DE102014225802A1

DE102014225802A1 - Skalierbare Ethernetkommunikation im Fahrzeug mittels Multicast-Nachrichten

Info

Publication number: DE102014225802A1
Application number: DE102014225802.2A
Authority: DE
Inventors: Thomas Kirchmeier
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2014-12-15
Filing date: 2014-12-15
Publication date: 2016-06-16

Abstract

Die Erfindung betrifft das Gebiet der Ethernet-basierten Kommunikationssysteme bzw. -netzwerke in Fahrzeugen, insbesondere in Kraftfahrzeugen (KFZ). Verschiedene Aspekte der Erfindung betreffen dabei insbesondere einen Ethernet-Switch (SW), ein System zur Ethernet-Kommunikation, ein Fahrzeug mit einem solchen System sowie ein Verfahren, jeweils für ein Paket-über-Ethernet-basiertes Kommunikationsnetzwerk in einem Fahrzeug. Von einem sendenden Teilnehmer werden Dienste in Form von Ethernet-Multicast-Nachrichten an einen Ethernet-Switch (SW) gesendet, der die Nachrichten des Dienstes selektiv nur an solche weiteren Teilnehmer weiterleitet, die sich vorher am Ethernet-Switch (SW) für den entsprechenden Dienst angemeldet haben. Auf diese Weise lässt sich eine effiziente Ethernet-Kommunikation geringer Komplexität im Fahrzeug erreichen und insbesondere auch eine Skalierbarkeit im Hinblick auf Erweiterungen des Kommunikationssystems mit neuen Teilnehmern einfach bewerkstelligen.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft das Gebiet der Ethernet-basierten Kommunikationssysteme bzw. -netzwerke in Fahrzeugen, insbesondere in Kraftfahrzeugen. Verschiedene Aspekte der Erfindung betreffen dabei insbesondere einen Ethernet-Switch, ein System zur Ethernet-Kommunikation, ein Fahrzeug mit einem solchen System sowie ein Verfahren, jeweils für ein Paket-über-Ethernet-basiertes Kommunikationsnetzwerk in einem Fahrzeug.
Mit dem Fortschritt der Elektronik, Steuerungs- und Kommunikationstechnik haben sich auch viele Arten von Fahrzeugen, insbesondere Kraftfahrzeuge, von einer rein mechanischen oder elektromechanischen Ausstattung ausgehend zu Systemen entwickelt, in denen meist eine Vielzahl von Steuergeräten einschließlich Multimedia- und Infotainment-Geräten vorhanden ist. Diese Geräte kommunizieren in der Regel untereinander. Für die Implementierung solcher Kommunikationsverbindungen sind insbesondere Bussysteme bekannt, wie beispielsweise solche gemäß dem CAN – (Controller Area Network) – Standard (ISO 11898) oder dem MOST – Media Oriented Systems Transport – de-facto Standard (durch die „MOST Co-operation“ definiert) für Multimedia- und Infotainment-Netzwerke in der Automobilindustrie.
Daneben sind aus dem Bereich der Computertechnik und Netzwerktechnik auch weitere Kommunikationsnetzwerktechniken bekannt, insbesondere Ethernet (standardisiert v.a. als IEEE 802.3 mit entsprechenden Unterstandards) und die dem Internet zugrundeliegende IP – Internet Protokoll – Kommunikation mittels Datenpaketen (IP-Pakete). Dabei ist die Internettechnologie vor allem in so genannten RFC-Standards spezifiziert, wozu insbesondere auch die Standards RFC 1112, RFC 2464, RFC 3180, RFC 4291, RFC 4608 und RFC 5757 gehören, welche unter anderem den Versand sogenannter „IP Multicast“-Nachrichten über Ethernet-Netzwerke spezifizieren. Diese genannten Standards und Protokolldefinitionen sind aus den Bedürfnissen hochkomplexer und dynamischer Computer- und Kommunikationsnetzwerke, wie sie in der ITK – Informations- und Telekommunikationsindustrie oft erforderlich sind, entstanden.
Inzwischen hat die Verwendung von Ethernet-basierter Kommunikationstechnik auch in Fahrzeugen Einzug gehalten. Ein Beispiel dafür ist das von einem Konsortium von Fahrzeugherstellern entwickelte Kommunikationsprotokoll „SOME/IP“ einschließlich „SOME/IP-Service Discovery“, das auch in den AUTOSAR-Standard aufgenommen wurde und eine Lösung für Paket-über-Ethernet-basierte Bordnetz-Kommunikation im Fahrzeug spezifiziert. Dabei werden mittels Ethernet-Kommunikation (Schichten 1 und 2 im OSI/ISO Schichtenmodell) IP-Pakete (Schichten 3 und 4 im OSI/ISO Schichtenmodell) im Sinne von IP-über-Ethernet Kommunikation übermittelt.
Darüber hinaus ist es bekannt, bei der Entwicklung von neuen oder Nachfolgefahrzeugmodellen so weit als möglich auf bereits im Vorgängermodell verfügbare Systeme und Lösungen zurückzugreifen, um eine unnötige Neuentwicklung zu vermeiden. Eine solche Wiederverwendung von Vorgängersystemen kann jedoch dann scheitern, wenn im neuen Fahrzeug zusätzliche Optionen oder Kommunikationsverbindungen erforderlich werden, für die das Vorgängersystem nicht ausgelegt ist und auf die es nicht einfach im Sinne einer Skalierung erweitert werden kann.
Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die Ethernet-Kommunikation im Fahrzeug und insbesondere deren Skalierbarkeit und Effizienz weiter zu verbessern.
Eine Lösung dieser Aufgabe wird gemäß der Lehre der unabhängigen Ansprüche erreicht durch einen Ethernet-Switch gemäß Anspruch 1, ein System zur Ethernet-Kommunikation gemäß Anspruch 4, ein Fahrzeug gemäß Anspruch 10 mit einem solchen System, sowie ein Verfahren zur Kommunikation gemäß Anspruch 11.
Verschiedene Ausführungsformen und Weiterbildung der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft einen Ethernet-Switch zur Ethernet-Kommunikation innerhalb eines Fahrzeugs, insbesondere eines Kraftfahrzeugs. Der Ethernet-Switch weist eine erste Ethernet-Schnittstelle zur Verbindung mit einem Nachrichtensender in einem Ethernet-Netzwerk, eine Mehrzahl von zweiten Ethernet-Schnittstellen zur Verbindung mit jeweils einem Steuergerät des Fahrzeugs, eine Steuereinheit zum Schalten von Kommunikationsverbindungen zwischen der ersten Ethernet-Schnittstelle und einer oder mehrerer der zweiten Ethernet-Schnittstellen und einen Speicher zum Speichern von Anmeldedaten eines Steuergeräts für wenigstens eine bestimmte Multicast-Nachrichtenart auf. Dabei geben die Anmeldedaten an, dass eine nachfolgende Multicast-Nachricht, die wenigstens einer der durch die Anmeldedaten bestimmten Multicast-Nachrichtenarten entspricht, an das entsprechende Steuergerät weitergeleitet werden soll. Die Steuereinheit ist konfiguriert oder konfigurierbar zum:

– Empfangen, über die erste Ethernet-Schnittstelle, einer an mehrere, insbesondere sämtliche der Steuergeräte adressierten ersten Multicast-Nachricht von dem Nachrichtensender; und
– Weiterleiten der ersten Multicast-Nachricht, über die jeweiligen zweiten Ethernet-Schnittstellen, als Multicast-Nachricht und nur an jedes der durch die erste Multicast-Nachricht adressierten Steuergeräte, von denen eine Multicast-Nachrichtenart der ersten Multicast-Nachricht angebende Anmeldedaten in dem Speicher abgelegt sind.

Unter einem „Ethernet-Switch“ im Sinne der Erfindung ist eine in der Fachsprache „Switch“ genanntes, als Netzwerkweiche bzw. Netzwerkverteiler wirkendes Kopplungselement zur Verbindung von Netzwerkbereichen in einem Ethernet-Netzwerk zu verstehen, das insbesondere selbsttätig Weiterleitungsentscheidungen anhand der Hardware-Adressen der über Ethernet daran angeschlossenen Geräte treffen kann.
Unter einem „Fahrzeug“ im Sinne der Erfindung ist jede Art von Fahrzeug zu verstehen, mittels dessen eine oder mehrere Personen und/oder Ladung transportiert werden kann. Insbesondere ist ein Personenkraftwagen (PKW), ein Lastkraftwagen (LKW), ein Motorrad, ein Bus, ein Fahrrad oder ein Anhänger zu einem der vorausgehend genannten Fahrzeuge ein Fahrzeug im Sinne der Erfindung. Dies gilt insbesondere auch für die Zugeinheit sowie die Anhänger eines Zuges für ein Wasserfahrzeug oder ein Luftfahrzeug, insbesondere ein Flugzeug.
Unter einer „Ethernet-Schnittstelle“ im Sinne der Erfindung ist eine Vorrichtung einer technischen Entität, insbesondere eines Ethernet-Switches, zu verstehen, mittels derer eine Ethernet-Kommunikationsverbindung mit wenigstens einer anderen technischen Entität bereitgestellt werden kann. Insbesondere kann eine Ethernet-Schnittstelle physikalisch eine Anschlussvorrichtung zum Anschluss an ein Kabel für die Ethernet-Übertragung, insbesondere an ein genormtes Ethernet-Kabel, aufweisen. Darüber hinaus kann die Kommunikationsschnittstelle Mittel zur Datenverarbeitung oder Aufbereitung aufweisen, mittels derer Daten oder andere Informationen senderseitig auf vorbestimmte Art und Weise übermittelt bzw. empfangsseitig gemäß den standardisierten Anforderungen von Ethernet-Kommunikation verarbeitet werden können.
Unter einem „Steuergerät“ im Sinne der Erfindung ist ein System, insbesondere ein sogenanntes „eingebettetes System“ (Embedded System), zu verstehen, das für die Integration in ein Fahrzeug, insbesondere ein Kraftfahrzeug, vorgesehen und dazu eingerichtet ist, eine oder mehrere andere Fahrzeugkomponenten im Sinne einer Steuerung oder Regelung über entsprechende Signale anzusteuern. Insbesondere kann ein Steuergerät auch Signal- oder Dateneingänge aufweisen, um beispielsweise Sensorsignale oder Daten von anderen Steuergeräten oder Entitäten im Fahrzeug empfangen zu können. Steuergeräte können im Hinblick auf eine leichtere Integration und Austauschbarkeit insbesondere als Modul ausgebildet sein.
Unter einer „Multicast-Nachricht“ im Sinne der Erfindung ist eine Nachrichtenübertragung von einem Netzwerkknoten, z.B. einem Steuergerät, zu einer Gruppe von Netzwerkknoten, z.B. mehreren anderen Steuergeräten, zu verstehen, wobei es sich dementsprechend um eine Form der Mehrpunktverbindung handelt. Multicast-Nachrichten im Sinne der Erfindung werden zumindest in der Sicherungsschicht gemäß OSI-Modell (Data Link Layer, hier insbesondere mittels Ethernet realisiert) implementiert. Das heißt, die entsprechende Adressierung wird nicht erst in höheren Schichten, etwa im Rahmen der IP-Adressierung in Schicht 3, umgesetzt. Ihr Vorteil kann insbesondere darin gesehen werden, dass zeitgleich Nachrichten an mehrere Teilnehmer oder an eine geschlossene Teilnehmergruppe übertragen werden können, ohne dass sich die hierfür verwendete Datenübertragungsrate beim Sender mit der Zahl der Empfänger multipliziert. Der Sender braucht dann beim Multicasting nur dieselbe Datenübertragungsrate wie ein einzelner Empfänger. Die Vervielfältigung der vom Sender gesendeten Datenpakete (Rahmen bzw. Frames u.ä.) findet an jedem einzelnen Verteiler (insbesondere Switch) auf der Nachrichtenübertragungsstrecke im Netzwerk statt. Im Unterschied zu „Broadcast“, bei dem Inhalte verbreitet werden, die – mit geeigneter Empfangsausrüstung – jeder ansehen kann, ist bei Multicast eine vorherige Anmeldung der Empfänger erforderlich.
Unter „Multicast-Nachrichtenart“ im Sinne der Erfindung ist eine von verschiedenen Arten von Multicast-Nachrichten zu verstehen, wobei sich die verschiedenen Arten insbesondere bezüglich der sie einsetzenden Dienste oder Kommunikationsverbindungen unterscheiden können. So kann sich etwa, ohne Beschränkung darauf, eine Nachrichtenart auf Nachrichten beziehen, mittels derer bestimmte Sensor-daten, etwa eines Temperatursensors, übermittelt werden, und eine andere Nachrichtenart kann sich auf Nachrichten beziehen, mittels derer ein Steuergerät Steuersignale an Aktuatoren, etwa Fensterheber, übermittelt.
Unter „konfiguriert“ im Sinne der Erfindung ist zu verstehen, dass die entsprechende Vorrichtung bereits eingerichtet ist, eine bestimmte Funktion zu erfüllen. Unter „konfigurierbar“ ist in Erweiterung dessen zu verstehen, dass die entsprechende Vorrichtung so einstellbar ist, dass sie bei entsprechender Einstellung eingerichtet ist, die bestimmte Funktionen zu erfüllen. Die Konfiguration kann dabei beispielsweise über eine entsprechende Einstellung von Parametern eines Prozessablaufs oder von Schaltern oder ähnlichem zur Aktivierung bzw. Deaktivierung von Funktionalitäten bzw. Einstellungen erfolgen.
Mithilfe eines solchen Ethernet-Switchs kann die Ethernet-Kommunikation an die besonderen Bedürfnisse im Fahrzeug, insbesondere im Hinblick auf eine Komplexitätsreduktion, eine Reduktion des Ressourcenbedarfs, die Ermöglichung einer Skalierung sowie einer effizienteren Nutzung der vorhandenen Bandbreite angepasst werden:
Die Multicast-Nachricht muss nur noch einmal vom sendenden Teilnehmer (insbesondere Steuergerät), welcher nachfolgend als „Sender“ bezeichnet wird, zum Switch übertragen werden anstatt wie bei Einfach-Nachrichten mehrfach, d.h. für jeden als „Empfänger“ vorgesehenen Teilnehmer separat. Die Entscheidung darüber, welche Empfänger eine von einem Steuergerät ausgesandte Nachricht erhalten sollen, kann aus dem Sender in den erfindungsgemäßen Ethernet-Switch verlagert werden. Dies gilt insbesondere auch, wenn der Sender mehrere verschiedene Nachrichten für verschiedene Empfängerkreise sendet. Somit können sich der Speicherbedarf und die Prozessor(CPU)-Auslastung im Sender reduzieren lassen, weil diese Ressourcen nicht mehr zur Speicherung und Verarbeitung für eine Vielzahl von möglichen verschiedenen logischen Kommunikationsverbindungen bzw. für entsprechende Kommunikationsschnittstellen (z.B. bei AUTOSAR als „Socket Connections“ bezeichnet) zu anderen Netzwerkteilnehmern (insbesondere anderen Steuergeräten) vorgehalten werden müssen. Die somit freiwerdenden Ressourcen können für die eigentliche Funktionalität des sendenden Steuergeräts genutzt werden oder wegfallen, wobei letzteres zu Einsparungen bei Kosten und Raumbedarf führen kann.
Auch wird die bislang bestehende Skalierungslimitierung bezüglich der im Netzwerk einsetzbaren Teilnehmer (insbesondere Steuergeräte) aufgehoben, denn es ist nicht mehr erforderlich, eine vorbestimmte Anzahl von Kommunikationsschnittstellen (z.B. bei AUTOSAR: Socket Connections) sowie eine entsprechende die Kommunikationsbeziehungen zu Teilnehmern beschreibende Notifizierungsmatrix (z.B. bei AUTOSAR als „Socket Connection Group“ bezeichnet) im Sender festzulegen und bereitzustellen. Somit können weitere Teilnehmer leicht hinzugefügt werden, ohne dass dies Auswirkungen auf die schon vorhandenen Teilnehmer haben muss. Insbesondere wird es dadurch leichter möglich, schon in einer früheren Fahrzeuggeneration vorhandene Steuergerätetypen, insbesondere auch Gateways des Ethernet-Netzwerks, ohne Neuentwicklung auch in nachfolgenden Fahrzeuggenerationen einzusetzen, auch wenn dort zusätzliche Teilnehmer vorgesehen sind, welche die Nachrichten eines Senders vom schon vorhandenen Steuergerätetyp erhalten sollen.
Zudem wird durch die Erfindung eine Reduktion der für die Kommunikation zwischen den Teilnehmern im Ethernet-Netzwerk erforderlichen Bandbreite ermöglicht. In bisher bekannten Ethernet-basierten Systemen für Fahrzeuge ist es erforderlich, dass sich die Steuergeräte als Teilnehmer zyklisch, d.h. in regelmäßigen Zeitabständen, wiederholt für die von ihnen gewünschten Informationen bzw. Nachrichten bei den entsprechenden Sendern für einen von diesen (z.B. bei AUTOSAR über eine als „Offer Service“ bezeichnete Multicast-Nachricht des Senders) angebotenen Nachrichtendienst (z.B. die Versendung eines Temperaturmesswerts) anmelden (z.B. bei AUTOSAR über eine als „Subscribe“ bezeichnete Unicast-Nachricht, d.h. Punkt-zu-Punkt-Nachricht). Diese Anmeldung wird von dem den Dienst anbietenden Sender über entsprechende Bestätigungsnachrichten (z.B. bei AUTOSAR über eine als „SubscribeAck“ bezeichnete Unicast-Nachricht) in umgekehrter Richtung quittiert. Danach wiederholt sich diese Prozedur aus Robustheitsgründen zyklisch, so dass dafür insgesamt eine signifikante Bandbreite auf der Kommunikationsstrecke zu dem den Dienst anbietenden Sender benötigt wird. Erfindungsgemäß kann jedoch die Anmeldung beim Sender ebenso wie eine Bestätigungsnachricht dafür entfallen. Auch die zyklische Versendung der Multicast-Nachricht zum Anbieten des Dienstes ist nicht mehr erforderlich. Die erfindungsgemäßen Multicast-Nachrichten zur Bereitstellung des Dienstes werden durch den Switch auch nicht an alle Teilnehmer, sondern nur an jene gesendet, die sich zuvor dafür angemeldet haben. Insgesamt ist es somit möglich, den Bandbreitenbedarf im Netzwerk, und insbesondere auf der Kommunikationsstrecke zum Sender, zu verringern und die Systemkomplexität zu verringern.
Nachfolgend werden bevorzugte Ausführungsformen des Ethernet-Switch und dessen Weiterbildungen beschrieben, die jeweils, soweit dies nicht ausdrücklich ausgeschlossen wird, beliebig miteinander sowie mit den im Weiteren beschriebenen anderen Aspekten der Erfindung kombiniert werden können.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Steuereinheit des Weiteren konfiguriert oder konfigurierbar, von wenigstens einem der Steuergeräte über die jeweils zugeordnete zweite Ethernet-Schnittstelle Anmeldedaten zu empfangen, die wenigstens eine bestimmte Multicast-Nachrichtenart angeben. Auf diese Weise ist es möglich, dass sich Steuergeräte, die Empfänger für eine bestimmte Nachrichtenart sein wollen, selbst beim Ethernet-Switch für den Empfang solcher Nachrichten anmelden können. Somit ist es nicht erforderlich, dass die entsprechende Definition der Empfänger für eine Multicast-Nachrichtenart bereits im Voraus im Switch selbst durch entsprechende Bedatung oder Programmierung eingestellt wird. Auch eine dynamische Anmeldung ist damit möglich, insbesondere wenn die Steuergeräte nur zeitweise entsprechende Multicast-Nachrichten empfangen wollen.
Gemäß einer Weiterbildung dieser Ausführungsform ist die Steuereinheit des Weiteren konfiguriert oder konfigurierbar zum Weiterleiten auch von weiteren, der ersten Multicast-Nachricht nachfolgenden Multicast-Nachrichten, über die jeweiligen zweiten Ethernet-Schnittstellen an jedes der durch die jeweilige weitere Multicast-Nachricht adressierten Steuergeräte, von denen wenigstens eine bestimmte Multicast-Nachrichtenart der weiteren Multicast-Nachricht angebende Anmeldedaten in dem Speicher abgelegt sind, ohne dass es dafür einer erneuten Anmeldung des Steuergeräts für diese wenigstens eine Multicast-Nachrichtenart bedarf. Auf diese Weise können Empfänger eine bestimmte Multicast-Nachrichtenart mit nur einer Anmeldung abonnieren, ohne dass es weiterer, insbesondere regelmäßiger Anmeldungen bedarf.
Ein zweiter Aspekt der Erfindung betrifft ein ganzes System zur Ethernet-Kommunikation innerhalb eines Fahrzeugs, aufweisend einen Ethernet-Switch gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung, eine Mehrzahl von Steuergeräten für das Fahrzeug, die im Rahmen eines Ethernet-Netzwerks jeweils mit dem Ethernet-Switch verbunden oder verbindbar sind, und wenigstens einen mit dem Ethernet-Switch über eine Ethernet-Verbindung verbundenen oder verbindbaren Nachrichtensender, der konfiguriert ist, an mehrere, insbesondere sämtliche der Steuergeräte adressierte Multicast-Nachrichten an den Ethernet-Switch zu senden. Dabei kann der Nachrichtensender insbesondere selbst ein Steuergerät für das Fahrzeug aufweisen bzw. ein solches sein. Die Vorteile eines solchen Systems wurden bereits im Zusammenhang mit dem ersten Aspekt der Erfindung erläutert.
Zusätzlich oder alternativ kann der Nachrichtensender auch ein Gateway für Ethernet-Kommunikation innerhalb eines Fahrzeugs sein. Unter einem „Gateway“ im Sinne der Erfindung ist dabei – wie in der Netzwerktechnik üblich – ein Protokollumsetzer zu verstehen, der zwei verschiedene Netze, die auf unterschiedlichen Netzwerktypen bzw. -protokollen basieren können, verbindet und dabei eine Umsetzung von dem Netzwerkprotokoll eines der Netze auf das Netzwerkprotokoll des anderen Netzes (und in der Regel auch umgekehrt) bereitstellt, um eine Kommunikation über die Verbindungsstelle der Netze unterschiedlicher Netzwerktypen hinweg zu ermöglichen. Das erfindungsgemäße Gateway weist wenigstens eine erste Kommunikationsschnittstelle, die zur Kommunikation über eine erste Kommunikationsverbindung von einem ersten Netzwerktyp mit wenigstens einer ersten Gegenseite eingerichtet ist, eine zweite Kommunikationsschnittstelle, die vom Ethernet-Netzwerktyp ist und zur Ethernet-Kommunikation über eine zweite Kommunikationsverbindung mit einer zweiten Gegenseite in einem Ethernet-Netzwerk eingerichtet ist, und eine Umsetzungseinheit auf. Die Umsetzungseinheit ist konfiguriert oder konfigurierbar,

– Daten, die über die wenigstens eine erste Kommunikationsschnittstelle empfangen werden, so umzusetzen, dass sie über die zweite Kommunikationsschnittstelle und die zweite Kommunikationsverbindung an die zweite Gegenseite übertragen werden können, und
– die von der ersten Gegenseite empfangenen Daten über die zweite Kommunikationsschnittstelle als Multicast-Nachricht an die zweite Gegenseite zu senden, wobei die Multicast-Nachricht spezifiziert, an welche Empfänger im Ethernet-Netzwerk sie in diesem weiterzuleiten ist.

Auf diese Weise ist es möglich, über das Gateway auch Steuergeräte mit dem Ethernet-Switch gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung zu verbinden, die selbst nicht unmittelbar mit diesem kommunizieren können, insbesondere weil sie keine Ethernet-Schnittstelle aufweisen, und die Multicast-Nachrichtenübermittlung an den Switch so zu ermöglichen. Dabei kann gemäß Varianten der Erfindung der erste Netzwerktyp insbesondere wenigstens einem der folgenden Standards entsprechen oder dazu kompatibel sein: FlexRay, ISO 17458-1 bis ISO 17458-5. Auch kann das Gateway selbst ein Steuergerät für ein Fahrzeug sein oder ein solches aufweisen.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform kann eines der Steuergeräte des Systems eine Einheit zur Fahrzeugstabilisierung (DSC) oder eine digitale Motor-Elektronik (DME) aufweisen oder sein. Auf diese Weise können etwa Geschwindigkeiten oder Daten zur Fahrzeuglage relativ zur Fahrbahn gemessen und über entsprechende Multicast-Nachrichten im Ethernet-Netzwerk über den Switch allen dafür angemeldeten Empfängern, insbesondere Steuergeräten effizient zur Verfügung gestellt werden.
Ein dritter Aspekt der Erfindung betrifft ein Fahrzeug, insbesondere Kraftfahrzeug, mit einem System gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung. Das Fahrzeug kann insbesondere ein PKW sein.
Ein vierter Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zur Kommunikation in einem Ethernet-Netzwerk eines Fahrzeugs, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, mit einem Ethernet-Switch. Dabei weist das Verfahren die folgenden Schritte auf:
Speichern, in einem Speicher des Ethernet-Switches, von Anmeldedaten eines Steuergeräts des Fahrzeugs für wenigstens eine bestimmte Multicast-Nachrichtenart in einem Ethernet-Netzwerk, wobei die Anmeldedaten angeben, dass das entsprechende Steuergerät eine nachfolgende Multicast-Nachricht, die wenigstens einer der durch die Anmeldedaten bestimmten Multicast-Nachrichtenarten entspricht, empfangen soll;
Empfangen, an dem Ethernet-Switch, einer an mehrere, insbesondere sämtliche der Steuergeräte adressierten ersten Multicast-Nachricht von einem Nachrichtensender; und
Weiterleiten der ersten Multicast-Nachricht durch den Ethernet-Switch als Multicast-Nachricht und nur an jedes der durch die erste Multicast-Nachricht adressierten Steuergeräte, von denen eine Multicast-Nachrichtenart der ersten Multicast-Nachricht angebende Anmeldedaten in dem Speicher abgelegt sind.
Gemäß einer Ausführungsform weist das Verfahren als weiteren Schritt auf: Empfangen, an dem Ethernet-Switch und von wenigstens einem der Steuergeräte, von Anmeldedaten, die wenigstens eine bestimmte Multicast-Nachrichtenart angeben. In einer Variante davon weist das Verfahren den weiteren Schritt auf: Weiterleiten, durch den Ethernet-Switch, auch von weiteren, der ersten Multicast-Nachricht nachfolgenden Multicast-Nachrichten an jedes der durch die jeweilige weitere Multicast-Nachricht adressierten Steuergeräte, von denen wenigstens eine bestimmte Multicast-Nachrichtenart der weiteren Multicast-Nachricht angebende Anmeldedaten in dem Speicher abgelegt sind, ohne dass es dafür einer erneuten Anmeldung des Steuergeräts für diese wenigstens eine Multicast-Nachrichtenart bedarf.
Das Verfahren korrespondiert somit zum Betrieb eines Ethernet-Switches gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung, so dass die schon dort erfolgten Erläuterungen und genannten Vorteile auch sinngemäß für dieses Verfahren gelten.
Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung im Zusammenhang mit den Figuren.
Dabei zeigt
1 schematisch ein beispielhaftes Ethernet-basiertes Kommunikationssystem in einem Fahrzeug;
2 schematisch das Grundprinzip des Nachrichtenflusses im Kommunikationssystem aus 1;
3 schematisch den Ablauf des Nachrichtenflusses im Kommunikationssystem gemäß 1 bei Verwendung von herkömmlicher Ethernet-basierter Kommunikation gemäß dem aktuellen AUTOSAR Standard;
4 schematisch den Ablauf des Nachrichtenflusses im Kommunikationssystem gemäß 1 bei Verwendung von Ethernet-basierter Kommunikation gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;
5 ein Flussdiagramm zur Illustration des Verfahrens gemäß dem vierten Aspekt der Erfindung, gemäß einer bevorzugten Ausführungsform.
Zunächst wird auf die 1 und 2 Bezug genommen. In 1 ist dabei schematisch ein Kraftfahrzeug KFZ gezeigt, in welchem ein Ethernet-basiertes Kommunikationssystem vorgesehen ist, um die Kommunikation zwischen verschiedenen Fahrzeugkomponenten, insbesondere Steuergeräten, des Fahrzeugs zu bewerkstelligen. Dabei sind verschiedene Steuergeräte SG1, SG2 und SG3 exemplarisch gezeigt und an einen Ethernet-Switch SW über entsprechende Ethernet-Verbindungen gekoppelt. Des Weiteren ist ein Gateway GW vorgesehen, welches selbst ein Steuergerät ist. Es ist zum Einen ebenfalls über eine Ethernet-Anbindung mit dem Switch SW verbunden und zum Anderen über ein FlexRay-Netzwerk mit einer digitalen Motorelektronik DME sowie einem dynamischen Stabilitätscontroller DSC verbunden und stellt somit einen Protokollumsetzer zwischen dem Ethernet-Netzwerk und dem FlexRay-Netzwerk dar. Die gezeigten Pfeile zeigen die Richtung des Nachrichtenflusses an, wenn von dem Stabilitätscontroller DSC oder der Motorelektronik DME Informationen an die Steuergeräte SG1 bis SG3 gesendet werden sollen.
In 2 ist dazu beispielhaft der Ethernet-Switch aus 1 in größerem Detail sowie der Nachrichtenfluss gezeigt, wenn eine Geschwindigkeitsinformation V von dem Stabilitätscontroller DSC, der die Geschwindigkeit V bestimmt, dem Gateway GW zur Verfügung gestellt wird und von diesem über den Switch SW an die Steuergeräte SG1 bis SG3 gesendet werden soll. Der Switch SW weist dazu neben einer Steuereinheit SE und einem Speicher zum Speichern u.a. der von den Steuergeräten zu empfangenen Anmeldedaten entsprechende Ethernet-Schnittstellen IF0 bis IF3 zur Verbindung mit dem Gateway GW und den Steuergeräten SG1 bis SG3 auf. Die durchgezogen eingezeichneten Pfeile stellen die Kommunikationsverbindungen dar, während die gestrichelt gezeichneten Pfeile den Fluss der Nachrichten mit dem Geschwindigkeitswert V über diese Kommunikationsverbindungen kennzeichnen, ohne selbst zusätzliche Kommunikationsverbindungen darzustellen.
In 3 ist dazu schematisch der Ablauf des Nachrichtenflusses bei Verwendung herkömmlicher Ethernet-basierter Kommunikation gemäß dem aus dem Stand der Technik bekannten AUTOSAR-Standard dargestellt. Das Gateway GW agiert hierbei als sendendes Steuergerät (Sender) und informiert zunächst die Teilnehmer im Kommunikationsnetzwerk über eine Multicast-Nachricht OS, dass ein Dienst zur Bereitstellung der Geschwindigkeit V verfügbar ist, und bietet diesen an (AUTOSAR: „Offer Service“). Daraufhin können sich Steuergeräte, die diese Information empfangen wollen, über eine entsprechende Anmeldenachricht SUB beim Sender dafür anmelden (AUTOSAR: „Subscribe“). Im Beispiel der 3 melden sich die Steuergeräte SG1 und SG3 für den Dienst beim Gateway GW an, während sich das weitere Steuergerät SG2 nicht anmeldet. Die Anmeldungen werden daraufhin vom Gateway GW über entsprechende Bestätigungsnachrichten ACK quittiert (AUTOSAR: „SubscribeAck“). Diese Prozedur wird zyklisch, im Beispiel mit einer Periode von 1 Sekunde (1s) wiederholt. Erfolgt sodann eine Geschwindigkeitsmessung durch den Controller DSC, so übermittelt dieser über das FlexRay-Netzwerk den bestimmten Geschwindigkeitswert V als Nachricht FR an das Gateway GW. Dieses generiert nun im Rahmen einer Protokollumsetzung für jedes der angemeldeten Steuergeräte SG1 und SG3 eine eigene Unicast-Ethernet-Nachricht EN, mittels derer der Geschwindigkeitswert V an das jeweilige Steuergerät übermittelt wird. Da sich das Steuergerät SG2 nicht angemeldet hatte, wird auch keine derartige Nachricht an SG2 gesendet.
Demgegenüber zeigt 4 schematisch den Ablauf des Nachrichtenflusses in dem Kommunikationsnetz bei Verwendung von Ethernet-basierter Kommunikation gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. Zunächst ist zu bemerken, dass eine Anbietungsnachricht OS nicht mehr erforderlich ist. Stattdessen melden sich die am Geschwindigkeitswert V interessierten Steuergeräte SG1 und SG3 beim erfindungsgemäßen Ethernet-Switch SW (und nicht mehr direkt beim Sender GW), für diesen Dienst, d.h. die Nachrichtenart „Geschwindigkeitsinformation V“, an. Da die Steuergeräte SG1 bis SG3 nun direkten Zugriff auf den Switch SW haben, an dem ggf. die Anmeldung erfolgt, können sie dort Ihren Anmeldezustand selbst direkt überprüfen und gegebenenfalls ändern. Bestätigungsnachrichten ACK sind nicht mehr erforderlich. Erfolgt sodann eine Geschwindigkeitsmessung durch den Controller DSC, so übermittelt dieser – wie gehabt – über das FlexRay-Netzwerk den bestimmten Geschwindigkeitswert V als Nachricht FR an das Gateway GW. Dieses generiert nun jedoch im Rahmen einer Protokollumsetzung nur noch eine einzige Multicast-Ethernet-Nachricht MC-EN, mittels derer der Geschwindigkeitswert V zunächst an den Switch SW übermittelt wird. Dieser leitet die Multicast-Ethernet-Nachricht selektiv nur an solche Teilnehmer weiter, die sich zuvor für den entsprechenden Dienst angemeldet haben. Im Beispiel sind dies die Steuergeräte SG1 und SG3, während das Steuergerät SG2 sich nicht angemeldet hatte und somit die Multicast-Ethernet-Nachricht MC-EN mit dem Geschwindigkeitswert V auch nicht erhält. Beim Vergleich der Lösung gemäß 4 mit der herkömmlichen Implementierung gemäß der vorausgehenden 3 werden die oben beschriebenen Vorteile der Reduktion des Ressourcenbedarfs und der Systemkomplexität, sowie der Vermeidung der Bandbreitenverschwendung unmittelbar sichtbar. Da im sendenden Steuergerät GW keine festen Kommunikationsverbindungen gespeichert werden müssen, folgt auch die schon erwähnte Vermeidung der Skalierungslimitierung. Insbesondere könnte das System auf eine neue Fahrzeuggeneration übertragen werden, wobei ggf. weitere Steuergeräte SG4 usw. problemlos hinzugefügt werden könnten, ohne dass dies ein Auswechseln der bereits vorhandenen Steuergeräte GW und SG1 bis SG3 erforderlich machte.
In 5 ist schließlich noch ein beispielhafter Ablauf eines erfindungsgemäßen Verfahrens gezeigt. Das Verfahren betrifft den Betrieb eines erfindungsgemäßen Ethernet-Switchs SW. Durch das Verfahren soll wieder beispielhaft ein Geschwindigkeitswert V an ein oder mehrere Steuergeräte SG im Kommunikationssystem übermittelt werden. Dazu empfängt der Switch SW in einem ersten Schritt S1 zunächst von diesen Steuergeräten, z.B. SG1 und SG3, entsprechende Anmeldenachrichten mit Anmeldedaten für die Nachrichtenart „Geschwindigkeitswert V“. In einem weiteren Schritt S2 werden die Anmeldedaten in einem Speicher des Switch SW abgelegt. Wenn sodann in einem nachfolgenden Schritt S3 von einem Sender, zum Beispiel einem sendenden Steuergerät oder einem Gateway GW eine erste Multicast(MC)-Nachricht mit dem Geschwindigkeitswert V empfangen wird, so wird in einem weiteren Schritt S4 diese Nachricht an die gemäß der gespeicherten Anmeldedaten angemeldeten Empfänger-Steuergeräte SG1 und SG3 weitergeleitet, und zwar nur an diese. Die Entscheidung darüber, welche Empfänger die Nachricht erhalten, wird also aufgrund der Anmeldedaten im Switch SW und nicht etwa schon beim Sender getroffen. Wenn nachfolgend in einem Schritt S5 weitere Multicast-Nachrichten derselben Nachrichtenart empfangen werden, für die bereits entsprechende Anmeldedaten im Speicher des Switch SW vorliegen, so werden auch diese weiteren Multicast-Nachrichten in einem Schritt S6 an die entsprechenden Empfänger weitergeleitet, ohne dass es dazu einer erneuten Anmeldung bedarf. Dasselbe gilt für weitere nachfolgende Nachrichten derselben Nachrichtenart.
Während vorausgehend wenigstens eine beispielhafte Ausführungsform beschrieben wurde, ist zu bemerken, dass eine große Anzahl von Variationen dazu existiert. Es ist dabei auch zu beachten, dass die beschriebenen beispielhaften Ausführungsformen nur nichtlimitierende Beispiele darstellen, und es nicht beabsichtigt ist, dadurch den Umfang, die Anwendbarkeit oder die Konfiguration der hier beschriebenen Vorrichtungen und Verfahren zu beschränken. Vielmehr wird die vorausgehende Beschreibung dem Fachmann eine Anleitung zu Implementierung mindestens einer beispielhaften Ausführungsform liefern, wobei sich versteht, dass verschiedene Änderungen in der Funktionsweise und der Anordnung der in einer beispielhaften Ausführungsform beschriebenen Elemente vorgenommen werden können, ohne dass dabei von dem in den angehängten Ansprüchen jeweils festgelegten Gegenstand sowie seinen rechtlichen Äquivalenten abgewichen wird.
Zusammenfassend lässt sich festhalten:
Die Erfindung betrifft das Gebiet der Ethernet-basierten Kommunikationssysteme bzw. -netzwerke in Fahrzeugen, insbesondere in Kraftfahrzeugen. Verschiedene Aspekte der Erfindung betreffen dabei insbesondere einen Ethernet-Switch, ein System zur Ethernet-Kommunikation, ein Fahrzeug mit einem solchen System sowie ein Verfahren, jeweils für ein Paket-über-Ethernet-basiertes Kommunikationsnetzwerk in einem Fahrzeug. In Ausführungsbeispielen der Erfindung werden von einem sendenden Teilnehmer Dienste in Form von Ethernet-Multicast-Nachrichten an einen Ethernet-Switch gesendet, der die Nachrichten des Dienstes selektiv nur an solche weiteren Teilnehmer weiterleitet, die sich vorher am Ethernet-Switch für den entsprechenden Dienst angemeldet haben. Auf diese Weise lässt sich eine effiziente Ethernet-Kommunikation geringer Komplexität im Fahrzeug erreichen und insbesondere auch eine Skalierbarkeit im Hinblick auf Erweiterungen des Kommunikationssystems mit neuen Teilnehmern einfach bewerkstelligen.
Bezugszeichenliste

KFZ

Kraftfahrzeug

SG1, SG2, SG3, SG4

Steuergeräte

SW

Ethernet-Switch

IF0 bis IF3

Ethernet-Schnittstellen des Ethernet-Switch

SE

Steuereinheit

SP

Speicher

GW

Gateway

UE

Umsetzungseinheit

SS0

Schnittstelle des GW

SS1

Ethernet-Schnittstelle des GW

DME

Digitale Motorenelektronik

DSC

Stabilitätscontroller

V

Geschwindigkeitswert

OS

(Multicast-)Anbietungsnachricht

SUB

Anmeldenachricht

ACK

Bestätigungsnachricht

FR

FlexRay-Nachricht

EN

Unicast-Ethernet-Nachricht

MC-EN

Multicast-Ethernet-Nachricht

S1, S2, S3, S4, S5, S6

Verfahrensschritte

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

ISO 11898 [0002]
IEEE 802.3 [0003]
Standards RFC 1112 [0003]
RFC 2464 [0003]
RFC 3180 [0003]
RFC 4291 [0003]
RFC 4608 [0003]
RFC 5757 [0003]
ISO 17458-1 [0025]
ISO 17458-5 [0025]

Claims

Ethernet-Switch (SW) zur Ethernet-Kommunikation innerhalb eines Fahrzeugs, insbesondere eines Kraftfahrzeugs (KFZ), aufweisend: eine erste Ethernet-Schnittstelle (IF0) zur Verbindung mit einem Nachrichtensender (GW) in einem Ethernet-Netzwerk; eine Mehrzahl von zweiten Ethernet-Schnittstellen (IF1–IF3) zur Verbindung mit jeweils einem Steuergerät (SG1, SG2, SG3) des Fahrzeugs; eine Steuereinheit (SE) zum Schalten von Kommunikationsverbindungen zwischen der ersten Ethernet-Schnittstelle (IF0) und einer oder mehreren der zweiten Ethernet-Schnittstellen (IF1, IF2, IF3); und einen Speicher (SP) zum Speichern von Anmeldedaten eines Steuergeräts (SG1, SG2, SG3) für wenigstens eine bestimmte Multicast-Nachrichtenart, wobei die Anmeldedaten angeben, dass eine nachfolgende Multicast-Nachricht, die wenigstens einer der durch die Anmeldedaten bestimmten Multicast-Nachrichtenarten entspricht, an das entsprechende Steuergerät (SG1, SG2, SG3) weitergeleitet werden soll; wobei die Steuereinheit konfiguriert oder konfigurierbar ist zum: – Empfangen, über die erste Ethernet-Schnittstelle, einer an mehrere, insbesondere sämtliche der Steuergeräte (SG1, SG2, SG3) adressierten ersten Multicast-Nachricht von dem Nachrichtensender; und – Weiterleiten der ersten Multicast-Nachricht, über die jeweiligen zweiten Ethernet-Schnittstellen, als Multicast-Nachricht und nur an jedes der durch die erste Multicast-Nachricht adressierten Steuergeräte (SG1, SG2, SG3), von denen eine Multicast-Nachrichtenart der ersten Multicast-Nachricht angebende Anmeldedaten in dem Speicher (SP) abgelegt sind.
Ethernet-Switch (SW) gemäß Anspruch 1, wobei die Steuereinheit (SE) des Weiteren konfiguriert oder konfigurierbar ist zum: – Empfangen von Anmeldedaten, die wenigstens eine bestimmte Multicast-Nachrichtenart angeben, von wenigstens einem der Steuergeräte (SG1, SG2, SG3) über die jeweils zugeordnete zweite Ethernet-Schnittstelle (IF1, IF2, IF3).
Ethernet-Switch gemäß Anspruch 2, wobei die Steuereinheit (SE) des Weiteren konfiguriert oder konfigurierbar ist, zum: – Weiterleiten auch von weiteren, der ersten Multicast-Nachricht nachfolgenden Multicast-Nachrichten, über die jeweiligen zweiten Ethernet-Schnittstellen an jedes der durch die jeweilige weitere Multicast-Nachricht adressierten Steuergeräte (SG1, SG2, SG3), von denen wenigstens eine bestimmte Multicast-Nachrichtenart der weiteren Multicast-Nachricht angebende Anmeldedaten in dem Speicher abgelegt sind, ohne dass es dafür einer erneuten Anmeldung des Steuergeräts (SG1, SG2, SG3) für diese wenigstens eine Multicast-Nachrichtenart bedarf.
System zur Ethernet-Kommunikation innerhalb eines Fahrzeugs, insbesondere Kraftfahrzeugs (KFZ), aufweisend: einen Ethernet-Switch (SW) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3; eine Mehrzahl von Steuergeräten (SG1, SG2, SG3) für das Fahrzeug (KFZ), die im Rahmen eines Ethernet-Netzwerks jeweils mit dem Ethernet-Switch (SW) verbunden oder verbindbar sind; wenigstens einen mit dem Ethernet-Switch (SW) über eine Ethernet-Verbindung verbundenen oder verbindbaren Nachrichtensender, der konfiguriert ist, an mehrere, insbesondere sämtliche der Steuergeräte (SG1, SG2, SG3) adressierte Multicast-Nachrichten an den Ethernet-Switch (SW) zu senden.
System gemäß Anspruch 4, wobei der Nachrichtensender selbst ein Steuergerät (SG) für das Fahrzeug aufweist.
System gemäß Anspruch 4 oder 5, wobei der Nachrichtensender ein Gateway (GW) für Ethernet-Kommunikation aufweist, mit: wenigstens einer ersten Kommunikationsschnittstelle (SS0), die zur Kommunikation über eine erste Kommunikationsverbindung von einem ersten Netzwerktyp mit wenigstens einer ersten Gegenseite eingerichtet ist; einer zweiten Kommunikationsschnittstelle (SS1), die vom Ethernet-Netzwerktyp ist und zur Ethernet-Kommunikation über eine zweite Kommunikationsverbindung mit einer zweiten Gegenseite in einem Ethernet-Netzwerk eingerichtet ist; und einer Umsetzungseinheit (UE), die konfiguriert oder konfigurierbar ist, – Daten, die über die wenigstens eine erste Kommunikationsschnittstelle (SS0) empfangen werden, so umzusetzen, dass sie über die zweite Kommunikationsschnittstelle (SS1) und die zweite Kommunikationsverbindung an die zweite Gegenseite übertragen werden können, und – die von der ersten Gegenseite empfangenen Daten über die zweite Kommunikationsschnittstelle (SS1) als Multicast-Nachricht an die zweite Gegenseite zu senden.
System gemäß Anspruch 6, wobei der erste Netzwerktyp wenigstens einem der folgenden Standards entspricht oder dazu kompatibel ist: FlexRay, ISO 17458-1 bis ISO 17458-5.
System gemäß Anspruch 6 oder 7, wobei das Gateway selbst ein Steuergerät für ein Fahrzeug (KFZ) ist oder ein solches aufweist.
System gemäß einem der Ansprüche 4 bis 8, wobei eines der Steuergeräte (SG1, SG2, SG3) eine Einheit zur Fahrzeugstabilisierung (DSC) oder eine digitale Motor-Elektronik (DME) aufweist.
Fahrzeug, insbesondere Kraftfahrzeug (KFZ), mit einem System gemäß einem der Ansprüche 4 bis 9.
Verfahren zur Kommunikation in einem Ethernet-Netzwerks eines Fahrzeugs, insbesondere eines Kraftfahrzeugs (KFZ), mit einem Ethernet-Switch (SW), wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist: Speichern (S2), in einem Speicher (SP) des Ethernet-Switches (SW), von Anmeldedaten eines Steuergeräts (SG1, SG2, SG3) des Fahrzeugs (KFZ) für wenigstens eine bestimmte Multicast-Nachrichtenart in einem Ethernet-Netzwerk, wobei die Anmeldedaten angeben, dass das entsprechende Steuergerät (SG1, SG2, SG3) eine nachfolgende Multicast-Nachricht, die wenigstens einer der durch die Anmeldedaten bestimmten Multicast-Nachrichtenarten entspricht, empfangen soll; Empfangen (S3), an dem Ethernet-Switch (SW), einer an mehrere, insbesondere sämtliche der Steuergeräte (SG1, SG2, SG3) adressierten ersten Multicast-Nachricht von einem Nachrichtensender; und Weiterleiten (S4) der ersten Multicast-Nachricht durch den Ethernet-Switch (SW) als Multicast-Nachricht und nur an jedes der durch die erste Multicast-Nachricht adressierten Steuergeräte (SG1, SG2, SG3), von denen eine Multicast-Nachrichtenart der ersten Multicast-Nachricht angebende Anmeldedaten in dem Speicher (SP) abgelegt sind.
Verfahren gemäß Anspruch 11, mit dem weiteren Schritt: Empfangen (S1), an dem Ethernet-Switch und von wenigstens einem der Steuergeräte (SG1, SG2, SG3), von Anmeldedaten, die wenigstens eine bestimmte Multicast-Nachrichtenart angeben.
Verfahren gemäß Anspruch 12, mit dem weiteren Schritt: Empfangen (S5) und Weiterleiten (S6), durch den Ethernet-Switch, auch von weiteren, der ersten Multicast-Nachricht nachfolgenden Multicast-Nachrichten an jedes der durch die jeweilige weitere Multicast-Nachricht adressierten Steuergeräte (SG1, SG2, SG3), von denen wenigstens eine bestimmte Multicast-Nachrichtenart der weiteren Multicast-Nachricht angebende Anmeldedaten in dem Speicher (SP) abgelegt sind, ohne dass es dafür einer erneuten Anmeldung des Steuergeräts (SG1, SG2, SG3) für diese wenigstens eine Multicast-Nachrichtenart bedarf.