Stand der TechnikState of the art
In eingebetteten Systemen, insbesondere Bordnetzen von Fahrzeugen beziehungsweise Automobilen, werden Daten zwischen Steuergeräten mittels eines Datenbus, insbesondere CAN oder FlexRay übertragen. Ein Steuergerät umfasst eine Recheneinheit, die ein Betriebssystem ausführt und die Daten in Tasks verarbeitet. Das Steuergerät umfasst zudem eine Netzwerkschnittstelle, die die Daten überträgt. Im automotive Bereich eingesetzte Betriebssysteme, wie beispielsweise AUTOSAR OS, bieten eine Interruptverarbeitung, die beim Eintreffen oder zum Senden von Daten an der Netzwerkschnittstelle ein Interrupt mit einer vorgegebenen Priorität auslöst. Das Interrupt unterbricht einen auf der Recheneinheit laufenden Task, sofern dem Interrupt eine Priorität vorgegebener Höhe zugeordnet wurde. Diese Unterbrechungen sind notwendig da auf manche Ressourcen der Steuergeräte, wie beispielsweise Speicher und Hardware, nicht gleichzeitig zugegriffen werden darf. Die Unterbrechung eines laufenden Tasks führt daher zu einer späteren Bearbeitung der unterbrochenen TasksIn embedded systems, in particular on-board networks of vehicles or automobiles, data is transmitted between control devices by means of a data bus, in particular CAN or FlexRay. A controller includes a computing unit that executes an operating system and processes the data in tasks. The controller also includes a network interface that transmits the data. Operating systems used in the automotive industry, such as AUTOSAR OS, provide interrupt processing that triggers an interrupt with a given priority upon arrival or for sending data to the network interface. The interrupt interrupts a task running on the arithmetic unit if the interrupt has been assigned a priority of predefined height. These interrupts are necessary because some resources of the controllers, such as memory and hardware, may not be accessed simultaneously. The interruption of a running task therefore leads to a later processing of the interrupted tasks
Um neue Funktionen, beispielsweise Rückfahrkamerassistent, umzusetzten nimmt die Datenrate und die Menge an Daten, die zwischen Steuergeräten ausgetauscht wird, stetig zu. Dazu werden schnellere Übertragunstechnologien, beispielsweise Ethernet Übertragungstechnologien wie Gigabit-Ethernet (1000Mbit/s), eingesetzt werden.In order to implement new functions, such as the backup camera assistant, the data rate and the amount of data exchanged between ECUs is steadily increasing. For this purpose, faster transmission technologies, such as Ethernet transmission technologies such as Gigabit Ethernet (1000Mbit / s), will be used.
Das Versenden oder Empfangen von zu vielen Daten über die Netzwerkschnittstelle oder eine zu hohe Datenrate kann, verursacht beispielsweise zu häufige Interrupts, was zur vollständigen Auslastung der Recheneinheit oder der Netzwerkschnittstelle führen kann. Werden in eingebetteten Systemen, beispielsweise zur Umsetzung einer Funktion, Recheneinheiten oder Netzwerkschnittstellen unterschiedlicher Leistungsstärke eingesetzt, sind vor Allem die leistungsschwächeren Recheneinheiten betroffen.Sending or receiving too much data over the network interface or too high a data rate can, for example, cause too frequent interrupts, which can lead to the full utilization of the arithmetic unit or the network interface. In embedded systems, for example, to implement a function, arithmetic units or network interfaces of different performance are used, especially the lower-performance computing units are affected.
Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention
Die Verfahren mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche 1 oder 4 haben den Vorteil, dass, insbesondere im Hinblick auf sicherheitskritische Funktionen, ein Ausfall des Systems vermieden wird. Dadurch können in Recheneinheiten oder Netzwerkschnittstellen von Geräten eines Rechnernetzes kostengünstigere Prozessoren eingesetzt werden.The methods with the features of the independent claims 1 or 4 have the advantage that, in particular with regard to safety-critical functions, a failure of the system is avoided. As a result, less expensive processors can be used in arithmetic units or network interfaces of devices of a computer network.
Vorteilhafterweise umfasst eine Ausgabe eines vorgegebenen Signals das Beaufschlagen eines Transportmediums mit einem vorgegebenen Strom- oder Spannungssignal, insbesondere mit einem vorgegebenem Strom- oder Spannungspegel, oder einer vorgegebenen Sequenz dieser Pegel.Advantageously, an output of a predetermined signal comprises applying a transport medium with a predetermined current or voltage signal, in particular with a predetermined current or voltage level, or a predetermined sequence of these levels.
Vorteilhafterweise umfasst eine vorgebbare Aktion eine Ausgabe eines Signals, insbesondere eines Strom- oder Spannungssignals mit vorgegebenem Strom- oder Spannungspegel, an ein Netzteil zur Spannungsversorgung mindestens eines Teils des Senders, oder an einen Reset Eingang eines Prozessors des Senders. Advantageously, a predefinable action comprises an output of a signal, in particular a current or voltage signal having a predetermined current or voltage level, to a power supply for supplying power to at least a portion of the transmitter, or to a reset input of a processor of the transmitter.
Durch diese Maßnahmen wird der Reset zuverlässig, einfach und kostengünstig realisiert.Through these measures, the reset is reliable, simple and inexpensive realized.
Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im unabhängigen Anspruch 1 angegebenen Verfahrens möglich. The measures listed in the dependent claims advantageous refinements and improvements of the independent claim 1 method are possible.
Ausführungsbeispiele sind in den Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Embodiments are illustrated in the drawings and explained in more detail in the following description.
Es zeigen: Show it:
1 schematisch einen Teil eines Rechnernetzes, 1 schematically a part of a computer network,
2 schematisch die Auslastung eines Teils der Elemente des Rechnernetzes in einem ersten Betriebszustand, 2 schematically the utilization of a part of the elements of the computer network in a first operating state,
3 schematisch die Auslastung eines Teils der Elemente des Rechnernetzes in einem zweiten Betriebszustand, 3 schematically the utilization of a part of the elements of the computer network in a second operating state,
4 schematisch Teil eines ersten Geräts, 4 schematically part of a first device,
5 schematisch Teil des ersten Geräts erster Bauart, 5 schematically part of the first device of the first type,
6 schematisch Teil des ersten Geräts zweiter Bauart, 6 schematically part of the first device of the second type,
7 schematisch Teil eines zweiten Geräts, 7 schematically part of a second device,
8 ein Flussdiagramm eines ersten Verfahrens, 8th a flowchart of a first method,
9 ein Flussdiagramm eines zweiten Verfahrens. 9 a flowchart of a second method.
1 zeigt einen Teil eines Rechnernetzes 100, in dem als Bestandteile ein erstes Gerät, beispielsweise ein Sensor 150 über ein Transportmedium 140 mit einem zweiten Gerät, beispielsweise einem Steuergerät 130, verbunden ist. Anstelle eines Sensors 150, kann das erste Gerät auch ein Aktuator oder ein anderes Steuergerät sein. 1 shows a part of a computer network 100 in which as components a first device, for example a sensor 150 via a transport medium 140 with a second device, for example a control device 130 , connected is. Instead of a sensor 150 , the first device may also be an actuator or another control device.
Der Sensor 150 umfasst einen Microprozessor 170, der über eine Datenverbindung 180 und eine Netzwerkschnittstelle 190 Daten über das Transportmedium 140 zum Steuergerät 130 sendet. Die Daten werden im Sensor 150 von einer nicht dargestellten Erfassungseinheit erfasst, vom Microprozessor 170 verarbeitet und über die Netzwerkschnittstelle 190 versendet. The sensor 150 includes a microprocessor 170 who has a data connection 180 and a network interface 190 Data about the transport medium 140 to the control unit 130 sends. The data will be in the sensor 150 detected by a detection unit, not shown, from the microprocessor 170 processed and over the network interface 190 sent.
Beispielsweise umfasst der Sensor 150 als Erfassungseinheit eine Kamera, die Video-Bilder aufnimmt. Diese werden beispielsweise durch den Microprozessor 170 komprimiert und über die Netzwerkschnittstelle 190 versendet. Beispielsweise werden die Video Daten mittels H.264/MPEG-4 AVC komprimiert und mittels Real Time Transport Protocol, User Datagram Protocol, Internet Protocol oder Ethernet Audio/Video Bridging (AVB) Transportprotokoll 1722 übertragen. Die Übermittlung der Daten zwischen dem Sensor 150 und dem Steuergerät 130 erfolgt beispielsweise über eine Gigabit-Ethernet-Verbindung. Beispielsweise ist das Transportmedium 140 ein Single-Twisted-Pair-Cable, insbesondere aus Kupfer, nach dem 1000BASE-T1 Standard.For example, the sensor includes 150 as a capture unit, a camera that captures video images. These are for example through the microprocessor 170 compressed and over the network interface 190 sent. For example, video data is compressed using H.264 / MPEG-4 AVC using Real Time Transport Protocol, User Datagram Protocol, Internet Protocol or Ethernet Audio / Video Bridging (AVB) transport protocol 1722 transfer. The transmission of data between the sensor 150 and the controller 130 takes place for example via a Gigabit Ethernet connection. For example, the transport medium 140 a single-twisted pair cable, in particular of copper, according to the 1000BASE-T1 standard.
Es kann sich auch um andere Daten anderer Erfassungseinheiten, beispielsweise von Radar- oder Lidarsensoren handeln. Die Daten können auch den Zustand des Aktuators oder des anderen Steuergeräts umfassten. Die Daten können direkt von dem Sensor 150, dem Aktuator oder dem anderen Steuergerät gesendet werden. It may also be other data of other detection units, such as radar or Lidarsensoren. The data may also include the state of the actuator or the other controller. The data can be taken directly from the sensor 150 , the actuator or the other control unit are sent.
Die Übertragung ist auch in anderen Formaten, komprimiert oder nicht komprimiert, sowie mit anderen Protokollen möglich. Die Netzwerkschnittstelle 190 ist ausgebildet die Daten entsprechend des verwendeten Formats und Protokolls zu senden. The transmission is also possible in other formats, compressed or uncompressed, as well as with other protocols. The network interface 190 is trained to send the data according to the format and protocol used.
Das Steuergerät 130 ist ausgebildet die Daten entsprechend des verwendeten Formats und Übertragungsprotokolls an einer dafür im Steuergerät 130 angeordneten Kommunikationsschnittstelle 120 zu empfangen.The control unit 130 is formed the data according to the format and transmission protocol used on a purpose in the control unit 130 arranged communication interface 120 to recieve.
Das Steuergerät 130 umfasst eine Recheneinheit 110 zur Verarbeitung der Daten. Die Daten werden beispielsweise über einen Datenbus 160 von der Kommunikationsschnittstelle 120 an die Recheneinheit 110 übermittelt.The control unit 130 includes a computing unit 110 for processing the data. The data is for example via a data bus 160 from the communication interface 120 to the arithmetic unit 110 transmitted.
Das Steuergerät 130 kann zudem ausgebildet sein, von der Recheneinheit 110 verarbeitete Daten über den Datenbus 160, die Kommunikationsschnittstelle 120 und das Transportmedium 140 an den Sensor 150 zu übermitteln. In diesem Fall ist der Sensor 150 ausgebildet, die Daten an der Netzwerkschnittstelle 190 zu empfangen und über die Datenverbindung 180 an den Microprozessor 170 zu übermitteln.The control unit 130 can also be designed by the computing unit 110 processed data over the data bus 160 , the communication interface 120 and the transport medium 140 to the sensor 150 to convey. In this case, the sensor 150 trained the data at the network interface 190 to receive and over the data connection 180 to the microprocessor 170 to convey.
Die Kommunikationsschnittstelle 120 oder die Netzwerkschnittstelle 190 können einen Pufferspeicher umfassen, in dem die zu übermittelnden Daten, beispielsweise in Daten-Pakete aufgeteilt, zwischengespeichert werden.The communication interface 120 or the network interface 190 may comprise a buffer memory in which the data to be transmitted, for example, divided into data packets, are buffered.
Das Steuergerät 130 oder der Sensor 150 umfassen zudem einen nicht dargestellten Speicher, auf dem Instruktionen zur Verarbeitung der Daten abgespeichert sind. Beispielsweise ist im jeweiligen Speicher ein Betriebssystem vorgesehen, das entsprechende Instruktionen zur Datenverarbeitung und zur Datenübertragung umfasst.The control unit 130 or the sensor 150 also include a memory, not shown, are stored on the instructions for processing the data. For example, an operating system is provided in the respective memory, which includes corresponding instructions for data processing and data transmission.
Das Steuergerät 130 umfasst zudem eine Sendeeinheit 115. Die Sendeeinheit 115 ist über einen Datenleitung 125 mit der Recheneinrichtung 110 verbunden. The control unit 130 also includes a transmitting unit 115 , The transmitting unit 115 is via a data line 125 with the computing device 110 connected.
Die Sendeeinheit 115 ist ausgebildet, zur Beaufschlagung eines Transportmediums 140, ein vorgebbares Signal, beispielsweise über eine Sendeleitung 135, auszugeben. Beispielsweise ist die Sendeeinheit 115 ausgebildet, das Transportmedium 140, vorzugsweise das Single-Twisted-Pair-Cable, mit einem vorgebbaren Strom- oder Spannungspegel oder mit einer vorgebbaren Sequenz vorgebbarer Strom- oder Spannungspegel zu überlagern.The transmitting unit 115 is designed to act on a transport medium 140 , a predeterminable signal, for example via a transmission line 135 to spend. For example, the transmitting unit 115 trained, the transport medium 140 , Preferably, the single-twisted-pair cable to superimpose with a predetermined current or voltage level or with a predetermined sequence specifiable current or voltage level.
Die Sendeeinheit 115 kann ausgebildet sein, über die Datenleitung 125 ein weiteres Signal, beispielsweise einen Impuls oder mehrere Impulse zu empfangen. Die Recheneinheit 110 ist in diesem Fall ausgebildet, das weitere Signal, beispielsweise den Impuls oder die Impulse zu senden. Andere Signale, wie ein Spannungspegel oder ein moduliertes Spannungssignal können auch verwendet werden.The transmitting unit 115 may be formed via the data line 125 to receive another signal, for example one pulse or several pulses. The arithmetic unit 110 is in this case designed to send the further signal, for example the pulse or the pulses. Other signals, such as a voltage level or a modulated voltage signal, may also be used.
Die Sendeeinheit 115 kann ausgebildet sein, das weitere Signal auszuwerten, und das vorgebbare Signal abhängig vom Ergebnis der Auswertung vorzugeben und über die Sendeleitung 135 auszugeben. Beispielsweise wird beim Empfang eines Impulses oder beim Ausbleiben des Empfangs eines Impulses, das vorgebbare Signal vorgegeben.The transmitting unit 115 can be configured to evaluate the further signal, and specify the predetermined signal depending on the result of the evaluation and the transmission line 135 issue. For example, given the reception of a pulse or failure to receive a pulse, the predetermined signal is given.
Ein vorgebbares Signal ist beispielsweise ein vorgegebener Strom- oder Spannungspegel der einem bestimmten Fehlerfall zugeordnet ist. Der Strom- oder Spannungspegel wird beispielsweise durch eine Ausgabe an Ausgängen eines entsprechenden Microprozessors oder der Serien- oder Reihenschaltung von geeigneten Strom- oder Spannungsquellen Widerständen erzeugt.A predeterminable signal is, for example, a predetermined current or voltage level which is assigned to a specific error case. The current or voltage level is generated, for example, by an output at outputs of a corresponding microprocessor or the series or series connection of suitable current or voltage sources resistors.
Ein bestimmter Fehlerfall ist beispielsweise, dass der Sensor 150 zu viele Daten schickt. Ein anderer Fehlerfall ist beispielsweise dass der Sensor 150 Daten in zu hoher Frequenz schickt.A specific error case is, for example, that the sensor 150 sends too much data. Another error case is, for example, that the sensor 150 Send data in too high a frequency.
2 zeigt schematisch die Auslastung eines Teils der Elemente des Rechnernetzes 100 in einem ersten Betriebszustand. 2 schematically shows the utilization of part of the elements of the computer network 100 in a first operating state.
3 zeigt schematisch die Auslastung eines Teils der Elemente des Rechnernetzes 100 in einem zweiten Betriebszustand. 3 schematically shows the utilization of part of the elements of the computer network 100 in a second operating state.
Elemente, die bereits in der Beschreibung zu 1 beschriebenen Elementen entsprechen, sind in 2 und 3 mit den in 1 verwendeten Bezugszeichen bezeichnet.Elements already in the description too 1 correspond to described elements are in 2 and 3 with the in 1 used reference numerals.
Pakete, die über das Transportmedium 140 übermittelt werden, sind in 2 als kleine Rechtecke 250 dargestellt. Ihre Anzahl und der Abstand stellen die Datenfrequenz und -menge dar.Packages over the transport medium 140 are transmitted in 2 as small rectangles 250 shown. Their number and the distance represent the data frequency and quantity.
In 2 werden als Beispiel 6 Pakte 250 hintereinander über das Transportmedium 140 versendet. Im ersten Betriebszustand arbeiten Microprozessor 170 und Recheneinheit 110 mit einer ersten Rechenauslastung.In 2 will be 6 packages as an example 250 one behind the other via the transport medium 140 sent. In the first operating state work microprocessor 170 and arithmetic unit 110 with a first workload.
In 3 werden als Beispiel 12 Pakte 250 hintereinander über das Transportmedium 140 versendet. Dies bedeutet, dass im zweiten Betriebszustand eine größere Menge Daten mit höherer Frequenz übermittelt werden. In 3 ist dies als kürzerer Abstand als in 2 dargestellt. Im zweiten Betriebszustand arbeiten Microprozessor 170 und Recheneinheit 110 mit einer zweiten Rechenauslastung.In 3 for example, 12 pacts 250 one behind the other via the transport medium 140 sent. This means that in the second operating state a larger amount of data with higher frequency are transmitted. In 3 this is as a shorter distance than in 2 shown. In the second operating state work microprocessor 170 and arithmetic unit 110 with a second computing load.
Die erste Rechenauslastung ist niedriger als die zweite Rechenauslastung. Im Beispiel führt die zweite Rechenauslastung dazu, dass durch zu häufige Interrupts die Datenverarbeitung in der Recheneinheit 110 nicht mehr ausreichend schnell ist. Daher werden Tasks, wie zum Beispiel die Ausgabe eines Watchdog Signals, in der Recheneinheit 110 nicht mehr zu den dafür vorgesehenen Zeitpunkten abgeschlossen. Der erste Betriebsmodus entspricht einem Zustand in dem die Recheneinheit 110 innerhalb der Spezifikation einer Funktion arbeitet. Der zweite Betriebsmodus entspricht einem Zustand der Überlastung der Recheneinheit 110.The first workload is lower than the second workload. In the example, the second computing load leads to data processing in the arithmetic unit due to too frequent interrupts 110 not enough fast. Therefore, tasks, such as the output of a watchdog signal, in the arithmetic unit 110 not completed at the appropriate times. The first operating mode corresponds to a state in which the arithmetic unit 110 works within the specification of a function. The second operating mode corresponds to a state of overload of the arithmetic unit 110 ,
Im Beispiel der 2 und 3 ist eine Stromversorgung des Sensors 150 und des Steuergeräts 130 mittels des Transportmediums 140 vorgesehen. Beispielsweise wird Power over Ethernet (PoE) oder Power over Datalines (PoDL) verwendet. Die Kommunikationsschnittstelle 120 umfasst beispielsweise eine physikalische Schnittstelle 120b, beispielsweise einen integrierten Schaltkreis oder Physical Layer (PHY) Halbleiter, und eine weitere damit in Kommunikation stehende Schnittstelle 120a, beispielsweise eine Media Access Control Schnittstelle (MAC).In the example of 2 and 3 is a power supply to the sensor 150 and the controller 130 by means of the transport medium 140 intended. For example, Power over Ethernet (PoE) or Power over Datalines (PoDL) is used. The communication interface 120 includes, for example, a physical interface 120b for example, an integrated circuit or physical layer (PHY) semiconductor, and another interface in communication therewith 120a For example, a media access control interface (MAC).
Die Netzwerkschnittstelle 190 umfasst beispielsweise eine physikalische Schnittstelle 190b, beispielsweise einen integrierten Schaltkreis oder einem Physical Layer (PHY) Halbleiter, und eine weitere damit in Kommunikation stehende Schnittstelle 190a, beispielsweise eine Media Access Control Schnittstelle (MAC).The network interface 190 includes, for example, a physical interface 190b for example, an integrated circuit or a physical layer (PHY) semiconductor, and another interface in communication therewith 190a For example, a media access control interface (MAC).
Der Sensor 150 umfasst zudem eine Empfangseinheit 175. Die Empfangseinheit 175 ist ausgebildet, das vorgebbare Signal vom Transportmedium 140, beispielsweise über eine Empfangsleitung 185, zu erkennen. Beispielsweise ist die Empfangseinheit 115 ausgebildet, den vorgebbaren Strom- oder Spannungspegel oder die vorgebbaren Sequenz dieser Pegel am Transportmedium 140, vorzugsweise am Single-Twisted-Pair-Cable, zu erfassen oder zu messen.The sensor 150 also includes a receiving unit 175 , The receiving unit 175 is formed, the predetermined signal from the transport medium 140 , for example via a receiving line 185 to recognize. For example, the receiving unit 115 formed, the predetermined current or voltage level or the predetermined sequence of these levels on the transport medium 140 , preferably on the single twisted pair cable, to capture or measure.
Im Folgenden werden Konzepte zur Fehlerbehebung auf Empfängerseite anhand der 4 bis 7 beschrieben. Empfänger ist im Beispiel der Sensor 150. Jeder andere Empfänger, wie der Aktuator oder das weitere Steuergerät, kann ebenso arbeiten.The following are concepts for troubleshooting on the receiver side based on the 4 to 7 described. Receiver is the sensor in the example 150 , Any other receiver, such as the actuator or the other controller, can work as well.
Elemente, die bereits in der Beschreibung zu 1 beschriebenen Elementen entsprechen, sind in 4 bis 7 mit den in 1 verwendeten Bezugszeichen bezeichnet. Unterschiede sind in nachfolgender Beschreibung aufgezeigt.Elements already in the description too 1 correspond to described elements are in 4 to 7 with the in 1 used reference numerals. Differences are shown in the following description.
Die Empfangseinheit 175 ist ausgebildet, bei Empfang des vorgebbaren Signals eine bestimmte Aktion auszuführen.The receiving unit 175 is designed to perform a specific action upon receipt of the predetermined signal.
Die Empfangseinheit 175 kann wie in 1 oder 5 dargestellt mittels einer Signalleitung 195 mit dem Microprozessor 170 verbunden sein. Beispielsweise ist die Empfangseinheit 175 wie in 5 dargestellt mit dem Reset Anschluss des Microprozessors 170 verbunden.The receiving unit 175 can be like in 1 or 5 represented by a signal line 195 with the microprocessor 170 be connected. For example, the receiving unit 175 as in 5 shown with the reset connector of the microprocessor 170 connected.
Im Beispiel von 6 wird als Aktion der Pegel am Reset Eingang 610 des Microprozessors 170 auf den für einen Reset vorgesehenen Wert gesetzt. Dadurch wird der Microprozessor 170 zurückgesetzt. In the example of 6 the action is the level at the reset input 610 of the microprocessor 170 set to the value intended for a reset. This will be the microprocessor 170 reset.
Die Aktion kann auch vorsehen, die physikalische Schnittstelle 190b, beispielsweise den PHY-Halbleiter zurückzusetzen.The action can also provide the physical interface 190b For example, to reset the PHY semiconductor.
Das Zurücksetzen ist eine zuverlässige Möglichkeit zur Wiederherstellung eines definierten Systemzustands, auch wenn der Microprozessor 170 oder die Recheneinheit 110 fehlerbehaftet ist.Resetting is a reliable way to restore a defined system state, even if the microprocessor 170 or the arithmetic unit 110 is flawed.
Als Aktion kann vorgesehen sein, eine Spannungs- oder Stromversorgung des Sensors 150 zu beeinflussen. Beispielsweise wird die Spannungs- oder Stromversorgung unterbrochen. Dies ist ebenfalls eine zuverlässige Möglichkeit zur Wiederherstellung eines definierten Systemzustands, wenn der Sensor 150 oder das Steuergerät 130 fehlerbehaftet ist.As an action can be provided, a voltage or power supply of the sensor 150 to influence. For example, the voltage or power interrupted. This is also a reliable way to restore a defined system state when the sensor 150 or the controller 130 is flawed.
Der Microprozessor 170 wird in diesem Fall mittels eines Netzteils 510 über eine oder mehrere Versorgungsleitungen 520 mit Strom oder Spannung versorgt. In diesem Fall wird das Netzteil 510 über eine Schaltleitung 515 von der Empfangseinheit 175 zur Unterbrechung der Stromversorgung des Microprozessors 170 angesteuert. Alternativ oder zusätzlich versorgt das Netzteil 510 die Netzwerkschnittstelle 190 mit Strom. In diesem Fall kann die Stromversorgung der Netzwerkschnittstelle 190 alternativ oder zusätzlich unterbrochen werden.The microprocessor 170 will in this case by means of a power supply 510 via one or more supply lines 520 supplied with power or voltage. In this case, the power adapter 510 via a switching line 515 from the receiving unit 175 to interrupt the power supply of the microprocessor 170 driven. Alternatively or additionally, the power supply is supplied 510 the network interface 190 with electricity. In this case, the power supply to the network interface 190 be interrupted alternatively or additionally.
4 stellt die Empfangseinheit 175 dar. Die Empfangseinheit 175 umfasst beispielsweise eine Schutzschaltung 401, eine Strom- oder Spannungsdetektierung 402 und eine Ausgangsspannungsbeschaltung 403. 4 represents the receiving unit 175 dar. The receiving unit 175 includes, for example, a protection circuit 401 , a current or voltage detection 402 and an output voltage circuit 403 ,
Die Strom- oder Spannungsdetektierung 402 ist ausgebildet den vorgebbaren Strom- oder Spannungspegel oder die vorgebbaren Sequenz dieser auf dem Transportmedium 140, vorzugsweise vom Single-Twisted-Pair-Cable, zu erkennen. Die Strom- oder Spannungsdetektierung 402 ist im Beispiel mit der Schutzschaltung 401 verbunden. The current or voltage detection 402 is formed the predetermined current or voltage level or the predetermined sequence of these on the transport medium 140 , preferably from the single-twisted-pair cable. The current or voltage detection 402 is in the example with the protection circuit 401 connected.
Die Schutzschaltung 401 ist beispielsweise über eine erste Empfangsleitung 185a und eine zweite Empfangsleitung 185b mit einem ersten Transportmedium 140a beziehungsweise einem zweiten Transportmedium 140b verbunden. Vorzugsweise sind die Empfangsleitungen 185a und 185b mit je einem der Kabel des Single-Twisted-Pair-Cable verbunden.The protection circuit 401 is for example via a first receiving line 185a and a second receiving line 185b with a first transport medium 140a or a second transport medium 140b connected. Preferably, the receiving lines 185a and 185b each connected to one of the cables of the single twisted pair cable.
Die Schutzschaltung 401 ist beispielsweise als Verpolschutz, Kurzschlussschutz oder Überspannungsschutz ausgebildet.The protection circuit 401 is designed, for example, as polarity reversal protection, short-circuit protection or overvoltage protection.
Die Ausgangsspannungsbeschaltung 403 ist ausgebildet die bestimmte Aktion bei Empfang des vorgebbaren Signals auszuführen.The output voltage circuit 403 is designed to perform the specific action upon receipt of the predetermined signal.
Die Strom- oder Spannungsdetektierung 402 ist ausgebildet, ein Strom- oder Spannungsgebiet einzugrenzen und um Störungen, welche auf dem Transportmedium 140 sein können, zu eliminieren. Dadurch wird ein gültiges Signale erkannt und/oder validiert. Dies bietet einerseits einen Schutzmechanismus, damit nicht versehentlich oder durch elektromagnetische Einstreuung in das Transportmedium 140 ein Reset ausgelöst wird. Zum anderen lassen sich hierdurch mehrere Signale, beispielsweise durch unterschiedliche Ströme oder Spannungen, unterscheiden, wodurch verschiedene Aktionen ausgelöst werden können. Als Spannungsdetektor kann beispielsweise ein Fenster Komparator oder ein Schmitt-Trigger verwendet werden. Als Stromdetektor kann beispielsweise ein entsprechend beschalteter Operationsverstärker vorgesehen sein. Ein digitaler Integrierter Schaltkreis kann ebenfalls verwendet werden.The current or voltage detection 402 is designed to confine a current or voltage area and to disturbances which are on the transport medium 140 can be eliminated. As a result, a valid signal is detected and / or validated. On the one hand, this provides a protective mechanism, so that it does not accidentally or by electromagnetic interference in the transport medium 140 a reset is triggered. On the other hand, several signals, for example by different currents or voltages, can thereby be distinguished, as a result of which various actions can be triggered. As a voltage detector, for example, a window comparator or a Schmitt trigger can be used. As a current detector, for example, a correspondingly wired operational amplifier can be provided. A digital integrated circuit can also be used.
Die Ausgangsspannungsbeschaltung 403 liefert einen definierten Ausgang um einen Reset beim Netzteil 510 oder beim Microprozessor 170 zu schalten. Beispielsweise wird der Pegel am Ausgang der Ausgangsspannungsbeschaltung 403 und damit der Pegel am Reset Eingang 610 des Microprozessors 170 auf den für einen Reset vorgesehenen Wert gesetzt. Beispielsweise wird der Pegel am Ausgang der Ausgangsspannungsbeschaltung 403 auf einen Wert gesetzt, der ein Relais im Netzteil 510 zur Unterbrechung der Spannungs- oder Stromversorungsleitung 520 schaltet.The output voltage circuit 403 provides a defined output to reset the power supply 510 or the microprocessor 170 to switch. For example, the level at the output of the output voltage circuit 403 and thus the level at the reset input 610 of the microprocessor 170 set to the value intended for a reset. For example, the level at the output of the output voltage circuit 403 set to a value that is a relay in the power supply 510 for interrupting the voltage or power supply line 520 on.
3 stellt den Betriebszustand in einem möglichen Fehlerfall dar. In diesem Fehlerfall sendet der Sensor 150 beispielsweise aufgrund eines Hardware- oder Softwarefehlers mehr Daten als spezifiziert. Das Problem kann dabei durch eine interne Überwachung in der Software des Sensors 150 nicht sichtbar sein. Beispielsweise wird das Problem von der Netzwerkschnittstelle 190 verursacht, die selbst nicht vom Sensor 150 überwacht wird. 3 represents the operating state in a possible error case. In this case the sensor sends 150 For example, due to a hardware or software error, more data than specified. The problem may be due to an internal monitoring in the software of the sensor 150 not visible. For example, the problem is from the network interface 190 which does not cause the sensor itself 150 is monitored.
Dadurch ist der Sensor 150 nicht in der Lage das Problem zu lösen. Eine an der der Systemauslegung gemessene, unvorhergesehen große Datenmenge oder -frequenz führt dazu, dass das Steuergerät 130 dessen Kommunikationsschnittstelle 120 und/oder die Recheneinheit 110 ebenfalls überlastet sind. Beispielsweise lösen die Daten beim Eintreffen in einem Pufferspeicher ein Interrupt in der Kommunikationsschnittstelle 120 aus. Durch das Interrupt unterbricht die Recheneinheit 110 beispielsweise einen Task zur Verarbeitung der zuvor im Pufferspeicher eingetroffenen Daten. Geschieht dies zu häufig, und erfolgt die Datenverarbeitung nicht ausreichend schnell, können nicht ausreichend schnell vorherige Daten aus dem Pufferspeicher verarbeitet werden. Je nach Anzahl und Größe des Pufferspeichers reichen ein paar Millisekunden bis Sekunden aus um den Pufferspeicher zu füllen und/oder die Recheneinheit 110 zu übelasten. Dies kann zum Ausfall von Funktionen oder gar zum Ausfall des ganzen Steuergerätes 130 führen. This is the sensor 150 unable to solve the problem. An unexpectedly large amount of data or frequency at the system design results in the controller 130 its communication interface 120 and / or the arithmetic unit 110 are also overloaded. For example, when the data arrives in a buffer memory, it solves an interrupt in the communication interface 120 out. The interruption interrupts the arithmetic unit 110 For example, a task for processing the data previously received in the buffer memory. If this happens too often and data processing is not fast enough, it will not be possible to process previous data from the buffer sufficiently quickly. Depending on the number and size of the buffer memory, a few milliseconds to seconds are sufficient to fill the buffer memory and / or the arithmetic unit 110 to overcharge. This can lead to the failure of functions or even the failure of the entire control unit 130 to lead.
Wenn das Steuergerät 130 eines zentralen Gateway, ein Backbone Rechner oder Domaincontroller des Bordnetzes betrifft, kann es damit passieren dass das gesamte Fahrzeugnetzwerk zum Erliegen kommt.If the controller 130 A central gateway, a backbone computer or domain controller of the electrical system, it can happen that the entire vehicle network comes to a standstill.
Die Sendeeinheit 115 umfasst beispielweise, wie in 7 dargestellt, eine Watchdog Schaltung 701, einen Zähler 702 und eine Ausgabeeinrichtung 703. Diese stehen miteinander in Kommunikation. The transmitting unit 115 includes, for example, as in 7 shown, a watchdog circuit 701 , a counter 702 and an output device 703 , They communicate with each other.
Die Ausgabeeinrichtung 703 wird beispielsweise von einer Spannungsversorgung 704 versorgt. Die Ausgabeeinrichtung 703 ist im Beispiel über eine erste Sendeleitung 135a und eine zweite Sendeleitung 135b mit dem ersten Transportmedium 140a beziehungsweise dem zweiten Transportmedium 140b verbunden. Im Beispiel sind diese Transportmedien Kabel des Single-Twisted-Pair-Cable.The output device 703 is for example from a power supply 704 provided. The output device 703 is in the example via a first transmission line 135a and a second transmission line 135b with the first transport medium 140a or the second transport medium 140b connected. In the example, these transport media are cables of the single twisted pair cable.
Die Watchdog-Schaltung 701 ist beispielsweise über die Datenleitung 125 mit einem Watchdog-Ausgang 710 der Recheneinrichtung 110 verbunden. Beispielsweise handelt es sich bei dem Watchdog-Ausgang 710 um einen General Purpose Input Output Anschluss dessen Ausgangspegel eine auf der Recheneinrichtung 110 ablaufende Watchdog Routine festlegt. Dadurch entsteht ein bestimmtes Watchdog-Signal.The watchdog circuit 701 is for example via the data line 125 with a watchdog output 710 the computing device 110 connected. For example, it is the watchdog output 710 a General Purpose Input Output connector whose output level is one on the computing device 110 expires watchdog routine. This creates a specific watchdog signal.
Wenn die Recheneinheit 110 mit der Verarbeitung der Tasks aufgrund der Interruptverarbeitung, also dem Nachrichtenempfang und/oder deren Verarbeitung überlastet wird bekommt die Routine für das Senden des Watchdog keine Rechenzeit mehr und bleibt somit aus. Dadurch bleibt das Watchdog Signal, das über die Datenleitung 125 übermittelt wird aus. Die Watchdog Schaltung 701 erkennt das Ausbleiben des Watchdog Signals und löst das Ausgeben eines vorbestimmten Signals aus durch die Ausgabeeinrichtung 703. If the arithmetic unit 110 is overloaded with the processing of tasks due to the interrupt processing, so the message reception and / or their processing is the routine for sending the watchdog no more computing time and thus remains off. This leaves the watchdog signal over the data line 125 is transmitted. The watchdog circuit 701 Detects the absence of the watchdog signal and triggers the outputting of a predetermined signal by the output device 703 ,
Das vorbestimmt Signal kann je nach Art und nach Zeitpunkt des Ausbleibens unterschiedlich sein. Beispielsweise werden unterschiedliche Signalpegel auf die Leitung eingekoppelt. The predetermined signal may vary depending on the nature and timing of the failure. For example, different signal levels are coupled to the line.
Der Zähler 702 oder eine ähnliche Komponente kann ausgebildet sein, das Einkoppeln nach bestimmter Zeit wieder aufzuheben. Beispielsweise wird das Einkoppeln nach wenigen Millisekunden wieder eingestellt. Der Zähler zählt beispielsweise auch die Anzahl der Resets nach Systemstart und speichert diese in einem nicht dargestellten Speicher ab. Dies kann genutzt werden, um Fehler zu verfolgen und/oder über eine nicht dargestellte Diagnoseschnittstelle zu melden.The counter 702 or a similar component may be configured to cancel the coupling after a certain time. For example, the coupling is reset after a few milliseconds. The counter also counts, for example, the number of resets after system startup and stores them in a memory, not shown. This can be used to track errors and / or report via a diagnostic interface, not shown.
Durch im Folgenden beschriebene Verfahren wird in einem Gerät des Rechnernetzes 100 ein Fehlerfall eines anderen Geräts des Rechnernetzes 100 erkannt und eine Aktion zur Stabilisierung oder zum Zurücksetzen des anderen Geräts oder des Rechnernetzes 100 ausgeführt. Dadurch wird der Ausfall von Funktionen, die mittels der Geräte ausgeführt werden, vermieden.By the method described below is in a device of the computer network 100 an error case of another device of the computer network 100 detected and an action to stabilize or reset the other device or the computer network 100 executed. This avoids the failure of functions performed by the devices.
Ein erstes Verfahren startet beispielsweise bei Start des Steuergeräts 130 und läuft darauf ab.A first method starts, for example, when starting the controller 130 and runs on it.
In einem Schritt 801 wird überprüft, ob der erste Betriebszustand in dem die Recheneinheit 110 unterhalb der maximalen Auslastung arbeitet vorliegt. Falls dies der Fall ist wird Schritt 801 wiederholt. Anderenfalls wird ein Schritt 802 ausgeführt. Dazu wird beispielsweise überprüft, ob das Watchdog-Signal der Recheneinheit 110 anzeigt, dass die Recheneinheit 110 ausgelastet ist. Beispielsweise wird erkannt, dass die Recheneinheit 110 ausgelastet ist, wenn kein Watchdog-Signal mehr empfangen wird.In one step 801 it is checked whether the first operating state in which the arithmetic unit 110 is working below the maximum utilization. If so, step 801 repeated. Otherwise, a step 802 executed. For this purpose, for example, checks whether the watchdog signal of the arithmetic unit 110 indicates that the arithmetic unit 110 is busy. For example, it is recognized that the arithmetic unit 110 is busy when no watchdog signal is received.
Im Schritt 802 wird als vorgebbares Signal das vorgegebene Signal ausgegeben. Als vorgegebenes Signal wird beispielsweise ein Strom- oder Spannungssignal mit vorgegebenen Strom- oder Spannungspegel oder die Sequenz dieser ausgegeben. Damit wird das Transportmedium 140 beaufschlagt. Beispielsweise wird der Strom- oder Spannungspegel oder die Sequenz dieser einem Signal, mit dem die Daten auf dem Transportmedium 140 übertragen werden, überlagert. Dadurch wird nicht die Datenverbindung des Rechnernetzwerks selbst als Rückkanal benutzt, sondern ein anderer Kanal. Im Beispiel werden die Kommunikationskabel des Single-Twisted-Pair-Cable als Rückkanal genutzt. Es kann auch jede andere Übertragung über Strom- oder Spannungsleitungen, beispielsweise eine Power over Dataline (PoDL) oder Power over Ethernet (PoE) Leitung verwendet werden.In step 802 the predetermined signal is output as a predefinable signal. As a predetermined signal, for example, a current or voltage signal with predetermined current or voltage level or the sequence of these is output. This becomes the transport medium 140 applied. For example, the current or voltage level or the sequence of these is a signal with which the data on the transport medium 140 be transferred, superimposed. As a result, not the data connection of the computer network itself is used as a return channel, but another channel. In the example, the communication cables of the single twisted pair cable are used as the return channel. Any other transmission over power or voltage lines, such as a Power over Dataline (PoDL) or Power over Ethernet (PoE) line, can also be used.
Anschließend wird Schritt 803 ausgeführt.Subsequently, step 803 executed.
In Schritt 803 wird ein Zähler initialisiert, gestartet und überwacht. Sobald der Zähler einen vorgegebenen Wert erreicht, wird ein Schritt 804 ausgeführt. Beispielsweise wird eine Zeit gezählt, und Schritt 804 nach einigen Millisekunden oder einigen Sekunden ausgeführt.In step 803 a counter is initialized, started and monitored. As soon as the counter reaches a predetermined value, it becomes a step 804 executed. For example, a time is counted, and step 804 after a few milliseconds or a few seconds.
Im Schritt 804 wird das Ausgeben des vorgegebenen Signals beendet. Anschließend wird Schritt 801 ausgeführt.In step 804 the outputting of the predetermined signal is terminated. Subsequently, step 801 executed.
Ein zweites Verfahren startet beispielsweise bei Start des Sensors 150 und läuft darauf ab.A second method starts, for example, when the sensor starts 150 and runs on it.
In einem Schritt 901 wird überprüft, ob auf dem Transportmedium 140 ein bekanntes Signal übermittelt wird. Falls dies der Fall ist wird ein Schritt 902 ausgeführt. Anderenfalls wird der Schritt 901 ausgeführt. Dazu wird, beispielsweise ein Signal aus dem Transportmedium 140 ermittelt und überprüft, ob das ermittelte Signal dem bekannten Signal entspricht.In one step 901 is checked if on the transport medium 140 a known signal is transmitted. If so, a step will be taken 902 executed. Otherwise, the step becomes 901 executed. This is, for example, a signal from the transport medium 140 determines and checks whether the detected signal corresponds to the known signal.
Im Schritt 902 wird eine vorgebbare Aktion ausgeführt. Die vorgebbare Aktion wird beispielsweise abhängig vom ermittelten Signal bestimmt. Als vorgebbare Aktion wird beispielsweise ein Strom- oder Spannungssignal mit vorgegebenen Strom- oder Spannungspegel an das Netzteil 510 oder den Reset Eingang 610 ausgegeben.In step 902 a predefinable action is executed. The predefinable action is determined, for example, depending on the detected signal. As a predefinable action, for example, a current or voltage signal with predetermined current or voltage level to the power supply 510 or the reset input 610 output.
Anschließend wird Schritt 903 ausgeführt.Subsequently, step 903 executed.
In Schritt 903 wird ein Zähler initialisiert, gestartet und überwacht. Sobald der Zähler einen vorgegebenen Wert erreicht, wird ein Schritt 904 ausgeführt. Beispielsweise wird eine Zeit gezählt, und Schritt 904 nach einigen Millisekunden oder einigen Sekunden ausgeführt. Der Schritt 903 kann alternativ oder zusätzlich eine Erkennung des Ausbleibens des Empfangs des bekannten Signals umfassen. Dazu wird beispielsweise die in Schritt 901 beschriebene Überprüfung durchgeführt. Bei Ausbleiben des Empfangs wird in diesem Fall Schritt 904 ausgeführt.In step 903 a counter is initialized, started and monitored. As soon as the counter reaches a predetermined value, it becomes a step 904 executed. For example, a time is counted, and step 904 after a few milliseconds or a few seconds. The step 903 may alternatively or additionally include detection of the absence of reception of the known signal. This is done, for example, in step 901 described review performed. Failure to receive will step in this case 904 executed.
Im Schritt 904 wird die Ausführung der vorgebbaren Aktion beendet. Beispielsweise wird die Ausgabe des Spannungssignals beendet. Anschließend wird Schritt 901 ausgeführt.In step 904 the execution of the predefinable action is ended. For example, the output of the voltage signal is terminated. Subsequently, step 901 executed.
Die Verfahren sind beispielsweise als Computerprogramm, welches eingerichtet ist, das jeweilige Verfahren auszuführen, implementiert. Das Computerprogramm ist beispielsweise auf einem maschinenlesbaren Speichermedium gespeichert.The methods are implemented, for example, as a computer program which is set up to carry out the respective method. The computer program is stored for example on a machine-readable storage medium.
