DE102017222179A1

DE102017222179A1 - Verfahren zur zentralen Verwaltung und Bereitstellung von Daten mittels eines mehrere Schnittstellen aufweisenden zentralen Speichersystems eines Fahrzeugs, Speichersystem und Fahrzeug

Info

Publication number: DE102017222179A1
Application number: DE102017222179.8A
Authority: DE
Inventors: Roland Schabenberger; Daniel Kerk; Felix Reimann; Andreas Müller; Philipp Mundhenk
Original assignee: Audi AG
Current assignee: Audi AG
Priority date: 2017-12-07
Filing date: 2017-12-07
Publication date: 2019-06-13

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur zentralen Verwaltung und Bereitstellung von Daten mittels eines mehrere Schnittstellen (3) aufweisenden zentralen Speichersystems (1) eines Fahrzeugs (2). Das Verfahren umfasst das Übertragen (S1) eines ersten Datenpakets (12) von einer ersten Recheneinheit (5) an eine erste Schnittstelle (3a) des zentralen Speichersystems (1), das Konvertieren (S2) des ersten Datenpakets (12) mittels eines der ersten Schnittstelle (3a) zugeordneten Datenadapters (10) in einen an eine Zentraldatenbank (7) des Speichersystems angepassten Datenbankeintrag (9), das Speichern (S3) des Datenbankeintrags (9) in der Zentraldatenbank (7) nach einem vorbestimmten Datenmodell (8), das Lesen (S4) des Datenbankeintrags (9) aus der Zentraldatenbank (7) und Konvertieren des Datenbankeintrags (9) in ein zweites Datenpaket (13) mittels eines einer zweiten Schnittstelle (3b) zugeordneten Datenadapters (11) des zentralen Speichersystems (11), und das Übertragen (S5) des zweiten Datenpakets (13) durch die zweite Schnittstelle (3b) des zentralen Speichersystems (1) des Fahrzeugs (2) an eine zweite Recheneinheit (6).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur zentralen Verwaltung und Bereitstellung von Daten mittels eines mehrere Schnittstellen aufweisenden zentralen Speichersystems eines Fahrzeugs, ein Speichersystem und ein Fahrzeug.
Heute sind Daten in einem Fahrzeug üblicherweise in diversen Steuergeräten und über verschiedene Kommunikationssysteme verteilt. Die Daten werden über Schnittstellen mit verschiedenen Kommunikationstechnologien ausgetauscht. Die Daten können z.B. in dem Netzwerk abgegriffen und/oder an dieses übertragen werden. Auf rein lokale Daten der Steuergeräte, welche beispielsweise in einem jeweiligen Fehlerspeicher des Steuergeräts gespeichert sind, kann per direkter Verbindung von einem Diagnosetester zu dem Steuergerät zugegriffen werden.
Häufig werden Daten mehrfach in unterschiedlicher Güte, Auflösung, Aktualisierungsfrequenz, etc. aus verschiedenen Quellen über unterschiedliche Schnittstellen, welche jeweils unterschiedliche Kommunikationstechnologien verwenden, versendet. Dies ermöglicht eine relativ hohe Effizienz, da jedes Steuergerät nur die für die verwendete Kommunikationstechnologien benötigten Schnittstellen implementieren muss. Dafür muss aber jede Übersetzung eines Datenpakets auf Kommunikationstechnologien mit unterschiedlichen Kommunikationsparadigmen (z.B. REST in Infotainment, Signale in Fahrzeug, Remote Procedure Calls, ...) manuell auf das Datenpaket angepasst entwickelt werden. Datenpakete für welche keine Übersetzung erstellt wurde, sind mit anderen Kommunikationstechnologien und in anderen Kommunikationsparadigmen nicht verfügbar.
In der DE 601 12 224 T2 werden ein Server und Verfahren zum Bereitstellen von Inhalten unter Verwendung eines Servers beschrieben. Der Server ist dazu eingerichtet, drei drahtlose Schnittstellen bereitzustellen, wobei eine Schnittstelle dazu eingerichtet ist, Inhalte für lokale Benutzerendgeräte bereitzustellen. Die beiden anderen Schnittstellen sind jeweils dazu eingerichtet, eine Verbindung mit einem externen Netzwerk bereitzustellen.
In der DE 10 2016 200 075 A1 wird ein Fahrgelegenheitstauschserver beschrieben. Dabei ist es vorgesehen, dass ein Datenadapter in einem Fahrzeug verbaut ist, welcher dazu eingerichtet ist, Fahrzeuginformationen von einer Vielzahl von Fahrzeugsystemen zu empfangen und für einen externen Zentralrechner bereitzustellen.
In der US 2014 / 0189888 A1 wird ein sicherer Datenspeicher für eine intelligente Umgebung beschrieben. Dabei ist es vorgesehen, dass ein Fahrzeug Daten an einen Zentralrechner überträgt, welcher die Daten an ein Datenmodell anpasst und speichert, um sie einem anderen Fahrzeug zur Verfügung zu stellen.
Es ist die Aufgabe der Erfindung, eine Lösung bereitzustellen, welche eine schnittstellenübergreifende Kommunikation zwischen fahrzeuginternen und/oder zwischen fahrzeuginternen und fahrzeugexternen Recheneinheiten ermöglicht.
Die Aufgabe wird durch ein Verfahren, ein Speichersystem sowie durch ein Fahrzeug mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche gelöst.
Durch die Erfindung wird ein Verfahren zur zentralen Verwaltung und Bereitstellung von Daten mittels eines mehrere Schnittstellen aufweisenden zentralen Speichersystems eines Fahrzeugs bereitgestellt. Bei dem Verfahren wird ein erstes Datenpaket von einer ersten Recheneinheit an eine erste Schnittstelle des zentralen Speichersystems des Fahrzeugs übertragen. Die erste Recheneinheit kann beispielsweise ein Steuergerät, welches einen Mikroprozessor oder einen Mikrocontroller umfasst, sein. Das erste Datenpaket kann einen Inhalt sowie Steuerinformationen für Netzwerkprotokolle der ersten Schnittstelle umfassen. Eine jeweilige der mehreren Schnittstellen des zentralen Speichersystems kann zur Durchführung einer Datenübertragung mittels einer jeweiligen Kommunikationstechnologie und nach einem jeweiligen Kommunikationsparadigma, welches beispielsweise ein aktives Anfordern des Datenpakets oder ein aktives Versenden des Datenpakets erfordern kann, eingerichtet sein. Das zentrale Speichersystem des Fahrzeugs kann einen oder mehrere Mikroprozessoren und/oder Mikrocontroller und ein oder mehrere Speichergeräte umfassen. Der ersten Schnittstelle ist ein Datenadapter des zentralen Speichersystems zugeordnet. Der zugeordnete Datenadapter kann dazu eingerichtet sein, das empfangene Datenpaket zu deserialisieren und die erste Schnittstelle zur Kommunikation mit der ersten Recheneinheit anzusteuern. Der Datenadapter kann auch dazu eingerichtet sein, das eingehende erste Datenpaket zu filtern, falls es vorbestimmten Anforderungen nicht genügt. Der Datenadapter, welcher der ersten Schnittstelle zugeordnet ist, kann als separater Mikroprozessor oder als Code auf einem der Mikroprozessoren oder Mikrocontrollern des zentralen Speichersystems ausgebildet sein.
Das erste Datenpaket wird mittels des, der ersten Schnittstelle zugeordneten, Datenadapters des zentralen Speichersystems in einen an eine Zentraldatenbank des Speichersystems angepassten Datenbankeintrag konvertiert. Die zentrale Datenbank kann beispielsweise mittels der erweiterbaren Auszeichnungssprache (Extensible Markup Language XML) erstellt sein. Es sind jedoch auch andere Möglichkeiten der Erstellung geeignet. Der Datenbankeintrag kann ein Element der Auszeichnungssprache sein. In dem Datenbankeintrag kann der übertragene Inhalt enthalten sein. Für die Erstellung des Datenbankeintrags kann es vorgesehen sein, dass beispielsweise ein Datenformat und/oder eine Einheit des ersten Datenpakets konvertiert wird. Der Datenbankeintrag wird in der Zentraldatenbank nach dem vorbestimmten Datenmodell gespeichert.
Ein Datenadapter, welcher einer zweiten Schnittstelle zugeordnet ist, liest den Datenbankeintrag aus der Zentralbank und konvertiert den Datenbankeintrag in ein zweites Datenpaket. Die Konvertierung kann beispielsweise eine Serialisierung des Datenbankeintrags umfassen. Über die zweite Schnittstelle des zentralen Speichersystems des Fahrzeugs wird das zweite Datenpaket an eine zweite Recheneinheit übertragen. Der der zweiten Schnittstelle zugewiesene Datenadapter kann als separater Mikroprozessor oder als Code auf einem der Mikroprozessoren oder Mikrocontrollern des zentralen Speichersystems ausgebildet sein.
Mit anderen Worten wird im Rahmen des Verfahrens das erste Datenpaket über die erste Schnittstelle an das zentrale Speichersystem des Fahrzeugs übertragen. Der der ersten Schnittstelle zugeordnete Datenadapter empfängt das erste Datenpaket und wandelt es in den Datenbankeintrag. Der Datenbankeintrag wird in der Zentraldatenbank gespeichert. Die Speicherung des Datenbankeintrags erfolgt nach dem vorbestimmten Datenmodell der Zentraldatenbank. Der Datenbankeintrag wird durch den zweiten Datenadapter des zentralen Speichersystems, welcher der zweiten Schnittstelle des zentralen Speichersystems des Fahrzeugs zugeordnet ist, gelesen und in das zweite Datenpaket umgewandelt. Die Umwandlung kann die Serialisierung des Datenbankeintrags, die Umrechnung von Einheiten und eine Umwandlung des Datentyps umfassen. Durch die zweite Schnittstelle des zentralen Speichersystems erfolgt die Übertragung des zweiten Datenpakets an die zweite Recheneinheit. Die Übertragung durch die zweite Schnittstelle kann durch den der zweiten Schnittstelle zugeordneten Datenadapter gesteuert werden. Die zweite Recheneinheit kann ebenfalls ein Steuergerät sein, welches einen Mikrocontroller oder einen Mikroprozessor umfasst.
Durch die Erfindung ergibt sich der Vorteil, dass ein Austausch von Datenpaketen über ein Zentralsystem des Fahrzeugs ermöglicht wird.
So ist es möglich, dass die erste Recheneinheit, welche ein Steuergerät sein kann, Betriebsparameter in dem ersten Datenpaket über die erste Schnittstelle, welche beispielsweise ein CAN-Bus sein kann, versendet. Das zentrale Speichersystem, welches einen Mikroprozessor umfassen kann, kann das erste Datenpaket über die erste Schnittstelle empfangen. Zu diesem Zweck kann die erste Schnittstelle des zentralen Speichersystems eine Hardwareschnittstelle, welche an den CAN-Bus angeschlossen ist, umfassen. In dem Speichersystem kann auch ein Programmcode gespeichert sein, welcher dazu eingerichtet ist, die softwareseitigen Voraussetzungen für einen Anschluss des zentralen Speichersystems an die erste Schnittstelle bereitzustellen.
Der der ersten Schnittstelle zugeordnete Datenadapter kann das erste Datenpaket empfangen und in den Datenbankeintrag konvertieren, welcher die Voraussetzungen erfüllt, um in der Zentraldatenbank, welche das vorbestimmte Datenmodell aufweist, gespeichert zu werden. Zu der Konvertierung kann neben einer Deserialisierung des ersten Datenpakets auch eine Änderung des Datenformats gehören. Der Datenadapter, welcher der ersten Schnittstelle zugeordnet ist, kann auch die Steuerung der Übertragung durchführen. So kann es sein, dass der besagte Datenadapter die Übertragung des ersten Datenpakets aktiv von der ersten Recheneinheit anfordert oder passiv von der ersten Recheneinheit empfängt.
Der Datenbankeintrag wird in der Zentraldatenbank gespeichert, wobei die Speicherung gemäß dem vorbestimmte Datenmodell erfolgen kann. So kann die Zentraldatenbank durch ein vorbestimmtes konzeptuelles Datenbankschema, ein vorbestimmtes logisches Datenbankschema und ein vorbestimmtes physisches Datenbankschema definiert sein. Es kann vorgesehen sein, dass der Datenbankeintrag derart gespeichert wird, dass er auch von Datenadaptern, welche den anderen der mehreren Schnittstellen zugeordnet sind, bearbeitet werden können.
Der Datenadapter, welcher der zweiten Schnittstelle zugeordnet ist, kann den Datenbankeintrag lesen und beispielsweise mittels einer Serialisierung in das zweite Datenpaket für die zweite Schnittstelle umwandeln. Bei der zweiten Schnittstelle kann es sich beispielsweise um eine auf Ethernet basierende Schnittstelle handeln. Das zweite Datenpaket kann durch die zweite Schnittstelle an die zweite Recheneinheit übertragen werden. Die zweite Recheneinheit kann beispielsweise einen Mikroprozessor umfassen und dazu eingerichtet sein, Betriebsparameter des Fahrzeugs auf einem Bildschirm für einen Fahrer darzustellen. So ermöglicht es das Verfahren beispielsweise, dass Datenpakete zwischen der an den CAN-Bus angeschlossenen ersten Recheneinheit an die über Ethernet angeschlossene Anzeigevorrichtung, welche die zweite Recheneinheit darstellen kann, übertragen wird. Es ist somit beispielsweise nicht erforderlich, dass die erste Recheneinheit derart erweitert wird, dass sie das zweite Datenpaket erzeugt und über die zweite Schnittstelle an die zweite Recheneinheit übertragen kann.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass der Datenbankeintrag in der Zentraldatenbank nach dem hierarchisch gegliederten Datenmodell gespeichert wird. Mit anderen Worten wird der Datenbankeintrag in der Zentraldatenbank nach dem hierarchischen Datenmodell abgelegt. Es ergibt sich somit in der Zentraldatenbank eine Struktur, welche sich ausgehend von einer Wurzel aus verzweigt. Die Beziehung zwischen dem Datenbankeintrag der Zentraldatenbank zu einem übergeordneten Eintrag der Zentraldatenbank ist auch als Eltern-Kind-Beziehung bekannt. Dadurch ergibt sich der Vorteil, dass eine effiziente Adressierung des Datenbankeintrags der Zentraldatenbank ermöglicht wird. Es ist beispielsweise möglich, dass das Datenmodell der Zentraldatenbank eine Struktur aufweist, in der der Datenbankeintrag, welcher einem Betriebsparameter des Fahrzeugs zugeordnet ist, derart in das hierarchisch gegliederte Datenmodell gespeichert wird, dass ihm die erste Recheneinheit als übergeordneter Eintrag in dem Datenmodell zugewiesen wird. Es ist auch eine logische, thematische Zuordnung möglich. So kann es vorgesehen sein, dass ein Datenbankeintrag, welcher einen Betriebszustand eines Motors oder einer Bremse beschreibt, einem Eintrag betreffend einen Fahrzeugzustand untergeordnet wird.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass der Datenbankeintrag in der Zentraldatenbank nach dem hierarchisch gegliederten Datenmodell in einer Baumstruktur gespeichert wird. Mit anderen Worten wird der Datenbankeintrag in die Zentraldatenbank gespeichert, wobei das hierarchisch gegliederte Datenmodell die Baumstruktur aufweist. Dies bedeutet, dass dem zu speichernden Datenbankeintrag in dem hierarchisch gegliedertem Datenmodell nur ein einziger weiterer Eintrag als Elternteil zugeordnet wird. Das Datenmodell der Zentraldatenbank weist dabei nur einen Eintrag als Wurzel auf, wodurch es die Baumstruktur ergibt. Dadurch ergibt sich der Vorteil, dass das hierarchisch gegliederte Datenmodell eine einfach nachzuvollziehende Struktur aufweist. So ist es möglich, dass das Kraftfahrzeug die Wurzel des Datenmodells mit der Baumstruktur ist, und die jeweilige erste Recheneinheit als Kind aufweist. Der aus dem ersten Datenpaket erstellte Datenbankeintrag kann dabei so in der Baumstruktur gespeichert werden, dass er der ersten Recheneinheit zugeordnet wird.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass der Datenbankeintrag in eine untergeordnete Datenbank der Zentraldatenbank, welche als ein Teilbaum in die Baumstruktur eingebunden ist, gespeichert wird. Mit anderen Worten wird der Datenbankeintrag in die separate Datenbank gespeichert, welche in die Zentraldatenbank eingebunden ist. Dabei ist die Datenbank als Teilbaum in die Baumstruktur der Zentraldatenbank eingebunden. Dadurch ergibt sich der Vorteil, dass es möglich ist, weitere Datenbanken in das Datenmodell der Zentraldatenbank einzubinden. So kann es vorgesehen sein, dass die untergeordnete Datenbank in einer Steuereinheit gespeichert ist, welche ebenfalls die Baumstruktur als hierarchisch gegliedertes Datenmodell aufweist. Die besagte Datenbank kann von der Zentraldatenbank verschieden sein. Die Datenbank kann jedoch beispielsweise mittels einer symbolischen Verknüpfung in das Datenmodell der Zentraldatenbank integriert sein. Dadurch kann die Baumstruktur der Datenbank als Teilbaum in der Baumstruktur der Zentraldatenbank eingebunden sein. Die Wurzel der Baumstruktur der Datenbank kann dabei als Kind der Wurzel der Baumstruktur der Zentraldatenbank eingebunden sein. Der Datenbankeintrag kann bei einer Speicherung in der Datenbank in den Teilbaum gespeichert werden.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass der Datenbankeintrag in der Zentraldatenbank nach dem hierarchisch gegliederten Datenmodell mit zumindest einer virtuellen Baumstruktur gespeichert wird. Mit anderen Worten wird der Datenbankeintrag in der Zentraldatenbank gespeichert, wobei für die Zentraldatenbank zumindest die eine virtuelle Baumstruktur existiert. Die virtuelle Baumstruktur kann ein Datenmodell sein, welches beispielsweise für vorbestimmte Datenadapter bereitgestellt wird. Dadurch ergibt sich der Vorteil, dass es möglich ist, die Zentraldatenbank für vorbestimmte Datenadapter in der virtuellen Baumstruktur zu organisieren, welche von der Baumstruktur der Zentraldatenbank abweicht. Es kann somit eine jeweilige Sicht im Sinne der Datenbankkonzepte für vorbestimmte Datenadapter bereitgestellt werden. Es kann beispielsweise vorgesehen sein, dass die virtuelle Baumstruktur für den zweiten Datenadapter bereitgestellt wird, wobei das Datenmodell die virtuelle Baumstruktur aufweist und nur Datenbankeinträge der Zentraldatenbank umfasst, welche für eine dem Datenadapter zugeordnete Schnittstelle bereitgestellt werden können. Konkret kann dieses beispielsweise bedeuten, dass die virtuelle Baumstruktur einem Antriebsstrang des Fahrzeugs betreffen kann und der Datenbankeintrag in die virtuelle Baumstruktur gespeichert wird, wenn er den Antriebsstrang des Fahrzeugs betrifft. Fordert beispielsweise eine Steuereinheit eines Getriebes einen vorbestimmten Wert aus dem zentralen Speichersystem an, kann es sein, dass der der zweiten Schnittstelle zugeordnete Datenadapter eine Adressierung des Datenbankeintrags in der virtuellen Baumstruktur vornehmen muss, welche kürzer ist, als eine Adressierung des Datenbankeintrags des Datenmodells der Zentraldatenbank. Der Datenbankeintrag kann in dem Verfahren somit derart gespeichert werden, dass er in die virtuelle Baumstruktur eingebunden wird.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass der Datenbankeintrag in der Zentraldatenbank gespeichert wird, wobei das zentrale Speichersystem zumindest zwei fahrzeuginterne Speichergeräte zur Speicherung der Zentraldatenbank umfasst. Mit anderen Worten ist die Zentraldatenbank dezentral gespeichert, wobei sich die zumindest zwei Speichergeräte in dem Fahrzeug befinden. So ist es möglich, der Datenbankeintrag in dem Speichergerät gespeichert wird, welches für den Datenbankeintrag, beispielsweise in Bezug auf eine Speicherkapazität des jeweiligen Speichergeräts oder eine Zugriffsgeschwindigkeit, optimiert ist. Dadurch ergibt sich der Vorteil, dass unterschiedliche Eigenschaften der Speichergeräte genutzt werden können. So ist es beispielsweise möglich, dass der Datenbankeintrag auf dem Speichergerät mit einer höheren Lesegeschwindigkeit gespeichert wird, wenn ein regelmäßiger Abruf des Datenbankeintrags vorgesehen ist.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass der Datenbankeintrag in der Zentraldatenbank gespeichert wird, wobei das zentrale Speichersystem zumindest ein fahrzeugexternes Speichergerät zur Speicherung der Zentraldatenbank umfasst. Mit anderen Worten wird der Datenbankeintrag in der Zentraldatenbank gespeichert, wobei sich zumindest das eine Speichergerät des zentralen Speichersystems nicht in dem Fahrzeug befindet. Dadurch ergibt sich der Vorteil, dass das zentrale Speichersystem die Datenbankeinträge auch auf Speichergeräten, welche nicht in dem Fahrzeug angeordnet sind, gespeichert werden können. So ist es beispielsweise möglich, dass der Datenbankeintrag auf einem Zentralrechner eines Herstellers gespeichert werden kann, um eine erfasste Betriebsstörung analysieren zu können.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass der Datenbankeintrag der Zentraldatenbank mittels eines Konvertierungsdatenadapters des zentralen Speichersystems in einen zweiten Datenbankeintrag der Zentraldatenbank konvertiert wird. Mit anderen Worten wird der Datenbankeintrag mittels eines Konvertierungsdatenadapters ausgelesen, nach vorbestimmten Verfahrensschritten verändert und als der zweite Datenbankeintrag in der Zentraldatenbank gespeichert. Dadurch ergibt sich der Vorteil, dass der Datenbankeintrag in einer zweiten Form in der Zentraldatenbank gespeichert wird, wobei der zweite Datenbankeintrag inhaltlich auf die zweite Recheneinheit oder den der zweiten Schnittstelle zugeordnetem Datenadapter optimiert sein kann. So ist es möglich, dass der Datenbankeintrag, welcher beispielsweise einen Wert in Kilometern als Einheit umfassen kann, durch den Konvertierungsdatenadapter in den zweiten Datenbankeintrag konvertiert wird, welcher den entsprechenden Wert in Meilen umfasst, um einer geforderten Norm der zweiten Recheneinheit genügen zu können.
Die Erfindung umfasst auch ein zentrales Speichersystem zur zentralen Verwaltung und Bereitstellung von Daten in einem Fahrzeug. Dieses umfasst mehrere Schnittstellen und diesen zugeordnete Datenadapter, welche dazu eingerichtet ist, eine Ausführungsform des Verfahrens durchzuführen.
Zu der Erfindung gehört auch ein Fahrzeug mit einem zentralen Speichersystem zur zentralen Verwaltung und Bereitstellung von Daten in dem Fahrzeug.
Die Erfindung umfasst auch die Kombinationen der beschriebenen Ausführungsformen.
Zu der Erfindung gehören auch Weiterbildungen des erfindungsgemäßen zentralen Speichersystems und des erfindungsgemäßen Fahrzeugs, die Merkmale aufweisen, wie sie bereits im Zusammenhang mit den Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens beschrieben worden sind. Aus diesem Grund sind die entsprechenden Weiterbildungen des erfindungsgemäßen zentralen Speichersystems und des erfindungsgemäßen Fahrzeugs hier nicht noch einmal beschrieben.
Im Folgenden sind Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben. Hierzu zeigt:

1 eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen zentralen Speichersystems in einem Fahrzeug;
2 einen schematischen Aufbau einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen zentralen Speichersystems;
3 eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Datenmodells der Zentraldatenbank; und
4 einen schematischen Ablauf einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens.

Bei den im Folgenden erläuterten Ausführungsbeispielen handelt es sich um bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung. Bei den Ausführungsbeispielen stellen die beschriebenen Verfahrensschritte und Komponenten der Ausführungsformen jeweils einzelne, unabhängig voneinander zu betrachtende Merkmale der Erfindung dar, welche die Erfindung jeweils auch unabhängig voneinander weiterbilden und damit auch einzeln oder in einer anderen als der gezeigten Kombination als Bestandteil der Erfindung anzusehen sind. Des Weiteren sind die beschriebenen Ausführungsformen auch durch weitere der bereits beschriebenen Merkmale der Erfindung ergänzbar.
In den Figuren sind funktionsgleiche Elemente jeweils mit denselben Bezugszeichen versehen.
1 zeigt eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen zentralen Speichersystems 1. Aus Gründen der höheren Effizienz (Kosten, Geschwindigkeit, Zeitliche Anforderungen, ...) können in dem Fahrzeug 2 und bis in den Unterbau diverse Schnittstellen 3 eingesetzt werden. Diese können für einen jeweiligen Anwendungsfall optimiert sein. Typischerweise können sich diese verschiedenen Domänen um eine zentrale Elektrik/Elektronik-Architektur (E/E-Architektur) des Fahrzeugs 2 gliedern. Diese kann das sensorische und aktorische Netzwerk (Backbone) des Fahrzeugs 2 bilden und kann eine erste Recheneinheit 5 umfassen. Hieran angeschlossen können nutzende Domänen wie externe Recheneinheiten (Backend/Cloud), Benutzerschnittstellen (Human-Machine-Interfaces (HMIs)), Diagnosesysteme, das Internet der Dinge (Internet of Things), sowie Kraftfahrzeugkommunikationssysteme (Car-to-X) sein. Diese können jeweils die zweite Recheneinheit 6 umfassen. Die zweite Recheneinheit 6 kann über die zweite Schnittstelle 3b mit dem zentralen Speichersystem 1 und über diesem mit der ersten Recheneinheit 5 der E/E-Architektur 4 kommunizieren. Dem zentralen Speichersystem 1 kann eine Konfiguration beigestellt sein, welche die zu verwaltenden Daten beschreibt. Diese können, je nach Konfiguration, vom zentralen Speichersystem 1 über eine Schnittstelle 3 mit einem speziellen Kommunikationsparadigma abonniert und/oder empfangen und auf anderen Schnittstellen 3, ggf. mit einem anderen Kommunikationsparadigma, angeboten und/oder emittiert werden. Die Architektur des zentralen Speichersystems 1 kann wie folgt aufgebaut sein. Zentral kann die Zentraldatenbank 7 sein, in welchem Daten nach dem Datenmodell 8 als Datenbankeintrag 9 abgelegt werden können. An diese Zentraldatenbank 7 angebunden sind Datenadapter 10,11, wobei der der ersten Schnittstelle zugeordnete Datenadapter 10 und der der zweiten Schnittstelle zugeordnete Datenadapter 11 Konvertierungen durchführen können. Der der ersten Schnittstelle zugeordnete Datenadapter 10 kann das erste Datenpaket 12 zwischen der ersten Schnittstelle 3a und der Zentraldatenbank 7 konvertieren. Der der zweiten Schnittstelle zugeordnete Datenadapter 11 kann das zweite Datenpaket 13 zwischen der zweiten Schnittstelle 3a und der Zentraldatenbank 7 konvertieren. Für eine höhere Flexibilität können die Datenadapter 10,11 als jeweilige codeimplementierte Verfahrensschritte (Plugins) ausgeführt werden. Die Transportprotokolle der Schnittstellen 3 können sich beispielsweise an den Transportprotokollen, wie sie auch im Consumer Electronics Umfeld eingesetzt werden, orientieren. Als Beispiele sind hier TCP/IP oder, vor allem im Fahrzeugbereich, SOME/IP zu nennen. Die Transportprotokolle der Schnittstellen 3 sind jedoch nicht auf diese Kategorie beschränkt und können beispielsweise standardkonforme Transportprotokolle und/oder proprietäre Transportprotokolle umfassen.
2 zeigt einen schematischen Aufbau einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen zentralen Speichersystems 1. Das zentrale Speichersystem 1 kann über Schnittstellen 3, 3a, 3b mit den Recheneinheiten 5, 6 Datenpakete 12, 13 austauschen. Das zentrale Speichersystem 1 kann Speichergeräte umfassen, welche innerhalb 18 oder außerhalb 19 des Fahrzeugs 2 sein können. Zwischen der ersten Schnittstelle 3a und der Zentraldatenbank 7 kann der der ersten Schnittstelle zugeordnete Datenadapter 10, zwischengeschaltet sein. Von dem besagten Datenadapter 10, welcher zwischen der ersten Schnittstelle 3a und der Zentraldatenbank 7 angeordnet sein kann, können vor allem Aufgaben der Deserialisierung des eingehenden ersten Datenpakets 12 übernommen werden. Weiterhin kann auch die Ansteuerung der ersten Schnittstelle 3a umgesetzt werden (z.B. Abonnements des ersten Datenpakets 12 der ersten Recheneinheit 5). Auch Filter können in diesem Datenadapter 10 umgesetzt werden. Der der ersten Schnittstelle zugeordnete Datenadapter 10 kann das erste Datenpaket 12 in den Datenbankeintrag 9 für die Zentraldatenbank 7 konvertieren. Der Datenbankeintrag 8 kann in der Zentraldatenbank 7 gespeichert werden. Die Zentraldatenbank 7 kann das hierarchische Datenmodell 8 aufweisen. Dabei kann das Datenmodell 8 die Baumstruktur 14 aufweisen, in welcher die weitere Datenbank 15 als der Teilbaum 16 eingebunden sein kann. Prinzipiell können für das Datenmodell 8 beliebige Strukturen verwendet werden. Aus den folgenden Gründen ist es jedoch zweckmäßig das hierarchische Datenmodell 8 in Form der Baumstruktur 14 zu verwenden:

- Die Adressierung von Ressourcen in der Datenhaltung kann in der Baumstruktur 14 sehr effizient umgesetzt werden
- der Datenbestand kann in die Teilbäume 16 zerlegt werden (z.B. für Verwaltung, Rechte, Lastenverteilung (Load Balancing), Persistenz, Synchronisation, etc.)
- Über Verknüpfungen in der Baumstruktur 14 der Zentraldatenbank 7 können die zusätzlichen „virtuellen“ Strukturen/Bäume 17 eingebunden sein (z.B. für verschiedene Sichten auf den Datenbestand, Einbindung anderer Datenbestände, etc.)
- Daten-/Ressourcenorientierte Kommunikation lässt sich direkt abbilden (vgl. DOM, Dateisysteme, Szenengraphen)
- Message-/Streamorientierte Kommunikation lässt sich in die Teilbäume 16 eingliedern (I/O über erweiterte Zugriffsfunktionen - vgl. I/O im Filesystem: open/close/read/write/ioctl, etc.)
- die Implementierung kann echtzeitfähig umgesetzt und auf parallelen Zugriff optimiert sein (geringe Zugriffszeiten/Latenzen, Lastverteilung innerhalb der Teilbäume 16, ...)
- Es können verschiedene Vererbungsmechanismen auf Datenumsetzern und abstrakten Datenbeschreibungen in der Baumstruktur 14 implementiert werden.
- Kopplung und Synchronisation (z.B. zwischen Speichergeräten innerhalb 18 und außerhalb 19 des Fahrzeugs 2 (onboard/offboard) und verteilter Datastore) der Teilbäume 16 kann einfach realisiert werden
- Zugriffssteuerung und Rollen/Rechte können analog zu Dateisystemen beschrieben werden

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3 zeigt eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Datenmodells 8 der Zentraldatenbank 7. Dieses kann Datenbankeinträge a1, a2, b1, b2, c, d, d1 umfassen, welche auch einfach als Element bezeichnet werden können. Die Datenbankeinträge a1 und a2 können ihre Struktur und Zugriffsfunktionen von dem Datenbankeintrag a erben. Die Datenbankeinträge b1 und b2 können dem Datenbankeintrag b untergeordnet sein. Der Datenbankeintrag c kann den Teilbaum 16 aus einer anderen Quelle (in 3 beispielsweise als http://x.subtree.domain.com bezeichnet) einbinden, wobei es sich bei der Quelle um die weitere Datenbank 15 handeln kann, welche auf dem Speichergerät 19 außerhalb des Fahrzeugs 2 gespeichert sein kann. Der Datenbankeintrag d1 kann dem Speichergerät 18, in welchem diverse Werte über Zeit abgelegt werden können, zugewiesen sein. Für jeden der Datenbankeinträge a1, a2, b1, b2, c, d, d1 kann der Datenadapter 10, welcher dem ersten Datenpaketen 12 zugeordnet sein kann und/oder der zweite Datenadapter 11, welcher für dem zweiten Datenpaket 13 zugeordnet sein kann, existieren.
Auf diese Weise kann es möglich sein, das erste Datenpaket 12, welches über die erste Schnittstelle 3a empfangen werden kann, in das zweites Datenpaket 13 zu konvertieren, welches über die zweite Schnittstelle 3b versandt werden kann. Die Konvertierung kann dabei eine Transportprotokollkonvertierung umfassen. Es kann vorgesehen sein, dass einem der Datenbankeinträge a1, a2, b1, b2, c, d, d1 nur der Datenadapter der ersten Schnittstelle 10 zugeordnet ist und nicht der Datenadapter der zweiten Schnittstelle 11. Dies kann beispielsweise für einen der Datenbankeinträge a1, a2, b1, b2, c, d, d1 vorgesehen sein, falls dieser als Protokoll (Logfile) gestaltet ist. Bei einem der Datenbankeinträge a1, a2, b1, b2, c, d, d1, welcher unveränderbar in der Zentraldatenbank 7 gespeichert werden kann, oder vorbestimmte Testdaten umfasst, kann es vorgesehen sein, dass nur der Datenadapter 11 der zweiten Schnittstelle zugeordnet ist. Es kann vorgesehen sein, dass die Datenbankeinträge a1, a2, b1, b2, c, d, d1 in der Baumstruktur 14 nur verfügbar sind, wenn auch der entsprechende Datenadapter 10, 11 Teil des zentralen Speichersystems 1 ist. Der Datenadapter 10,11 kann beispielsweise als Code oder Mikroprozessor in das System 1 geladen sein. Die Gesamtheit der Datenadapter 10,11 und ihrer zugehörigen Datenbankeinträge a1, a2, b1, b2, c, d, d1 kann einen Meta-Baum ergeben, welcher die Gesamtheit aller Datenbankeinträge a1, a2, b1, b2, c, d, d1 aller Fahrzeugmodelle beschreibt. Ähnlich einem Dateisystem können alle Datenbankeinträge a1, a2, b1, b2, c, d, d1 in der Baustruktur 14 über ein Basisset an Zugriffsfunktionen zugänglich sein. Hierzu können das Lesen und Schreiben der Datenbankeinträge a1, a2, b1, b2, c, d, d1, sowie das Ansprechen der Datenbankeinträge a1, a2, b1, b2, c, d, d1 im Speichergerät 18, soweit vorhanden gehören. Für die Umsetzung dieser Funktionen ist der entsprechende Datenadapter 10, 11 verantwortlich. Das Basisset kann für verschiedene Arten der Datenbankeinträge a1, a2, b1, b2, c, d, d1 erweitert werden. Zum Beispiel können Datenströme (Streams von Daten) anders angesprochen werden als Blockdaten. Zusätzlich zu den Zugriffsfunktionen auf einzelne der Datenbankeinträge a1, a2, b1, b2, c, d, d1 kann das zentrale Speichersystem 1 Verwaltungsfunktionen für die gesamte Zentraldatenbank 7 umfassen. Hierzu können Funktionen, um die Datenbankeinträge a1, a2, b1, b2, c, d, d1 in die Baumstruktur 14 einzufügen, Datenbankeinträge a1, a2, b1, b2, c, d, d1 zu entfernen, die gesamte Zentraldatenbank 7 zu persistieren, etc. gehören. Das zentrale Speichersystem 1 muss nicht zwangsläufig zentral, d.h. in einem Rechner ausgeführt sein. Die Einbindung des Teilbaums 16 kann es auch erlauben, das zentrale Speichersystem 1 verteilt auszuführen. Hier können die Datenbankeinträge a1, a2, b1, b2, c, d, d1 verteilt auf den verschiedenen Speichergeräten 18,19 abgelegt und verwaltet werden und über Verknüpfungen als jeweiliger Teilbaum 16 eingebunden sein. Dies erlaubt eine flexible Skalierung des zentralen Speichersystems 1, auch in komplexen Umgebungen, wie dem Fahrzeug 2, wo verschiedene Echtzeitanforderungen (Real-Time) und Daten in verschiedenen Umgebungen vorliegen können. Das zentrale Speichersystem 1 kann auch die virtuelle Baumstruktur 17 für einen der Datenadapter 10,11 bereitstellen.
4 zeigt eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens . Das Verfahren kann in dem Fahrzeug 2 ablaufen, welches das mehrere Schnittstellen 3 aufweisende zentrale Speichersystem 1 umfassen kann. Das beschriebene Verfahren kann dazu verwendet werden, eine Datenübertragung von der ersten Recheneinheit 5 an die zweite Recheneinheit 6, welche nicht über eine der Schnittstellen 3 direkt miteinander Datenpakete 12, 13 austauschen können, mittels des zentralen Speichersystems 1 des Fahrzeugs 2 zu ermöglichen. In einem ersten Schritt S1 kann die erste Recheneinheit 5 das erste Datenpaket 12 an die erste Schnittstelle 3a des zentralen Speichersystems 1 des Fahrzeugs 2 übertragen. Die erste Schnittstelle 3a kann beispielsweise der CAN-Bus des Fahrzeugs 2 sein. Der der ersten Schnittstelle 3a zugeordnete Datenadapter 10 des zentralen Speichersystems 1 kann das erste Datenpaket 12 empfangen und in den Datenbankeintrag 9 für die Zentraldatenbank 7 des zentralen Speichersystems 1 konvertieren (S2). Die Konvertierung kann beispielsweise eine Deserialisierung umfassen. Durch den der ersten Schnittstelle zugeordnetem Datenadapter 10 kann auch eine Filterung erfolgen, wodurch Inhalte, welche beispielsweise einer vorbestimmten Genauigkeit nicht entsprechen, nicht in dem Datenbankeintrag 9 übernommen werden. Es kann sein, dass dieser Datenadapter 10 das empfangene erste Datenpaket 12 zurückweist und das Verfahren beendet, falls eine vorbestimmte Bedingung erfüllt wird. Dieser Schritt kann vorgesehen sein, wenn ein zeitlicher Abstand zu einem Empfang eines zuvor empfangenen ersten Datenpakets 12 unterschritten wird. Dies kann erfolgen, wenn beispielsweise eine Übertragungsfrequenz von Betriebsparametern durch die erste Recheneinheit 5 größer ist als eine Protokollierungsfrequenz der Zentraldatenbank 7. Während der Konvertierung können Datentypen des ersten Datenpakets 12 konvertiert werden. So kann es sein, dass Werte, welche als ganze Zahlen in dem ersten Datenpaket 12 vorliegen können, in Fließkommazahlen konvertiert werden. Die Zuordnung des Datenadapters 10 zu der ersten Schnittstelle 3a und die durchzuführenden Konvertierungsschritte können in einer zentralen Konfiguration, welche in dem zentralen Speichersystemen 1 gespeichert sein kann, definiert sein. Der erstellte Datenbankeintrag 9 kann in einem nächsten Schritt in der Zentraldatenbank 7 gespeichert werden (S3). Die Speicherung kann nach dem vorbestimmten Datenmodell 8 erfolgen, wobei es sich dabei insbesondere um das hierarchisches Datenmodell 8 mit der Baumstruktur 14 handeln kann. Es kann vorgesehen sein, dass in dem hierarchischen Datenmodell 8 der Eintrag 9 vorhanden ist, welcher der ersten Recheneinheit 5 zugeordnet ist. Der im Rahmen des Verfahrens zu speichernde Datenbankeintrag 9 kann als Kind des Datenbankeintrags 9 der ersten Recheneinheit 5 in die Baumstruktur 14 des Datenmodells 8 eingebunden werden. In einem nächsten Verfahrensschritt kann der zweite Datenadapter 11, welcher der zweiten Schnittstelle 3b zugeordnet ist, den Datenbankeintrag 9 aus der Zentraldatenbank 7 auslesen, um ihn für eine zweite Schnittstelle 3b in ein zweites Datenpaket 13 zu konvertieren (S4). Die Konvertierung kann insbesondere eine Serialisierung des Datenbankeintrags 9 umfassen. Der der zweiten Schnittstelle zugeordnete Datenadapter 11 kann das zweite Datenpaket 13 der zweiten Schnittstelle 3b bereitstellen. Die zweite Schnittstelle 3b kann beispielsweise ein herstellerspezifisches Transportprotokoll umfassen. Die zweite Schnittstelle 3b kann das zweite Datenpaket 13 an eine zweite Recheneinheit 6 übermitteln (S5).
Insgesamt zeigen die Beispiele, wie durch die Erfindung eine schnittstellenübergreifende Kommunikation zwischen Recheneinheiten eines Fahrzeugs ermöglicht wird.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 60112224 T2 [0004]
DE 102016200075 A1 [0005]
US 20140189888 A1 [0006]

Claims

Verfahren zur zentralen Verwaltung und Bereitstellung von Daten mittels eines mehrere Schnittstellen (3) aufweisenden zentralen Speichersystems (1) eines Fahrzeugs (2), umfassend die Schritte: - Übertragen (S1) eines ersten Datenpakets (12) von einer ersten Recheneinheit (5) an eine erste Schnittstelle (3a) des zentralen Speichersystems (1) des Fahrzeugs (2), - Konvertieren (S2) des ersten Datenpakets (12) mittels eines der ersten Schnittstelle (3a) zugeordneten Datenadapters (10) des zentralen Speichersystems (1) in einen an eine Zentraldatenbank (7) des Speichersystems angepassten Datenbankeintrag (9), - Speichern (S3) des Datenbankeintrags (9) in der Zentraldatenbank (7) nach einem vorbestimmten Datenmodell (8), - Lesen (S4) des Datenbankeintrags (9) aus der Zentraldatenbank (7) und Konvertieren des Datenbankeintrags (9) in ein zweites Datenpaket (13) mittels eines einer zweiten Schnittstelle (3b) zugeordneten Datenadapters (11) des zentralen Speichersystems (11), - Übertragen (S5) des zweiten Datenpakets (13) durch die zweite Schnittstelle (3b) des zentralen Speichersystems (1) des Fahrzeugs (2) an eine zweite Recheneinheit (6).
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Datenbankeintrag (9) in der Zentraldatenbank (7) nach einem hierarchisch gegliedertem Datenmodell (8) gespeichert wird.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Datenbankeintrag (9) in der Zentraldatenbank (7) nach dem hierarchisch gegliedertem Datenmodell (8) in einer Baumstruktur (14) gespeichert wird.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Datenbankeintrag (9) in einer untergeordneten Datenbank (15) der Zentraldatenbank (7), welche als ein Teilbaum (16) in die Baumstruktur (14) eingebunden ist, gespeichert wird.
Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Datenbankeintrag (9) in der Zentraldatenbank (7) nach dem hierarchisch gegliedertem Datenmodell (8) mit zumindest einer virtuellen Baumstruktur (17) gespeichert wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Datenbankeintrag (9) in die Zentraldatenbank (7) gespeichert wird, wobei das zentrale Speichersystem (1) zumindest zwei fahrzeuginterne Speichergeräte (18) zur Speicherung der Zentraldatenbank (7) umfasst.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Datenbankeintrag (9) in die Zentraldatenbank (7) gespeichert wird, wobei das zentrale Speichersystem (1) zumindest ein fahrzeugexternes Speichergerät (19) zur Speicherung der Zentraldatenbank (7) umfasst.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Datenbankeintrag (9) der Zentraldatenbank (7) mittels eines Konvertierungsdatenadapters (20) des zentralen Speichersystems (11) in einen zweiten Datenbankeintrag (21) der Zentraldatenbank (7) konvertiert wird.
Zentrales Speichersystem (1) zur zentralen Verwaltung und Bereitstellung von Daten in einem Fahrzeug (2), umfassend mehrere Schnittstellen (3) und diesen zugeordnete Datenadapter (10,11), welches dazu eingerichtet ist, ein Verfahren nach einem Ansprüche 1 bis 8 durchzuführen.
Fahrzeug mit einem zentralen Speichersystem nach Anspruch 9.