DE102016225308A1

DE102016225308A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Kalibrieren eines Steuergerätes

Info

Publication number: DE102016225308A1
Application number: DE102016225308.5A
Authority: DE
Inventors: Axel Aue; Andreas Aberfeld
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2016-12-16
Filing date: 2016-12-16
Publication date: 2018-06-21
Also published as: CN108205306B; CN108205306A

Abstract

Verfahren (10) zum Kalibrieren eines Steuergerätes mit einer ersten Speicherzelle, einer zweiten Speicherzelle und einer Schnittstelle, wobei die erste Speicherzelle und die zweite Speicherzelle eine gemeinsame Speicheradresse aufweisen,gekennzeichnet durch folgende Merkmale:- in einem Konfigurationsbetrieb (11) wird die erste Speicherzelle mit einem ersten Wert und die zweite Speicherzelle mit einem von dem ersten Wert abweichenden zweiten Wert beschrieben,- in einem Kalibrierungsbetrieb (12) wird das Steuergerät über die Schnittstelle wahlweise zwischen einem ersten Zugriffsmodus und einem zweiten Zugriffsmodus umgeschaltet, wobei in dem ersten Zugriffsmodus unter der Speicheradresse auf die erste Speicherzelle und in dem zweiten Zugriffsmodus unter der Speicheradresse auf die zweite Speicherzelle zugegriffen werden kann und- in einem Anwendungsbetrieb (13) sind die erste Speicherzelle und die zweite Speicherzelle regelmäßig mit einem gemeinsamen Wert belegt.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Kalibrieren eines Steuergerätes. Die vorliegende Erfindung betrifft darüber hinaus eine entsprechende Vorrichtung, ein entsprechendes Computerprogramm sowie ein entsprechendes Speichermedium.
Stand der Technik
Die Parametrierung von Software für fahrzeugelektronische Steuergeräte (SG) geschieht nach dem Stand der Technik in einer Weise, die es erlaubt, das Verhalten von Steuerungs-, Regelungs- und Diagnosefunktionen leicht an eine große Zahl von Systemvarianten oder Fahrzeugmodellen anzupassen, ohne dass Berechnungsroutinen verändert werden müssen. Im Rahmen dieser Anpassung werden mittels geeigneter Werkzeuge (tools) Kennwerte verschiedener Funktionsalgorithmen eingestellt. Das resultierende Fahrzeugverhalten wird durch die Güte dieser sogenannten Applikation mitbestimmt, die sich somit als wichtiger Entwicklungsschritt für neue Motoren erweist.
Neben den nur noch selten verwendeten Logikanalysatoren kommt bei modernen Mikrocontrollern mit integriertem Speicher hierzu beispielsweise ein sogenannter Testadapter (in-circuit emulator, ICE) zum Einsatz. In dieser Entwicklungsphase wird der für den Serienbetrieb vorgesehene Mikrocontroller (µC) zumeist durch eine für die Verwendung mit dem ICE oder einer anderen Embedded-Calibration-Schnittstelle (z. B. XCP) modifizierte Version ersetzt. Derartige zu den zugrundeliegenden Serienmodellen weitgehend kompatible Emulationsgeräte (emulation devices) sind nach dem Stand der Technik selbst für moderne Mehrkern-Ein-Chip-Systeme (system on a chip, SoC) verfügbar und umfassen in der Regel neben komplexer Filter- und Trigger-Logik und etwaigen Trace-Schnittstellen einen zusätzlichen Emulationsspeicher. Dieser bis zu mehrere Megabyte große Emulationsspeicher kann zum Zwecke der Kalibrierung den primären Flashspeicher des Mikrocontrollers überlagern, erhöht jedoch die Stückkosten entsprechender Vorrichtungen und bleibt im Anwendungsbetrieb des Steuergerätes ungenutzt.
DE3018275C2 offenbart eine Vorrichtung zur Optimierung von Daten- und/oder Programmen für programmierte Steuergeräte, insbesondere zur Steuerung von Zündung, Kraftstoffeinspritzung oder Getriebeschaltvorgängen in Kraftfahrzeugen, mit zwei Programm- und Datenspeichern mit veränderbarem Inhalt, die mit dem Programm und Daten des Steuergerätes beaufschlagt sind und mit einer zur Veränderung der Programme bzw. Daten vorgesehenen Kontrolleinheit, die wahlweise mit einem der Programm- und Datenspeicher in Verbindung steht, und mit einem Umschalter über den das programmierte Steuergerät zur Bearbeitung des Programms mit demjenigen der beiden Programm- und Datenspeicher verbindbar ist, der mit der Kontrolleinheit nicht in Verbindung steht.
Offenbarung der Erfindung
Die Erfindung stellt ein Verfahren zum Kalibrieren eines Steuergerätes, eine entsprechende Vorrichtung, ein entsprechendes Computerprogramm sowie ein entsprechendes Speichermedium gemäß den unabhängigen Ansprüchen bereit.
Nichtflüchtige Speichertechnologien wie der sogenannte Phasenwechselspeicher (phase-change memory, PCM) verwendet zur Langzeitdatensicherung redundante Speicherzellen zur Darstellung eines Wertes. Wenn diese redundanten Speicherzellen getrennt geschrieben und gelesen werden können, ermöglicht dies die folgende erfindungsgemäße Nutzung.
Ein Beispiel dafür sind die EEProm Emulationsbereiche der heutigen 40nm Renesas und IFX Prozessoren. Dabei wird eine 0/1 Information auf 2 Speicherzellen aufgeteilt - Beispiel 0 logisch ist die erste Speicherstelle 0 und die zweite 1 - bei 1 logisch die erste Speicherstelle 1 und die zweite 0. Damit wird der Read Margin erhöht und die Zelle hält länger die Daten bzw. kann kleiner ausgeführt werden. Ein weiterer Vorteil ist die verbesserte Stabilität bzgl. Physikalischen Effekten die nur auf den logisch 1 oder nur auf den logisch 0 Zustand wirken - auch dadurch wird der Read Margin erhöht.
In der Entwicklungsphase eines Steuergerätes wird eine dieser redundanten Speicherzellen mit dem ursprünglich vorgesehenen Wert beschrieben, während die andere Speicherzelle mit einem abweichenden Wert beschrieben wird. Wird dieses Vorgehen auf einen gesamten Datensatz ausgedehnt, so bildet sich gleichsam eine zweite Speicherseite aus, die ähnlich dem Emulationsspeicher eines herkömmlichen ICE verwendet werden kann: Über eine Schnittstelle gesteuert kann eine Umschaltung zwischen den Seiten erfolgen.
Neben der Kalibrierung kann die Nutzung der zweiten Speicherseite auch auf Programmcodebestandteile im Rahmen von internem Rapid Prototyping (Bypass) übertragen werden. Dabei werden die neuen zu testenden Softwareteile (Bypass Software) in die zweite Speicherseite geschrieben. Im Gegensatz zur Kalibrierung wird nicht die gesamte Speicherseite über eine Schnittstelle gesteuert (über Hardware- oder Softwaremechanismen) umgeschaltet, sondern nur an der Stelle wo der zu umgehende Programmcode beginnt. Die neuen zu testende Softwareteile (Bypass Software) nutzen für die Ausführung des Programmflusses den Adressraum der zweiten Speicherseite.
Die zweite Speicherseite kann sich über den gesamten Speicherbereich erstecken, kann dabei auch in mehrere Teile unterteilt sein, wobei jedes dieser Teile getrennt von den anderen, über eine Schnittstelle gesteuert umgeschaltet werden kann. Somit lassen sich auch mehr als nur ein weiterer Kalibrierdatensatz darstellen, sowie auch mehrere voneinander unabhängig ein- und abschaltbare Softwareteile gleichzeitig testen.
Ein Vorzug dieser Lösung liegt in der uneingeschränkten In-Circuit-Emulation eingebetteter Systeme, ohne gesonderte Entwicklungsgeräte oder Serienressourcen zu verwenden. Das erfindungsgemäße Konzept bedingt hierbei keine Mehrkosten für den Serienbetrieb, da dort die redundanten Speicherinformationen der Datensicherung oder Serienfunktionen wie OTA-Updates des Flashspeichers dienen; ein kostspieliger Emulationsspeicher kann entfallen.
Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im unabhängigen Anspruch angegebenen Grundgedankens möglich.
Figurenliste
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigt:

1 das Flussdiagramm eines Verfahrens gemäß einer ersten Ausführungsform.
2 schematisch ein Steuergerät gemäß einer zweiten Ausführungsform.

Ausführungsformen der Erfindung
1 illustriert den grundlegenden Ablauf einer erfindungsgemäßen Kalibrierung anhand eines fahrzeugelektronischen Steuergerätes. Der Speicher sei für die Zwecke der folgenden Ausführungen in zwei logische Speicherseiten unterteilt, die physikalisch beispielsweise durch zwei Zellenfelder (cell arrays) eines redundant ausgelegten Phasenwechselspeichers implementiert sein mögen.
Eine von der ersten Speicherseite umfasste erste Speicherzelle und eine von der zweiten Speicherseite umfasste zweite Speicherzelle teilen sich hierbei eine gemeinsame Speicheradresse und sind derart konfiguriert, dass sie im Anwendungsbetrieb (13) stets einen übereinstimmenden Wert speichern, um das Steuergerät gegen Einzelbitfehler einer der beiden Speicherseiten abzusichern. In zwei erfindungsgemäßen Betriebsmodi hingegen wird die Speicherarchitektur in abweichender Weise genutzt, die den Einsatz eines identischen Steuergerätes auch im Rahmen der Entwicklung ermöglicht: Hierzu wird in einem Konfigurationsbetrieb (11) die erste Speicherseite zunächst mit einem ersten Datensatz und die zweite Speicherseite mit einem zweiten Datensatz beschrieben, wobei die jeweiligen Werte der einander zugeordneten Speicherzellen durchaus voneinander abweichen können. Dies mag beispielsweise gemäß dem in Fachkreisen bekannten universelle Mess- und Kalibrierungsprotokoll (universal measurement and calibration protocol, XCP) erfolgen.
In einem anschließenden Kalibrierungsbetrieb (12) kann das Steuergerät sodann wahlweise zwischen einem ersten Zugriffsmodus, in welchem stets auf die erste Speicherseite zugegriffen wird, und einem zweiten Zugriffsmodus, in welchem stets auf die zweite Speicherseite zugegriffen wird, umgeschaltet werden. In diesem Kalibrierbetrieb kann der Zugriff auf die zweite Speicherseite sowohl lesend als auch schreibend erfolgen. Hierzu dient wie im Konfigurationsbetrieb (11) vorzugsweise eine normierte Schnittstelle wie der von der ETAS GmbH vertriebene XCP (o. ä.), ETK
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 3018275 C2 [0004]

Claims

Verfahren (10) zum Kalibrieren eines Steuergerätes mit einer ersten Speicherzelle, einer zweiten Speicherzelle und einer Schnittstelle, wobei die erste Speicherzelle und die zweite Speicherzelle eine gemeinsame Speicheradresse aufweisen, gekennzeichnet durch folgende Merkmale: - in einem Konfigurationsbetrieb (11) wird die erste Speicherzelle mit einem ersten Wert und die zweite Speicherzelle mit einem von dem ersten Wert abweichenden zweiten Wert beschrieben, - in einem Kalibrierungsbetrieb (12) wird das Steuergerät über die Schnittstelle wahlweise zwischen einem ersten Zugriffsmodus und einem zweiten Zugriffsmodus umgeschaltet, wobei in dem ersten Zugriffsmodus unter der Speicheradresse auf die erste Speicherzelle und in dem zweiten Zugriffsmodus unter derselben Speicheradresse auf die zweite Speicherzelle zugegriffen werden kann, wobei sich der Zugriffsmodus für den ganzen Speicher als auch Teile wählen lässt und - in einem Anwendungsbetrieb (13) bilden die erste Speicherzelle und die zweite Speicherzelle einen gemeinsamen logischen Wert.
Verfahren (10) nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch folgende Merkmale: - das Steuergerät umfasst eine erste Speicherseite, welche die erste Speicherzelle umfasst, und eine zweite Speicherseite, welche die zweite Speicherzelle umfasst, - im Konfigurationsbetrieb (11) wird die erste Speicherseite mit einem ersten Datensatz und die zweite Speicherseite mit einem zweiten Datensatz beschrieben und - im Kalibrierungsbetrieb (12) wird das Steuergerät über die Schnittstelle wahlweise derart umgeschaltet, dass in dem ersten Zugriffsmodus auf die erste Speicherseite und in dem zweiten Zugriffsmodus auf die zweite Speicherseite zugegriffen werden kann.
Verfahren (10) nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch folgendes Merkmal: - das Beschreiben der Speicherzellen erfolgt über eine übliche Kalibrier- oder Programmierschnittstelle.
Verfahren (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch folgende Merkmale: - die Schnittstelle ist eine übliche in einer Kalibrierung genutzte Schnittstelle, insbesondere ein Emulatortastkopf.
Verfahren (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch mindestens eines der folgenden Merkmale: - das Verfahren (10) wird in einem Messprozess, insbesondere einer Kalibrierung, angewendet oder - das Verfahren (10) wird in einem Prototypentwicklungsprozess angewendet.
Computerprogramm, welches eingerichtet ist, das Verfahren (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 5 auszuführen.
Maschinenlesbares Speichermedium, auf dem das Computerprogramm nach Anspruch 6 gespeichert ist.
Vorrichtung (20), insbesondere in Form eines Steuergerätes (20), die eingerichtet ist, das Verfahren (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 5 auszuführen.