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ANSPRUCH AUF PRIORITÄT
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Diese Anmeldung beansprucht den Vorteil aus einer Priorität zu der am 10. Dezember 2014 eingereichten
koreanischen Patentanmeldung Nr. 10-2014-0177392 , welche hiermit durch Bezugnahme einbezogen wird, als ob diese hierin vollständig beschrieben ist.
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TECHNISCHES GEBIET
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Fahrzeugethernetkommunikation und weiter insbesondere ein Verfahren zum Konfigurieren einer Audio/Video-Bridging(AVB)-Datenstrom-Kennung (Identifier-ID) zum eindeutigen Identifizieren eines Datenstroms in einem AVB-Netzwerk und eine Vorrichtung dafür.
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HINTERGRUND
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Eine aktuelle schnelle Entwicklung von Informationstechnologie (IT) beeinflusst die Automobilindustrie stark und eine Vielzahl von IT-Technologien werden auf Fahrzeuge übertragen.
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Da die Anzahl von in einem Fahrzeug eingebundenen elektronischen Steuereinheiten (Electronic Control Units-ECUs) sich erhöht und eine Vielzahl von externen Vorrichtungen (beispielsweise umfassend ein Smartphone, eine tragbare Vorrichtung und ein Bluetooth-Headset) mit dem Fahrzeug zusammenwirken, ist ein Fahrzeugkommunikationsnetzwerk überlastet. Zusätzlich erhöhen sich Kosten für Kabelstränge, welche zum Verbinden von Kommunikationsleitungen zwischen ECUs verwendet werden, rapide.
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Entsprechend befasst sich die Automobilindustrie mit Ethernet als dem vielversprechendsten Kandidaten einer Fahrzeugnetzwerk-Infrastruktur einer nächsten Generation als Nachfolger eines Steuergerätenetzwerks (Controller Area Network-CAN) und FlexRay.
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Ethernet, definiert als ein IEEE-Standard und viel verwendet durch Verbraucher und Industrien, ist dadurch gekennzeichnet, dass Wiederverwendungsfaktoren für Komponenten, Software und Tools hoch sind und, dass für Fahrerassistenzsysteme (Driver Assistance Systems-DASs), Infotainmentsysteme, etc. notwendige Bandbreiten vorsehbar sind.
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Allerdings sollte Ethernet, um erfolgreich in einer Fahrzeugkommunikation angewendet zu werden, was die Skalierbarkeit, Kosten, Leistung und Robustheit einer Vielzahl von in einem Fahrzeug angewendeter Lösungen angeht, optimiert werden.
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Da neue und komplexe Anwendungen in einem Fahrzeug zum Stärken von Sicherheit und zum Bereitstellen von Unterhaltung eingebunden sind, erhöhen sich Forderungen nach einem optimierten Kommunikationssystem und einer ausreichenden Bandbreite.
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Insbesondere ist, obwohl Endverbraucher eine Unterhaltung (Entertainment) in einem Fahrzeug auf dem Niveau einer Heimunterhaltung (Home Entertainment) zu erfahren erwarten, ein konventionelles Fahrzeugkommunikationsnetzwerk wie beispielsweise ein Lokales Verbindungsnetzwerk (Local Interconnect Network-LIN), ein CAN oder FlexRay nicht ausreichend, um verschiedene Typen von DASs und Unterhaltungslösungen bezüglich einer Bandbreite und Skalierbarkeit bereitzustellen.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Entsprechend ist die vorliegende Erfindung auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Steuern eines Audio/Video-Bridging(AVB)-Datenstroms in einem Fahrzeugethernet-Kommunikationsnetzwerk gerichtet, welche im Wesentlichen eine oder mehrere Probleme aufgrund von Beschränkungen und Nachteilen des Standes der Technik vermeidet.
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Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zum Konfigurieren einer Audio/Video-Bridging(AVB)-Datenstrom-Kennung (Identifier-ID) für eine Fahrzeugethernetkommunikation bereitzustellen.
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Eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine für eine Fahrzeugnetzwerkumgebung angemessene Frame-Struktur einer Audio/Video(AV)-Transportprotokoll-Dateneinheit bereitzustellen.
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Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zum Konfigurieren einer AVB-Datenstrom-ID bereitzustellen, welche geeignet ist, eine als eine Kombination von Attributen eines AV-Datenstroms konfigurierte AVB-Datenstrom-ID zum intuitiven Überprüfen von Attributen des Datenstroms zu definieren, selbst wenn eine separate Datenbank für den Datenstrom nicht vorhanden ist.
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Zusätzliche Vorteile, Aufgaben und Merkmale der Erfindung werden teilweise in der Beschreibung, welche folgt, dargelegt werden und ergeben sich teilweise für den Fachmann bei der Prüfung des Folgenden oder kann durch ein Ausführen der Erfindung in Erfahrung gebracht werden. Die Aufgaben und andere Vorteile der Erfindung können durch die besonders aufgezeigte Struktur in der schriftlichen Beschreibung und Ansprüchen hierzu ebenso wie aus den beigefügten Figuren realisiert und erreicht werden.
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Um diese Aufgaben und andere Vorteile zu erzielen und gemäß dem Zweck der Erfindung, wie hierin ausgeführt und im Umriss beschrieben, umfasst ein Verfahren zum Steuern eines Audio/Video-Bridging(AVB)-Datenstroms in einem Fahrzeugethernet-Kommunikationsnetzwerk ein Konfigurieren eines AVB-Frames mittels von einer oberen Anwendungsschicht erhaltenen Audio/Video(AV)-Daten, Erfassen einer zu dem konfigurierten AVB-Frame korrespondierenden Datenstrom-Subtyp-Kennung (Identifier-ID), Identifizieren eines Hosts, welcher den AVB-Frame erzeugt hat, Identifizieren einer den identifizierten Host umfassenden Domain, Identifizieren einer Datenstromklasse des AVB-Frames, Erzeugen einer AVB-Datenstrom-ID basierend auf der erfassten Datenstrom-Subtyp-ID, dem identifizierten Host, der identifizierten Domain und der identifizierten Datenstromklasse und Übermitteln der erzeugten AVB-Datenstrom-ID in dem AVB-Frame an eine Unterschicht.
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Die Datenstrom-Subtyp-ID kann durch Lesen eines in einem Subtypdatenbereich des konfigurierten AVB-Frames umfassten Subtypfeldwerts erfasst werden.
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Die AVB-Datenstrom-ID kann unter Bezugnahme auf eine vorher basierend auf Attributen pro AVB-Datenstrom eingegebene AVB-Datenstrom-Attributstabelle erzeugt werden.
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Die AVB-Datenstrom-Attributstabelle kann zum Umfassen von zumindest einer Aufzeichnung konfiguriert sein und die Aufzeichnung kann konfiguriert sein zum Umfassen von zumindest eine von einer Seriennummer, welche eine Reihenfolge angibt, in welcher Aufzeichnungen eines entsprechenden AVB-Datenstroms in der AVB-Datenstrom-Attributstabelle aufgezeichnet werden, einer Virtuell-Lokal-Netzwerk(Virtual Local Area Network-VLAN)-ID zum Identifizieren eines VLAN, zu welchem der entsprechende AVB-Datenstrom gehört, einer Host-ID zum Identifizieren eines Hosts des entsprechenden AVB-Datenstroms, einer Datenstromklasse zum Identifizieren einer dem entsprechenden AVB-Datenstrom zugeordneten Priorität, und einer Datenstrom-Subtyp-ID zum Identifizieren eines auf den entsprechenden AVB-Datenstrom angewendeten Transportprotokolls.
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Die Seriennummer kann in der AVB-Datenstrom-Attributstabelle in aufsteigender Reihenfolge der Aufzeichnungen aufgezeichnet werden und kann eine Länge von 4 Bytes aufweisen.
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Die AVB-Datenstrom-ID kann eine eindeutige ID sein, welche durch Kombinieren der VLAN-ID, der Host-ID, der Datenstromklasse, der Datenstrom-Subtyp-ID und der Seriennummer in einer beschriebenen Reihenfolge erhalten werden.
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Die AVB-Datenstrom-ID kann eine eindeutige 8-Byte-ID sein, welche durch Kombinieren der VLAN-ID mit einer Größe von 1 Byte, der Host-ID mit einer Größe von 1 Byte, der Datenstromklasse mit einer Größe von 1 Byte, der Datenstrom-Subtyp-ID mit einer Größe von 1 Byte und der Seriennummer mit einer Größe von 4 Bytes erhalten werden.
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Die VLAN-ID kann zum Identifizieren einer in dem Fahrzeugethernet-Kommunikationsnetzwerk umfassten Domain definiert werden.
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Die VLAN-ID kann zum Identifizieren einer in dem Fahrzeugethernet-Kommunikationsnetzwerk umfassten Domain und zum Identifizieren von zumindest einem in der identifizierten Domain umfassten VLAN definiert werden.
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Die Domain kann zumindest eine von einer Karosseriedomain, eine Autoradiodomain, eine Antriebsstrangdomain, eine Multimediadomain und einer Fahrgestelldomain umfassen.
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Die Unterschicht kann eine Medienzugriffssteuerung(Media Access Control-MAC)-Schicht sein.
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In einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung hat ein computerlesbares Speichermedium darauf ein Computerprogramm zum Ausführen des obigen Verfahrens gespeichert.
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In einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst eine Vorrichtung zum Steuern eines Audio/Video-Bridging(AVB)-Datenstroms in einem Fahrzeugethernet-Kommunikationsnetzwerk Mittel zum Konfigurieren eines AVB-Frames mittels von einer oberen Anwendungsschicht erhaltenen Audio/Video(AV)-Daten, Mittel zum Erfassen eines Datenstrom-Subtyp-Kennung (Identifier-ID) entsprechend dem konfigurierten AVB-Frame, Mittel zum Identifizieren eines Hosts, welcher den AVB-Frame erzeugt hat, Mittel zum Identifizieren einer den identifizierten Host umfassenden Domain, Mittel zum Identifizieren einer Datenstromklasse des AVB-Frames, Mittel zum Erzeugen einer AVB-Datenstrom-ID basierend auf der erfassten Datenstrom-Subtyp-ID, dem identifizierten Host, der identifizierten Domain und der identifizierten Datenstromklasse und Mittel zum Übermitteln der erzeugten AVB-Datenstrom-ID in dem AVB-Frame an eine Unterschicht.
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Es soll so verstanden werden, dass beide, die vorstehende allgemeine Beschreibung und die nachstehende genaue Beschreibung der vorliegenden Erfindung, beispielhaft und erläuternd sind und zum Bereitstellen einer weiteren Erläuterung der Erfindung, wie beansprucht, gedacht ist.
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KURZBESCHREIBUNG DER FIGUREN
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Die beigefügten Figuren, welche zum Bereitstellen eines weiteren Verständnisses der Erfindung umfasst sind und in dieser Anmeldung einbezogen sind und einen Teil davon bilden, stellen (eine) Ausführungsform(en) der Erfindung dar und dienen zusammen mit der Beschreibung zur Erläuterung des Prinzips der Erfindung. In den Figuren:
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1 stellt ein in IEEE 1722a definiertes Audio/Video-Bridge-Transportprotokoll(AVBTP)-Frameformat dar;
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2 ist eine Ansicht zum Beschreiben der Konfiguration einer in IEEE 1722a definierten Audio/Video-Bridging(AVB)-Datenstrom-Kennung (Identifier-ID);
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3 ist eine Ansicht zum Beschreiben der Architektur eines Fahrzeugnetzwerks gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
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4 ist eine Ansicht zum Beschreiben eines Verfahrens zum Konfigurieren einer AVB-Datenstrom-ID gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
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5 stellt eine Datenstruktur einer AVB-Datenstrom-ID gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dar;
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6 stellt ein Beispiel einer Domain-VLAN-Mappingtabelle gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dar;
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7 stellt ein Beispiel einer Datenstrom-Priorität-Mappingtabelle gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dar;
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8 stellt eine Subtyp-Mappingtabelle für einen AVB-Datenstrom gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dar;
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9 stellt eine Host-ID-Mappingtabelle gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dar;
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10 stellt eine AVB-Datenstrom-Attributstabelle gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dar; und
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11 ist eine Ansicht zum Beschreiben einer Protokollschichtstruktur gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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DETAILBESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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Nun wird im Detail auf die bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung Bezug genommen, wobei Beispiele davon in den beigefügten Figuren dargestellt sind. Die Nachsilben „Modul“ und „Einheit“ von Elementen hierin werden zur Vereinfachung der Beschreibung verwendet und können daher austauschbar verwendet werden und weisen keine unterscheidbare Bedeutungen oder Funktionen auf.
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Obwohl alle die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung bildenden Elemente als in einem einzelnen Element integriert oder als ein einzelnes Element betrieben beschrieben sind, ist die vorliegende Erfindung nicht notwendigerweise auf solche Ausführungsformen beschränkt. Gemäß den Ausführungsformen können alle Elemente innerhalb der Aufgabe und des Schutzbereichs der vorliegenden Erfindung selektiv in Eines oder Mehrere integriert werden und als Eine oder Mehrere betrieben werden. Jedes der Elemente kann als unabhängige Hardware implementiert werden. Alternativ können manche oder alle Elemente ausgewählt in ein Computerprogramm kombiniert werden, welches ein Programmodul aufweist, welches kombiniert in einem oder mehreren Teilen von Hardware manche oder alle Funktionen ausführt. Ein das Computerprogramm bildender Code und Codesegmente können einfach durch den Fachmann, welchen die vorliegende Erfindung betrifft, geschlussfolgert werden. Das Computerprogramm kann in einem computerlesbaren Medium gespeichert werden, sodass das Computerprogramm durch einen Computer zum Implementieren von Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung gelesen und ausgeführt wird. Computerprogramm-Speichermedien können magnetische Speichermedien, optische Speichermedien und Trägerwellenmedien umfassen.
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Die hierin beschriebenen Begriffe „enthalten“, „umfassen“ oder „aufweisen“ sollten nicht zum Ausschließen anderer Elemente interpretiert werden, sondern zum weiteren Einschließen anderer solcher Elemente, da die entsprechenden Elemente schon an sich vorhanden sein können, es sei denn etwas anderes ist angegeben. Alle Begriffe, umfassend technische oder wissenschaftliche Begriffe, weisen dieselben Bedeutungen wie im allgemeinen Verständnis durch einen Fachmann, welchen die vorliegende Erfindung betrifft, auf, es sei denn etwas anderes ist angegeben. Im Allgemeinen sollten verwendete Begriffe, wie beispielsweise in einem Wörterbuch definierte Begriffe, so interpretiert werden, dass diese mit Bedeutungen aus dem Stand der Technik aus dem Zusammenhang übereinstimmen. Außer, wenn dies offensichtlich in der vorliegenden Erfindung definiert ist, sind solche Begriffe nicht so auszulegen, als dass diese vollkommene oder übermäßig formelle Bedeutungen aufweisen.
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Es wird so verstanden werden, dass, obwohl die Begriffe erste, zweite, A, B, (a), (b), etc. hierin zum Beschreiben von verschiedenen Elementen der vorliegenden Erfindung verwendet werden können, diese Begriffe nur verwendet werden, um ein Element von einem anderen Element zu unterscheiden, und eine Hauptsache, eine Reihenfolge oder eine Abfolge von entsprechenden Elementen nicht durch diese Begriffe beschränkt sind. Es wird verstanden werden, dass, wenn ein Element als „verbunden mit“, „kombiniert mit“ oder „verknüpft mit“ einem anderen Element bezeichnet wird, ein Element mit einem anderen Element über ein weiteres Element „verbunden“, „kombiniert“ oder „verknüpft“ sein kann, obwohl ein Element direkt mit einem anderen Element verbunden oder verknüpft sein kann.
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Eine kurze Beschreibung von für IEEE 1722 und ein Audio/Video-Bridging(AVB)-Netzwerk verwendeter Begriffe wird nun gegeben werden.
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IEEE 1722 definiert eine Struktur, welche zum Übermitteln eines Mediaframeformats, von Zeitinformationen zur Synchronisation, von Steuerdateninformationen, etc. mittels eines Audio/Video-Bridge-Transportprotokolls (AVBTP) für Daten eines Audio/Video(AV)-Datenstroms, welcher in Echtzeit über Ethernet übermittelt werden soll, geeignet ist. Das AVBTP wird in eine Struktur zum Übermitteln von Echtzeit-AV-Benutzerdaten und einer Struktur zum Übermitteln eines Steuersignals geteilt, und wobei eine Framestruktur zum Übermitteln von AV-Benutzerdaten ein Feld umfasst, welches zum Übermitteln von synchronisierten Zeitinformationen geeignet ist.
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Eine AVB-Domain (oder eine AVB-Cloud) bezeichnet einen Satz von zusammenhängend verknüpften Netzwerkknoten und Kommunikationsverbindungen zum Verknüpfen derselben.
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Ein AVB-Datenstrom bezeichnet einen Paketfluss in einer bestimmten AVB-Domain und kann zumindest einen für eine Datenübermittlung verwendeten physischen/logischen Kanal umfassen. Der AVB-Datenstrom weist eine eindeutige ID in einem AVB-Netzwerk auf und kann mittels eines in IEEE 802.1Qat definierten Datenstrom-Reservierungsprotokolls zugeordnet werden.
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Ein Sender (oder Sprecher) bezeichnet eine Einheit zum Übermitteln eines Datenstroms in einer AVB-Domain und ein Empfänger (oder Hörer) bezeichnet eine Einheit zum Empfangen des Datenstroms in der AVB-Domain.
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Ein AVBTP-Frame kann von dem Sender zu dem Empfänger direkt oder über eine Brücke übermittelt werden.
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Ein AVB-Datenstrom sind zeitkritische Daten und sollten simultan durch eine Vielzahl von Empfängern in einer Multicast-Kommunikation empfangen werden. Entsprechend sind Darstellung-Zeitstempel-Informationen, welche eine Medienwiedergabezeit basierend auf einer Netzwerktransportzeit angeben, in einem Datenstrompaket umfasst. Entsprechend kann der Empfänger eine Medienwiedergabezeit basierend auf der in dem empfangenen Paket umfassten Darstellung-Zeitstempel-Informationen bestimmen. Timing- und Synchronisationserfassungsverfahren von zeitkritischen Anwendungen in einem AVB-Netzwerk werden in IEEE 802.1AS definiert.
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1 stellt ein in IEEE 1722a definiertes AVBTP-Frameformat 100 dar.
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IEEE 1722a ist eine Erweiterung von IEEE 1722 und umfasst zusätzliche Erwägungen und Feldkonfiguration-Aktualisierungsinformationen für von IEEE 1722 ausgeschlossenen Formaten.
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Obwohl ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Steuern eines AVB-Datenstroms für ein Fahrzeugethernet gemäß der vorliegenden Erfindung nachfolgend basierend auf Definitionen aus IEEE 1722a beschrieben werden wird, sollte darauf hingewiesen werden, dass IEEE 1722a nur zu einer Ausführungsform korrespondiert und die Idee der vorliegenden Erfindung ebenso auf die Endversion von IEEE 1722 und andere Fahrzeugkommunikationsstandards anwendbar ist.
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Ein AVBTP-Frame (oder Paket) kann in einem Ethernet Paket verkapselt sein. Das Ethernet Paket kann konfiguriert sein, um hauptsächlich einen IEEE 802.3 Medienzugriffssteuerung(Media Access Control-MAC)-Headerbereich, einen Virtuell-Lokal-Netzwerk(Virtual Local Area Network-VLAN)-Markierungsbereich, einen AVBTP-Typbereich, einen AVBTP-Paketbereich, einen Zyklisch-Redundanz-Überprüfung(Cyclic Redundancy Check-CRC)-Bereich, etc. umfassen.
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Mit Bezug zu 1 kann das AVBTP- im Format 100 konfiguriert sein, um hauptsächlich einen Subtyp-Datenbereich 110, einen Datenstrom-ID-Bereich 120, einen Header-Datenbereich 130 und einen Proben-Datenbereich 140 zu umfassen.
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Hierbei sollte darauf hingewiesen werden, dass die Größen des Header-Datenbereichs 130 und des Proben-Datenbereichs 140 in Abhängigkeit von in dem Subtyp-Datenbereich 110 umfassten Feldwerten dynamisch variabel sind.
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Der Subtyp-Datenbereich 110 umfasst ein Steuer/Daten(CD)-Feld 111, ein Subtypfeld 113, ein Datenstrom-ID-Gültig(Stream id Valid-SV)-Feld 115, ein Versionsfeld 117 und ein Subtyp-Bestimmte-Daten-Feld 119.
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Das CD-Feld 111 ist ein Indikator zum Identifizieren, ob ein entsprechender Frame ein Steuerframe oder ein Benutzerdatenframe ist und eine Länge von 1 Bit aufweist. Beispielsweise kann das CD-Feld 111 einen Steuerframe mittels eines Wertes gleich 0 anzeigen und einen Benutzerdatenframe mittels eines Werts gleich 1 anzeigen.
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Das Subtypfeld 113 umfasst Informationen zum Identifizieren des Typs eines Datenstromprotokolls und weist eine Länge von 8 Bit auf. Hierbei kann das Subtypfeld 113 als ein Subtyp (0x00) korrespondierend zu verschiedenen in IEC 61883 definierten Datenstromprotokollen, ein Subtyp (0x6F) korrespondierend zu anbieterspezifischen Datenstromprotokollen und ein eigener/experimenteller Subtyp (0x7F) definiert sein. Beispielsweise können die in IEC 61883 definierten Datenstromprotokolle das in IEC 61883-2 definierte SD-DVCR-Protokoll, das in IEC 61883-4 definierte MPEG2-TS komprimierte Videoprotokoll, dass in IEC 61883-6 definierte nicht komprimierte Audioprotokoll, das in IEC 61883-7 definierte Satelliten-TV-MPEG-Protokoll und das in IEC 61883-8dp definierte BT.601/656-Videoprotokoll etc. umfassen.
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Hierbei bezeichnen anbieterspezifische Datenstromprotokolle durch Fahrzeughersteller vordefinierte Datenstromprotokolle.
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Das SV-Feld 115 ist ein Indikator zum Anzeigen, ob eine Datenstrom-ID, welche in dem nachfolgend zu beschreibenden Datenstrom-ID-Bereich 120 umfasst ist, ein gültiger Wert ist und eine Länge von 1 Bit aufweist. Beispielsweise kann das SV-Feld 115 angeben, dass der Wert eines Datenstrom-ID-Felds nicht gültig ist, mittels eines Werts gleich 0 und angeben, dass der Wert des Datenstrom-ID-Felds gültig ist, mittels eines Werts gleich 1.
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Das Versionsfeld 117 wird zum Identifizieren einer Revision von IEEE 1722 und, dass dies eine Länge von 3 Bits aufweist, verwendet. Im Allgemeinen können, wenn ein Standarddokument aktualisiert wird, Framespezifikationen und Definitionen von Feldern, welche in jedem Frame umfasst sind, entsprechend verändert werden. Dementsprechend wird eine Versionsinformation des auf den entsprechenden Frame angewendeten Standards vorzugsweise auf einer Seite des Frames zum Aufrechterhalten einer Kompatibilität oder ähnlichem mit einer vorherigen Version umfasst.
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Das Subtyp-Bestimmte-Daten-Feld 119 kann konfiguriert sein, um unterschiedliche Felder in Abhängigkeit davon, ob der entsprechende Frame ein Steuerframe oder ein Datenframe ist, umfassen. Beispielsweise kann, falls der entsprechende Paketframe ein Steuerframe ist, dass Subtyp-Bestimmte-Daten-Feld 119 ein protokollspezifisches Datenfeld, ein Statusmarkierungen-Feld, ein Steuerframe-Längenfeld, etc. umfassen. Andererseits kann, falls der entsprechende Paketframe ein Datenframe ist, das Subtyp-Bestimmte-Daten-Feld 119 ein mr-Feld zum Identifizieren, ob eine Quelle oder eine Medienuhr geändert wird, oder ob eine Medienuhr (oder Engine) neu gestartet wird, ein gv-Feld zum Identifizieren, ob gültige Gateway-Informationen vorhanden sind, ein tv-Feld zum Identifizieren, ob ein gültiger AVBTP-Zeitstempel Wert für eine Synchronisation in einem Netzwerk vorhanden ist, ein zu dem Datenframe auf einem von einem Sender übermittelten Datenstrom korrespondierendes Sequenznummernfeld, etc. umfassen.
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Hierbei können ein AVBTP-Zeitstempelfeld, ein Gateway-Feld, etc. in dem Header-Datenbereich 130 umfasst sein.
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Der Datenstrom-ID-Bereich 120 ist ein Bereich, in welchem eine Datenstrom-ID zum eindeutigen identifizieren eines entsprechenden Datenstroms in einem AVB-Netzwerk aufgezeichnet wird und eine Länge von 64 Bits aufweist.
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Der Header-Datenbereich 130 kann in Abhängigkeit von in dem Subtyp-Datenbereich 110 umfassten Feldwerten eine variable Länge aufweisen. Beispielsweise kann, falls der AVBTP-Frame ein Datenframe ist, der Header-Datenbereich 130 das AVBTP-Zeitstempelfeld, das Gateway-Informationenfeld, einen Datenstrom-Daten-Längenfeld, ein protokollspezifisches Paketheader-Feld, etc. umfassen.
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Der Proben-Datenbereich 140 weist eine variable Länge auf und kann tatsächliche Benutzerdaten (Nutzlast) und Padding aufweisen.
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2 ist eine Ansicht zum Beschreiben der Konfiguration einer in IEEE 1722a definierten Datenstrom-ID 200.
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Mit Bezug zu 2 umfasst die aktuell in IEEE 1722a diskutierte Datenstrom-ID 200 eine Steuereinheit-Quell-MAC-Adressfeld mit einer Länge von 48 Bits und ein eindeutiges Indexfeld 220 mit einer Länge von 16 Bits.
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Im Allgemeinen weist eine Fahrzeugnetzwerk-Umgebung Eigenschaften eines geschlossenen und festen Netzwerks auf und ist zum Vorhersagen eines Datenfluss beispielsweise eines Datenstroms darin geeignet.
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Insbesondere ist für ein Fahrzeugnetzwerk, da eine Vielzahl von Steuereinheiten schnell gebootet werden müssen, um eine Sicherheit zu garantieren, eine schnelle Verarbeitung von einem Paket in einem Netzwerk wesentlich.
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Allerdings kann in einem konventionellen Fall, da ein Bereich pro Datenstrom dynamisch zugeordnet wird, die Leistung eines Fahrzeugnetzwerks nicht optimiert werden.
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Zusätzlich sollte, falls eine elektronische Steuereinheit (Electronic Control Unit-ECU) in einem Fahrzeugnetzwerk aufgrund eines Versagens oder ähnlichem ersetzt wird, eine MAC-Adresse einer neuen ECU in einer Routingtabelle wiedergespiegelt werden. Insbesondere kann, falls die ECU bei einem A/S-Zentrum, welches nicht durch einen entsprechenden Fahrzeughersteller verwaltet wird, ersetzt wird, die Routingtabelle nicht einfach verwaltet werden.
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Entsprechend schlägt die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Konfigurieren einer AVB-Datenstrom-ID vor, welche zum Erreichen eines schnellen Routing und einer intuitiven Identifikation eines AVB-Datenstroms in einem Fahrzeugnetzwerk durch Zuordnen der basierend auf Attributen des AVB-Datenstroms in dem Fahrzeugnetzwerk vordefinierten Datenstrom-ID und Beibehalten derselben in der Form einer Tabelle ermöglicht.
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Zusätzlich schlägt die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Konfigurieren einer AVB-Datenstrom-ID vor, welche eine Routingtabelle nicht getrennt aktualisieren muss, wenn eine ECU ersetzt wird.
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3 ist eine Ansicht zum Beschreiben der Architektur eines Fahrzeugnetzwerks gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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Mit Bezug zu 3 kann das Fahrzeugnetzwerk eine Vielzahl von basierend auf Eigenschaften und Funktionen von ECUs gruppierten Domainen umfassen. Beispielsweise können die in dem Fahrzeugnetzwerk umfassten Domainen konfiguriert sein um eine Karosseriedomain, eine Autoradiodomain, eine Fahrerassistenzsystem(Driver Assistance System-DAS)-Domain, eine Rundumsicht-Domain, eine Fahrgestelldomain, etc. zu umfassen. Hierbei können diese Domainen miteinander über eine Ethernethauptleitung kommunizieren und jede Domain kann als ein Switching-Hub für in der Domain umfasste ECUs fungieren. Zusätzlich kann jede Domain als ein Router für transportierende Pakete zwischen unterschiedlichen Netzwerken fungieren.
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Weiterhin kann zumindest ein VLAN in jeder Domain basierend auf Eigenschaften und Funktionen von in der Domain umfassten ECUs konfiguriert sein. Zum Beispiel, mit Bezug zu 3, kann die Karosseriedomain 1 bis 4 VLANs umfassen.
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Das VLAN bildet basierend auf Eigenschaften und Funktionen von in einer Domain umfassten ECUs eine Kommunikationsgruppe unabhängig von physischen Verbindungen zwischen den ECUs. Allerdings kann das VLAN ebenso basierend auf den physischen Verbindungen konfiguriert sein. Beispielsweise können ECUs, bei welchen eine Verzögerung kritisch ist, zu demselben VLAN zugeordnet werden. Andererseits können ECUs, welche große Bandbreiten benötigen, zu demselben VLAN zugeordnet werden. Das heißt, das VLAN kann basierend auf einer Qualität von pro in einer bestimmten Domain umfassten ECU notwendigen Serviceparametern zugeordnet werden hierbei kann die Qualität von Serviceparametern eine Echtzeiteigenschaft, eine Bandbreite, eine Übermittlungsverzögerung, eine Fehlerrate, etc. umfassen.
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Die Namen und Konfigurationen der Domainen in dem Fahrzeugnetzwerk aus 3 korrespondieren lediglich zu einer Ausführungsform und unterschiedliche Hersteller und Modelle können unterschiedliche Konfigurationen aufweisen. Beispielsweise können die Domainen gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zum Umfassen einer Karosseriedomain, einer Autoradiodomain, einer Fahrgestelldomain, einer Antriebsstrangdomain, einer Multimediadomain, etc. konfiguriert sein.
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Weiterhin sollte, obwohl die Domainen miteinander über die Ethernethauptleitung in 3 verbunden sind, darauf hingewiesen werden, dass die Ethernethauptleitung lediglich zu einer Ausführungsform korrespondiert und die Domainen miteinander durch ein Fahrzeug-Gateway gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung miteinander verbunden sein und kommunizieren können. In diesem Fall kann das Fahrzeug-Gateway als ein Knotenpunkt in einem Fahrzeugkommunikationssystem erkannt werden.
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Zusätzlich korrespondieren, obwohl Knotenpunkte in 3 als Domainen identifiziert und angegeben werden, die Domainen lediglich zu einer Ausführungsform und VLANs können zum logischen gruppieren der Knotenpunkte unbeachtlich der Domainen verwendet werden.
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4 ist eine Ansicht zum Beschreiben eines Verfahrens zum Konfigurieren einer AVB-Datenstrom-ID gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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Mit Bezug zu 4 kann ein Netzwerk Manager eine Domain-VLAN-Mappingtabelle 410, eine Datenstromklasse-Priorität-Mappingtabelle 420 und eine Host-ID-Mappingtabelle 430 vordefinieren und konfigurieren.
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Danach gibt der Netzwerkmanager Attributsinformationen pro AVB-Datenstrom basierend auf einer Verwendung davon in eine Datenstrom-Attributstabelle 440 mit Bezug zu den drei konfigurierten Tabellen 410 bis 430 ein.
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In diesem Fall können die Attributsinformationen pro durch den Netzwerkmanager eingegebenen AVB-Datenstrom eine VLAN-ID, eine Host-ID, eine Datenstromklasse, einen Datenstromsubtyp, etc. umfassen.
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Weiterhin kann der Netzwerkmanager eine Seriennummer mit einer Länge von 4 Bytes in die Datenstrom-Attributstabelle 440 basierend auf der Reihenfolge eingeben, in welcher die Attributsinformationen pro AVB-Datenstrom eingegeben werden. Beispielsweise kann eine Seriennummer der zuerst eingegebenen Aufzeichnung 0x000000 sein, kann eine Seriennummer der als zweites eingegebenen Aufzeichnung 0x000001 sein und kann eine Seriennummer der als drittes eingegebenen Aufzeichnung 0x000002 sein.
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Mit Bezug zu dem Bezugszeichen 4a aus 4 kann entsprechend einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eine AVB-Datenstrom-ID mit einer Länge von 64 Bits zum Umfassen einer VLAN-ID 451 mit einer Länge von 1 Byte, einer Host-ID 452 mit einer Länge von 1 Byte, einer Priorität 453 mit einer Länge von 1 Byte, einen Datenstromsubtyp 454 mit einer Länge von 1 Byte und eine Seriennummer 455 mit einer Länge von 4 Byte konfiguriert sein.
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Es sollte darauf hingewiesen werden, dass die Reihenfolge eines Konfigurierens der AVB-Datenstrom-ID teilweise geändert werden kann. Zum Beispiel kann die AVB-Datenstrom-ID derart konfiguriert werden, dass die Seriennummer 455 bei Most-Signifikant-Bits (MSBs) der AVB-Datenstrom-ID positioniert ist.
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Insbesondere kann der Datenstromsubtyp 454 aus dem Wert des in dem Subtyp-Datenbereich 110 eines korrespondierenden AVB-Frames umfassten Subtypfeld 113 kopiert werden.
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5 stellt die Datenstruktur einer AVB-Datenstrom-ID 500 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dar.
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Mit Bezug zu 5 kann der Datenstrom-ID-Bereich 120 des AVBTP-Frames 100 zum Umfassen eines VLAN-ID-Felds 501 mit einer Länge von 1 Byte, eines Host-ID-Felds 502 mit einer Länge von 1 Byte, eines Datenstromklasse-Felds 503 mit einer Länge von 1 Byte, eines Datenstromsubtyp-Felds 504 mit einer Länge von 1 Byte und eines Seriennummer-Felds 505 mit einer Länge von 4 Bytes konfiguriert sein.
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6 stellt ein Beispiel einer Domain-VLAN-Mappingtabelle 600 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dar.
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Wie in 6 dargestellt kann die Domain-VLAN-Mappingtabelle 600 ein Domainfeld 610, ein VLAN-Typenfeld 620 und ein VLAN-ID-Feld 630 umfassen.
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Beispielsweise kann ein zu dem VLAN-ID-Feld 630 zu geordneter Wert zum Identifizieren einer Domain mittels 4 Most-Signifikant-Bits (MSBs) und zum Identifizieren eines VLAN-Typs in der Domain mittels 4 Least-Signifikant-Bits (LSBs) konfiguriert sein.
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Entsprechend kann die VLAN-ID gemäß der vorliegenden Erfindung nicht nur zum Identifizieren einer in einem Fahrzeugethernet-Kommunikationsnetzwerk umfassten Domain definiert sein, sondern auch zum Identifizieren von zumindest einem in der Domain umfassten VLAN.
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7 stellt ein Beispiel einer Datenstromklasse-Priorität-Mappingtabelle 700 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dar.
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Wie in 7 dargestellt, kann die Datenstromklasse-Priorität-Mappingtabelle 700 zum Umfassen eines Datenstromklasse-Felds 710, eines Wertfelds 720 und eines Prioritätsfelds 730 konfiguriert sein.
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Hierbei kann das Datenstromklasse-Feld 710 derart definiert sein, dass einer Klasse in alphabetischer Reihenfolge, beispielsweise in der Reihenfolge A, B, C, ..., eine höhere Priorität gegeben wird. Andererseits kann das Wertfeld 720 derart definiert sein, dass einem kleineren Wert eine höhere Priorität gegeben wird.
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8 stellt eine Subtyp-Mappingtabelle 800 für einen AVB-Datenstrom gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dar.
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Mit Bezug zu 8 kann die Subtyp-Mappingtabelle 800 zum Umfassen eines Funktionsfelds 810, eines Wertfelds 820 und eines Beschreibungsfelds 830 konfiguriert sein.
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Eine eindeutige Subtyp-ID kann basierend auf einem auf den AVB-Datenstrom angewendeten Transportprotokoll definiert sein.
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Beispielsweise kann eine zu verschiedenen in IEC 61883 definierten Datenstromprotokollen korrespondierende Subtyp-ID als 0x00 definiert sein. Zusätzlich kann eine zu einem für eine Fahrzeugnetzwerk-Analyse und ein Experimentieren verwendetes Transportprotokoll korrespondierende Subtyp-ID als 0x7F definiert sein.
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Insbesondere können für eine Definition in der Zukunft reservierte Werte durch einen Fahrzeughersteller definiert und verwendet werden. Beispielsweise kann der Fahrzeughersteller eine zu dem IEEE 1722a-D8 Transportprotokoll korrespondierende Subtyp-ID als 0x6F definieren und verwenden.
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9 stellt eine Host-ID-Mappingtabelle 900 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dar.
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Mit Bezug zu 9 kann die Host-ID-Mappingtabelle 900 zum Umfassen eines Hosttyp-Felds 910 und eines Wertfelds 920 konfiguriert sein.
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Beispielsweise kann eine zu einem Autoradio korrespondierende Host-ID als 0x4A definiert sein und eine zu einer Rückfahrkamera korrespondierende Host-ID als 0x7D definiert sein.
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10 stellt eine AVB-Datenstrom-Attributstabelle 1000 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dar.
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Mit Bezug zu 10 kann die AVB-Datenstrom-Attributstabelle 1000 zum Umfassen eines Seriennummernfelds 1010, eines VLAN-ID-Felds 1020, eines Host-ID-Felds 1030, eines Datenstromklasse-Felds 1040 und eines Subtyp-ID-Felds 1050 konfiguriert sein.
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Beispielsweise wird angenommen, dass ein AVB-Datenstrom ein auf IEEE 1722a-D8 basierender anbieterspezifischer Datenstrom mit einer Priorität einer Klasse A in einer Fahrgestelldomain ist und ein Host zum Übermitteln des AVB-Datenstroms ein Autoradio ist. In diesem Fall wird ebenso angenommen, dass Attributsinformationen des AVB-Datenstroms als zweites in die AVB-Datenstrom-Attributstabelle 1000 eingegeben werden.
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Eine AVB-Datenstrom-ID gemäß dem obigen Beispiel kann 0x404A006F00000001 sein, welche durch Kombinieren einer Seriennummer (0x00000001), einer der Fahrgestelldomain zugeordneten VLAN-ID (0x40), einer zu dem Autoradio korrespondierenden Host-ID (0x4A), einer zur Klasse A korrespondierenden Datenstromklasse (0x00) und einer zu dem auf IEEE 1722a-D8 basierenden anbieterspezifischen Datenstrom zugeordneten Subtyp-ID (0x6F) erhalten wird.
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11 ist eine Ansicht zum Beschreiben einer Protokollschichtstruktur gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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Mit Bezug zu 11 wird ein durch eine Anwendungsschicht 1110 erzeugter AV-Datenstrom über eine Datenstrom-Medien-Anwendungsprotokoll-Schnittstelle 1120 an eine IEEE 1722 AVB-Transportprotokoll-Schicht 1130 übermittelt. Hierbei kann die IEEE 1722 AVB-Transportprotokoll-Schicht 1130 in einer OSI-7-Schicht 2 positioniert sein und kann einen verarbeiteten AVB-Frame an eine Unterschicht, beispielsweise eine MAC-Schicht übermitteln. Die IEEE 1722 AVB-Transportprotokoll-Schicht 1130 konfiguriert und übermittelt einen AVB-Frame an eine IEEE 802.1Qav Formschicht 1140.
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In diesem Fall kann die IEEE 1722 AVB-Transportprotokoll-Schicht 1130 eine AVB-Datenstrom-ID erzeugen und einen AVB-Frame, in welchen die erzeugte AVB-Datenstrom-ID eingefügt wird, mit Bezug zu der durch einen Netzwerkmanager eingegeben AVB-Datenstrom-Attributstabelle 1000 konfigurieren.
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Anschließend fügt die IEEE 802.1Qav Formschicht 1140 notwendige Header Informationen wie beispielsweise VLAN-Markierungsinformationen zu dem empfangenen AVB-Frame hinzu und übermittelt den AVB-Frame an eine IEEE 802-Ethernet Driverschicht 1150. Hierbei können die VLAN-Markierungsinformationen eine Transportprotokoll-ID, eine VLAN-ID, etc. umfassen.
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Die IEEE 802-Ethernet-Driverschicht 1150 fügt Quell- und Ziel-MAC-Adressen hinzu und übermittelt den AVB-Frame an ein eine Ethernethauptleitung.
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Wie es offensichtlich aus der obigen Beschreibung hervorgeht, weisen das Verfahren und die Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung die folgenden Effekte auf.
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Als Erstes kann die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Konfigurieren eines Audio/Video-Bridging(AVB)-Datenstrom-Kennzeichen (Identifier-ID) für eine Fahrzeugethernetkommunikation bereitstellen.
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Als Zweites kann die vorliegende Erfindung eine Framestruktur einer für eine Fahrzeugnetzwerkumgebung angemessene Audio/Video(AV)-Transportprotokoll-Dateneinheit bereitstellen.
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Als Drittes kann die vorliegende Erfindung eine AVB-Datenstrom-ID, welche als eine Kombination von Attributen eines AV-Datenstroms konfiguriert ist, zum intuitiven Überprüfen von Attributen des Datenstroms definieren, selbst wenn eine separate Datenbank für den Datenstrom nicht vorhanden ist.
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Als Viertes kann die vorliegende Erfindung eine Fahrzeugethernetkommunikation effektiv bereitstellen unbeachtlich, ob eine Medienzugangssteuerung(Media Access Control-MAC)-Adresse verändert wird, wenn eine elektronische Steuereinheit (Electronic Control Unit-ECU) ersetzt wird.
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Als Fünftes kann die vorliegende Erfindung ein konventionelles Fahrzeugnetzwerk-Verwaltungssystem zum Minimieren von zusätzlichen Verwaltungskosten übernehmen.
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Der Fachmann wird verstehen, dass die Effekte, welche durch die vorliegende Erfindung erreicht werden können, nicht darauf beschränkt sind, was im obigen besonders beschrieben wurde, und andere Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der obigen genauen Beschreibung deutlicher verstanden werden.
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Der Fachmann wird verstehen, dass die vorliegende Erfindung auf andere bestimmte Arten als die hierin dargelegten ausgeführt werden kann, ohne von dem Geist und den wesentlichen Eigenschaften der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
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Die obigen beispielhaften Ausführungsformen sind daher in allen Aspekten als darstellend und nicht einschränkend auszulegen. Der Schutzbereich der Erfindung soll durch die beigefügten Ansprüche und deren rechtlichen Äquivalente, nicht durch die obige Beschreibung, bestimmt werden und alle Änderungen, welche innerhalb der Bedeutung und des Äquivalenzbereichs der beigefügten Ansprüche kommen, sind als darin einbezogen gedacht.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- KR 10-2014-0177392 [0001]
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Zitierte Nicht-Patentliteratur
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- IEEE 1722a [0030]
- IEEE 1722a [0031]
- IEEE 1722 [0045]
- IEEE 1722 [0046]
- IEEE 802.1Qat [0048]
- IEEE 802.1AS [0051]
- IEEE 1722a [0052]
- IEEE 1722a [0053]
- IEEE 1722 [0053]
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- IEEE 1722a [0054]
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- IEEE 802.3 [0055]
- IEC 61883 [0060]
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- IEC 61883-2 [0060]
- IEC 61883-4 [0060]
- IEC 61883-6 [0060]
- IEC 61883-7 [0060]
- IEC 61883-8dp [0060]
- IEEE 1722 [0063]
- IEEE 1722a [0069]
- IEEE 1722a [0070]
- IEC 61883 [0104]
- IEEE 1722a-D8 [0105]
- IEEE 1722a-D8 [0111]
- IEEE 1722a-D8 [0112]
- IEEE 802.1Qav [0114]
- IEEE 802.1Qav [0116]
