DE102017202895A1

DE102017202895A1 - Verfahren zur Zeitsynchronisation zwischen Kommunikationsknoten im Netzwerk

Info

Publication number: DE102017202895A1
Application number: DE102017202895.5A
Authority: DE
Inventors: Kang Woon Seo; Dong Ok Kim; Jin Hwa YUN
Original assignee: Hyundai Motor Co
Current assignee: Hyundai Motor Co
Priority date: 2016-02-23
Filing date: 2017-02-22
Publication date: 2017-08-24
Also published as: KR20170099122A; KR102400730B1; US20170244477A1; US10574348B2

Abstract

Es sind Betriebsverfahren eines ersten Kommunikationsknotens in einem Netzwerk offenbart. Ein Betriebsverfahren eines ersten Kommunikationsknotens umfasst: Übertragen eines ersten Frames, der eine erste Prüfung einer Zeitsynchronisation anfordert, zu einem zweiten Kommunikationsknoten; Empfangen eines zweiten Frames einschließlich Informationen, die eine Verbindungsverzögerungszeit des zweiten Kommunikationsknotens angeben, von dem zweiten Kommunikationsknoten; Empfangen eines dritten Frames einschließlich Informationen, die eine Übertragungszeit des zweiten Frames angegeben, von dem zweiten Kommunikationsknoten; und Überprüfen einer Zeitsynchronisation zwischen dem ersten und dem zweiten Knoten auf der Grundlage der Informationen, die in den empfangenen zweiten und dritten Frames umfasst sind.

Description

HINTERGRUND
1. Technisches Gebiet
Die vorliegende Offenbarung betrifft im Allgemeinen Verfahren zur Zeitsynchronisation und insbesondere Verfahren zur Zeitsynchronisation zwischen Kommunikationsknoten in einem Automobil-Netzwerk.
2. Beschreibung des Standes der Technik
Zusammen mit der kürzlich erfolgten Digitalisierung von Fahrzeugteilen sind die Anzahl und Vielfalt von innerhalb eines Fahrzeugs eingebauten Vorrichtungen in hohem Maße erhöht worden. Elektronische Vorrichtungen können derzeit im gesamten Fahrzeug verwendet werden, wie beispielsweise in einem Antriebsstrang-Steuersystem (z. B. ein Motorsteuersystem, ein Automatikgetriebe-Steuersystem oder dergleichen), einem Karosseriesteuersystem (z. B. Karosserie-Elektronikgeräte-Steuersystem, ein Steuersystem für eine Komfortausstattung, ein Leuchten-/Lampensteuersystem), einem Fahrwerkregelsystem (z. B. ein Lenkvorrichtungs-Steuersystem, ein Bremssteuersystem, ein Radaufhängungs-Regelsystem oder dergleichen), einem Fahrzeug-Netzwerk (z. B. ein Controller Area Network (CAN), ein FlexRay-basiertes Netzwerk, ein MOST-(Media Oriented System Transport)basiertes Netzwerk oder dergleichen), einem Multimedia-System (z. B. ein Navigationsvorrichtungssystem, ein Telematik-System, ein Infotainment-System oder dergleichen), und so weiter.
Die elektronischen Vorrichtungen, die jedes dieser Systeme aufweisen, sind über das Fahrzeug-Netzwerk, das Funktionen der elektronischen Vorrichtungen unterstützt, verbunden. Zum Beispiel kann das CAN eine Übertragungsrate von bis zu 1 Mbps unterstützen und kann eine automatische Weiterübertragung von kollidierenden Meldungen/Nachrichten, eine Fehlererkennung auf der Grundlage einer Zyklus-Redundanzschnittstelle (cycle redundancy interface – CRC) oder dergleichen unterstützen. Das FlexRay-basierte Netzwerk kann eine Übertragungsrate von bis zu 10 Mbps unterstützen und kann eine gleichzeitige Übertragung von Daten durch zwei Kanäle, eine synchrone Datenübertragung oder dergleichen unterstützen. Das MOST-basierte Netzwerk ist ein Kommunikationsnetz für hochwertige Multimedia, das eine Übertragungsrate von bis zu 150 Mbps unterstützen kann.
Unterdessen erfordern das Telematik-System, das Infotainment-System sowie verbesserte Sicherheitssysteme eines Fahrzeugs hohe Übertragungsraten und eine Erweiterbarkeit des Systems. Allerdings können das CAN, das FlexRay-basierte Netzwerk oder dergleichen solche Anforderungen möglicherweise nicht in ausreichendem Maße unterstützen. Das MOST-basierte Netzwerk kann eine höhere Übertragungsrate als das CAN und das FlexRay-basierte Netzwerk unterstützen. Allerdings nehmen die Kosten zum Anwenden des MOST-basierten Netzwerks bei allen Automobil-Netzwerken zu.
Aufgrund dieser Einschränkungen wird ein Ethernet-basiertes Netzwerk oft als ein Fahrzeug-Netzwerk genutzt. Das Ethernet-basierte Netzwerk kann eine bidirektionale Kommunikation durch ein Paar Wicklungen unterstützen und kann eine Übertragungsrate von bis zu 10 Gbps unterstützen. Das Ethernet-basierte Fahrzeug-Netzwerk kann eine Mehrzahl von Kommunikationsknoten umfassen. Der Kommunikationsknoten kann ein Gateway, ein Schalter (oder Brücke), ein Endknoten oder dergleichen sein.
Unter den Kommunikationsknoten kann ein Masterknoten eine Zeitsynchronisationsprozedur initialisieren. Der Masterknoten kann einer der Gateways, Schalter und Endknoten sein. Der Masterknoten kann einen Synchronisations-Frame einschließlich Referenzzeitinformationen erzeugen und den erzeugten Synchronisations-Frame übertragen. Mindestens ein Slave-Knoten unter den Kommunikationsknoten kann den Synchronisations-Frame von dem Masterknoten empfangenen und seine Zeit auf der Grundlage der in dem empfangenen Synchronisations-Frame umfassten Referenzzeitinformationen konfigurieren. Ein Verfahren zum Überprüfen/Verifizieren von Zeitsynchronisationen unter den Kommunikationsknoten ist erforderlich, nachdem die Zeitsynchronisationsprozedur abgeschlossen ist.
ZUSAMMENFASSUNG
Die vorliegende Offenbarung stellt ein Verfahren zum Überprüfen/Verifizieren einer Zeitsynchronisation unter Kommunikationsknoten in einem Fahrzeug-Netzwerk bereit.
Gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung umfasst ein Betriebsverfahren eines ersten Kommunikationsknotens in einem Ethernet-basierten Fahrzeug-Netzwerk: Übertragen/Senden eines ersten Frames, der eine erste Prüfung/Verifikation einer Zeitsynchronisation anfordert, zu einem zweiten Kommunikationsknoten; Empfangen eines zweiten Frames einschließlich Informationen, die eine Verbindungsverzögerungszeit/Leitungsverzögerungszeit (Link-Delay-Time) des zweiten Kommunikationsknotens von dem zweiten Kommunikationsknoten angegeben; Empfangen eines dritten Frames einschließlich Informationen, die eine Übertragungszeit des zweiten Frames von dem zweiten Kommunikationsknoten angegeben; und Überprüfen/Verifizieren einer Zeitsynchronisation zwischen dem ersten und dem zweiten Knoten auf der Grundlage der Informationen, die in den empfangenen zweiten und dritten Frames umfasst sind.
Der zweite Frame kann ferner Informationen umfassen, die einen Kommunikationsknoten in einem synchronen Zustand oder in einem asynchronen Zustand angeben. Außerdem können die den Kommunikationsknoten angebenden Informationen ein Flag, das den synchronen Zustand oder den asynchronen Zustand angibt, und eine Kennung bzw. ein Kennzeichen des Kommunikationsknotens, der einen durch das Flag angegebenen Zustand aufweist, umfassen.
Das Überprüfen/Verifizieren einer Zeitsynchronisation kann ferner umfassen: Bestimmen einer Summe der Verbindungsverzögerungszeit und der Übertragungszeit als eine Zeit des zweiten Kommunikationsknotens; und Überprüfen/Verifizieren der Zeitsynchronisation auf der Grundlage einer Differenz zwischen einer Zeit des ersten Kommunikationsknotens und der Zeit des zweiten Kommunikationsknotens.
Der erste Kommunikationsknoten kann als mit dem zweiten Kommunikationsknoten synchronisiert bestimmt werden, wenn die Differenz einen vorgegebenen Wert nicht überschreitet, und der erste Kommunikationsknoten kann mit dem zweiten Kommunikationsknoten als nicht synchronisiert bestimmt werden, wenn die Differenz den vorgegebenen Wert überschreitet.
Das Betriebsverfahren kann ferner umfassen: Übertragen/Senden eines vierten Frames einschließlich eines Ergebnisses der Überprüfung/Verifikation der Zeitsynchronisation zu einem dritten Kommunikationsknoten; und Übertragen/Senden eines fünften Frames einschließlich von Informationen, die eine Übertragungszeit des vierten Frames angeben, zu dem dritten Kommunikationsknoten.
Das Ergebnis der Überprüfung/Verifikation kann umfassen ein Flag, das einen synchronen Zustand oder einen asynchronen Zustand angibt, und eine Kennung bzw. ein Kennzeichen eines Kommunikationsknotens, der einen durch das Flag angegebenen Zustand aufweist.
Der vierte Frame kann ferner Informationen umfassen, die eine Verbindungsverzögerungszeit des ersten Kommunikationsknotens angeben.
Der erste Kommunikationsknoten kann ein Masterknoten sein.
Der erste Frame kann nach einer Beendigung eine Zeitsynchronisation unter den Kommunikationsknoten übertragen werden.
Ferner umfasst ein Betriebsverfahren eines ersten Kommunikationsknotens in einem Ethernet-basierten Fahrzeug-Netzwerk gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung: Empfangen eines ersten Frames, der eine Überprüfung/Verifikation einer Zeitsynchronisation anfordert, von einem zweiten Kommunikationsknoten; Übertragen/Senden eines zweiten Frames einschließlich Informationen, die eine Verbindungsverzögerungszeit des ersten Kommunikationsknotens angeben, zu dem zweiten Kommunikationsknoten; und Übertragen/Senden eines dritten Frames einschließlich Informationen, die eine Übertragungszeit des zweiten Frames angeben, zu dem zweiten Kommunikationsknoten.
Der zweite Frame kann ferner Informationen umfassen, die einen Kommunikationsknoten in einem synchronen Zustand oder in einem asynchronen Zustand angeben. Außerdem können die Informationen, die den Kommunikationsknoten angeben, ein Flag, das den synchronen Zustand oder den asynchronen Zustand angibt, und eine Kennung bzw. ein Kennzeichen des Kommunikationsknotens, der einen durch das Flag angegebenen Zustand aufweist, umfassen.
Der zweite Kommunikationsknoten kann ein Masterknoten sein.
Gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung kann eine Zeitsynchronisation unter ein Fahrzeug-Netzwerk bildenden Kommunikationsknoten nach Beendigung einer Zeitsynchronisationsprozedur überprüft/verifiziert werden. Kommunikationsknoten im asynchronen Zustand können durch die Zeitsynchronisationsüberprüfung identifiziert werden und eine Zeitsynchronisationsprozedur für die Kommunikationsknoten im asynchronen Zustand kann erneut durchgeführt werden. Als Ergebnis kann die Leistung des Fahrzeug-Netzwerks verbessert werden.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung werden durch die ausführliche Beschreibung von Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen deutlicher. In den Figuren zeigen:
1 ein Diagramm, das eine Fahrzeug-Netzwerk-Topologie gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung zeigt;
2 ein Diagramm, das einen ein Fahrzeug bildenden Kommunikationsknoten gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung zeigt;
3 ein Diagramm, das eine weitere Fahrzeug-Netzwerk-Topologie gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung darstellt;
4 ein Ablaufdiagramm, das ein Verfahren zur Zeitsynchronisation gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung darstellt;
5 ein Ablaufdiagramm, das ein Verfahren zum Berechnen einer Verbindungsverzögerungszeit gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung darstellt;
6 ein Ablaufdiagramm, das ein Verfahren zum Überprüfen/Verifizieren einer Zeitsynchronisation gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung darstellt;
7 ein Blockdiagramm, das eine Übertragung eines Prüfanfrage-Frames in einem Fahrzeug-Netzwerk gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung darstellt;
8 ein Blockdiagramm, das einen Synchronisations-Frame gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung darstellt;
9 ein Blockdiagramm das einen Folge-Frame (Follow-up-Frame) gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung darstellt;
10 ein Blockdiagramm, das ein Beispiel einer Übertragung eines Synchronisations-Frame und eines Folge-Frames in einem Endknoten eines Fahrzeug-Netzwerk gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung darstellt;
11 ein Blockdiagramm das ein Beispiel einer Übertragung eines Synchronisations-Frames und eines Folge-Frames in einem Schalter eines Fahrzeug-Netzwerk gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung darstellt; und
12 ein Blockdiagramm, das ein weiteres Beispiel einer Übertragung eines Synchronisations-Frames und eines Folge-Frames in einem Schalter eines Fahrzeug-Netzwerks gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung darstellt.
Es ist zu beachten, dass die oben aufgeführten Zeichnungen nicht notwendigerweise maßstabgerecht sind und eine etwas vereinfachte Darstellung von verschiedenen bevorzugten Merkmalen darstellen, die der Veranschaulichung der Grundsätze der Offenbarung dienen. Die spezifischen Konstruktionsmerkmale der vorliegenden Offenbarung, wie sie hierin offenbart sind, einschließlich z. B. spezifischer Abmessungen, Orientierungen, Einbauorte und Formen werden zum Teil durch die eigens dafür vorgesehene Anmeldung und die Arbeitsumgebung bestimmt.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNSGFORMEN
Nachfolgend werden Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen ausführlich beschrieben. Wie ein Fachmann erkennen würde, können die beschriebenen Ausführungsformen auf verschiedene Weise modifiziert/geändert werden, ohne jeweils von der Lehre oder dem Umfang der vorliegenden Offenbarung abzuweichen. Ferner beziehen sich in der gesamten Beschreibung gleiche Bezugszeichen auf gleiche Elemente.
Die hierin verwendete Terminologie ist zum Zwecke der Beschreibung bestimmter Ausführungsformen vorgesehen und ist nicht dazu bestimmt, die Offenbarung einzuschränken. Wie hierin verwendet, sind die Singularformen ”ein”, ”eine/einer” und ”der/die/das” dazu vorgesehen, dass sie ebenso die Pluralformen umfassen, wenn aus dem Zusammenhang nicht eindeutig etwas anderes hervorgeht. Es versteht sich ferner, dass die Ausdrücke ”aufweisen” und/oder ”aufweisend”, wenn sie in dieser Beschreibung verwendet werden, die Anwesenheit der angegebenen Merkmale, Zahlen, Schritte, Operationen, Elemente und/oder Komponenten beschreiben, aber nicht das Vorhandensein oder die Hinzufügung von einen oder mehreren Merkmalen, Zahlen, Schritten, Operationen, Elementen, Komponenten und/oder Gruppen davon ausschließen. Wie hierin verwendet, umfasst der Ausdruck ”und/oder” jede und sämtliche Kombinationen von einem oder mehreren der zugeordneten aufgeführten Elemente.
Es versteht sich, dass der Ausdruck ”Fahrzeug” oder ”Fahrzeug-” oder andere gleichlautende Ausdrücke wie sie hierin verwendet werden, Kraftfahrzeuge im Allgemeinen wie z. B. Personenkraftwagen einschließlich Sports Utility Vehicles (SUV), Busse, Lastwägen, verschiedene Nutzungsfahrzeuge, Wasserfahrzeuge, einschließlich einer Vielfalt von Booten und Schiffen, Luftfahrzeugen und dergleichen einschließen, und Hybridfahrzeuge, Elektrofahrzeuge, Plug-In-Hybridelektrofahrzeuge, wasserstoffgetriebene Fahrzeuge und andere Fahrzeuge mit alternativen Kraftstoff umfassen (beispielsweise Kraftstoff, der von anderen Quellen als Erdöl gewonnen wird).
Obwohl Ausführungsformen hierin derart beschrieben werden, dass sie eine Mehrzahl von Einheiten verwenden, um den beispielhaften Prozess bzw. das beispielhafte Verfahren durchzuführen, versteht es sich, dass die beispielhaften Prozesse/Verfahren auch durch ein oder eine Mehrzahl von Modulen durchgeführt werden können. Zusätzlich versteht es sich, dass sich der Ausdruck Steuerung/Steuereinheit auf eine Hardware-Vorrichtung bezieht, die einen Speicher und einen Prozessor umfasst. Der Speicher ist eingerichtet, um die Module zu speichern, und der Prozessor ist insbesondere eingerichtet, um diese Module auszuführen, um einen oder mehrere Prozesse/Verfahren durchzuführen, die weiter unten beschrieben werden. Außerdem versteht es sich, dass die hierin beschriebenen Einheiten oder Module eine Steuerung/Steuereinheit zum Steuern/Regeln eines Betriebes der Einheit oder des Moduls ausbilden können.
Ferner kann die Steuerlogik der vorliegenden Erfindung als nichtflüchtige computerlesbare Medien auf einem computerlesbaren Medium ausgeführt werden, das ablauffähige Programmbefehle umfasst, die durch einen Prozessor, eine Steuerung/Steuereinheit oder dergleichen ausgeführt werden. Beispiele von computerlesbaren Speichermedien umfassen in nicht einschränkender Weise ROM, RAM, Compact-Disc(CD)-ROMS, Magnetbänder, Floppydisks, Flash-Laufwerke, Smart Cards und optische Datenspeichervorrichtungen. Das computerlesbare Aufzeichnungsmedium kann ebenfalls in netzgekoppelten Computersystemen dezentral angeordnet sein, so dass das computerlesbare Medium in einer verteilten Art und Weise gespeichert und ausgeführt wird, z. B. durch einen Telematik-Server oder ein Controller Area Network (CAN).
Da die vorliegende Offenbarung verschiedenartig modifiziert/geändert werden kann und verschiedene Ausführungsformen aufweisen kann, werden bestimmte Ausführungsformen in den beigefügten Zeichnungen gezeigt und in der ausführlichen Beschreibung im Detail beschrieben. Es versteht sich jedoch, dass es nicht beabsichtigt ist, um die vorliegende Offenbarung auf die bestimmten Ausführungsformen zu beschränken, sondern die vorliegende im Gegensatz dazu vorgesehen ist, um alle Modifikationen/Änderungen und Alternativen, die unter die Lehre und den Umfang der vorliegenden Offenbarung fallen, abzudecken.
Relationale Begriffe wie erste, zweite und dergleichen können zum Beschreiben verschiedener Elemente verwendet werden, aber die Elemente sollten nicht durch die Begriffe beschränkt werden. Diese Begriffe werden lediglich verwendet, um ein Element von einem anderen zu unterscheiden. Zum Beispiel kann eine erste Komponente als eine zweite Komponente bezeichnet werden, ohne dass von dem Umfang der vorliegenden Offenbarung abgewichen wird, und die zweite Komponente kann ebenfalls in ähnlicher Weise als die erste Komponente bezeichnet werden. Der Begriff ”und/oder” meint jede/eine beliebige oder eine Kombination aus einer Mehrzahl von in Beziehung stehenden und beschriebenen Elementen.
Wenn es erwähnt wird, dass eine bestimmte Komponente mit einer anderen/weiteren Komponente ”gekoppelt” oder ”verbunden” ist, versteht es sich, dass die bestimmte Komponente mit der anderen/weiteren Komponente direkt ”gekoppelt” oder ”verbunden” ist oder eine weitere Komponente kann dort dazwischen angeordnet sein. Im Gegensatz dazu, wenn es erwähnt wird, dass eine bestimmte Komponente mit einer anderen/weiteren Komponenten ”direkt gekoppelt” oder ”direkt verbunden” ist, versteht es sich, dass keine weitere Komponente dort dazwischen angeordnet ist.
Sofern nicht ausdrücklich angegeben oder aus dem Kontext ersichtlich, wird der Begriff ”ungefähr”, wie er hierin verwendet wird, derart verstanden, dass er innerhalb eines Bereichs mit normgemäßer Toleranz im Stand der Technik liegt, zum Beispiel innerhalb 2 Standardabweichungen der Mittelwerte. ”Ungefähr” kann derart verstanden werden, dass es innerhalb 10%, 9%, 8%, 7%, 6%, 5%, 4%, 3%, 2%, 1%, 0,5%, 0,1%, 0,05% oder 0,01% des angegebenen Werts liegt. Soweit es sich nicht anderweitig aus dem Kontext ergibt, werden alle hierin bereitgestellten numerischen Werte durch den Begriff ”ungefähr” verändert.
Wenn nichts anderes angegeben ist, haben alle hierin verwendeten Begriffe/Ausdrücke (einschließlich technischer und wissenschaftlicher Begriffe/Ausdrücke) dieselbe Bedeutung wie jene, die üblicherweise von einem Durchschnittsfachmann auf dem Gebiet, zu dem diese Offenbarung gehört, verstanden werden. Ausdrücke/Begriffe wie beispielsweise Ausdrücke/Begriffe, die in der Regel verwendet werden und in Wörterbüchern aufgeführt worden sind, sollten derart ausgelegt werden, dass sie Bedeutungen aufweisen, die mit kontextuellen Bedeutungen im Stand der Technik übereinstimmen. In dieser Beschreibung, sofern nicht ausdrücklich etwas anderes definiert ist, werden Ausdrücke/Begriffe nicht ideal, übermäßig als formale Bedeutungen ausgelegt.
Nachfolgend werden Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen im Detail beschrieben. Bei der Beschreibung der Offenbarung, um das gesamte Verständnis der Offenbarung zu erleichtern, beziehen sich gleiche Zahlen auf gleiche Elemente in der gesamten Beschreibung der Figuren und die wiederholte Beschreibung derselben wird weggelassen.
1 zeigt ein Diagramm, das eine Automobil-Netzwerk-Topologie gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung zeigt.
Wie in 1 gezeigt, kann ein in dem Fahrzeug-Netzwerk umfasster Kommunikationsknoten ein Gateway, ein Schalter (oder eine Brücke) oder einen Endknoten sein. Das Gateway 100 kann mit zumindest einem Schalter 110, 110-1, 110-2, 120 und 130 verbunden werden und kann eingerichtet sein, um verschiedene Netzwerke zu verbinden. Zum Beispiel kann das Gateway 100 eine Verbindung zwischen einem Schalter, der ein Controller Area Network (CAN)(z. B. FlexRay, Media Oriented System Transport (MOST) oder Local Interconnect Network (LIN))-Protokoll unterstützt, und einem Schalter, der ein Ethernet-Protokoll unterstützt, unterstützen. Jeder der Schalter 110, 110-1, 110-2, 120 und 130 kann mit zumindest einem der Endknoten 111, 112, 113, 121, 122, 123, 131, 132 und 133 verbunden werden. Jeder der Schalter 110, 110-1, 110-2, 120 und 130 kann die Endknoten 111, 112, 113, 121, 122, 123, 131, 132 und 133 miteinander verbinden und zumindest einen der Endknoten 111, 112, 113, 121, 122, 123, 131, 132 und 133, die mit dem Schalter verbunden sind, steuern.
Die Endknoten 111, 112, 113, 121, 122, 123, 131, 132 und 133 können eine elektronische Steuereinheit (Electronic Control Unit – ECU), die eingerichtet ist, um verschiedene Arten von innerhalb eines Fahrzeugs montierten Vorrichtungen zu betreiben, umfassen. Zum Beispiel können die Endknoten 111, 112, 113, 121, 122, 123, 131, 132 und 133 die ECU umfassen, die in einer Infotainment-Vorrichtung (z. B. eine Anzeigevorrichtung, ein Navigationsgerät und eine Rundumsicht-Überwachungsvorrichtung) umfasst ist.
Die in einem Automobil-Netzwerk umfassten Kommunikationsknoten (z. B. ein Gateway, ein Schalter, ein Endknoten oder dergleichen) können in einer Sterntopologie, Bustopologie, Ringtopologie, Baumtopologie, Maschentopologie usw. verbunden werden. Darüber hinaus können die Kommunikationsknoten des Automobil-Netzwerks das CAN-Protokoll, das FlexRay-Protokoll, das MOST-Protokoll, das LIN-Protokoll oder das Ethernet-Protokoll unterstützen. Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung können bei der oben beschriebenen Netzwerktopologie angewendet werden. Die Netzwerktopologie, bei der Ausführungsbeispiele der vorliegenden Offenbarung angewendet werden sollen, ist nicht darauf beschränkt und kann auf verschiedene Weise eingerichtet/konfiguriert werden.
2 zeigt ein Diagramm, das einen ein Automobil-Netzwerk bildenden Kommunikationsknoten gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung zeigt. Insbesondere können die verschiedenen Verfahren, die nachfolgend erläutert werden, durch eine Steuerung mit einem Prozessor und einem Speicher ausgeführt werden.
Wie in 2 gezeigt, kann ein Kommunikationsknoten 200 eines Netzwerks eine PHY-Schichteinheit (PHY-Layer-Einheit) 210 und eine Steuereinheit 220 umfassen. Darüber hinaus kann der Kommunikationsknoten 200 ferner einen Regler bzw. eine Regelvorrichtung (nicht gezeigt) zum Versorgen mit Strom/Energie umfassen. Insbesondere kann die Steuereinheit 220 derart ausgeführt sein, um eine Medium-Access-Control-(MAC)Schicht bzw. einen Medium-Access-Control-(MAC)Layer zu umfassen. Eine PHY-Layer-Einheit 210 kann eingerichtet sein, um Signale von oder an einen anderen Kommunikationsknoten zu empfangen oder zu übertragen. Die Steuereinheit 220 kann eingerichtet sein, um die PHY-Layer-Einheit 210 zu steuern und verschiedene Funktionen (z. B. eine Infotainment-Funktion usw.) durchzuführen. Die PHY-Layer-Einheit 210 und die Steuereinheit 220 können als ein System-on-Chip (SoC) ausgeführt werden oder können alternativ als separate Chips ausgeführt werden.
Ferner können die PHY-Layer-Einheit 210 und die Steuereinheit 220 über ein Medium Independent Interface (MII) 230 verbunden werden. Das MII 230 kann eine im IEEE 802.3 definierte Schnittstelle (Interface) umfassen und kann eine Datenschnittstelle und eine Management-Schnittstelle zwischen der PHY-Layer-Einheit 210 und der Steuereinheit 220 umfassen. Eine aus einer reduzierten MII (RMII), einer Gigabit-MII (GMII), einer reduzierten GMII (RGMII), einer seriellen GMII (SGMII), einer 10 GMII (XGMII) kann anstatt der MII 230 verwendet werden. Eine Datenschnittstelle kann einen Übertragungskanal/Sendekanal und einen Empfangskanal umfassen, von denen jeder eine unabhängige Uhr (Clock), Daten und ein Steuersignal aufweisen kann. Die Management-Schnittstelle kann eine Zwei-Signal-Schnittstelle umfassen, ein Signal für die Uhr und ein Signal für die Daten.
Insbesondere kann die PHY-Layer-Einheit 210 eine PHY-Layer-Interface-Einheit 211, einen PHY-Layer-Prozessor 212 und einen PHY-Layer-Speicher 213 umfassen. Die Konfiguration der PHY-Layer-Einheit 210 ist nicht darauf beschränkt und die PHY-Layer-Einheit 210 kann auf verschiedene Weise eingerichtet/konfiguriert sein. Die PHY-Layer-Interface-Einheit 211 kann eingerichtet sein, um ein von der Steuereinheit 220 empfangenes Signal an den PHY-Layer-Prozessor 212 zu übertragen und um ein von dem PHY-Layer-Prozessor 212 empfangenes Signal an die Steuereinheit 220 zu übertragen. Der PHY-Layer-Prozessor 212 kann eingerichtet sein, um Operationen/Funktionen der PHY-Layer-Interface-Einheit 211 und des PHY-Layer-Speichers 213 auszuführen. Der PHY-Layer-Prozessor 212 kann eingerichtet sein, um ein zu übertragendes Signal zu modulieren, oder um das empfange Signal zu demodulieren. Der PHY-Layer-Prozessor 212 kann eingerichtet sein, um den PHY-Layer-Speicher 213 zu betreiben, um ein Signal ein- oder auszugeben. Der PHY-Layer-Speicher 213 kann eingerichtet sein, um das empfangene Signal zu speichern und um das gespeicherte Signal auf der Grundlage einer Anforderung von dem PHY-Layer-Prozessor 212 auszugeben.
Die Steuereinheit 220 kann eingerichtet sein, um den PHY-Layer-Block 210 unter Verwendung der MII 230 zu überwachen und zu steuern. Die Steuereinheit 220 kann eine Steuerungs-Interface-Einheit (Controller-Interface-Einheit) 221, einen Steuerungsprozessor 222, einen Hauptspeicher 223 und einen Unterspeicher 224 umfassen. Die Konfiguration der Steuereinheit 220 ist nicht darauf beschränkt und die Steuereinheit 220 kann auf verschiedene Weise eingerichtet/konfiguriert sein. Die Steuerungs-Interface-Einheit 221 kann eingerichtet sein, um ein Signal von der PHY-Layer-Einheit 210 (z. B. die PHY-Layer-Interface-Einheit 211) oder einem oberen Layer (obere Schicht) (nicht gezeigt) zu empfangen, das empfangene Signal an den Steuerungsprozessor 222 zu senden und das von dem Steuerungsprozessor 222 empfangene Signal an die PHY-Layer-Einheit 210 oder den oberen Layer zu senden. Der Steuerungsprozessor 222 kann ferner umfassen eine unabhängige Speichersteuerlogik oder eine integrierte Speichersteuerlogik zum Steuern der Steuerungs-Interface-Einheit 221, des Hauptspeichers 223 und des Unterspeichers 224. Die Speichersteuerlogik kann derart ausgeführt/implementiert sein, um in dem Hauptspeicher 223 und dem Unterspeicher 224 umfasst zu sein, oder kann ausgeführt/implementiert sein, um in dem Steuerungsprozessor 222 umfasst zu sein.
Ferner kann sowohl der Hauptspeicher 223 als auch der Unterspeicher 224 eingerichtet sein, um ein durch den Steuerungsprozessor 222 verarbeitetes Signal zu speichern, und kann eingerichtet sein, um das gespeicherte Signal auf der Grundlage einer Anforderung von dem Steuerungsprozessor 222 auszugeben. Der Hauptspeicher 223 kann ein flüchtiger Speicher sein (z. B. ein Direktzugriffsspeicher (Random Access Memory – RAM)), der eingerichtet ist, um für den Betrieb des Steuerungsprozessors 222 erforderliche Daten zeitweise zu speichern. Der Unterspeicher 224 kann ein nichtflüchtiger Speicher sein, in dem Betriebssystemcodes (z. B. Kernel- und Gerätetreiber) und ein Anwendungsprogrammcode/Applikationsprogrammcode zum Durchführen einer Funktion der Steuereinheit 220 gespeichert werden können. Ein Flash-Speicher mit einer hohen Verarbeitungsgeschwindigkeit oder ein Festplattenlaufwerk (Hard Disc Drive – HDD) oder ein Compact-Nur-Lesespeicher (Compact Disc-Read Only Memory – CD-ROM) für eine Datenspeicherung mit großer Kapazität kann als nichtflüchtiger Speicher verwendet werden. Typischerweise kann der Steuerungsprozessor 222 eine Logikschaltung mit zumindest einem Verarbeitungskern/Prozessorkern umfassen. Ein Kern einer ARM-(Advanced RISC Machines)Familie oder ein Kern einer Atom-Familie kann als Steuerungsprozessor 222 verwendet werden.
Ein Verfahren, das durch einen Kommunikationsknoten und einen entsprechenden Gegenstück-Kommunikationsknoten in einem Automobil-Netzwerk durchgeführt wird, wird nachfolgend beschrieben. Obwohl ein durch einen ersten Kommunikationsknoten durchgeführtes Verfahren (z. B. Signalübertragung oder Signalempfang) unten beschrieben wird, ist das Verfahren auf einen zweiten Kommunikationsknoten, der dem ersten Kommunikationsknoten entspricht, anwendbar. Mit anderen Worten kann, wenn ein Betrieb des ersten Kommunikationsknotens beschrieben wird, der dazu entsprechende zweite Kommunikationsknoten eingerichtet sein, um einen Betrieb durchzuführen, der dem Betrieb des ersten Kommunikationsknotens entspricht. Zusätzlich kann, wenn ein Betrieb des zweiten Kommunikationsknotens beschrieben wird, der erste Kommunikationsknoten eingerichtet sein, um einen Betrieb durchzuführen, der einem Betrieb eines Schalters entspricht.
FIG. Zeigt 3 ein Diagramm, das eine weitere Fahrzeug-Netzwerk-Topologie gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung darstellt.
Wie in 3 gezeigt, kann eine Fahrzeug-Netzwerk-Topologie eine Mehrzahl von Schaltern 310 und 320 und Endknoten 311, 312, 313, 321, 322 und 323, die jeweils mit den Schaltern 310 und 320 verbunden sind, umfassen. Jeder der Schalter 430 und 423 und die Endknoten 311, 312, 313, 321, 322 und 333 können eine Struktur aufweisen, die mit der des unter Bezugnahme auf 2 beschriebenen Kommunikationsknotens 200 identisch oder ähnlich ist.
Der erste Schalter 310 kann eine Mehrzahl von Anschlüssen/Schnittstellen 310-1, 310-2, 310-3 und 310-4 aufweisen. Der erste Anschluss 310-1 des Schalters 310 kann mit einem ersten Anschluss 311-1 des ersten Knotens 311 verbunden sein und eine Verbindung kann zwischen dem Anschluss 310-1 und dem Anschluss 311-1 gebildet sein. Der zweite Anschluss 310-2 des Schalters 310 kann mit einem ersten Anschluss 312-2 des zweiten Endknotens 312 verbunden sein und eine Verbindung kann zwischen dem Anschluss 310-2 und dem Anschluss 312-1 gebildet sein. Der dritte Anschluss 310-3 des ersten Schalters 310 kann mit einem ersten Anschluss 313-1 des dritten Endknotens 313 verbunden sein und eine Verbindung kann zwischen dem Anschluss 410-3 und dem Anschluss 413-1 gebildet sein. Der vierte Anschluss 310-4 des Schalters 310 kann mit einem ersten Anschluss 320-1 der Schalters 320 verbunden sein und eine Verbindung kann zwischen dem Anschluss 310-4 und dem Anschluss 320-1 gebildet sein.
Der zweite Schalter 320 kann eine Mehrzahl von Anschlüssen/Schnittstellen 320-1, 320-2, 320-3 und 320-4 aufweisen. Der zweite Anschluss 320-2 des Schalters 320 kann mit einem ersten Anschluss 321-1 des vierten Endknotens 321 verbunden sein und eine Verbindung kann zwischen dem Anschluss 320-2 und dem Anschluss 321-1 gebildet sein. Der dritte Anschluss 320-3 des zweiten Schalters 320 kann mit einem ersten Anschluss 322-1 des fünften Endknotens 322 verbunden sein und eine Verbindung kann zwischen dem Anschluss 320-3 und dem Anschluss 322-1 gebildet sein. Der vierte Anschluss 320-4 des zweiten Schalters 320 kann mit einem ersten Anschluss 323-1 des sechsten Endknotens 323 verbunden sein und eine Verbindung kann zwischen dem Anschluss 320-4 und dem Anschluss 323-1 gebildet sein.
Nachfolgend werden ein Verfahren zur Zeitsynchronisation unter den Kommunikationsknoten, ein Verfahren zum Berechnen einer Verbindungsverzögerungszeit zwischen den Kommunikationsknoten und ein Verfahren zum Überprüfen/Verifizieren einer Zeitsynchronisation unter den Kommunikationsknoten auf der Grundlage des in 3 dargestellten Fahrzeug-Netzwerks beschrieben.
4 zeigt ein Ablaufdiagramm, das ein Verfahren zur Zeitsynchronisation gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung darstellt.
Wie in 4 gezeigt, kann jeder der Schalter 310 und 320 und jeder der Endknoten 311 und 322 eine Struktur aufweisen, die mit der des unter Bezugnahme auf 2 beschriebenen Kommunikationsknotens 200 identisch oder ähnlich ist. Auch können die Schalter 310 und 320 und die Endknoten 311 und 322 das in 3 dargestellte Fahrzeug-Netzwerk bilden/erzeugen. Die Schalter 310 und 320 und die Endknoten 311 und 322 können ein IEEE 802.11AS-Protokoll unterstützen. Der Endknoten 311 kann als ein Masterknoten arbeiten und die Schalter 310 und 320 und der Endknoten 322 können als Slave-Knoten arbeiten.
Der Endknoten 311 kann einen ersten Synchronisations-Frame einschließlich Informationen über eine Verbindungsverzögerungszeit (nachfolgend als ”Verbindungsverzögerungszeitinformation” bezeichnet) erzeugen und den erzeugten ersten Synchronisations-Frame an den Schalter 310 übertragen (S400). Die Verbindungsverzögerungszeitinformation kann die Zeit angeben, die für eine Übertragung eines Frames zwischen den Kommunikationsknoten erforderlich ist (z. B. die Zeit die für eine Übertragung eines Frames zwischen dem Endknoten 311 und dem Schalter 310 erforderlich ist). Der Endknoten 311 kann Übertragungszeitinformationen/Sendezeitinformationen des ersten Synchronisations-Frame aufzeichnen (das heißt, Informationen über die Zeit, zu der der erste Synchronisations-Frame übertragen/übermittelt wird), einen ersten Folge-Frame (Follow-up-Frame) einschließlich der Übertragungszeit des ersten Synchronisations-Frame erzeugen und den erzeugten ersten Folge-Frame des Schalters 310 übertragen (S410). Der erste Folge-Frame kann sofort nach Übertragen des ersten Synchronisations-Frames übertragen werden.
Der Schalter 310 kann den ersten Synchronisations-Frame und den ersten Folge-Frame von dem Endknoten 311 empfangen und die Verbindungsverzögerungszeitinformation und die Übertragungszeitinformationen des ersten Synchronisations-Frame von den empfangenen Frames erhalten. Der Schalter 310 kann die Zeit des Schalters 310 mit ”der Übertragungszeit des ersten Synchronisations-Frame + der Verbindungsverzögerungszeit” konfigurieren (S420). Dann kann der Schalter 310 einen zweiten Synchronisations-Frame einschließlich der Verbindungsverzögerungszeitinformation erzeugen und den erzeugten zweiten Synchronisations-Frame an den Schalter 320 übertragen (S430). Der Schalter 310 kann Übertragungszeitinformationen des zweiten Synchronisations-Frame aufzeichnen, einen zweiten Folge-Frame einschließlich der Übertragungszeitinformationen des zweiten Synchronisations-Frame erzeugen und den erzeugten zweiten Folge-Frame an den Schalter 320 übertragen (S440). Der zweite Folge-Frame kann sofort nach Übertragen des zweiten Synchronisations-Frames übertragen werden.
Der zweite Schalter 320 kann den zweiten Synchronisations-Frame und den zweiten Folge-Frame von dem Schalter 310 empfangen und die Verbindungsverzögerungszeitinformation und die Übertragungszeitinformationen des zweiten Synchronisations-Frames von den empfangenen Frames erhalten. Der Schalter 320 kann die Zeit des Schalters 320 mit ”der Übertragungszeit des zweiten Synchronisations-Frames + der Verbindungsverzögerungszeit” konfigurieren (S450). Dann kann der Schalter 320 einen dritten Synchronisations-Frame einschließlich der Verbindungsverzögerungszeitinformation erzeugen und den erzeugten dritten Synchronisations-Frame an den Endknoten 322 übertragen (S460). Der Schalter 320 kann Übertragungszeitinformationen des dritten Synchronisations-Frames aufzeichnen, einen dritten Folge-Frame einschließlich der Übertragungszeitinformation des dritten Synchronisations-Frames erzeugen und den erzeugten dritten Folge-Frame an den Endknoten 322 übertragen (S470). Der dritte Folge-Frame kann sofort nach Übertragen des dritten Synchronisations-Frames übertragen werden.
Der Endknoten 322 kann den dritten Synchronisations-Frame und den dritten Folge-Frame von dem Schalter 320 empfangen und die Verbindungsverzögerungszeitinformation und die Übertragungszeitinformationen des dritten Synchronisations-Frames von den empfangenen Frames erhalten. Der Endknoten 322 kann die Zeit des Endknotens 322 mit ”der Übertragungszeit des dritten Synchronisations-Frames + der Verbindungsverzögerungszeit” konfigurieren (S480).
Unterdessen können andere das Fahrzeug-Netzwerk bildende Kommunikationsknoten (z. B. die Endknoten 312, 313, 321 und 323 usw.) ebenfalls die oben beschriebene Zeitsynchronisation auf der Grundlage der Zeit des Endknotens 311 durchführen. Durch diese kann eine Zeitsynchronisation unter den das Fahrzeugnetzwerkbildenden Kommunikationsknoten hergestellt werden.
5 zeigt ein Ablaufdiagramm, das ein Verfahren zum Berechnen einer Verbindungsverzögerungszeit gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung darstellt.
Wie in 5 gezeigt, kann jeder Schalter 310 und Endknoten 311 eine Struktur aufweisen, die mit der des UnterBezugnahme auf 2 beschriebenen Kommunikationsknotens identisch oder ähnlich ist. Auch können der Schalter 310 und der Endknoten 311 das in 3 dargestellte Fahrzeug-Netzwerk bilden. Der Schalter 310 und der Endknoten 311 können das Protokoll IEEE 802.11AS unterstützen. Der Schalter 310 kann als ein Masterknoten arbeiten und der Endknoten 311 kann als ein Slave-Knoten arbeiten. Alternativ kann der Schalter 310 als ein Slave-Knoten arbeiten und der Endknoten 311 kann als ein Masterknoten arbeiten. Hierbei wird angenommen, dass die Zeit des Schalters 310 mit der Zeit des Endknoten 311 synchronisiert wird.
Der Schalter 310 kann einen Verzögerungsanforderungs-Frame erzeugen und den erzeugten Verzögerungsanforderungs-Frame an den Endknoten 311 übertragen (S500). Der Schalter 310 kann eine Übertragungszeit des Verzögerungsanforderungs-Frames aufzeichnen (nachfolgend als ”Zeit 1” bezeichnet). Der Endknoten 311 kann den Verzögerungsanforderungs-Frame von dem Schalter 310 empfangen und die Empfangszeit des Verzögerungsanforderungs-Frames identifizieren/ermitteln (nachfolgend als ”Zeit 2” bezeichnet).
Der Endknoten 311 kann einen Verzögerungsantwort-Frame einschließlich einer die Zeit 2 angebenden Information erzeugen und den erzeugten Verzögerungsantwort-Frame an den Schalter 310 übertragen (S510). Der Endknoten 311 kann eine Übertragungszeit des Verzögerungsantwort-Frames aufzeichnen (nachfolgend als ”Zeit 3” bezeichnet) und einen Folge-Frame einschließlich einer die Zeit 3 angebenden Information erzeugen. Der Endknoten 311 kann den Folge-Frame an den Schalter 310 übertragen (S520). Der Folge-Frame kann sofort nach Übertragen des Verzögerungsantwort-Frames übertragen werden.
Der Schalter 310 kann den Verzögerungsantwort-Frame von dem Endknoten 311 empfangen, die Zeit 2 ermitteln, die in der Information eine Grundlage findet, die in dem empfangenen Verzögerungsantwort-Frame umfasst ist, und die Empfangszeit des Verzögerungsantwort-Frames aufzeichnen (nachfolgend als ”Zeit 4” bezeichnet). Der Schalter 307 kann die Folgenachricht/Folge-Message von dem Endknoten 311 empfangen und die Zeit 3 auf der Grundlage der in dem empfangenen Folge-Frame umfassten Information ermitteln.
Der Schalter 310 kann die Verbindungsverzögerungszeit zwischen zwei Kommunikationsknoten unter Verwendung der folgenden Gleichung 1 berechnen (S530). Der Schalter 310 kann andere Kommunikationsknoten über Informationen, die die berechnete Verbindungsverzögerungszeit angeben, informieren.
[Gleichung 1]

Verbindungsverzögerungszeit = {(Zeit 4 – Zeit 1) – (Zeit 3 – Zeit 2)}/2

Unterdessen kann, nachdem die oben beschriebenen Zeitsynchronisationsprozedur unter den Kommunikationsknoten in dem Fahrzeug-Netzwerk beendet ist, ein Verfahren zum Überprüfen/Verifizieren einer Zeitsynchronisation durchgeführt werden, wie nachfolgend erläutert wird. Hierbei wird ein Verfahren zum Überprüfen der Zeitsynchronisation unter Bezugnahme auf die Endknoten 311 und 322 erläutert. Die Zeitsynchronisationsüberprüfung zwischen dem Endknoten 311 und den anderen Endknoten 312, 313, 321 oder 323 kann durchgeführt werden, so dass sie mit der Zeitsynchronisationsüberprüfung zwischen den Endknoten 311 und 322 identisch oder ähnlich ist
6 zeigt ein Ablaufdiagramm, das ein Verfahren zum Überprüfen/Verifizieren einer Zeitsynchronisation gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung darstellt.
Wie in 6 gezeigt, kann jeder der Schalter 310 und 320 und jeder der Endknoten 311 und 322 eine Struktur aufweisen, die mit der des unter Bezugnahme auf 2 beschriebenen Kommunikationsknotens 200 identisch oder ähnlich ist. Die Schalter 310 und 320 und die Endknoten 311 und 322 können das in 3 dargestellte Fahrzeug-Netzwerk bilden. Die Schalter 310 und 320 und die Endknoten 311 und 322 können das Protokoll IEEE 802.11AS unterstützen. Der Endknoten 311 kann als ein Masterknoten arbeiten und die Schalter 310 und 320 und der Endknoten 322 können als Slave-Knoten arbeiten. Es wird auch angenommen, dass eine Uplink-Verzögerungszeit zwischen den Kommunikationsknoten mit der Downlink-Verzögerungszeit zwischen den Kommunikationsknoten identisch sein kann.
Eine Prozedur für die Zeitsynchronisationsüberprüfung kann durch den Masterknoten oder einen der anderen Kommunikationsknoten initialisiert werden (z. B. eine On-Board-Diagnose-(OBD)Vorrichtung). Der Endknoten 311 kann einen Überprüfungsanforderungs-Frame erzeugen, der eine Überprüfung der Zeitsynchronisation anfordert, und den erzeugten Überprüfungsanforderungs-Frame an den Endknoten 322 übertragen (S600). Der Überprüfungsanforderungs-Frame kann an den Endknoten 322 durch den Schalter 310 und den Schalter 320 übertragen werden. Der Endknoten 311 kann auch einen Überprüfungsanforderungs-Frame an andere Endknoten übertragen, die das Fahrzeug-Netzwerk bilden (z. B. die Endknoten 312, 313, 321 und 323 usw.). Ein Detail der Übertragung des Überprüfungsanforderungs-Frames wird wie folgt erläutert.
7 zeigt ein Blockdiagramm, das eine Übertragung eines Prüfanfrage-Frames in einem Fahrzeug-Netzwerk gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung darstellt.
Wie in 7 gezeigt, kann der Endknoten 311 einen eine Überprüfung der Zeitsynchronisation anfordernden Überprüfungsanforderungs-Frame erzeugen und den erzeugten Überprüfungsanforderungs-Frame an den Schalter 310 übertragen. Der Schalter 310 kann den Überprüfungsanforderungs-Frame von dem Endknoten 311 empfangen und den empfangenen Überprüfungsanforderungs-Frame an den Schalter 320, den Endknoten 312 und den Endknoten 313 übertragen. Der Schalter 320 kann den Überprüfungsanforderungs-Frame von dem Schalter 310 empfangen und den empfangenen Überprüfungsanforderungs-Frame an die Endknoten 321, 322 und 323 übertragen.
Unter erneuter Bezugnahme auf 6 kann der Endknoten 322 den Überprüfungsanforderungs-Frame von dem Schalter 320 empfangen. Der Endknoten 322 kann ermitteln/identifizieren, dass die Zeitsynchronisationsüberprüfung auf der Grundlage des Überprüfungsanforderungs-Frames angefordert worden ist. Somit kann der Endknoten 322 einen ersten Synchronisations-Frame einschließlich einer eine Verbindungsverzögerungszeit angebenden Information erzeugen. Der für die Zeitsynchronisation verwendete Synchronisations-Frame kann wie folgt zusammengesetzt sein.
8 zeigt ein Blockdiagramm, das einen Synchronisations-Frame gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung darstellt.
Wie in 8 gezeigt, kann ein Synchronisations-Frame 801 aufweisen ein Zieladressenfeld 801 mit einer Größe von 6 Oktetten (Achtbitzeichen), ein Quellenadressenfeld 802 mit einer Größe von 6 Oktetten, ein Ethernet-Typ-Feld 803 mit einer Größe von 2 Oktetten, ein transportspezifisches Feld 804 mit einer Größe von 4 Bits, ein Nachrichtentyp-Feld/Message-Typ-Feld 805 mit einer Größe von 4 Bits, ein reserviertes Feld 806 mit einer Größe von 4 Bits, ein Version-Precision-Time-Protokoll-(PTP)Feld 807 mit einer Größe von 4 Bits, ein Nachrichtenlängen-Feld/Message-Längen-Feld 808 mit einer Größe von 2 Oktetten, ein Domain-Nummern-Feld 809 mit einer Größe von 1 Oktett, ein reserviertes Feld 810 mit einer Größe von einem Oktett, ein Flag-Feld 811 mit einer Größe von 2 Oktetten, ein asynchrones MAC-Adressfeld 812 mit einer Größe von 8 Oktetten, ein Time-Over-Flag-Feld 813 mit einer Größe von 4 Oktetten, ein Quellport-Kennungsfeld 814 mit einer Größe von 10 Oktetten, ein Sequenz-ID-Feld 815 mit einer Größe von 2 Oktetten, ein Steuerfeld/Control-Feld 816 mit einer Größe von 1 Oktett, ein Log-Message-Intervall-Feld 817 mit einer Größe von 1 Oktett und ein Verbindungsverzögerungszeit-Feld 818 mit einer Größe von 10 Oktetten.
Das asynchrone MAC-Adressfeld 812 kann eine Kennung eines Kommunikationsknotens (z. B. eine MAC-Adresse) umfassen. Das asynchrone Mac-Adressfeld 812 kann z. B. eine Kennung eines Kommunikationsknotens mit einem Flag umfassen, das durch das Time-Over-Flag-Feld 813 angegeben wird. In einem Fall, in dem das Time-Over-Flag-Feld 813 einen synchronen Zustand angibt, wird das asynchrone Mac-Adressfeld 812 nicht konfiguriert. In einem Fall, in dem das Time-Over-Flag-Feld 813 einen asynchronen Zustand angibt, umfasst das asynchrone Mac-Adressfeld 812 eine Kennung eines entsprechenden Kommunikationsknotens im asynchronen Zustand.
Das Time-Over-Flag-Feld 813 kann eine Zeitdifferenz zwischen den Kommunikationsknoten angeben. Wenn die Zeitdifferenz zwischen den Kommunikationsknoten einen vorgegebenen Wert nicht überschreitet, kann das Time-Over-Flag-Feld 813 auf '0' gesetzt werden. Das als '0' konfigurierte Time-Over-Flag-Feld 813 kann angeben, dass sich der entsprechende Kommunikationsknoten in dem synchronen Zustand befindet. Wenn die Zeitdifferenz zwischen den Kommunikationsknoten den vorgegebenen Wert überschreitet, kann das Time-Over-Flag-Feld 813 auf '1' gesetzt werden. Das als '1' konfigurierte Time-Over-Flag-Feld 813 kann angeben, dass sich der entsprechende Kommunikationsknoten in dem asynchronen Zustand befindet. Das Time-Over-Flag-Feld 813 kann auf verschiedene Arten konfiguriert sein, ohne auf die oben beschriebene Weise der Konfiguration beschränkt zu sein. Das Verbindungsverzögerungszeit-Feld 818 kann die Verbindungsverzögerungszeit zwischen den Kommunikationsknoten angeben.
Unter erneuter Bezugnahme auf 6 werden das asynchrone Mac-Adressfeld 812 und das Time-Over-Flag-Feld 813 des ersten Synchronisations-Frames nicht konfiguriert. Das Verbindungsverzögerungszeit-Feld 818 des ersten Synchronisations-Frames kann eine Verbindungsverzögerungszeit an dem Endknoten 322 angeben. Der Endknoten 322 kann den ersten Synchronisations-Frame in die Richtung des Endknoten 311 übertragen, der eine Überprüfung der Zeitsynchronisation angefordert hat. Beispielsweise kann der Endknoten 322 den ersten Synchronisations-Frame an den Schalter 320 übertragen (S605). Der Endknoten 322 kann die Übertragungszeit des ersten Synchronisations-Frames aufzeichnen und einen ersten Folge-Frame einschließlich einer die Übertragungszeit der ersten Synchronisationsinformation angebenden Information erzeugen (nachfolgend als ”Übertragungszeitinformation” bezeichnet). Der für die Zeitsynchronisationsüberprüfung verwendete Folge-Frame kann wie folgt konfiguriert sein.
9 zeigt ein Blockdiagramm das einen Folge-Frame (Follow-up-Frame) gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung darstellt.
Wie in 9 gezeigt, kann der Folge-Frame 900 aufweisen ein Zieladressenfeld 901 mit einer Größe von 6 Oktetten, ein Quellenadressenfeld 902 mit einer Größe von 6 Oktetten, ein Ethernet-Typ-Feld 903 mit einer Größe von 2 Oktetten, ein transportspezifisches Feld 904 mit einer Größe von 4 Bits, ein Nachrichtentyp-Feld/Message-Typ-Feld 905 mit einer Größe von 4 Bits, ein reserviertes Feld 906 mit einer Größe von 4 Bits, ein Version-PTP-Feld 907 mit einer Größe von 4 Bits, ein Nachrichtenlängen-Feld/Message-Längen-Feld 908 mit einer Größe von 2 Oktetten, ein Domain-Nummern-Feld 909 mit einer Größe von 1 Oktett, ein reserviertes Feld 910 mit einer Größe von 1 Oktett, ein Flag-Feld 911 mit einer Größe von 2 Oktetten, ein Korrekturfeld 912 mit einer Größe von 8 Oktetten, ein reserviertes Feld 913 mit einer Größe von 4 Oktetten, ein Quellport-Kennungsfeld 914 mit einer Größe von 10 Oktetten, ein Sequenz-ID-Feld 915 mit einer Größe von 2 Oktetten, ein Steuerfeld/Control-Feld 916 mit einer Größe von 1 Oktett, ein Log-Message-Intervall-Feld 917 mit einer Größe von 1 Oktett, ein Zeitstempelfeld 918 mit einer Größe von 10 Oktetten und ein Nachfolgeinformation-Zeit-Längen-Wert-(Time-Length-Value – TLV)Feld 919. Das Zeitstempelfeld 918 kann die Übertragungszeit des dem Folge-Frame 900 entsprechenden Synchronisations-Frames 800 angeben.
Unter erneuter Bezugnahme auf 6, kann das in dem ersten Folge-Frame umfasste Zeitstempelfeld 918 die Übertragungszeit des ersten Synchronisations-Frames angeben. Der Endknoten 322 kann den ersten Folge-Frame in die Richtung des Endknoten 311 übertragen, der eine Überprüfung der Zeitsynchronisation angefordert hat. Z. B. kann der Endknoten 322 den ersten Folge-Frame an den Schalter 320 übertragen (S610). Der erste Folge-Frame kann sofort nach der Übertragung des ersten Synchronisations-Frames übertragen werden. Ein Detail der Übertragung des Synchronisations-Frames und Folge-Frames in den Endknoten 312, 313, 321, 322 und 323 kann wie folgt konfiguriert sein.
10 zeigt ein Blockdiagramm, das ein Beispiel einer Übertragung eines Synchronisations-Frames und eines Folge-Frames in einem Endknoten eines Fahrzeug-Netzwerks gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung darstellt.
Wie in 10 gezeigt, kann der Endknoten 312 einen Synchronisations-Frame und einen Folge-Frame nach Empfangen eines Überprüfungsanforderungs-Frame erzeugen und den Synchronisations-Frame und den Folge-Frame an den Schalter 310 übertragen. Der Synchronisations-Frame kann eine Information über eine Verbindungsverzögerungszeit an dem Endknoten 312 umfassen. Der Folge-Frame kann eine Information über eine Übertragungszeit des von dem Endknoten 312 übertragenen Synchronisations-Frames umfassen. Der Endknoten 313 kann einen Synchronisations-Frame und einen Folge-Frame nach Empfangen des Überprüfungsanforderungs-Frames erzeugen und den Synchronisations-Frame und den Folge-Frame an den Schalter 310 übertragen. Der Synchronisations-Frame kann eine Information über eine Verbindungsverzögerungszeit an dem Endknoten 313 umfassen. Der Folge-Frame kann eine Information über eine Übertragungszeit des von dem Endknoten 313 übertragenen Synchronisations-Frames umfassen.
Der Endknoten 321 kann einen Synchronisations-Frame und einem Folge-Frame nach Empfangen des Überprüfungsanforderungs-Frames erzeugen und den Synchronisations-Frame und den Folge-Frame an den Schalter 320 übertragen. Der Synchronisations-Frame kann eine Information über eine Verbindungsverzögerungszeit an dem Endknoten 321 umfassen. Der Folge-Frame kann eine Information über eine Übertragungszeit des von dem Endknoten 321 übertragenen Synchronisations-Frames umfassen. Der Endknoten 322 kann einen Synchronisations-Frame und einen Folge-Frame nach Empfangen des Überprüfungsanforderungs-Frames erzeugen und den Synchronisations-Frame und den Folge-Frame an den Schalter 320 übertragen. Der Synchronisations-Frame kann eine Information über eine Verbindungsverzögerungszeit an dem Endknoten 322 umfassen. Der Folge-Frame kann eine Information über eine Übertragungszeit des von dem Endknoten 322 übertragenen Synchronisations-Frames umfassen. Der Endknoten 323 kann einen Synchronisations-Frame und einen Folge-Frame nach Empfangen des Überprüfungsanforderungs-Frame erzeugen und den Synchronisations-Frame und den Folge-Frame an den Schalter 320 übertragen. Der Synchronisations-Frame kann eine Information über eine Verbindungsverzögerungszeit an dem Endknoten 323 umfassen. Der Folge-Frame kann eine Information über eine Übertragungszeit des von dem Endknoten 323 übertragenen Synchronisations-Frames umfassen.
Unter erneuter Bezugnahme auf 6. kann der Schalter 320 den ersten Synchronisations-Frame und den ersten Folge-Frame von dem Endknoten 322 empfangen. Der Schalter 320 kann eine Zeitsynchronisation zwischen dem Schalter 320 und dem Endknoten 322 auf der Grundlage der in dem ersten Synchronisations-Frame und dem ersten Folge-Frame umfassten Informationen überprüfen/verifizieren (S615). Zunächst kann der Schalter 320 die Verbindungsverzögerungszeitinformationen des Endknotens 322 von dem ersten Synchronisations-Frame und die Übertragungszeitinformationen des ersten Synchronisations-Frames von dem ersten Folge-Frame erhalten. Der Schalter 320 kann eine Zeit des Endknotens 322 als ”die Übertragungszeit des ersten Synchronisations-Frames + die Verbindung Verzögerungszeit an dem Endknoten 322” bestimmen.
Der Schalter 320 kann eine Zeitdifferenz zwischen dem Schalter 320 und dem Endknoten 322 berechnen und eine Zeitsynchronisation zwischen dem Schalter 320 und dem Endknoten 302 und 20 auf der Grundlage der Zeitdifferenz identifizieren/ermitteln. Beispielsweise kann in einem Fall, in dem die berechnete Zeitdifferenz einen vorgegebenen Wert nicht überschreitet, der Schalter 320 als mit dem Endknoten 322 synchronisiert bestimmt werden und das Time-Over-Flag-Feld kann auf '0' gesetzt werden. Im Gegensatz dazu kann in einem Fall, in dem die berechnete Zeitdifferenz den vorgegebenen Wert überschreitet, der Schalter 320 als nicht mit dem Endknoten 322 synchronisiert bestimmt werden und das Time-Over-Flag-Feld kann auf '1' gesetzt werden.
Der Schalter 320 kann einen zweiten Synchronisations-Frame erzeugen. Der zweite Synchronisations-Frame kann eine Struktur aufweisen, die mit der des unter Bezugnahme auf 8 erläuterten Synchronisations-Frames 800 identisch oder ähnlich ist. Das Time-Over-Flag-Feld 813 des zweiten Synchronisations-Frames kann auf '0' gesetzt werden, wenn bestimmt wird, dass der Schalter 320 mit dem Endknoten 322 synchronisiert ist. Das Time-Over-Flag-Feld 813 des zweiten Synchronisations-Frames kann auf '1' gesetzt werden, wenn bestimmt wird, dass der Schalter 320 nicht mit dem Endknoten 322 synchronisiert ist.
Das asynchrone MAC-Adressfeld 812 des zweiten Synchronisations-Frames kann eine Kennung eines Kommunikationsknotens (z. B. der Schalter 320) mit einem Flag umfassen, das durch das Time-Over-Flag-Feld 813 angegeben wird. In dem Fall, in dem der Schalter 320 als mit dem Endknoten 322 synchronisiert bestimmt wird, wird das asynchrone MAC-Adressfeld 812 nicht konfiguriert. In dem Fall, in dem der Schalter 320 als nicht mit dem Endknoten 322 synchronisiert bestimmt wird, kann das asynchrone MAC-Adressfeld 812 eine Kennung des Schalters 320 umfassen. Das Verbindungsverzögerungszeit-Feld 818 des zweiten Synchronisations-Frames kann eine Information über eine Verbindungsverzögerungszeit an dem Schalter 320 umfassen.
Der Schalter 320 kann den zweiten Synchronisations-Frame in die Richtung des Endknotens 311 übertragen, der eine Überprüfung der Zeitsynchronisation angefordert hat (S620). Z. B. kann der Schalter 320 den zweiten Synchronisations-Frame an den Schalter 310 übertragen. Der Schalter 320 kann die Übertragungszeit des zweiten Synchronisations-Frames aufzeichnen und einen zweiten Folge-Frame einschließlich einer die Übertragungszeit des zweiten Synchronisations-Frames angebenden Information erzeugen. Das Zeitstempelfeld 918 des zweiten Folge-Frames kann die Übertragungszeitinformationen des zweiten Synchronisations-Frames umfassen. Hierbei kann der zweite Folge-Frame mit dem unter Bezugnahme auf 9 erläuterten Folge-Frame 900 identisch sein. Der Schalter 320 kann den zweiten Folge-Frame in die Richtung des Endknotens 311 übertragen, der eine Überprüfung der Zeitsynchronisation angefordert hat (S625). Z. B. kann der Schalter 320 den zweiten Folge-Frame an den Schalter 310 übertragen. Ein Detail der Übertragung des Synchronisations-Frames und Folge-Frames in den Schaltern 310 und 320 kann wie folgt konfiguriert sein.
11 zeigt ein Blockdiagramm das ein Beispiel einer Übertragung eines Synchronisations-Frames und eines Folge-Frames in einem Schalter eines Fahrzeug-Netzwerks gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung darstellt.
Wie in 11 gezeigt, kann der Schalter 310 die Zeitsynchronisation zwischen dem Schalter 310 und dem Endknoten 312 auf der Grundlage der in dem Synchronisations-Frame und dem Folge-Frame umfassten Informationen überprüfen, die von dem Endknoten 312 empfangen werden. Der Schalter 310 kann einen Synchronisations-Frame einschließlich eines Überprüfungsergebnisses der Zeitsynchronisation, wie beispielsweise die asynchrone MAC-Adresse, dass Time-Over-Flag, usw. und die Informationen über die Verbindungsverzögerungszeit an dem Schalter 310 erzeugen und den erzeugten Synchronisations-Frame an den Endknoten 311 übertragen. Dann kann der Schalter 311 einen Folge-Frame einschließlich der Übertragungszeitinformationen des Synchronisations-Frames an den Endknoten 311 übertragen.
Der Schalter 310 kann auch die Zeitsynchronisation zwischen dem Schalter 310 und dem Endknoten 313 auf der Grundlage der in dem Synchronisations-Frame und dem Folge-Frame umfassten Informationen überprüfen, die von dem Endknoten 313 empfangen werden. Der Schalter 310 kann einen Synchronisations-Frame einschließlich eines Überprüfungsergebnisses der Zeitsynchronisation, wie beispielsweise die asynchrone Mac-Adresse, dass Time-Over-Flag usw. und die Information über die Verbindungsverzögerungszeit an dem Schalter 310 erzeugen und den erzeugten Synchronisation-Frame an den Endknoten 311 übertragen. Dann kann der Schalter 310 einen Folge-Frame einschließlich der Übertragungszeitinformationen des Synchronisations-Frames an den Endknoten 311 übertragen.
Unterdessen kann der Schalter 310 das Zeitsynchronisations-Überprüfungsergebnis für den Endknoten 312 und das Zeitsynchronisations-Überprüfungsergebnis für den Endknoten 313 in einem einzelnen Synchronisations-Frame multiplexen/gleichzeitig übertragen und den Synchronisations-Frame, wo die Zeit Synchronisations-Überprüfungsergebnis für beide Endknoten gemultiplext werden, an den Endknoten 311 übertragen. Der gemultiplexte Synchronisations-Frame kann ferner eine Information über die Verbindungsverzögerungszeit an dem Schalter 310 umfassen. Der Folge-Frame kann nach der Übertragung des gemultiplexten Synchronisations-Frames übertragen werden.
Der Schalter 320 kann die Zeitsynchronisation zwischen dem Schalter 320 und dem Endknoten 321 auf der Grundlage der in dem Synchronisations-Frame und dem Folge-Frame umfassten Informationen überprüfen, die von dem Endknoten 321 empfangen werden. Der Schalter 320 kann einen Synchronisations-Frame einschließlich eines Überprüfungsergebnisses der Zeitsynchronisation, wie beispielsweise die asynchrone MAC-Adresse, dass Time-Over-Flag usw. und die Information über die Verbindungsverzögerungszeit an dem Schalter 320 erzeugen und den erzeugten Synchronisation-Frame an den Schalter 310 übertragen. Dann kann der Schalter 320 einen Folge-Frame einschließlich der Übertragungszeitinformationen des Synchronisation-Frames an den Schalter 310 übertragen.
Der Schalter 320 kann auch die Zeitsynchronisation zwischen dem Schalter 320 und dem Endknoten 322 auf der Grundlage der in dem Synchronisations-Frame und dem Folge-Frame umfassten Informationen überprüfen, die von dem Endknoten 322 empfangen werden. Der Schalter 320 kann einen Synchronisations-Frame einschließlich eines Ergebnisses der Zeitsynchronisationsüberprüfung, wie beispielsweise die asynchrone MAC-Adresse, das Time-Over-Flag usw. und die Information über die Verbindungsverzögerungszeit an dem Schalter 320 erzeugen und den erzeugten Synchronisation-Frame an den Schalter 310 übertragen. Dann kann der Schalter 320 einen Folge-Frame einschließlich der Übertragungszeitinformationen des Synchronisations-Frames an den Schalter 310 übertragen.
Der Schalter 320 kann die Zeitsynchronisation zwischen dem Schalter 320 und dem Endknoten 323 auf der Grundlage der in dem Synchronisations-Frame und dem Folge-Frame umfassten Informationen überprüfen, die von dem Endknoten 323 empfangen werden. Der Schalter 320 kann einen Synchronisations-Frame einschließlich eines Überprüfungsergebnis der Zeitsynchronisation, wie beispielsweise die asynchrone MAC-Adresse, das Time-Over-Flag usw. und die Information über die Verbindung Verzögerungszeit an dem Schalter 320 erzeugen und den erzeugten Synchronisation-Frame an den Schalter 310 übertragen. Dann kann der Schalter 320 einen Folge-Frame einschließlich der Übertragungszeitinformationen des Synchronisation-Frames an den Schalter 310 übertragen.
Unterdessen kann der Schalter 320 das Zeitsynchronisations-Überprüfungsergebnis für den Endknoten 321 und das Zeitsynchronisations-Überprüfungsergebnis für den Endknoten 322 in einem einzelnen Synchronisations-Frame multiplexen und den Synchronisations-Frame, wo die Zeitsynchronisations-Überprüfungsergebnisse für beide Endknoten gemultiplext werden, an den Schalter 310 übertragen. Der gemultiplexte Synchronisation-Frame kann ferner eine Information über die Verbindungsverzögerungszeit an dem Schalter 320 umfassen. Der Folge-Frame kann nach der Übertragung des gemultiplexten Synchronisation-Frames übertragen werden.
Unter erneuter Bezugnahme auf 6 kann der Schalter 310 den zweiten Synchronisation-Frame und den zweiten Folge-Frame von dem Schalter 320 empfangen. Der Schalter 310 kann eine Zeitsynchronisation zwischen dem Schalter 310 und dem Schalter 320 auf der Grundlage der in dem zweiten Synchronisation-Frame und dem zweiten Folge-Frame umfassten Informationen überprüfen (S630). Zuerst kann der Schalter 310 die Verbindungsverzögerungszeitinformationen des Schalters 320 von dem zweiten Synchronisation-Frame und die Übertragungszeitinformationen des zweiten Synchronisation-Frames von dem zweiten Folge-Frame erhalten. Z. B. kann der Schalter 310 eine Zeit des Schalters 320 als ”die Übertragungszeit des zweiten Synchronisation-Frames + die Verbindung Verzögerungszeit an dem Schalter 320” bestimmen.
Der Schalter 310 kann eine Zeitdifferenz zwischen dem Schalter 310 und dem Schalter 320 berechnen und eine Zeitsynchronisation zwischen dem Schalter 310 und dem Schalter 320 auf der Grundlage der Zeitdifferenz ermitteln. Beispielsweise kann in einem Fall, in dem die berechnete Zeitdifferenz einen vorgegebenen Wert nicht überschreitet, bestimmt werden, dass der Schalter 310 mit dem Schalter 320 synchronisiert ist und das Time-Over-Flag-Feld kann auf '0' gesetzt werden. Im Gegensatz dazu kann in einem Fall, in dem die berechnete Zeitdifferenz den vorgegebenen Wert überschreitet, bestimmt werden, dass der Schalter 310 nicht mit dem Schalter 320 synchronisiert ist, und das Time-Over-Flag-Feld kann auf '1' gesetzt werden.
Der Schalter 310 kann einen dritten Synchronisation-Frame erzeugen. Der dritte Synchronisation-Frame kann eine Struktur aufweisen, die mit der des unter Bezugnahme auf 8 erläuterten Synchronisation-Frames 800 identisch oder ähnlich ist. Das Time-Over-Flag-Feld 813 des dritten Synchronisation-Frames kann auf '0' gesetzt werden, wenn bestimmt wird, dass der Schalter 310 mit dem Schalter 320 synchronisiert ist. Das Time-Over-Flag-Feld 813 des dritten Synchronisation-Frames kann auf '1' gesetzt werden, wenn bestimmt wird, dass der Schalter 310 mit dem Schalter 320 nicht synchronisiert ist.
Das asynchrone Mac-Adressfeld 812 des dritten Synchronisation-Frames kann eine Kennung eines Kommunikationsknotens (z. B. der Schalter 310) mit einem Flag umfassen, das durch das Time-Over-Flag-Feld 813 angegeben wird. In dem Fall, in dem bestimmt wird, dass der Schalter 310 mit dem Schalter 320 synchronisiert ist, wird das asynchrone MAC-Adressfeld 812 nicht konfiguriert. In dem Fall, in dem bestimmt wird, dass der Schalter 310 nicht mit dem Schalter 320 synchronisiert ist, kann das asynchrone MAC-Adressfeld 812 eine Kennung des Schalters 310 umfassen. Das Verbindungsverzögerungszeit-Feld 818 des dritten Synchronisation-Frames kann eine Information über eine Verbindungsverzögerungszeit an dem Schalter 310 umfassen. Der dritte Synchronisation-Frame kann ferner die asynchrone MAC-Adresse und das Time-Over-Flag umfassen, die in dem zweiten Synchronisation-Frame umfasst sind.
Der Schalter 310 kann den dritten Synchronisation-Frame an den Endknoten 111 übertragen, der die Zeitsynchronisationsüberprüfung angefordert hat (S635). Der Schalter 310 kann die Übertragungszeit des dritten synchronisations-Frames aufzeichnen und einen dritten Folge-Frame einschließlich einer die Übertragungszeit der dritten Synchronisationsinformationen angebenden Information erzeugen. Das Zeitstempelfeld 918 des dritten Folge-Frames kann die Übertragungszeitinformationen des dritten Synchronisation-Frames umfassen. Hierbei aber kann der dritte Folge-Frame mit dem UnterBezugnahme auf 9 erläuterten Folge-Frame 900 identisch sein. Der Schalter 310 kann den dritten Folge-Frame an den Endknoten 111 übertragen, der die Zeitsynchronisationsüberprüfung angefordert hat (S640). Ein Detail der Übertragung des Synchronisation-Frames und Folge-Frames in dem Schalter 310 können wie folgt konfiguriert sein.
12 zeigt ein Blockdiagramm, das ein weiteres Beispiel einer Übertragung eines Synchronisation-Frames und eines Folge-Frames in einem Schalter eines Fahrzeug-Netzwerks gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung darstellt.
Wie in 12 gezeigt, kann der Schalter 310 die Zeitsynchronisation zwischen dem Schalter 310 und dem Schalter 320 auf der Grundlage der in dem Synchronisation-Frame und dem Folge-Frame umfassten Informationen überprüfen, die von dem Schalter 320 empfangen werden. Der Schalter 310 kann einen Synchronisation-Frame einschließlich eines Ergebnisses der Zeitsynchronisationsüberprüfung, wie beispielsweise die asynchrone MAC-Adresse, dass Time-Over-Flag usw. und die Information über die Verbindung Verzögerungszeit an dem Schalter 310 erzeugen. Auch kann der Synchronisation-Frame ferner die asynchrone MAC-Adresse und das Time-Over-Flag umfassen (z. B. eine Überprüfungsergebnis einer Überprüfung der Zeitsynchronisation zwischen dem Schalter 320 und dem mit dem Schalter 320 verbundenen Endknoten 321, 322 oder 323) die in dem von dem Schalter 320 empfangenen Synchronisation-Frame umfasst sind. Der Schalter 310 kann den Synchronisation-Frame an den Endknoten 111 übertragen. Dann kann der Schalter 310 einen Folge-Frame einschließlich der Übertragungszeitinformationen des Synchronisation-Frames an den Endknoten 111 übertragen.
Unter erneuter Bezugnahme auf 6 kann der Endknoten 311 den dritten Synchronisation-Frame und den dritten Folge-Frame von dem Schalter 310 empfangen. Der Endknoten 311 kann eine Zeitsynchronisation unter den das Fahrzeug-Netzwerk bildenden Kommunikationsknoten auf der Grundlage der in dem dritten Synchronisations-Frame und dem dritten Folge-Frame umfassten Informationen überprüfen (S645). Zunächst kann der Endknoten 311 die Verbindungsverzögerungszeitinformation des Schalters 310 von dem dritten Synchronisation-Frame und die Übertragungszeitinformationen des dritten Synchronisation-Frames von dem dritten Folge-Frame erhalten. Der Endknoten 311 kann eine Zeit des Schalters 310 als ”die Übertragungszeit des dritten Synchronisation-Frames + die Verbindung Verzögerungszeit an dem Schalter 310” bestimmen.
Der Endknoten 311 kann die Zeitdifferenz zwischen dem Endknoten 311 und dem Schalter 310 berechnen und eine Zeitsynchronisation zwischen dem Endknoten 311 und dem Schalter 310 auf Grundlage der Zeitdifferenz ermitteln. Beispielsweise kann in einem Fall, in dem die berechnete Zeitdifferenz nicht größer als ein vorgegebener Wert ist, bestimmt werden, dass der Endknoten 311 mit dem Schalter 310 synchronisiert ist. Im Gegensatz dazu kann in einem Fall, in dem die berechnete Zeitdifferenz den vorgegebenen Wert überschreitet, bestimmt werden, dass der Endknoten 311 nicht mit dem Schalter 310 synchronisiert ist.
Auch kann der Endknoten 311 einen Kommunikationsknoten, der nicht synchronisiert ist, auf der Grundlage der asynchronen MAC-Adresse und des Time-Over-Flags identifizieren/ermitteln, die in dem dritten Synchronisationsframe umfasst sind. Beispielsweise kann in einem Fall, in dem das Time-Over-Flag des dritten Synchronisations-Feldes auf '1' gesetzt ist, der Endknoten 311 ermitteln, dass sich der durch das entsprechende asynchrone MAC-Adressfeld 812 angegebene Kommunikationsknoten im asynchronen Zustand befindet. Dann kann der Endknoten 311 erneut eine Zeitsynchronisationsprozedur mit dem Kommunikationsknoten, der als nicht synchronisiert bestimmt ist, durchführen.
Die Verfahren gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung können implementiert/ausgeführt werden durch Programmbefehle, die durch eine Vielzahl von Computern ausführbar/ablauffähig sind und in/auf einem computerlesbaren Medium aufgezeichnet werden können. Das computerlesbare Medium kann umfassen einen Programmbefehl, eine Datendatei, eine Datenstruktur oder eine Kombination davon. Die in/auf dem computerlesbaren Medium aufgezeichneten Programmbefehle können insbesondere für die vorliegende Offenbarung konzipiert und eingerichtet sein oder können öffentlich bekannt sein und für diejenigen, die auf dem Gebiet der Computersoftware kompetent sind, verfügbar sein. Beispiele des computerlesbaren Mediums können umfassen eine Hardware-Vorrichtung, wie beispielsweise ROM, RAM und Flash-Speicher, die speziell eingerichtet sind, um die Programmbefehle zu speichern und auszuführen. Beispiele der Programmbefehle umfassen Maschinencodes, die zum Beispiel durch einen Compiler erstellt werden, ebenso wie Hochsprachecodes, die durch einen Computer unter Verwendung eines Interpretierprogramms ausführbar sind. Die obige beispielhafte Hardware-Vorrichtung kann eingerichtet sein, um als zumindest ein Software-Modul zu arbeiten, um den Betrieb der vorliegenden Offenbarung und umgekehrt durchzuführen.
Während die Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung und ihre Vorteile im Detail beschrieben worden sind, versteht es sich, dass verschiedene Änderungen, Ersetzungen und Abwandlungen hierin vorgenommen werden können, ohne von dem Umfang der Offenbarung abzuweichen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Nicht-Patentliteratur

IEEE 802.3 [0052]
IEEE 802.11AS-Protokoll [0063]
Protokoll IEEE 802.11AS [0070]
Protokoll IEEE 802.11AS [0077]

Claims

Betriebsverfahren eines ersten Kommunikationsknotens in einem Ethernet-basierten Fahrzeug-Netzwerk, das Verfahren aufweisend: Übertragen eines ersten Frames, der eine erste Prüfung einer Zeitsynchronisation anfordert, zu einem zweiten Kommunikationsknoten; Empfangen eines zweiten Frames einschließlich Informationen, die eine Verbindungsverzögerungszeit des zweiten Kommunikationsknotens angeben, von dem zweiten Kommunikationsknoten; Empfangen eines dritten Frames einschließlich Informationen, die eine Übertragungszeit des zweiten Frames angegeben, von dem zweiten Kommunikationsknoten; und Überprüfen einer Zeitsynchronisation zwischen dem ersten und dem zweiten Knoten auf der Grundlage der Informationen, die in den empfangenen zweiten und dritten Frames umfasst sind.
Betriebsverfahren nach Anspruch 1, wobei der zweite Frame ferner Informationen umfasst, die einen Kommunikationsknoten in einem synchronen Zustand oder in einem asynchronen Zustand angeben.
Betriebsverfahren nach Anspruch 2, wobei die den Kommunikationsknoten angebenden Informationen ein Flag, das den synchronen Zustand oder den asynchronen Zustand angibt, und eine Kennung des Kommunikationsknotens, der einen durch das Flag angegebenen Zustand aufweist, umfassen.
Betriebsverfahren nach Anspruch 1, wobei das Überprüfen einer Zeitsynchronisation aufweist: Bestimmen einer Summe der Verbindungsverzögerungszeit und der Übertragungszeit als eine Zeit des zweiten Kommunikationsknotens; und Überprüfen der Zeitsynchronisation auf der Grundlage einer Differenz zwischen einer Zeit des ersten Kommunikationsknotens und der Zeit des zweiten Kommunikationsknotens.
Betriebsverfahren nach Anspruch 4, wobei: der erste Kommunikationsknoten mit dem zweiten Kommunikationsknoten als synchronisiert bestimmt wird, wenn die Differenz einen vorgegebenen Wert nicht überschreitet, und der erste Kommunikationsknoten mit dem zweiten Kommunikationsknoten als nicht synchronisiert bestimmt wird, wenn die Differenz den vorgegebenen Wert überschreitet.
Betriebsverfahren nach Anspruch 1, ferner aufweisend: Übertragen eines vierten Frames einschließlich eines Ergebnisses der Überprüfung der Zeitsynchronisation zu einem dritten Kommunikationsknoten; und Übertragen eines fünften Frames einschließlich von Informationen, die eine Übertragungszeit des vierten Frames angeben, zu dem dritten Kommunikationsknoten.
Betriebsverfahren nach Anspruch 6, wobei das Ergebnis der Überprüfung ein Flag, das einen synchronen Zustand oder einen asynchronen Zustand angibt, und eine Kennung eines Kommunikationsknotens, der einen durch das Flag angegebenen Zustand aufweist, umfasst.
Betriebsverfahren nach Anspruch 4, wobei der vierte Frame ferner Informationen umfasst, die eine Verbindungsverzögerungszeit des ersten Kommunikationsknotens angeben.
Betriebsverfahren nach Anspruch 1, wobei der erste Kommunikationsknoten ein Masterknoten ist.
Betriebsverfahren nach Anspruch 1, wobei der erste Frame nach einer Beendigung eine Zeitsynchronisation unter den Kommunikationsknoten übertragen wird.
Betriebsverfahren eines ersten Kommunikationsknotens in einem Ethernet-basierten Fahrzeug-Netzwerk, das Verfahren aufweisend: Empfangen eines ersten Frames, der eine Überprüfung einer Zeitsynchronisation anfordert, von einem zweiten Kommunikationsknoten; Übertragen eines zweiten Frames einschließlich Informationen, die eine Verbindungsverzögerungszeit des ersten Kommunikationsknotens angeben, zu dem zweiten Kommunikationsknoten; und Übertragen eines dritten Frames einschließlich Informationen, die eine Übertragungszeit des zweiten Frames angeben, zu dem zweiten Kommunikationsknoten.
Betriebsverfahren nach Anspruch 11, wobei der zweite Frame ferner Informationen umfasst, die einen Kommunikationsknoten in einem synchronen Zustand oder in einem asynchronen Zustand angeben.
Betriebsverfahren nach Anspruch 12, wobei die Informationen, die den Kommunikationsknoten angeben, ein Flag, das den synchronen Zustand oder den asynchronen Zustand angibt, und eine Kennung des Kommunikationsknotens, der einen durch das Flag angegebenen Zustand aufweist, umfasst.
Betriebsverfahren nach Anspruch 11, wobei der zweite Kommunikationsknoten ein Masterknoten ist.