welches sich ergibt, wenn zwei Betriebsarten, wie oben beschrieben, mit unterschiedlichen Datenframestrukturen, Geschwindigkeiten, Nachrichtenverarbeitungseinheiten in dem Protokollstapel in einem Fahrzeug nebeneinander bestehen, wird mit Bezug zu 2 beschrieben werden.
-
2A–2B sind beispielhafte Ansichten einer Netzwerkkonfiguration, bei welcher zwei CAN-Netzwerke miteinander über Ethernet verbunden sind. In 2A–2B kann angenommen werden, dass, wenn ein Typ des Netzwerks verändert wird, ein Prozess zum Wandeln eines für jedes Netzwerk geeigneten Datenformats durch einen Prozessor ausgeführt werden kann. Ein allgemeiner Prozessor kann zum Wandeln eines Datenformats entsprechend einem beliebigen der CAN- und Ethernet-Netzwerke in ein Datenformat entsprechend dem anderen konfiguriert sein (zum Beispiel kann dieser zum Wandeln des Datenformats basierend auf dem Typ des Kommunikationsnetzwerks konfiguriert sein). Der Prozessor kann eine Protokollstapelstruktur, wie in 3 gezeigt, aufweisen.
-
Mit Bezug zu 2A kann, wenn CAN-Daten von CAN-1 zu CAN-2 über Ethernet übermittelt werden, eine Datenformatswandlung zweimal ausgeführt werden, zum Beispiel von CAN zu Ethernet und von Ethernet zu CAN. Entsprechend kann der Prozessor zum Ausführen einer für jedes Kommunikationsprotokoll geeigneten Datenformatswandlung unter Verwendung von minimalen Hardware/Software-Ressourcen innerhalb der minimalen Zeit, welche es erlaubt, dass das Netzwerk effizienter funktioniert, konfiguriert sein. Zusätzlich können im Wesentlichen Niedergeschwindigkeits-Small-Data mit einem Datenframe von im Wesentlichen Hochgeschwindigkeits-Big-Data über einen ersten Pfad verbunden werden. Weiter können Hochgeschwindigkeits-Big-Data auf einem Datenframe von Niedergeschwindigkeits-Small-Data über einen zweiten Pfad gespeichert werden, was ein potentielles Problem verursacht.
-
Das oben besprochene potentielle Problem kann in Abhängigkeit einer Richtung zwischen dem Ethernet und dem CAN-Netzwerk in dem selben Prozessor, wie in 2B gezeigt, verursacht werden. Mit anderen Worten im Wesentlichen Niedergeschwindigkeits-Small-Data können mit einem Datenframe von im Wesentlichen Hochgeschwindigkeits-Big-Data über einen ersten Pfad verbunden sein, womit, wie oben beschrieben, jegliche potentiellen Probleme verhindert werden. Weiter können im Wesentlichen Hochgeschwindigkeits-Big-Data auf einem Datenframe von im Wesentlichen Niedergeschwindigkeits-Small-Data über einen zweiten Pfad gespeichert werden, was das oben besprochene potentielle Problem verursacht.
-
Die mit Bezug zu 2A–2B beschriebenen Datenpfade werden über einen Protokollstapel mit Bezug zu 3 beschrieben werden. 3 ist eine beispielhafte Ansicht einer Protokollstapelstruktur eines Prozessors, welcher zum Ausführen einer Datenformatswandlung zwischen einem CAN-Netzwerk und dem Ethernet-Netzwerk konfiguriert ist, und eines Datenwandlungsprozesses dazu.
-
Mit Bezug zu 3, kann der Protokollstapel des Prozessors einen Protokollstapel (linke Seite) des CAN-Netzwerks und einen Protokollstapel (rechte Seite) des Ethernets umfassen. Zusätzlich kann die oberste Anwendungsschicht geteilt werden. Auf dem ersten Pfad aus 2 (zum Beispiel ein Prozess zum Ändern von CAN-Daten in ein Datenformat entsprechend dem Ethernet) können von einer CAN-Transceiverschicht erhaltene CAN-Daten entkapselt werden, während nach oben zu oberen Schichten gegangen wird, um Daten, welche zum Übermitteln von einem die CAN-Daten erzeugenden Ursprung an ein Ziel vorgesehen sind, an die Anwendungsschicht zu übermitteln. Die übermittelten Daten können in einen Ethernet-Datenframe entsprechend einem auf dem Ethernet-Protokoll basierenden Entkapselungsprocess gewandelt und an das Ethernet-Netzwerk über eine physische Schicht übermittelt werden. Auf einem zweiten Pfad kann eine Wandlung in einer entgegengesetzten Reihenfolge des ersten Pfads ausgeführt werden. Indes kann in 3 angenommen werden, dass die CAN-Daten in den Ethernet-Datenframe über die IP-Schicht während des Datenframe-Wandlungsprozesses gewandelt werden. Allerdings ist die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt. Natürlich kann eine Wandlung über Ethernet-AVB (zum Beispiel eines ersten Pfads und eines zweiten Pfads) anstelle der IP-Schicht möglich sein.
-
Der Datenframe-Wandlungsprozess zwischen dem CAN und dem Ethernet, wie oben beschrieben, weist die folgenden Probleme auf. Die Gesamtheit der CAN-Nachricht kann in Nutzdaten des Ethernet-Datenframes umfasst sein, da, wie vorab beschrieben, das Ethernet eine größere Datenframestruktur als das CAN aufweisen kann. Allerdings kann eine Nachricht, wie sie ist, nicht von einem CAN-1-Netzwerk zu einem CAN-2-Netzwerk dupliziert werden. Wenn ein die CAN-Nachricht umfassender Ethernet-Datenframe in einen CAN-Datenframe gewandelt wird, kann während einer Wandlung von einem im Wesentlichen großen Datenframe zu einem im Wesentlichen kleinen Datenframe ein Datenteilungs/mapping-Problem verursacht werden. Zusätzlich kann ein Durchlaufen der obersten Anwendungsschicht während jeder Wandlung ausgeführt werden. Im Ergebnis kann sich die Wandlungsgeschwindigkeit verringern.
-
Folglich schlägt eine beispielhafte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eine Protokollstapelstruktur eines neuen Prozessors, welcher eine verminderte Wandlungszeit unter Verwendung von verringerten Hardware/Software-Ressourcen aufweist, und ein Format eines auf die CAN-Daten bezogenen Ethernet-Signals, welches darauf angewendet werden wird, vor. Insbesondere kann der Prozesse entsprechend der vorliegenden Erfindung eine CAN-Verarbeitungsschicht zum Ausführen eines unterhalb der Anwendungsschicht angeordneten Formatwandlungsprozesses umfassen und eine Formatswandlung kann dadurch ausgeführt werden, was mit Bezug zu 4 beschrieben werden wird.
-
4A–4B sind beispielhafte Ansichten einer Protokollstapelstruktur eines Prozessors entsprechend einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Mit Bezug zu 4A kann der Protokollstapel des Prozessors eine unterhalb der Anwendungsschicht angeordnete CAN-Verarbeitungsschicht 401 umfassen. Zusätzlich kann, wenn die CAN-Verarbeitungsschicht und eine COM/Datenverbindungs-Schicht als eine einzelne Wandlungsverarbeitungseinheit 410 ausgebildet sind, eine CAN/Ethernet-Wandlungs-COM-Schicht 420, wie in 4B gezeigt, vorgesehen sein.
-
Wenn die Struktur, wie in 4A–4B gezeigt, angewendet wird, kann der, wie in 2A gezeigte, Datenformatwandlungsprozess in der Netzwerkkonfiguration, wie in 5 gezeigt, ausgeführt werden. 5 ist eine beispielhafte Ansicht eines Datenformatswandlungsprozesses entsprechend einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in einer Netzwerkumgebung, in welcher zwei CAN-Netzwerke miteinander über Ethernet verbunden sein können.
-
Mit Bezug zu 5, ist der Protokollstapel des Prozessors auf einem ersten Pfad zu der COM-Schicht des zu dem CAN korrespondierenden Stapels ähnlich zu dem in 3. Folglich kann allerdings ein Durchlaufen der CAN-Verarbeitungsschicht, und nicht der Anwendungsschicht, ausgeführt werden. Weiter ist der Protokollstapel des Prozessors auf einem zweiten Pfad zu der Befehls- und Signalschicht des zu dem Ethernet korrespondierenden Stapels ähnlich zu dem in 3. Schließlich kann allerdings ein Durchlaufen der CAN-Verarbeitungsschicht, und nicht der Anwendungsschicht, ausgeführt werden. Die durch die CAN-Verarbeitungsschicht gewandelten CAN-Daten können direkt zu der CAN-Treiberschicht übermittelt werden, und nicht über die COM-Schicht und Datenverbindungs-Schicht, entsprechend der beispielhaften Ausführungsformen.
-
Um die Wandlungseffizienz der CAN-Verarbeitungsschicht zu verbessern (zum Beispiel um eine Geschwindigkeit zu erhöhen und Hardware/Software-Voraussetzungen zu verringern), kann die Struktur eines Ethernetsignalformats mit Bezug zu CAN-Daten, welche in dem Ethernet-Netzwerk 500 verwendet werden werden, berücksichtigt werden. Entsprechend schlägt die vorliegende Erfindung vor, dass die CAN-Nachricht in einzelne die CAN-Nachricht bildende Signaleinheiten geteilt und in Ethernet-Signale gewandelt werden kann. Zusätzlich schlägt die vorliegende Erfindung vor, dass eine Bit-Nummer, welche eine Position anzeigt, an welcher jedes Signal in der ursprünglichen CAN-Nachricht angeordnet ist, verwendet werden kann, um die CAN-Nachricht aus den geteilten Signalen wiederherzustellen, was mit Bezug zu 6 beschrieben werden wird.
-
6 ist eine beispielhafte Ansicht eines Ethernet-Signalformats entsprechend einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Mit Bezug zu 6, kann das Ethernet-Signalformat mit Bezug zu CAN ein Kanalnummernfeld, ein Zielidentifikations(ID)-Feld, ein Startbit-Feld und ein Signalfeld, welches zu jedem Signal der CAN-Nachricht korrespondiert, umfassen. Mit anderen Worten ein CAN-Signal kann in ein Ethernet-Signal unter Verwendung von maximal vier Feldern für die Wiederherstellung gewandelt werden. Die entsprechenden Felder werden beschrieben werden.
-
Das Kanalnummernfeld kann ein Zielkanal sein, welcher aus einer Vielzahl von zu dem Prozessor gehörigen (Hardware) CAN-Kanälen ausgewählt wird. Das Feld kann basierend auf einer Netzwerkkonfiguration ausgelassen werden. Das Ziel-ID-Feld kann eine Identifikation (ID) der datengemappten CAN-Nachricht sein und kann ungefähr 11 Bits für ein Standardformat und ungefähr 29 Bits für ein erweitertes Format aufweisen. Das Startbit-Feld können datengemappte Informationen sein, welche eine Startposition eines Signals in der CAN-Nachricht anzeigen, wenn das Signal der CAN-Nachricht datengemappt ist. Das Signalfeld kann zu einem CAN-Signal korrespondieren. Zusammenfassend kann, um einen CAN-Header (Kopf) zu bilden, ein Zielkanal und eine Nachrichten ID, zu welcher die CAN-Nachricht übermittelt werden kann, durch das Kanalnummernfeld und das Ziel-ID-Feld spezifiziert werden. Ein in dem Signalfeld umfasstes Signal kann, um die CAN-Nachricht zu bilden, von einem in der CAN-Nachricht durch das Startbit-Feld angezeigten Bit an angeordnet sein. Folglich kann das Ethernet-Signal effizient in die CAN-Nachricht gewandelt werden.
-
Im Folgenden wird ein Anwendungsbeispiel, bei welchem das Ethernet-Signalformat, wie oben beschrieben, verwendet wird, beschrieben werden. 7 ist eine beispielhafte Ansicht eines Pakets, in welchem das Ethernet-Signalformat entsprechend der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet wird.
-
Mit Bezug zu 7, kann ein Headerformat (Kopfformat) eines gemeinsamen Pakets des Ethernets hauptsächlich in ein Paketheaderformat des gemeinsamen Pakets und ein Paketheaderformat des gemeinsamen Datenstroms geteilt werden. Das Paketheaderformat des gemeinsamen Pakets kann für eine Entkapselung (710) von CAN-Daten durch das Internetprotokoll verwendet werden. Das Paketheaderformat des gemeinsamen Datenstroms kann für eine auf dem IEEE 1722.1 Standard basierenden Entkapselung (720) von CAN-Daten verwendet werden.
-
Ein Anwendungsbeispiel einer Entkapselung basierend auf jeder Betriebsart wird mit Bezug zu 8 und 9 beschrieben werden. Eine in 8 gezeigte Datenframe-Struktur kann für eine Entkapselung von CAN-Daten basierend auf den IEEE 1722.1 Standards verwendet werden. Ein auf den IEEE 802.3 Standards basierender MAC-Header kann als der Header verwendet werden. Jedes das Ethernet-Signalformat bildende Feld kann in Nutzdaten 810 umfasst sein. Jedes den Header bildende Feld ist in den IEEE 1722.1 Standards und den IEEE 802.3 Standards spezifiziert, was ein Beispiel der auf den IEEE 1722.1 Standards basierenden Datenframestruktur zeigt, auf welches das Ethernet-Signalformat angewendet werden kann. Eine in 9 gezeigte Datenframestruktur kann für eine auf dem Internet Protokoll basierende Entkapselung von CAN-Daten verwendet werden. Selbst für einen einen IP-Header verwendenden Datenframe kann jedes das Ethernet-Signalformat bildende Feld in Nutzdaten 910 umfasst sein. Entsprechend kann weiterhin ein Subtyp-Feld und ein Subtyp-Datenfeld in den Nutzdaten umfasst sein. Das Subtyp-Feld kann einen Protokolltyp definieren und kann typspezifische Daten umfassen.
-
Im Folgenden wird ein Beispiel einer Wandlung eines jeden eine CAN-Nachricht bildenden Signals in ein Ethernet-Signal entsprechend einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit Bezug zu den 10A–10B beschrieben werden. 10A–10B sind beispielhafte Ansichten einer Wandlung eines CAN-Signals in ein Ethernet-Signal entsprechend einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. In 10A–10B kann angenommen werden, dass jedes in einer CAN-Nachricht umfasste Signal an einen Zielkanal (Nummer 0) gerichtet ist und eine Nachrichten ID gleich 3 ist.
-
In 10A ist ein Format einer CAN-Nachricht gezeigt, welches 9 CAN-Signale mit einer Gesamtgröße von 36 Bits umfassen kann. Wenn diese CAN-Nachricht in ein Ethernet Signal gewandelt wird, kann, wie in 10B gezeigt, die CAN-Nachricht in ein Kanalnummernfeld, ein Ziel-ID-Feld, ein Startbit-Feld und ein Signalfeld pro Signal gewandelt werden. Beispielsweise kann ein DVD-Stunden-Zeitsignal von dem ersten Bit an in der CAN-Nachricht angeordnet sein, und damit kann das Startbit-Feld 0 sein. Ein DVD-Minuten-Zeitsignal kann von dem neunten Bit an in der CAN-Nachricht angeordnet sein, und damit kann das Startbit-Feld 8 sein. Wenn das in 10B gezeigte Signalformat in die CAN-Nachricht gewandelt wird, können, um die CAN-Nachricht wiederherzustellen, die entsprechenden Signale sequenziell an durch das Startbit-Feld angezeigten Positionen angeordnet sein. Insbesondere kann, wie oben beschrieben, das Formatwandlungsverfahren wie folgt ausgeführt werden.
-
Zuerst kann der zum Ausführen einer Formatswandlung konfigurierte Prozessor zum Erhalten eines CAN-Datenframes von dem CAN-Netzwerk konfiguriert sein. Der erhaltene CAN-Datenframe kann an die obere Schicht des CAN-Protokollstapels zum Entkapseln des CAN-Datenframes zum Erfassen einer CAN-Nachricht, welche zumindest ein CAN-Signal umfasst, übermittelt werden. Die CAN-Verarbeitungsschicht kann zum Bestimmen eines Startbits des zumindest einen in der CAN-Nachricht umfassten CAN-Signals und zum Erzeugen eines Ethernet-Signals, welches das CAN-Signal und das Startbit, welches zu dem CAN-Signal korrespondiert, in unterschiedlichen Feldern umfasst, konfiguriert sein. Das erzeugte Ethernet-Signal kann an die untere Schicht des Ethernet Protokollstapels zum Verkapseln des Ethernet-Signals zum Erzeugen eines Ethernet-Datenframes übermittelt werden. Der erzeugte Ethernet-Datenframe kann an ein Ethernet-Netzwerk übermittelt werden. Das wie oben beschrieben übermittelte Ethernet kann in einen CAN-Datenframe durch umgekehrte Prozesse gewandelt werden.
-
Es kann möglich sein, wie oben beschrieben, die Datenformatswandlung zwischen CAN und Ethernet unter Verwendung der Protokollstapelstruktur des Prozessors und des Ethernet-Signalformats für dasselbe effizienter auszuführen. In der Protokollstapelstruktur kann jede Schicht durch ein oder mehrere Module ausgebildet sein oder eine Vielzahl von Schichten können als ein Modul ausgebildet sein. Zum Beispiel können die COM-Schicht, die Datenverbindungsschicht und die CAN-Verarbeitungsschicht aus den 4A–4B als drei unterschiedliche Module ausgebildet sein, während eine CAN/Ethernet-Wandlungs-COM-Schicht durch ein Modul oder als zwei Module ausgebildet sein kann.
-
Wie es aus der obigen Beschreibung deutlich wird, kann es möglich sein, wie oben beschrieben, einen Datenaustausch zwischen CAN und Ethernet unter Verwendung einer Steuereinheit entsprechen zumindest einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung effizienter auszuführen. Der Fachmann versteht, dass die Effekte, welche durch die vorliegende Erfindung erzielt werden können, nicht darauf beschränkt sind, was gesondert im Obigen beschrieben worden ist, und dass andere Vorteile der vorliegenden Erfindung aus der obigen detaillierten Beschreibung klarer verstanden werden können. Der Fachmann versteht ebenso, dass zahlreiche Modifikationen und Veränderungen an der vorliegenden Erfindung vorgenommen werden können, ohne von dem Geist oder dem Schutzbereich der Erfindungen abzuweichen. Daher ist dies so gedacht, dass die vorliegende Erfindung die Modifikationen und Veränderungen dieser Erfindung abdecken, vorausgesetzt diese sind innerhalb des Schutzbereichs der beigefügten Ansprüche und deren Äquivalente.
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Nicht-Patentliteratur
-
- IEEE 1722.1 [0017]
- IEEE 1722.1 [0042]
- IEEE 1722.1 [0043]
- IEEE 802.3 [0043]
- IEEE 1722.1 [0043]
- IEEE 802.3 [0043]
- IEEE 1722.1 [0043]
