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Die Erfindung betrifft ein Verfahren, ein Computerprogrammprodukt und eine Schaltungsanordnung für ein Datennetzwerk zur Übertragung von Audio/Video-Daten, ein solches Datennetzwerk und ein entsprechend ausgestattetes Fahrzeug.
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Zur Übertragung von Audio- und/oder Video-Daten von einem Sender zu einem Empfänger in einem Datennetzwerk werden an das Datennetzwerk hohe Anforderungen gestellt. Beispielsweise ist es notwendig, dass im so genannten Streaming-Betrieb Daten eines zusammengehörigen Datenstroms beim Sender innerhalb enger Grenzen zeitlich synchronisiert und vollständig eintreffen. Andernfalls können die entsprechenden Audio/Video-Inhalte beim Empfänger nicht vollständig und/oder synchron, d.h. störungsfrei wiedergegeben werden. Die Übertragung ist daher sowohl zeitkritisch also auch bandbreitenkritisch.
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Audio/Video-Inhalte werden bereits in großen Mengen über das Internet abgerufen und übertragen. Dabei werden zu einem erheblichen Teil Netzwerkkomponenten des Ethernet-Standards verwendet, zu dem vom Institute of Electrical and Electronics Ingenieurs (IEEE) z.B. für drahtgebundene Verbindungen diversen Spezifikationen unter der Nummer IEEE 802.3 veröffentlicht wurden. In diesen Spezifikationen werden beispielsweise die entsprechende physikalische Schicht (engl. Physical Layer) und die so genannten Media Access Control (MAC) Funktionen der Sicherungsschicht (engl. Data Link Layer) im OSI-Modell definiert. Das OSI-Modell wiederum ist ein Referenzmodell für Netzwerkprotokolle als Schichtenarchitektur.
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Die drei untersten Schichten des OSI-Schichtenmodells umfassen folgende Funktionen:
- – Erste (unterste) Schicht; Physikalische Schicht oder auch Bitübertragungsschicht (engl. Physical Layer): diese Schicht stellt funktionale Hilfsmittel z.B. mechanischer, elektrischer oder optischer Art zur Verfügung, um eine physische Verbindung zu aktivieren, deaktivieren und/oder aufrechtzuerhalten und Information bitweise zu übertragen. Die Informationsübertragung kann mittels eines Übertragungsmediums beispielsweise über elektrische Signale, optische Signale oder elektromagnetische Wellen erfolgen. Geräte und Netzwerkkomponenten, die der physikalischen Schicht zuordnen bar sind, sind beispielsweise ein Stecker oder eine Buchse eines Netzwerkkabels, ein Transistor oder ein Abschlusswiderstand. Zur Informationsübertragung kann beispielsweise ein Multiplexen oder dynamisches Multiplexen auf einer Übertragungsleitung erfolgen.
- – Zweite Schicht; Sicherungsschicht (engl. Data Link Layer, DLL): mittels Netzwerkkomponenten dieser Schicht wird auf eine zuverlässige, möglichst fehlerfreie Datenübertragung hingewirkt und der Zugriff auf das jeweilige Übertragungsmedium geregelt. Dazu erfolgt beispielsweise eine Aufteilung zu übertragender Bitdatenströme in Blöcke (sog. Rahmen oder engl. Frames) und das Hinzufügen von Prüfsummen im Rahmen einer Kanalcodierung. Dadurch können fehlerhafte Blöcke vom Empfänger erkannt und verworfen oder sogar korrigiert werden. Zudem ermöglicht eine „Datenflusskontrolle“, dass ein Empfänger dynamisch steuert, mit welcher Geschwindigkeit die jeweilige Gegenseite Datenblöcke senden darf. Die zweite Schicht kann nochmals in zwei Unter-Schichten (engl. sub-layers) unterteilt werden, nämlich die näher zur ersten Schicht liegende Unter-Schicht 2a Media Access Control (MAC) und die darüber liegende Schicht 2b Logical Link Control (LLC). Die MAC umfasst Netzwerkprotokolle und Komponenten, die regeln, wie sich mehrere Netzwerkteilnehmer das gemeinsam genutzte physikalische Übertragungsmedium teilen. Das LLC ist ein Protokoll, mit dem Daten vom MAC an übergeordnete Schichten weitergeleitet werden und umgekehrt. Zudem kann es einem gegebenem Datenpaket aus einer übergeordneten Schicht des OSI-Modells Adress-Informationen und ggf. Steuerinformationen zur Datenflusssteuerung hinzufügen.
- – Dritte Schicht; Vermittlungsschicht, auch Netzwerkschicht genannt (engl. Network Layer): diese Schicht sorgt bei leitungsorientierten Diensten für das Schalten von Verbindungen und bei paketorientierten Diensten für die Weitervermittlung von Datenpaketen. Die Datenübertragung geht in beiden Fällen jeweils über das gesamte Datennetzwerk hinweg und schließt die Wegesuche (so genanntes Routing) zwischen Netzwerkknoten ein um ein Paket von einem Sender zu einem Empfänger zu übertragen. Wenn eine direkte Kommunikation zwischen Sender und Empfänger nicht möglich ist, werden Pakete von dazwischen liegenden Knoten weitergeleitet. Weiter vermittelte Datenpakete gelangen dabei nicht in höhere Schichten, sondern werden mit einem neuen Zwischenziel versehen und an den jeweils nächsten Knoten gesendet. Eine zentrale Aufgabe der Vermittlungsschicht ist daher das Bereitstellen netzwerkübergreifender Adressen sowie das entsprechende Routing bzw. der Aufbau und die Aktualisierung von Routingtabellen. Auch eine Fragmentierung von Datenpaketen kann durch die Vermittlungsschicht erfolgen. Wenn ein Kommunikationsnetz aus mehreren Teilnetzen unterschiedlicher Übertragungsmedien und/-Protokollen besteht, können in dieser Schicht auch entsprechende Umsetzungsfunktionen vorgesehen sein, die ggf. für eine Weiterleitung zwischen den Teilnetzen notwendig sind.
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Auf Schichten vier (Transportschicht), fünf (Sitzungsschicht), sechs (Darstellungsschicht) und sieben (Anwendungsschicht) des OSI-Schichtenmodells wird an dieser Stelle nicht näher eingegangen. Sie sind dem Fachmann geläufig.
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Es hat sich gezeigt, dass eine ausreichend gute Übertragung von Audio- und/oder Videodaten (AV-Daten) über ein Ethernet-Netzwerk lediglich auf Basis des IEEE 802.3 Standards in vielen Fällen nicht möglich ist. Deshalb wurde unter dem Namen Audio Video Bridging (AVB) von der IEEE eine neue Gruppe von Standards geschaffen, in denen Maßnahmen spezifiziert wurden um die Anforderungen hinsichtlich zeitgenauer Übertragung und verfügbarer Bandbreite bei der Übertragung von AV-Daten erfüllen zu können.
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AVB beruht auf der Überlegung, dass bei einer paketweisen Übertragung von AV-Datenströmen vom Sender zum Empfänger über ein Netzwerk eine störungsfreie Wiedergabe des AV-Inhalts möglich ist, wenn drei Bedingungen erfüllt sind. Erstens muss das Netzwerk insgesamt eine geeignete Zeitsynchronisation aufweisen. Zweitens muss ein geeignetes Protokoll vorgesehen sein, mit dem die Übertragung steuert wird und das von allen relevanten Netzteilnehmer unterstützt wird, und drittens muss eine geeignete Zeitvorgabe (Prädiktion) für die Wiedergabe der AV-Daten getroffen werden.
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In der Standard-Spezifikation IEEE 802.1BA wurden grundlegende Anforderungen für AVB-fähige Systeme beschrieben.
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In der Standard-Spezifikation IEEE 802.1AS wurden Funktionen und Anforderungen hinsichtlich des Zeitverhaltens (engl. Timing) und der Synchronisation (engl. Synchronization) des Netzwerks bzw. von Netzwerkkomponenten für zeitkritische (engl. Time-Sensitive) Anwendungen beschrieben. Diese Spezifikation wirkt insbesondere mit der Spezifikation IEEE 1588 zusammen, die ein Protokoll zur Synchronisierung von Netzwerkuhren bereitstellt.
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In der Standard-Spezifikation IEEE 802.1Qat wurde ein Protokoll zur Reservierung von Übertragungsbandbreite und Puffer (engl. Stream Reservation Protocol) beschrieben.
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In der Standard-Spezifikation IEEE 802.1Qav wurde ein Protokoll für Warteschlangen und Weiterleitungen für zeitkritische Datenströme beschrieben (engl. Forwarding and Queuing Enhancements for Time-Sensitive Streams).
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Diese Spezifikationen betreffen insbesondere Switches für Ethernet-Netzwerke. Mit solchen Netzwerk-Kopplungselementen werden Netzwerksegmente bzw. Netzwerkkomponenten miteinander verbunden. Sie sind in der Regel Teil der zweiten Schicht DLL, insbesondere ihrer Unterschichten MAC bzw. LLC im OSI-Schichtmodell des Netzwerks. Die Datenübertragung eines Switch findet üblicherweise in der unteren Ebene MAC statt. Ein Switch trifft typischerweise eine Entscheidung zur Weiterleitung von Datenpaketen anhand der Hardware-Adressen angeschlossener Geräte. Er kann auch eine entsprechende Komponente aufweisen, die auf der ersten (physikalischen) Schicht des Netzwerks liegt, wie einen Transceiver bzw. so genannten PHY. Speziell für Ethernet-Netzwerke, die in Fahrzeugen bzw. Systemen im so genannten Automotive-Bereich vorgesehen sind, wurde von der OPEN (One-Pair Ether-Net) Alliance Special Interest Group (SIG), http://www.opensig.org/home/, eine Spezifikation für die physikalische Schicht unter dem Namen „OPEN Alliance 100Mbit/s BroadR-Reach (OABR) physical layer specification“ herausgegeben, die zu einem De-Facto-Standard in diesem Bereich geworden ist. Netzwerke, die diesen Standard unterstützen, können auf Basis einer zweiadrig verdrillten, ungeschirmten Leitung (engl. single unshielded twisted pair cable) aufgebaut sein, wodurch gegenüber herkömmlichen Ethernet-Netzwerken erhebliche Ressourcen (Material, Gewicht) für die Netzwerkkabel eingespart werden. OABR-fähige Netzwerkkomponenten sind vielfach auch AVB-fähig.
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In der Veröffentlichung „White Paper Contributed to AVnu Alliance – Requirements for Automotive AVB System Profiles", Junichi Takeuchi, AVnu Alliance (2011) sind grundlegende Anforderungen und System-Architekturen beschrieben um in Fahrzeugen mittels eines Ethernet-Netzwerks Audio- und/oder Videodaten zeitgenau zu übertragen und wiederzugeben. Diese Veröffentlichung ist beispielsweise unter http://www.avnu.org/files/static_page_files/9F0A4E3F-1D09-3519-ADBA4F0C747D7640/Contributed%20Automotive%20Whitepaper_April%202011.pdf verfügbar.
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Auch die Veröffentlichung „Ethernet unterwegs – Ethernet Audio/Video Bridging in der Automobilbranche", Elektronik automotive, Heft 4.2011, Seiten 38–41, (auch verfügbar unter http://www.elektroniknet.de/automotive/sonstiges/artikel/80791/0/) beschäftigt sich mit der Nutzung von Ethernet-Netzwerken zur Übertragung von AV-Daten in Fahrzeugen.
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Die Inhalte der oben genannten Veröffentlichungen werden hiermit durch Bezugnahme in die vorliegende Beschreibung aufgenommen.
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Ethernet-Netzwerkkomponenten, die AVB-Vorgaben erfüllen, sind deutlich aufwändiger und teurer als entsprechende, herkömmliche Netzwerkkomponenten. Insbesondere sind AVB-fähige Switches, die auf den beiden unteren Ebenen des OSI-Schichtenmodells arbeiten, meist in aufwändigere Mikroprozessor-Bausteine integriert, die mit entsprechendem Overhead an Prozessor-Komponenten und Funktionen einhergehen.
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Es ist Aufgabe der Erfindung, einen Beitrag zu leisten, dass Audio/Video-Daten in einem Datennetzwerk störungsfrei übertragbar sind. Es ist insbesondere eine Aufgabe der Erfindung, einen Beitrag zu leisten, AVB-fähige Switches mit geringem Komponenten-Overhead bereitzustellen.
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Diese Aufgabe wird durch die in den unabhängigen Patentansprüchen angegebene Erfindung gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
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Erfindungsgemäß ist eine Schaltungsanordnung für ein Datennetzwerk vorgesehen, das gemäß dem OSI-Schichtenmodell aufgebaut und derart ausgebildet ist, dass bei einer Datenübertragung von einem Sender zu einem Empfänger Audio-Video-Bridging-Vorgaben erfüllbar sind, gemäß denen eine Zeitsynchronisation für zeitkritische Anwendungen herstellbar ist, eine Bandbreite zur Übertragung vorgegebener Datenströme reservierbar ist und/oder die Übertragung zeitkritischer Datenströme gesondert steuerbar, insbesondere priorisierbar, ist. Die Schaltungsanordnung umfasst:
- a) eine erste Mikrocontroller-Anordnung, die eine erste medienunabhängige Schnittstelle mit einem ersten Media Access Controller aufweist und
- b) eine zweite Mikrocontroller-Anordnung, die eine zweite medienunabhängige Schnittstelle mit einem zweiten Media Access Controller aufweist. Die zweite Mikrocontroller-Anordnung wird mittels der ersten Mikrocontroller-Anordnung zur Einhaltung der Audio-Video-Bridging Vorgaben gesteuert.
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Mit den jeweiligen Media Access Controllern sind im OSI-Schichtenmodell des Datennetzwerks insbesondere jeweils Funktionen auf der Sicherungsschicht ausführbar. Die medienunabhängige Schnittstellen und/oder ihre Media Access Controller können insbesondere jeweils eine Funktion eines Switches ausführen.
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Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, dass durch die Kopplung zweier Mikrocontroller-Anordnungen, von denen eine bereits einen AVB-fähigen Switch aufweist, relativ einfach eine Erweiterung um weitere AVB-fähige Switches möglich ist. Insbesondere wurde erkannt, dass es relativ einfach möglich ist, die beiden Mikrocontroller-Anordnungen zu synchronisieren und dass eine entsprechende Synchronisierung vorteilhaft nutzbar ist um mit der zweiten Mikrocontroller-Anordnung einen AVB-fähigen Switch steuerungstechnisch umzusetzen. Dadurch kann insbesondere die Einhaltung der jeweiligen, die Zeitsynchronität betreffenden AVB-Vorgaben beim Übertragen von Datenpaketen zeitkritischer Anwendungen an den Switches der beiden Mikrocontroller-Anordnungen funktionell unterstützt werden. Die Synchronisations-Signale können insbesondere direkt per Hardware übertragen werden bzw. mit nur wenigen Protokolldaten. Die Weiterleitung von Datenpaketen eines Datenstroms kann dabei vorteilhaft mittels der jeweiligen Media Access Controller der medienunabhängigen Schnittstellen gesteuert werden. Dadurch, dass jeder der beiden Mikrocontroller jeweils zwei medienunabhängige Schnittstellen mit wiederum jeweils einem Media Access Controller aufweist, kann eine sehr flexible und performante Weiterleitung von Datenpaketen über eine entsprechende Switch-Anordnung erfolgen.
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Die Erfindung beruht weiterhin auf der Erkenntnis, dass durch die entsprechende Verbindung der beiden Mikrocontroller-Anordnungen ein an sich nicht AVB-fähiger Switch von einer dieser Anordnungen vorteilhaft derart emuliert bzw. erweitert werden kann, dass er AVB-fähig ist. Dies wird insbesondere möglich durch die Zeitsynchronisation und die Schaltungsverbindung für die AVB-Protokoll- und/oder AV-Daten.
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Auch andere AVB-Vorgaben können durch die Kopplung und insbesondere einen entsprechenden Austausch von Steuerungsdaten zwischen den beiden Mikroprozessoranordnungen unterstützt werden, beispielsweise hinsichtlich der Reservierung einer Bandbreite zur Übertragung vorgegebener Datenströme und/oder zur Steuerung der Übertragung zeitkritischer Datenströme, insbesondere zum Weiterleiten und Speichern. Die beschriebenen Funktionen der Mikroprozessoren können insbesondere softwaregesteuert sein und/oder entsprechende Computerprogramme in die Mikroprozessoren geladen werden.
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Mit der Erfindung ist es weiterhin vorteilhaft möglich, große, aufwändige AVB-fähige Switch-Systeme zu ersetzen durch Cluster kleinerer AVB-fähiger Switch-Systeme. Dadurch kann insbesondere eine Skalierung erfolgen, indem eine bestehende erfindungsgemäße Schaltungsanordnung mit mindestens einer weiteren erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung verbunden wird. Eine entsprechend skalierbare Architektur ist beispielsweise bei der Integration eines AVB-fähigen Ethernet-Netzwerkes bzw. Teilnetzwerkes in Kraftfahrzeugen besonders vorteilhaft, bei denen je nach Ausstattung eines Fahrzeugs individuell unterschiedlich viele Switches benötigt werden.
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Die Erfindung kann insbesondere dadurch vorteilhaft ausgeführt werden, dass die Zeitsynchronisation zwischen den beiden Mikrocontroller-Anordnungen über eine erste Verbindungsleitung erfolgt, beispielsweise über ein SPI (Serial Peripheral Interface) Bussystem und die Übertragung sonstiger Daten wie Ethernet-Protokolldaten, AVB-Protokolldaten und/oder AV-Daten über eine zweite, gesonderte performante Daten-Verbindungsleitung, beispielsweise über einen Universal Serial Bus (USB) oder über eine Low Voltage Differential Signaling (LVDS) Verbindung, insbesondere über eine besonders schnelle LVDS Fast Asynchronous Serial Transmission (LFAST) Verbindung.
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Mit der Erfindung kann weiterhin vorteilhaft der bei den meisten entsprechenden Mikrocontroller-Anordnungen anzutreffende Umstand ausgenutzt werden, dass der Physical Layer und/oder der Data Link Layer (DLL) zumindest teilweise hardwaretechnisch implementiert ist, wodurch vorteilhaft bei den entsprechend ausgeführten Funktionen keine nennenswerte Verzögerungszeit auftritt, insbesondere bei der Ausgabe von Daten über den Physical Layer. Insbesondere, wenn der DLL eine z.B. mit einem netz- oder subnetzweiten Global Time Master (GTM) synchronisierte Uhr aufweist, kann durch diese sowohl beim Erhalt als auch beim Versand von AV-Datenpaketen ein entsprechender Zeitstempel gesetzt werden, wodurch das System vorteilhaft deterministisch ausgebildet werden kann. Der GTM kann auch in einem der beiden Mikrocontroller vorgesehen sein und die jeweiligen Systemteilnehmer können sich dessen Dienste bedienen, beispielsweise ihre jeweiligen Zeiten daraus ableiten.
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Mit der Erfindung kann insbesondere erreicht werden, dass bei der Übertragung von AV-Daten in einem Datennetzwerk von einem Sender zu einem Empfänger die Daten beim Empfänger derart vollständig und synchron eintreffen, dass eine störungsfreie Wiedergabe der entsprechenden AV-Inhalte möglich ist. Die Erfindung ermöglicht dabei insbesondere, als Datennetzwerk ein Ethernet-Netzwerk zu verwenden und zumindest einen Teil der Vorgaben einzuhalten, die in den bereits oben genannten Ethernet-AVB-relevanten Spezifikationen IEEE 802.1BA, IEEE 802.1AS, IEEE 1588, IEEE 802.1Qat und/oder IEEE 802.1Qav in zumindest einer ihrer jeweils veröffentlichten Version enthalten sind (so genanntes Ethernet-Audio-Video-Bridging Datennetzwerk).
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In einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung ist eine Verbindungsleitung vorgesehen, über die die erste Mikrocontroller-Anordnung Zeitsynchronisations-Signale an die zweite Mikrocontroller-Anordnung sendet. Die Schaltungsanordnung kann dabei insbesondere als Master-Slave-Anordnung ausgebildet sein, wobei die erste Mikrocontroller-Anordnung der Master ist und die zweite Mikrocontroller-Anordnung der Slave ist. Die Zeitsynchronisations-Signale können dabei insbesondere über einen SPI Bus übertragen werden.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Schaltungsanordnung ist eine gesonderte Datenverbindung zwischen der ersten Mikrocontroller-Anordnung und der zweiten Mikrocontroller-Anordnung vorgesehen, über die Protokolldaten und/oder Nutzdaten wie z.B. Audio/Video-Daten übertragbar sind.
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In einer anderen vorteilhaften Ausführungsform der Schaltungsanordnung ist an der ersten medienunabhängige Schnittstelle der ersten Mikrocontroller-Anordnung ein erster Audio-Video-Bridging Verbindungsbaustein angeschlossen, mit dem Funktionen auf der physikalischen Schicht des OSI-Schichtenmodells des Datennetzwerks ausführbar sind und mit dem zumindest ein Teil der Audio-Video-Bridging Vorgaben funktionell unterstützt, insbesondere ausgeführt, wird. Weiterhin ist dabei an der zweiten medienunabhängigen Schnittstelle der zweiten Mikrocontroller-Anordnung ein zweiter Audio-Video-Bridging Verbindungsbaustein angeschlossen, mit dem Funktionen auf der physikalischen Schicht des OSI-Schichtenmodells des Datennetzwerks ausführbar sind und mit dem zumindest ein Teil der Audio-Video-Bridging Vorgaben funktionell unterstützt, insbesondere ausgeführt. Mindestens eine der ersten und zweiten Mikrocontroller-Anordnungen, insbesondere die erste, als Master ausgebildete Mikrocontroller-Anordnung, umfasst dabei eine zentrale Zeitgeber-Anordnung oder ist mit einer zentralen Zeitgeber-Anordnung verbunden, insbesondere um Zeitsignale zu erzeugen und/oder von der zentralen Zeitgeber-Anordnung zu empfangen, um die jeweils andere Mikrocontroller-Anordnung mittels dieser Zeitsignale zu synchronisieren. An der zweiten medienunabhängige Schnittstelle der ersten Mikrocontroller-Anordnung und an der ersten medienunabhängige Schnittstelle der zweiten Mikrocontroller-Anordnung kann weiterhin vorteilhaft ein Verbindungsbaustein, insbesondere ein 3-Port-Switch, angeschlossen sein, über den umschaltbar eine Datenverbindung zwischen dem ersten Audio-Video-Bridging Verbindungsbaustein und dem zweiten Audio-Video-Bridging Verbindungsbaustein herstellbar ist, wobei die Datenverbindung die Audio-Video-Bridging-Vorgaben erfüllt. Dabei kann insbesondere jeweils zwischen den beiden Audio-Video-Bridging Verbindungsbausteinen eine Datenverbindung zu einer dritten Mikrocontroller-Anordnung herstellbar sein. Die erste Mikrocontroller-Anordnung kann ein Gateway (GW) Mikrocontroller sein, die zweite Mikrocontroller-Anordnung kann ein Body Mikrocontroller (BMC) sein und die dritte Mikrocontroller-Anordnung kann ein Body Domain Controller (BDC) sein.
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Das Umschalten der Datenverbindung kann vorteilhaft mittels der ersten Mikrocontroller-Anordnung, der zweiten Mikrocontroller-Anordnung und/oder dem Verbindungsbaustein erfolgen. Das Umschalten der Datenverbindung kann mittels des Media Access Controllers der ersten Mikrocontroller-Anordnung, des Media Access Controllers der zweiten Mikrocontroller-Anordnung und/oder mittels einer Netzwerk-Komponente erfolgen, die im OSI-Schichtenmodell des Datennetzwerks Funktionen in der dritten Schicht (Network Layer) ausführt.
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In einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel der Erfindung weist die erste Mikrocontroller-Anordnung zusätzlich zu der ersten medienunabhängigen Schnittstelle mit dem ersten Media Access Controller eine oder mehrere weitere medienunabhängige Schnittstellen, insbesondere mit jeweils einem weiteren Media Access Controller auf. Die zweite Mikrocontroller-Anordnung kann zusätzlich zu der zweiten medienunabhängigen Schnittstelle mit dem zweiten Media Access Controller eine oder mehrere weitere medienunabhängige Schnittstellen, insbesondere mit jeweils einem weiteren Media Access Controller aufweisen.
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Das Datennetzwerk ist insbesondere ein Ethernet-Netzwerk, das zumindest teilweise nach den Vorgaben einer veröffentlichten Spezifikationen des Standards IEEE 802.3 ausgebildet ist.
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Erfindungsgemäß kann auch ein Verfahren zur Übertragung von Audio/Video-Daten von einem Sender zu einem Empfänger in einem Datennetzwerk angegeben werden, wobei das Datennetzwerk gemäß dem OSI-Schichtenmodell ausgebildet ist. Bei der Übertragung der Audio/Video-Daten können Audio-Video-Bridging-Vorgaben erfüllt werden, gemäß denen eine Zeitsynchronisation für zeitkritische Anwendungen hergestellt wird, eine Bandbreite zur Übertragung vorgegebener Datenströme reserviert wird und/oder die Übertragung zeitkritischer Datenströme gesondert gesteuert wird. Dabei kann die Schaltungsanordnung umfassen:
- a) eine erste Mikrocontroller-Anordnung, die eine erste medienunabhängige Schnittstelle mit einem ersten Media Access Controller aufweist und
- b) eine zweite Mikrocontroller-Anordnung, die eine zweite medienunabhängige Schnittstelle mit einem zweiten Media Access Controller aufweist. Die zweite Mikrocontroller-Anordnung wird dabei mittels der ersten Mikrocontroller-Anordnung zur Einhaltung der Audio-Video-Bridging Vorgaben gesteuert.
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Weitere Verfahrensmerkmale vorteilhafter Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus der vorliegenden Beschreibung, die insbesondere im Zusammenhang mit der Schaltungsanordnung oder anderer struktureller Einheiten angegeben sind.
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Die Erfindung kann auch in einem Computerprogrammprodukt implementiert sein, das beim Laden und Ausführen auf einem Computer einen erfindungsgemäßen Verfahrensablauf bewirkt.
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Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen und Figuren weiter erläutert. Es zeigen:
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1 Ein Ethernet-Netzwerk in einem Kraftfahrzeug,
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2 Eine Mikroprozessor-Anordnung nach dem Stand der Technik,
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3 Eine erste erfindungsgemäße Schaltungsanordnung,
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4 Eine zweite erfindungsgemäße Schaltungsanordnung,
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5 Eine dritte erfindungsgemäße Schaltungsanordnung und
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6 Ein Kamerasystem mit Ethernet-Anbindung an eine Fahrzeugsteuerung.
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In dem in 1 dargestellten Kraftfahrzeug 1 ist ein Ethernet-Datennetzwerk 2 vorgesehen, bei dem diverse Fahrzeugsteuerungen, Multimedia-Systeme usw. miteinander vernetzt sind. Ein Bordcomputer 3 (BC, Body Control Unit) ist einerseits mit elektronischen Fahrzeugsteuerungen (Electronic Control Units, ECU) wie Motorsteuerung, Bremssteuerung usw. verbunden und ist andererseits über die zentrale Vermittlung 4 (Central Gateway, CG) zu Fahrerassistenzsystemen und Multimedia-Systemen verbunden, die an das Ethernet-Datennetzwerk 2 angeschlossen sind. Die zentrale Vermittlung 4 weist dazu eine erste Switch-Anordnung 5 auf, deren erster Ethernet-Anschluss 6a mit dem Bordcomputer 3 verbunden ist und zweiter Ethernet-Anschluss 6B mit einem der Ethernet-Anschlüsse 7A einer zweiten Switch-Anordnung 7. Die zentrale Vermittlung 4 kann insbesondere mittels eines Computerprogramms gesteuert werden und dazu z.B. einen Mikroprozessor aufweisen.
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Der Gateway 4 bzw. dessen Switch-Anordnung ist 5 AVB-fähig. AVB-fähig ist auch die vierte Switch-Anordnung 13, an der über einen AVB-Anschluss 16a ein Multimedia-Abspielgerät, beispielsweise ein BlueRay-Abspielgerät (MA) angeschlossen ist, dessen Videostream-Daten über die Switch-Anordnung 13 bzw. an dessen AVB-Anschluss 15a angeschlossenes AV-Wiedergabegerät 15 (MW) ausgegeben wird. Die Switch-Anordnung 13 ist über einen ihrer Ethernet-Anschlüsse 13a wiederum über Ethernet-Anschlüsse 7a mit einer zweiten AVB-fähigen Switch-Anordnung 7 verbunden, die Datenpakete zum Central Gateway 4 sowie zu einem Kombi-Instrument 8 (KI) des Kraftfahrzeugs 1, zu einem ersten Kamerasystem 9 (KA) und zu einem zentralen Infotainment-System (Head Unit, HU) 10 vermitteln kann. Switch-Anordnungen können somit als Sender und als Empfänger von Datenpaketen wirken. Auch Endgeräte wie AV-Abspiel- und Wiedergabegeräte können als Sender bzw. Empfänger von Datenpaketen angesehen werden. Die Head Unit 10 kann insbesondere auch Radio/CD-Funktionen und ein Navigationssystem umfassen, sowie weitere Fahrerassistenzfunktionen unterstützen, beispielsweise Bilder des Kamerasystems 9 darstellen. Weitere Fahrerassistenz-Systeme wie ein zweites Kamerasystem 12 und ein Radar-System 14 (RA) sind über eine dritte Switch-Anordnung 11 bzw. über deren Ethernet Anschlüsse 11a in das Ethernet-Datennetz 2 eingebunden. Die dritten und vierten Switch-Anordnungen 11, 13 weisen jeweils freie, nicht belegte Ethernet-Anschlüsse 14a, 14b auf, an die bei Bedarf weitere Geräte bzw. Systeme angeschlossen werden können. Die Erfindung kann beispielsweise in einem solchen System vorteilhaft angewandt werden.
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In 2 ist eine Mikrocontroller-Schaltungsanordnung 21 gemäß dem Stand der Technik mit einem Body-Mikrocontroller (BMC) 23 gezeigt, der beispielsweise in einem Bordcomputer vorgesehen sein kann, wie er in 1 mit Bezugszeichen 3 dargestellt ist. Der Body-Mikrocontroller 23 ist über eine Datenverbindung 27 mit einem Gateway-Mikrocontroller (GMC) 24 verbunden, der beispielsweise in einem Central Gateway vorgesehen sein kann, wie er in 1 mit Bezugszeichen 4 dargestellt ist. Die Datenverbindung 27 ist an Body-Mikrocontroller 23 und Gateway-Mikrocontroller 24 jeweils an medienunabhängigen Schnittstellen (Media Independent Interface, MII) 23c, 24a angeschlossen. Die entsprechende Vermittlung von Datenpaketen in der zweiten OSI-Schicht des jeweiligen Datennetzwerks erfolgt jeweils mittels einer Media Access Control (MAC) Komponente 23b, 24b der beiden Mikrocontroller 23, 24.
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Da der Body-Mikrocontroller 23 keine zeitkritischen AV-Datenpakete übertragen muss, sondern nur solche Datenpakete, die im Rahmen eines regulären Ethernet-Datentransfers ausreichend sicher übertragen werden, ist er nicht AVB-fähig und ist über eine MII-Schnittstelle 23a mit einem nicht AVB-fähigen Standard-Ethernet Transceiver (PHY) 26 verbunden. Dieser weist im Übrigen einen Ethernet-Anschluss 26a, z.B. mit Kabel Coax Media Converter, CMC auf. Der Gateway-Mikrocontroller 24 weist dagegen einen AVB-fähigen Switch 25 mit zwei Ethernet-Anschlüssen 25a, 25b auf. Er ist über die MII-Schnittstelle 24c mit dem Gateway-Mikrocontroller 24 verbunden.
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In 3 ist ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Mikrocontroller-Schaltungsanordnung 31 gezeigt, die beispielsweise die weiter oben beschriebene Schaltungsanordnung 21 ersetzen kann. In der Mikrocontroller-Schaltungsanordnung 31 ist ein Body-Mikrocontroller 33 mit einem Gateway-Mikrocontroller 34 verbunden. Der Body-Mikrocontroller 33 kann beispielsweise in einem Bordcomputer vorgesehen sein kann, wie er in 1 mit Bezugszeichen 3 dargestellt ist. Der Gateway-Mikrocontroller 34 kann beispielsweise in einem Central Gateway vorgesehen sein kann, wie er in 1 mit Bezugszeichen 4 dargestellt ist. An dem Gateway-Mikrocontroller 34 ist über eine medienunabhängige (MII) Schnittstelle 34c, die eine Media Access Control (MAC) Komponente 34d aufweist, ein AVB-fähiger Transceiver (PHY) 35 als Audio-Video-Bridging Verbindungsbaustein angeschlossen, mit dem Funktionen auf der physikalischen Schicht des OSI-Schichtenmodells des Datennetzwerks ausführbar sind und mit dem zumindest ein Teil der Audio-Video-Bridging Vorgaben funktionell unterstützt, insbesondere ausgeführt, wird. Der Transceiver 35 erfüllt hinsichtlich der physikalischen Schicht des OSI-Modells zudem Anforderungen gemäß der Open Alliance Broad Reach (OABR) Spezifikation um eine Datenübertragung über ein zweiadrig verdrilltes, ungeschirmtes Ethernet-Kabel zu ermöglichen und weist einen entsprechenden Ethernet-Anschluss 35a auf. Zur Vermittlung von Datenpaketen zwischen einem Sender und einem Empfänger dienen im Gateway-Mikrocontroller 34 die Media Access Control (MAC) Komponenten 34b und 34d, die jeweils in der zweiten OSI-Schicht des Ethernet-Netzwerks angeordnet sind. Sie wirken innerhalb des Gateway-Mikrocontrollers 34 zum Empfang bzw. zum Senden von Datenpaketen.
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Über eine MII-Schnittstelle 34a ist der Gateway-Mikrocontroller 34 mit einem Switch 38 verbunden, der drei Anschlüsse (engl. Ports) hat. Am ersten Port 38a ist über eine Verbindungsleitung 39 der Gateway-Mikrocontroller 34 angeschlossen und am zweiten Port 38b über eine Verbindungsleitung 37 der Body-Mikrocontroller 33. Der dritte Port 38c ist ein herkömmlicher, nicht OABR-fähiger und nicht AVB-fähiger Ethernet-Transceiver. Der Port 38c kann in einem Fahrzeug beispielsweise eine Diagnose-Schnittstelle bilden, über die eine On Board Diagnose (OBD) möglich ist. Zur Diagnose können über diese Diagnose-Schnittstelle und ggf. über den Body-Mikrocontroller 33 und/oder den Gateway-Mikrocontroller 34 ggf. fahrzeugherstellerspezifische Diagnose-Protokolldaten und die jeweiligen Diagnosedaten aus elektronischen Steuerungen (ECUs) des Fahrzeugs beispielsweise an ein fahrzeugexternes Diagnosegerät übertragen werden.
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Port 38b des Switches 38 ist über die Verbindungsleitung 37 mit dem medienunabhängigen Interface (MII) 33c des Body-Mikrocontroller 33 verbunden. Zur Vermittlung von Datenpaketen ist in zwei medienunabhängigen Interfaces (MII) 33a des Body-Mikrocontrollers 33 jeweils eine Media Access Control (MAC) Komponente 33b bzw. 33d vorgesehen, die in der zweiten OSI-Schicht des Ethernet-Netzwerks angeordnet ist. Sie wirken innerhalb des Gateway-Mikrocontroller 34 zum Empfang bzw. zum Senden von Datenpaketen.
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Am medienunabhängigen Interface (MII) 33a des Body-Mikrocontrollers 33 ist ein Ethernet-Transceiver 36 angeschlossen. Der Transceiver 36 erfüllt hinsichtlich der physikalischen Schicht des OSI-Modells Anforderungen gemäß der Open Alliance Broad Reach (OABR) Spezifikation um eine Datenübertragung über ein zweiadrig verdrilltes, ungeschirmtes Ethernet-Kabel zu ermöglichen und weist einen entsprechenden Ethernet-Anschluss 36a auf. Zudem ist er durch die vorliegende Kopplung des Body-Mikrocontrollers 33 mit dem Gateway-Mikrocontroller 34 auch AVB-fähig. Dazu ist im Gateway-Mikrocontroller 34 ein zentraler Zeitgeber (engl. Global Time Master, GTM) 41 vorgesehen. Von diesem erzeugte bzw. abgeleitete Zeit-Synchronsignale werden, wie mit Pfeil 40 in der 3 veranschaulicht, über ein harwaremäßig bzw. mit einer geeigneten Leitung realisiertes Serial Peripheral Interface (SPI) Bussystem direkt ohne nennenswerte Zeitverzögerung an den Body-Mikrocontroller 33 gesandt, der sich mittels dieser Signale exakt mit dem Gateway-Mikrocontroller 34 synchronisieren kann. Der Gateway-Mikrocontroller 34 übernimmt dabei die Rolle eines Masters und der Body-Mikrocontroller 33 die Rolle des dazu gehörenden Slave. Die AVB-Fähigkeit des Gateway-Mikrocontrollers 34 mit seinem AVB-fähigen Transceiver 35 kann durch die genannte Kopplung, bei der über die SPI-Verbindung eine Zeitsynchronisation erfolgt und über den 3-Port-Switch 38 AV-Datenpakete und Protokolldaten übertragen werden, auf den Body-Mikrocontroller 33 und den an ihn angeschlossen Transceiver 36 erweitert werden. Somit können auch an dem Transceiver 36 Audio-Video-Bridging-Vorgaben erfüllt werden, gemäß denen eine Zeitsynchronisation für zeitkritische Anwendungen herstellbar ist, eine Bandbreite zur Übertragung vorgegebener Datenströme reservierbar ist und/oder die Übertragung zeitkritischer Datenströme gesondert steuerbar ist. Auch die Media Access Control (MAC) Komponente 33b des Body-Controllers kann diese Vorgaben durch die Kopplung unterstützen bzw. zumindest teilweise ausführen.
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Die Verbindungsleitungen bzw. Verbindungskomponenten 37, 38, 39 zwischen dem Body-Mikrocontroller 33 und dem Gateway-Mikrocontroller 34, über die Protokoll- und Nutzdaten (z.B. AV-Daten) übertragen werden, sind gesondert zu dem SPI-Bus 40 ausgebildet, wodurch gegenseitige Störungen vermieden werden.
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Mit der Mikrocontroller-Schaltungsanordnung 31 können somit zwei AVB-fähige Ethernet-Anschlüsse 35a, 36a und ein weiterer, herkömmlicher Ethernet-Anschluss 38a geschaffen werden. Die Anordnung ist skalierbar, wie aus den 4 und 5 deutlich wird. Dabei sind Komponenten mit gleichen Funktionen und im Wesentlichen gleicher Anordnung jeweils mit denselben Bezugszeichen versehen wie in 3. Diese Komponenten und ihre Funktionen werden daher nicht nochmals wiederholend beschrieben, sondern auf die entsprechende Beschreibung zur 3 verwiesen.
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Bei der in 4 gezeigten Mikrocontroller-Schaltungsanordnung 42 wird gegenüber der in 3 gezeigten Anordnung auf den 3-Port-Switch 38 und die entsprechenden Verbindungsleitungen 37, 39 verzichtet. Stattdessen werden die beiden Mikrocontroller 33, 34 über eine weitere direkte Datenschnittstelle, in diesem Fall eine Universal Serial Bus (USB) Busverbindung 50 miteinander verbunden. Über diese Schnittstelle können dann sämtliche Protokolldaten und Nutzdaten (AV-Daten usw.) ggf. paketweise übertragen werden. An der dadurch frei gewordenen MII-Schnittstelle 33c des Body-Mikrocontroller 33 ist stattdessen ein weiterer Transceiver 47 mit einem entsprechendem Ethernet-Anschluss 46a angeschlossen, der wiederum OABR-fähig ist und ebenfalls die AVB-Vorgaben erfüllt. Der Body-Microcontroller 33 ist somit gegenüber der in 3 gezeigten Anordnung um einen weiteren AVB-fähigen Anschluss 47, 47a erweitert. Im Unterschied zu der in 3 gezeigten Ausführungsform ist bei dem in 4 gezeigten Gateway-Mikrocontroller 34 kein interner zentraler Zeitgeber (GTM) vorgesehen, sondern dieser wird von einem externen, zentralen Zeitgeber (engl. Global Time Master, GTM) 51 mit entsprechenden Synchronisierungs-Zeitimpulsen angesteuert, aus denen er dann seinerseits entsprechende Zeitimpulse an den Body-Mikrocontroller 33 zur Synchronisierung weitergibt (vgl. Pfeil 40).
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An der mangels angeschlossenem 3-Port Switch freigewordenen MII-Schnittstelle 44a des Gateway-Mikrocontrollers 34 ist bei der Ausführungsform gemäß 4 ein herkömmlicher Transceiver 48 mit Ethernet-Anschluss 48a vorgesehen, der analog zum Anschluss 36, 36a der 3 wiederum bei Bedarf beispielsweise eine Diagnose-Schnittstelle bilden kann, über die eine On Board Diagnose (OBD) möglich ist. Insgesamt verfügt die in 4 gezeigte Schaltungs-Anordnung 42 über drei AVB-fähige Ethernet-Anschlüsse 35a, 36a, 47a und ist somit gegenüber der in 3 gezeigten Anordnung um einen solchen AVB-fähigen Anschluss erweitert.
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Die in 5 gezeigte Mikrocontroller-Schaltungsanordnung 52 ist gegenüber der in 4 gezeigten Schaltungs-Anordnung 42 nochmals um zwei weitere AVB-fähige Ethernet-Anschlüsse 56a, 57a erweitert. Dies wird dadurch erreicht, dass ein weiterer Mikrocontroller (MC) 53 mit dem Gateway-Mikrocontroller 34 verbunden wird, wobei analog zur Schaltung und Funktionsweise zwischen Gateway-Mikrocontroller 34 und dem Body-Mikrocontroller 33 Synchronisierungs-Signale beispielsweise leitungsbasiert über den SPI-Bus (Pfeil 40a) vom Gateway-Mikrocontroller 34 an den Mikrocontroller 53 gesandt werden und über die USB-Schnittstelle 50a Protokolldaten und Nutzdaten (AV-Daten usw.) paketweise übertragen werden können. Der Mikrocontroller 53 weist analog zu den MAC-Komponenten 33b, 34b der Mikrocontroller 33, 34 entsprechende MII-Schnittstellen 53a bzw. 53c mit MAC-Komponenten 53b bzw. 53d auf und entspricht im Übrigen funktionell dem Body-Mikrocontroller 33. An den MII-Schnittstellen 53a, 53c des Gateway-Mikrocontroller 34 sind wiederum entsprechende OABR-fähige Transceiver 56, 57 mit entsprechenden Ethernet-Anschlüssen 56a, 57a vorgesehen. Diese Anschlüssen sind wiederum auch AVB-fähig, d.h. sie sind in der Lage, die AVB-Vorgaben zumindest teilweise zu erfüllen. Dadurch weist die Mikrocontroller-Schaltungsanordnung 52 insgesamt fünf AVB-fähige Ethernet-Anschlüsse auf. Natürlich kann die Anordnung auch leicht auf vier solcher Anschlüsse reduziert werden, indem auf einen der beiden Transceiver 56, 57 verzichtet wird.
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In 6 sind Netzwerk-Komponenten eines kamerabasierten Fahrerassistenz-Systems (KAFAS) für ein Fahrzeug, hier ein Kraftfahrzeug, dargestellt, die ein Teil-Netzwerk 61 des in dem Fahrzeug vorgesehenen Ethernet-Datennetzwerks bilden. Ein Kamerasystem umfasst dabei eine elektronische Kamera 64, die einen Ethernet-Netzwerkanschluss mit einem geeigneten Transceiver 65 aufweist. Die Kamerasignale bzw. Bilddaten werden über diese Schnittstelle an eine Switch-Anordnung 66 eines KAFAS-Controllers 62 gesandt und die Bilddaten dort mittels eines Mikroprozessors 69 verarbeitet, beispielsweise zur Erkennung von Verkehrshindernissen. Beispielsweise ist es zur Unterstützung eines hochautomatisierten Fahrmodus des Fahrzeugs notwendig, dass die entsprechenden Bilddaten von der Kamera 64 an den Mikrocontroller 69 in Echtzeit bzw. unter Einhaltung von AVB-Vorgaben übertragen werden und die dabei jeweils erzeugten Signale zur Ansteuerung anderer Fahrzeug-Komponenten wie dem Bremssystem, der Head Unit usw. wiederum in Echtzeit bzw. unter Einhaltung von AVB-Vorgaben ausgegeben bzw. an diese übertragen werden. Dazu muss zumindest der Transceiver 67a, an dem die Kameradaten eingehen, AVB-fähig sein und ist entsprechend einem der in 3 bis 5 gezeigten AVB-fähigen Transceivern ausgestaltet. Der KAFAS-Controller 62 enthält deshalb mindestens eine Schaltungs-Anordnung 66, die einer der vorher beschriebenen Mikrocontroller-Schaltungsanordnungen 31, 42, 52 entspricht bzw. zumindest eine dieser Schaltungen umfasst. Der KAFAS-Controller 62 umfasst für die Zwecke der Bildverarbeitung weiterhin einen Mikroprozessor 69, der mit der Schaltungs-Anordnung 66 verbunden ist. Über die medienunabhängige Schnittstelle 68 können dabei insbesondere Bilddaten übertragen werden und über die SPI-Schnittstelle 70 können wiederum die Zeitsignale, insbesondere vom jeweiligen zentralen Zeitgeber (GTM) erzeugte oder von diesen abgeleitete Zeitsignale übertragen werden zur Synchronisation des Bildverarbeitungs-Mikrocontrollers 69 mit dem Netzwerk.
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Mit der Erfindung sind skalierbare Hochgeschwindigkeits-Ethernet-Datennetzwerke für Fahrzeuge herstellbar, die sowohl die Vorgaben des Audio-Video-Bridging Standards als auch des Open Alliance BroadR Reach Standards erfüllen und dabei kostengünstig und ressourcenschonend hinsichtlich Leitungsgewicht und Materialverbrauch ausgebildet sind. Die jeweiligen Anschlüsse, Transceiver usw. sind je nach Anwendungsfall flexibel an die beiden verbundenen Mikrocontroller anschließbar und hinsichtlich ihrer technischen Eigenschaften wie Datenübertragungsrate, Protokollunterstützung, Medieneignung usw. wählbar bzw. konfigurierbar.
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Mit der Erfindung sind vorteilhaft Hochgeschwindigkeit-Datennetzwerke herstellbar, die das AVB-Protokoll bzw. die in den entsprechenden Spezifikationen erstellten Vorgaben zumindest in Teilen unterstützen. Darin können Datennetzwerk-Schalter für Netzwerk-Knoten mittels relativ einfach aufgebauter und entsprechend kostengünstiger Transceiver-Komponenten wie PHYs und Bridges bereit gestellt werden, wobei die dabei verwendeten Schaltungsanordnungen, beispielsweise Zweifach-Schalter, flexibel kaskadierbar oder kaskadierte Anordnungen bei Bedarf trennbar sind. Die entsprechenden Schalter bzw. mit ihnen verbundene Mikrocontroller-Anordnungen werden vorteilhaft durch eine Synchronisation-Datenverbindung miteinander verbunden um eine übergeordnete Zeitvorgabe einzuhalten.
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Die beschriebenen Geräte, Schaltungsanordnungen, Mikrocontroller, Mikrocontroller-Anordnungen, Steuerungs- und/oder Systemkomponenten werden insbesondere mit einem oder mehreren ggf. zusammenwirkenden Computerprogrammen gesteuert und können dazu weitere, an sich bekannte Elemente von Computern und digitalen Steuerungseinrichtungen wie einen oder mehrere Mikroprozessoren, flüchtige und nicht flüchtige Speicher, Schnittstellen usw. aufweisen. Dadurch können Verfahrensschritte und/oder Funktionen wie beschrieben bewirkt werden. Die Erfindung kann deshalb auch ganz oder teilweise in Form eines Computerprogrammprodukts realisiert werden, das beim Laden und Ausführen auf einem Computer einen erfindungsgemäßen Ablauf ganz oder teilweise bewirkt. Es kann beispielsweise in Form eines Datenträgers wie einer CD/DVD bereit gestellt werden oder auch in Form einer oder mehrerer Dateien auf einem Server, von dem das Computerprogramm herunter ladbar ist.
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Abkürzungsverzeichnis
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- AV
- Audio und/oder Video
- AVB
- Audio-Video Bridging
- BC
- Body Control Unit
- BDC
- Body Domain Controller
- BMC
- Body Mikrocontroller
- CG
- Central Gateway
- CMC
- Coax Media Converter
- DLL
- Data Link Layer
- ECU
- Electronic Control Unit
- GMC
- Gateway Mikrocontroller
- GTM
- Global Time Master
- GW
- Gateway
- HU
- Head Unit
- IEEE
- Institute of Electrical and Electronics Engineers
- KA
- Kamera
- KAFAS
- Kamerabasierendes Fahrerassistenzsystem
- KI
- Kombi-Instrument
- MA
- Multimedia-Abspielgerät
- MC
- Mikrocontroller
- LFAST
- Low Voltage Differential Signaling Fast Asynchronous Serial Transmission
- LLC
- Logical Link Control
- LVDS
- Low Voltage Differential Signaling
- MAC
- Media Access Control
- MII
- Media Independent Interface
- MW
- Multimedia-Wiedergabegerät
- OABR
- Open Alliance BroadR Reach
- OBD
- On Board Diagnose
- PHY
- Physical, Transceiver
- RA
- Radarsystem
- SPI
- Serial Peripheral Interface
- uC
- Mikrocontroller
- USB
- Universal Serial Bus
-
Bezugszeichenliste
-
- 1
- Kraftfahrzeug
- 2
- Ethernet-Datennetz
- 3
- Bordcomputer
- 4
- Zentrale Vermittlung
- 5
- Erste Switch-Anordnung
- 6a, 6b
- Ethernet-Anschlüsse
- 7
- Zweite Switch-Anordnung
- 7a
- Ethernet-Anschlüsse
- 8
- Kombi-Instrument
- 9
- Erstes Kamerasystem
- 10
- Zentrales Infotainment-System (Head Unit)
- 11
- Dritte Switch-Anordnung
- 11a
- Ethernet-Anschlüsse
- 12
- Zweites Kamerasystem
- 13
- Vierte Switch-Anordnung
- 13a
- Ethernet-Anschlüsse
- 14
- Radarsystem
- 14a, 14b
- Freie Netzwerk-Anschlüsse
- 15
- Multimedia-Wiedergabegerät
- 15a
- AVB-Anschluß
- 16
- Multimedia-Abspielgerät
- 16a
- AVB-Anschluß
- 21
- Mikrocontroller-Schaltungsanordnung
- 23
- Body-Mikrocontroller
- 24
- Gateway-Mikrocontroller
- 23a, 23c, 24a, 24c
- MII Schnittstelle
- 23b, 24b
- Media Access Control Komponente
- 25
- AVB-fähiger Switch/Transceiver
- 25a, 25b
- Ethernet-Anschluss
- 26
- Ethernet Transceiver
- 26a
- Ethernet-Anschluss
- 27
- Datenverbindung
- 31
- Mikrocontroller-Schaltungsanordnung
- 33
- Body-Mikrocontroller
- 33a, 33c
- MII Schnittstelle
- 33b, 33d
- MAC Komponente
- 34
- Gateway-Mikrocontroller
- 34a, 34c
- MII Schnittstelle
- 34b, 34d
- MAC Komponente
- 35
- Ethernet Transceiver
- 35a
- Ethernet-Anschluss
- 36
- Ethernet Transceiver
- 36a
- Ethernet-Anschluss
- 37
- Verbindungsleitung
- 38
- 3-Port Switch
- 38a, 38b, 38c
- Ports
- 39
- Verbindungsleitung
- 40, 40a
- Zeitsynchronisations-Bus
- 41
- Mikrocontroller-Schaltungsanordnung
- 47
- Ethernet Transceiver
- 47a
- Ethernet-Anschluss
- 48
- Ethernet Transceiver
- 48a
- Ethernet-Anschluss
- 49, 49a
- SPI Zeitsynchronisation
- 50, 50a
- USB Datenverbindung
- 51
- Zentraler Zeitgeber
- 52
- Mikrocontroller-Schaltungsanordnung
- 53
- Mikrocontroller
- 53a, 53c
- MII Schnittstelle
- 53b, 53d
- MAC Komponente
- 56
- Ethernet Transceiver
- 56a
- Ethernet-Anschluss
- 57
- Ethernet Transceiver
- 57a
- Ethernet-Anschluss
- 61
- Teil-Netzwerk
- 62
- KAFAS-Controller
- 63
- Body Domain Controller
- 64
- Kamera
- 65
- Ethernet Transceiver
- 66
- Schaltungs--Anordnung
- 67
- Transceiver-Anordnung
- 67a
- Ethernet Transceiver
- 68
- MII-Schnittstelle
- 69
- Mikroprozessor
- 70
- SPI-Schnittstelle
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Nicht-Patentliteratur
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- IEEE 802.3 [0003]
- IEEE 802.3 [0006]
- IEEE 802.1BA [0008]
- IEEE 802.1AS [0009]
- IEEE 1588 [0009]
- IEEE 802.1Qat [0010]
- IEEE 802.1Qav [0011]
- http://www.opensig.org/home/ [0012]
- „White Paper Contributed to AVnu Alliance – Requirements for Automotive AVB System Profiles“, Junichi Takeuchi, AVnu Alliance (2011) [0013]
- http://www.avnu.org/files/static_page_files/9F0A4E3F-1D09-3519-ADBA4F0C747D7640/Contributed%20Automotive%20Whitepaper_April%202011.pdf [0013]
- „Ethernet unterwegs – Ethernet Audio/Video Bridging in der Automobilbranche“, Elektronik automotive, Heft 4.2011, Seiten 38–41 [0014]
- http://www.elektroniknet.de/automotive/sonstiges/artikel/80791/0/ [0014]
- IEEE 802.1BA [0027]
- IEEE 802.1AS [0027]
- IEEE 1588 [0027]
- IEEE 802.1Qat [0027]
- IEEE 802.1Qav [0027]
- IEEE 802.3 [0033]
