DE102021107044A1 - Safety-relevant computer system with a data memory and a data memory - Google Patents

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DE102021107044A1
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Sergej Vaitkevitch
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    • G—PHYSICS
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein sicherheitsrelevantes Rechnersystem mit einem Rechner (RE), einen ersten und zweiten nicht flüchtigen, beschreibbaren Datenspeicher (1stMEM, 2ndMEM) und einer Programmiereinheit (PRG). Die Programmiereinheit (PRG) ist zum wahlweisen Programmieren des ersten Datenspeichers (1stMEM) und zum wahlweisen Programmieren des zweiten Datenspeichers (1stMEM) eingerichtet. In dem ersten nicht flüchtigen Datenspeicher (1stMEM) befinden sich Befehlscodes, die von dem Rechner (RE) gelesen und ausgeführt werden und ggf. auch erste Programmdaten, die der Rechner (RE) lesen und verarbeiten kann und die bevorzugt während der Programmausführung nicht umprogrammiert werden. In dem zweiten nicht flüchtigen Datenspeicher (2ndMEM) können sich zweite Programmdaten befinden, die der Rechner (RE) lesen und verarbeiten kann und die während der Programmausführung umprogrammiert werden können. Die Programmiereinheit (PRG) kann ein Datum als nicht flüchtiges zweites Programmdatum in dem zweiten nicht flüchtigen Datenspeicher (2ndMEM) abspeichern. Der Rechner (RE) liest einen oder mehrere Befehlscodes aus dem ersten nicht flüchtigen Datenspeicher (1stMEM) und/oder führt einen oder mehrere Befehlscodes aus dem ersten nicht flüchtigen Datenspeicher (1stMEM) aus, während zeitparallel dazu die Programmiereinheit (PRG) das besagten Datum im zweiten nicht flüchtigen Datenspeicher (2ndMEM) abspeichert. Der Rechner (RE) kann ggf. ein oder mehrere erste Programmdaten aus dem ersten nicht flüchtigen Datenspeicher (1stMEM) lesen und/oder verarbeiten. Während der Ausführung des sicherheitsrelevanten Programms, insbesondere durch den Rechner (RE), führt die Programmiereinheit (PRG) keine Schreibvorgänge von Daten in den ersten nicht flüchtigen Datenspeicher (1stMEM) durch. Das sicherheitsrelevante Programm umfasst Befehlscodes und ggf. erste Programmdaten, die sich im dem ersten nicht flüchtigen Datenspeicher (1stMEM) befinden.The invention relates to a safety-relevant computer system with a computer (RE), a first and second non-volatile, writable data memory (1stMEM, 2ndMEM) and a programming unit (PRG). The programming unit (PRG) is set up for selectively programming the first data memory (1stMEM) and for selectively programming the second data memory (1stMEM). The first non-volatile data memory (1stMEM) contains command codes that are read and executed by the computer (RE) and possibly also first program data that the computer (RE) can read and process and that are preferably not reprogrammed during program execution . The second non-volatile data memory (2ndMEM) can contain second program data which the computer (RE) can read and process and which can be reprogrammed during program execution. The programming unit (PRG) can store a datum as a non-volatile second program datum in the second non-volatile data memory (2ndMEM). The computer (RE) reads one or more command codes from the first non-volatile data memory (1stMEM) and/or executes one or more command codes from the first non-volatile data memory (1stMEM), while the programming unit (PRG) simultaneously reads the said date in the second non-volatile data memory (2ndMEM). If necessary, the computer (RE) can read and/or process one or more first program data from the first non-volatile data memory (1stMEM). During the execution of the safety-related program, in particular by the computer (RE), the programming unit (PRG) does not write any data into the first non-volatile data memory (1stMEM). The safety-related program includes command codes and possibly first program data that are in the first non-volatile data memory (1stMEM).

Description

Feld der Erfindungfield of invention

Die Erfindung richtet sich auf ein Verfahren zum Betreiben eines sicherheitsrelevanten Rechnersystems mit einem Programmspeicher und einem Datenspeicher und auf eine entsprechende Vorrichtung.The invention relates to a method for operating a safety-relevant computer system with a program memory and a data memory and to a corresponding device.

Allgemeine EinleitungGeneral introduction

Rechnersysteme mit nicht flüchtigen Speichern werden in vielfältigen Anwendungen in Fahrzeugen eingesetzt. Viele dieser Anwendungen sind sicherheitsrelevant und zeitkritisch. Die Zugriffszeit und die Programmierzeit hängen dabei sehr stark von der Art der verwendeten nichtflüchtigen Speicher ab.Computer systems with non-volatile memories are used in a variety of applications in vehicles. Many of these applications are safety-related and time-sensitive. The access time and the programming time depend very much on the type of non-volatile memory used.

Wenn ein Rechnersystem nur einen Flashspeicher als nicht flüchtigen Speicher aufweist und Zwischenergebnisse von Berechnungen in einem nicht flüchtigen Speicher abgelegt werden müssen, kann in dieser Zeit der Prozessor nicht weiterarbeiten, da er während der Programmierung nicht auf den nichtflüchtigen Speicher zugreifen kann. Der Grund ist, dass für das Abspeichern der Daten ein ganzer Block in dem Flash-Speicher geschrieben werden muss. Daher muss der Rechner für die Dauer des Abspeichervorgangs auf den Abschluss des Schreibens des nicht flüchtigen Speichers, also des Flash-Speichers warten. Dies kann dazu führen, dass sicherheitskritische Echtzeitanwendungsprogramme, die von dem Rechnersystem ausgeführt werden in sicherheitskritischer Weise in ihrem zeitlichen Ablauf gestört werden. Ziel muss es sein, dass ein solches Anhalten des Prozesses nicht notwendig ist.If a computer system only has a flash memory as non-volatile memory and intermediate results of calculations have to be stored in a non-volatile memory, the processor cannot continue to work during this time because it cannot access the non-volatile memory during programming. The reason is that in order to save the data, a whole block has to be written in the flash memory. The computer must therefore wait for the writing of the non-volatile memory, ie the flash memory, to be completed for the duration of the saving process. This can result in safety-critical real-time application programs that are executed by the computer system being disrupted in their timing in a safety-critical manner. The goal must be that it is not necessary to stop the process in this way.

Zum Stand der TechnikTo the state of the art

Aus dem Stand der Technik ist die US 8 018 790 B2 bekannt. Diese beschreibt ein Speichersystem, das einen seriellen Anschluss hat, der in Datenkommunikation mit einer nichtflüchtigen Speichermatrix steht, und eine Logik, die eine serielle Schnittstelle verwendet, um die Übertragung von kodierten Daten von der Matrix zum seriellen Anschluss zu steuern.From the prior art is the U.S. 8,018,790 B2 known. This describes a memory system having a serial port in data communication with a non-volatile memory array and logic using a serial interface to control the transfer of encoded data from the array to the serial port.

Des Weiteren ist die US 6 950 337 B2 bekannt. Diese beschreibt eine nichtflüchtige Speichervorrichtung mit einer Speichermatrix mit Zellen, die in Speicherbänken organisiert sind, und Lese-/Schreibselektoren, die den jeweiligen Zellen zugeordnet sind und die Zellen abwechselnd mit zwei Sätzen von Leseverstärkern verbinden.Furthermore, the U.S. 6,950,337 B2 known. This describes a non-volatile memory device having a memory matrix with cells organized into memory banks and read/write selectors associated with the respective cells and connecting the cells alternately to two sets of sense amplifiers.

Aus der US 10 403 342 B2 ist eine hybride Flash-Speichervorrichtung, z. B. ein Floating-Gate-Speicher, bekannt, die in elektronischen Geräten wie Mobiltelefonen verwendet wird. Sie weist einen Daten-Flash-Speicher, der einzelne Speicherzellen enthält, und eine Unterstützungsschaltung, die Decoder, Leseverstärker und Logikschaltungen enthält, auf.From the U.S. 10,403,342 B2 is a hybrid flash memory device, e.g. B. a floating gate memory, known, which is used in electronic devices such as mobile phones. It has a data flash memory containing individual memory cells and support circuitry containing decoders, sense amplifiers and logic circuits.

Aus der US 2017 358 357 A1 ist eine Speichervorrichtung mit einer Speichermatrix und einem Zeilendecoder bekannt, der mit der Speichermatrix verbunden ist. Der Spaltendecoder ist mit der Speichermatrix verbunden. Eine Programmiereinheit ist mit einer Löscheinheit verbunden.From the U.S. 2017 358 357 A1 a memory device is known with a memory matrix and a row decoder connected to the memory matrix. The column decoder is connected to the memory matrix. A programming unit is connected to an erasing unit.

Aus der US 2013 054 905 A1 ist ein Verfahren zum Durchführen von gleichzeitigen Speicheroperationen in einer Speichereinrichtung, die in einem Computersystem, z.B. einem Laptop, verwendet wird, bekannt. Sie beinhaltet das Aufheben der Zuordnung von virtuellen Speicheradressen, die physikalischen Speicherplätzen entsprechen, an denen eine Schreiboperation durchgeführt wird.From the U.S. 2013 054 905 A1 a method for performing concurrent memory operations in a memory device used in a computer system, eg a laptop, is known. It involves deallocating virtual memory addresses that correspond to physical memory locations to which a write operation is being performed.

Aus der JP 3 779 209 B B2 ist eine synchrone Flash-Speichervorrichtung, z. B. SDRAM, bekannt. Die synchrone Flash-Speichervorrichtung weist Arrays nichtflüchtiger Speicherzellen in adressierbaren Blöcken aufweist. Die nichtflüchtigen Speicherzellen sind mit einer Schaltung gekoppelt sind, die gleichzeitig erste und zweite Daten lesen bzw. in erste und zweite Blöcke schreiben kann.From the JP 3 779 209 B B2 is a synchronous flash memory device, e.g. B. SDRAM known. The synchronous flash memory device has arrays of non-volatile memory cells in addressable blocks. The non-volatile memory cells are coupled to circuitry capable of simultaneously reading and writing first and second data to first and second blocks.

Aus der US 6 512 693 B2 ist eine Halbleitervorrichtung, wie z.B. ein EEPROM-Flash-Speicher, bekannt, der einen Datenlöschteil aufweist. Der Datenlöschteil löscht Daten aus einem ausgewählten Block in einem durch einen Kernauswahlteil ausgewählten Kern.From the U.S. 6,512,693 B2 a semiconductor device such as an EEPROM flash memory is known which has a data erasing part. The data erasing part erases data from a selected block in a core selected by a core selecting part.

Aus der US 7 911 824 B2 ist eine nichtflüchtige Speichervorrichtung, z.B. eine Speichereinrichtung vom Phasenwechseltyp, bekannt. Die nichtflüchtige Speichervorrichtung steuert einen Einschreibumschalter und einen Ausleseumschalter, um einen Auslesespeicher und eine Einschreibeinheit zu einer bestimmten Speicherzellenanordnung zu einer vordefinierten Zeit zu verbinden.From the U.S. 7,911,824 B2 For example, a non-volatile memory device such as a phase change type memory device is known. The non-volatile memory device controls a write-in switch and a read-out switch to connect a read-out memory and a write-in unit to a specific memory cell array at a predefined time.

Aus der US 7 079 417 B2 ist eine elektrisch programmierbare Nur-Lese-Flash-Speichervorrichtung mit lokaler Zeilendecoderschaltung zur Ansteuerung von Wortleitungen bekannt, die dazu dient Lese- und Schreibsteuersignale zu trennen.From the U.S. 7,079,417 B2 an electrically programmable read only flash memory device with local row decoder circuitry for driving word lines is known, which serves to separate read and write control signals.

Aus der US 6 628 563 B1 ist eine Integrierte Speicherschaltung, z. B. ein Flash-Speicher für Computer, bekannt, der die Auswahl der Zeile der Blockanordnung und die digitale Datenübertragung zwischen den Bitleitungen steuert, um eine gleichzeitige Übertragung zwischen den Speicherzellen zu ermöglichen.From the U.S. 6,628,563 B1 is an integrated memory circuit, e.g. B. a flash memory for computers known, the selection of the line of the block arrangement and the digital data transmission between the bit lines to allow simultaneous transfer between the memory cells.

Aus der US 2017 199 666 A1 ist eine Vorrichtung zur Durchführung eines gleichzeitigen Multithread-Zugriffs auf verschiedene Partitionen eines nichtflüchtigen Speichers bekannt. Die Vorrichtung weist einen Controller zur Bereitstellung jedes Speicherzugriffsbefehls an einen lokalen Controller auf, der einer entsprechenden Zielpartition zugeordnet ist.From the U.S. 2017 199 666 A1 a device for performing a simultaneous multithreaded access to different partitions of a non-volatile memory is known. The device has a controller for providing each memory access command to a local controller associated with a corresponding target partition.

Aus der US 7 095 648 B2 ist eine magnetoresistive Speicherzellenmatrix für einen Speicher mit wahlfreiem Zugriff bekannt. Die magnetoresistive Speicherzellenmatrix weist Spalten- und Zeilenauswahldekodierern zum Lesen von Zellen und Schreiben in andere Zellen der Spalte bzw. Zeile auf, wobei die Speicherzellen in einem Array angeordnet sind.From the U.S. 7,095,648 B2 a magnetoresistive memory cell array for a random access memory is known. The magnetoresistive memory cell matrix has column and row select decoders for reading cells and writing to other cells of the column and row, respectively, with the memory cells being arranged in an array.

Aus der US 9 734 911 B2 ist ein Massenspeichersystem für ein Hostsystem, z.B. einen Tablet-Computer, mit einem Controller bekannt, der Daten vollständig parallel in mehrere Flash-Speicherchips oder unabhängig und asynchron in jeden Chip anforderungsabhängig liest oder schreibt.From the U.S. 9,734,911 B2 discloses a mass storage system for a host system, such as a tablet computer, with a controller that reads or writes data fully in parallel to multiple flash memory chips or independently and asynchronously to each chip on demand.

Aus der US 5 959 887 A ist ein Speicherzellenfeld eines nichtflüchtigen Halbleiterspeichers bekannt, das in zwei Speicherzellenblöcke unterteilt ist, um einen dualen Betrieb durchzuführen.From the U.S. 5,959,887A discloses a memory cell array of a non-volatile semiconductor memory divided into two memory cell blocks to perform dual operation.

Aus der US 6 260 103 B1 ist ein Schreib-Lese-Speicher für ein zellulares Telefon, mit Lese-Lese-Verstärkern, bekannt, die während des Lesevorgangs mit der Lese-Speicherebene gekoppelt sind. Der Schreib-Lese-Speicherumfasst Verifizierungs-Lese-Verstärkern, die während des Schreib- oder Löschvorgangs des Speichers mit der Schreib-Speicherebene gekoppelt sind.From the U.S. 6,260,103 B1 is known a random access memory for a cellular phone, with read-read amplifiers coupled to the read-memory plane during the read operation. The random access memory includes verify read amplifiers coupled to the write memory plane during the memory write or erase operation.

Aus der US 5 587 948 ist ein nichtflüchtiger Festkörperspeicher für Flash-EEPROM vom NAND-Typ in einer Speicherkarte bekannt, der eine Selektorschaltung zum Auswählen einer Speicherzelle aufweist, die mit jeder durch ein erstes und ein zweites NAND-Gatter-Array gebildeten Bitleitung verbunden istFrom the U.S. 5,587,948 discloses a NAND type non-volatile solid state memory for flash EEPROM in a memory card, comprising a selector circuit for selecting a memory cell connected to each bit line formed by first and second NAND gate arrays

Aus der US 2006 077 737 A1 ist eine nichtflüchtige Halbleiterspeichervorrichtung, z.B. ein MRAM, bekannt. Die nichtflüchtige Halbleiterspeichervorrichtung weist eine Steuerschaltung auf, die selektiv aktiviert wird, um den durch die Verstärkerschaltung und die Vorladeschaltung fließenden Strom durch eine ausgewählte Speicherzellenreihe zu verstärken.From the U.S. 2006 077 737 A1 a non-volatile semiconductor memory device such as an MRAM is known. The non-volatile semiconductor memory device includes a control circuit that is selectively activated to boost the current flowing through the booster circuit and the precharge circuit through a selected row of memory cells.

Aus der EP 0 914 659 A1 ist ein nichtflüchtiger Speicher, z. B. ein EEPROM oder ein Flash-Speicher - bekannt, der über zwei Arrays mit einem einzigen Satz von Adress- und Datenleitungen verfügt, die sich einen gemeinsamen Zeilendecoder, Leseverstärker, Daten-E/A-Puffer und Steuerlogik teilen, aber separate Spaltendecoder, Spaltenauswahlschaltungen und Daten-Latches haben.From the EP 0 914 659 A1 is a non-volatile memory, e.g. an EEPROM or a flash memory - known to have two arrays with a single set of address and data lines, sharing a common row decoder, sense amplifier, data I/O buffer and control logic, but separate column decoders, Have column select circuits and data latches.

Aus der US 5 847 994 A ist ein Flash-Speicher mit Hintergrundbetrieb bekannt. Der Flash-Speicher umfasst ein Speicherzellen-Array mit Subblöcken, das in Zeilen und Spalten angeordnete Speicherzellen enthält, entsprechend denen Wortleitungen, Source-Leitung, Sub-Bit-Leitungen und Select-Gates vorgesehen sind.From the U.S. Patent No. 5,847,994 a flash memory with background operation is known. The flash memory includes a memory cell array with sub-blocks including memory cells arranged in rows and columns, corresponding to which word lines, source line, sub-bit lines and select gates are provided.

Aus der EP 0 944 906 A1 ist ein Flash-Speicher-Halbleiterchip, insbesondere für den Einsatz in Mobiltelefonen bekannt, der eine Dual-Port-Struktur und eine Auswahlschaltung umfasst, die Leseoperationen in einem Array-Sektor ermöglicht, während ein anderer Sektor programmiert oder gelöscht wird.From the EP 0 944 906 A1 is a flash memory semiconductor chip, particularly for use in mobile phones, comprising a dual-port structure and a selection circuit that allows read operations in one sector of the array while another sector is being programmed or erased.

Aus der US 6 292 392 B1 ist eine Steuerschaltung für nichtflüchtigen Halbleiterspeicher zum Speichern, Lesen und Prüfen von Daten bekannt, die einen Leseverstärker in jedem Zellenfeld umfasst, mit denen mehrere Operationen gleichzeitig durchgeführt werden.From the U.S. 6,292,392 B1 a control circuit for non-volatile semiconductor memory for storing, reading and checking data is known, comprising a sense amplifier in each cell array, with which multiple operations are performed simultaneously.

Aus der US 2011 060 868 A1 ist ein nichtflüchtiger Speicher, z.B. ein NAND-Flash-Speicher, für die Verwendung in z. B. Computersystemen bekannt, der über dedizierte Ressourcen, z. B. Lese-Controller, verfügt, die jeweils eine Art von Speicheroperation auf einer bestimmten Bank innerhalb von Bänken ermöglichen.From the U.S. 2011 060 868 A1 is non-volatile memory, e.g. NAND flash memory, for use in e.g. B. known computer systems that have dedicated resources such. B. read controllers, each allowing a type of memory operation on a particular bank within banks.

Aus der EP 0 165 822 A ist eine Speicherzugriffssteuerung bekannt, die die Auslastung erhöht und die einen verbesserten Durchsatz der Datenbusleitungen zwischen Hauptspeicher und Speichersteuereinheit ermöglicht.From the EP 0 165 822 A a memory access control is known which increases the utilization and which enables an improved throughput of the data bus lines between the main memory and the memory control unit.

Alle diese Schriften lösen das geschilderte Problem mit den Merkmalen der hier vorgelegten Schrift nicht.None of these writings solve the problem described with the characteristics of the writing presented here.

Aufgabetask

Dem Vorschlag liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Lösung zu schaffen die den obigen Nachteil des Stands der Technik nicht aufweist und weitere Vorteile aufweist.The proposal is therefore based on the object of creating a solution that does not have the above disadvantage of the prior art and has other advantages.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren nach Anspruch 1 und eine Vorrichtung nach Anspruch 2 gelöst.This object is achieved by a method according to claim 1 and a device according to claim 2.

Lösung der Aufgabesolution of the task

Der nicht flüchtige Programmspeicher wird vom nicht flüchtigen Datenspeicher für diese Daten, die in einem nicht flüchtigen Speicher während des Programmablaufs während des sicherheitskritischen Betriebs abgelegt werden müssen, physikalisch getrennt. Hierdurch kann das abzulegende Datum in den nicht flüchtigen, zweiten Datenspeicher (2nd MEM) geschrieben werden ohne dass der Rechner (RE) und damit das Programm hierfür angehalten werden muss, da der erste Datenspeicher (1st MEM) mit den Programmbefehlen und den nicht umzuprogrammierenden Programmdaten weiterhin dem Rechner (RE) zur Verfügung steht.The non-volatile program memory is physically separated from the non-volatile data memory for this data, which must be stored in a non-volatile memory during program execution during safety-critical operation. As a result, the date to be stored can be written to the non-volatile, second data memory (2nd MEM ) without the computer (RE) and thus the program having to be stopped for this purpose, since the first data memory (1st MEM ) contains the program commands and the program data to be reprogrammed is still available to the computer (RE).

Das Rechnersystem umfasst somit einen Rechner (RE), beispielsweise einen Mikrokontroller-Kern, einen ersten, nicht flüchtigen, beschreibbaren Datenspeicher (1st MEM) und einen zweiten, nicht flüchtigen, beschreibbaren Datenspeicher (2nd MEM) und eine Programmiereinheit (PROG). Die Programmiereinheit (PROG) kann bei Bedarf ein Verfahren zur Programmierung des ersten nicht flüchtigen, beschreibbaren Datenspeichers (1st MEM) mit Daten und/oder Programmbefehlen für den Rechner (RE) ausführen. Die Programmiereinheit (PRG) kann bei Bedarf das Verfahren zur Programmierung des ersten nicht flüchtigen, beschreibbaren Datenspeichers (1st MEM) auch zur Programmierung des zweiten nicht flüchtigen, beschreibbaren Datenspeichers (2nd MEM) verwenden. Das bedeutet, dass die Programmiereinheit (PRG) zum wahlweisen Programmieren des ersten Datenspeichers (1st MEM) und zum wahlweisen Programmieren des zweiten Datenspeichers (2nd MEM) eingerichtet und/oder vorgesehen ist. In dem ersten nicht flüchtigen Datenspeicher (1st MEM) befinden sich bevorzugt u.a. Befehlscodes auf die der Rechner (RE) über einen Datenbus (DB) zugreifen kann und die der Rechner (RE) ausführen kann. Der Rechner (RE) des Rechnersystems liest diese Befehlscodes im ersten Datenspeicher (1st MEM) und führt diese während der Ausführung des sicherheitskritischen Programms aus. Die Befehlscodes bilden das Rechnerprogramm, das der Rechner (RE) ausführt. In dem ersten nicht flüchtigen Datenspeicher (1st MEM) befinden sich somit bevorzugt erste Programmdaten, die ggf. von dem Rechner (RE) gelesen und verarbeitet werden. In dem zweiten nicht flüchtigen Datenspeicher (2nd MEM) befinden sich im Gegensatz dazu bevorzugt zweite Programmdaten, die ggf. von dem Rechner (RE) des Rechnersystems gelesen und verarbeitet werden. Bevorzugt befinden sich im zweiten nicht flüchtigen Datenspeicher (2nd MEM) keine Befehlscodes, damit bei einem Schreiben des zweiten nicht flüchtigen Datenspeichers (2nd MEM) der Rechner (RE) des Rechnersystems nicht auf den Abschluss des Schreibvorgangs der Programmiereinheit (PRG) warten muss, um aus dem ersten nicht flüchtigen Datenspeicher (1st MEM) den nächsten Befehlscode zu erhalten.The computer system thus comprises a computer (RE), for example a microcontroller core, a first, non-volatile, writable data memory (1st MEM ) and a second, non-volatile, writable data memory (2nd MEM) and a programming unit ( PROG ). If required, the programming unit (PROG) can execute a method for programming the first non-volatile, writable data memory (1st MEM ) with data and/or program instructions for the computer (RE). The programming unit (PRG) can also use the method for programming the first non-volatile, writable data memory (1st MEM ) to program the second non-volatile, writable data memory (2nd MEM ) if required. This means that the programming unit (PRG) is set up and/or provided for selectively programming the first data memory (1st MEM ) and for selectively programming the second data memory (2nd MEM ). The first non-volatile data memory (1st MEM ) preferably contains, inter alia, command codes which the computer (RE) can access via a data bus (DB) and which the computer (RE) can execute. The computer (RE) of the computer system reads these command codes in the first data memory (1st MEM ) and executes them during execution of the safety-critical program. The command codes form the computer program that the computer (RE) executes. The first non-volatile data memory (1st MEM ) therefore preferably contains first program data which may be read and processed by the computer (RE). In contrast to this, the second non-volatile data memory (2nd MEM ) preferably contains second program data which may be read and processed by the computer (RE) of the computer system. There are preferably no command codes in the second non-volatile data memory (2nd MEM ), so that when the second non-volatile data memory (2nd MEM ) is written, the computer (RE) of the computer system does not have to wait for the programming unit (PRG) to complete the write process , to get the next command code from the first non-volatile data memory (1 st MEM).

Ein auf einem solchen Rechnersystem aufsetzendes, entsprechendes Verfahren zum Betreiben des sicherheitsrelevanten Rechnersystems umfasst bevorzugt die Schritte:

  1. A) Abspeichern eines Datums als nicht flüchtiges zweites Programmdatum in dem zweiten nicht flüchtigen Datenspeicher (2nd MEM),
  2. B) Lesen und Ausführen von einem oder mehr Befehlscodes aus dem ersten nicht flüchtigen Datenspeicher (1st MEM) und/oder Lesen und Verarbeitung von einem oder mehreren ersten Programmdaten aus dem ersten nicht flüchtigen Datenspeicher (1st MEM) während des Abspeicherns des Datums im zweiten nicht flüchtigen Datenspeicher (2nd MEM), wobei während der Ausführung des sicherheitsrelevanten Programms bestehend aus Befehlscodes aus dem ersten nicht flüchtigen Datenspeicher (1st MEM) und ggf. ersten Programmdaten im dem ersten nicht flüchtigen Datenspeicher (1st MEM) keine Schreibvorgänge von Daten in den ersten nicht flüchtigen Datenspeicher (1st MEM) erfolgen.
A corresponding method for operating the safety-relevant computer system based on such a computer system preferably comprises the following steps:
  1. A) Saving a datum as a non-volatile second program datum in the second non-volatile data memory (2nd MEM ),
  2. B) Reading and executing one or more command codes from the first non-volatile data memory (1st MEM ) and/or reading and processing one or more first program data from the first non-volatile data memory (1st MEM ) while storing the date in second non-volatile data memory (2nd MEM ), wherein during the execution of the safety-related program consisting of command codes from the first non-volatile data memory (1st MEM ) and possibly first program data in the first non-volatile data memory (1st MEM ) no write operations of Data in the first non-volatile data memory (1 st MEM) done.

Bei der zugehörigen Vorrichtung handelt es sich um ein sicherheitsrelevantes Rechnersystem für die Verwendung in Fahrzeugen. Das Rechnersystem umfasst einen Rechner (RE), einen ersten nicht flüchtigen, beschreibbaren Datenspeicher (1st MEM), einen zweiten nicht flüchtigen, beschreibbaren Datenspeicher (2nd MEM) und eine Programmiereinheit (PRG). Die Programmiereinheit (PRG) kann ein Verfahren zur Programmierung des ersten nicht flüchtigen, beschreibbaren Datenspeichers (1st MEM) ausführen. Die Programmiereinheit (PRG) kann das Verfahren zur Programmierung des ersten nicht flüchtigen, beschreibbaren Datenspeichers (1st MEM) auch zur Programmierung des zweiten nicht flüchtigen, beschreibbaren Datenspeichers (2nd MEM) verwenden. Die Programmiereinheit (PRG) ist somit zum wahlweisen Programmieren des ersten Datenspeichers (1st MEM) und zum wahlweisen Programmieren des zweiten Datenspeichers (2nd MEM) eingerichtet und vorgesehen. In dem ersten nicht flüchtigen Datenspeicher (1st MEM) befinden sich Befehlscodes, die von dem Rechner (RE) gelesen und ausgeführt werden. In dem ersten nicht flüchtigen Datenspeicher (1st MEM) befinden sich ggf. auch erste Programmdaten, die der Rechner (RE) lesen und verarbeiten kann und die bevorzugt während der Programmausführung nicht umprogrammiert werden. In dem zweiten nicht flüchtigen Datenspeicher (2nd MEM) können sich zweite Programmdaten befinden, die der Rechner (RE) lesen und verarbeiten kann und die während der Programmausführung umprogrammiert werden können. Die Programmiereinheit (PRG) kann ein Datum als nicht flüchtiges zweites Programmdatum in dem zweiten nicht flüchtigen Datenspeicher (2nd MEM) abspeichern. Der Rechner (RE) liest einen oder mehrere Befehlscodes aus dem ersten nicht flüchtigen Datenspeicher (1st MEM) und/oder führt einen oder mehrere Befehlscodes aus dem ersten nicht flüchtigen Datenspeicher (1st MEM) aus, während zeitparallel dazu die Programmiereinheit (PRG) das besagten Datum im zweiten nicht flüchtigen Datenspeicher (2nd MEM) abspeichert. Der Rechner (RE) kann ggf. ein oder mehrere erste Programmdaten aus dem ersten nicht flüchtigen Datenspeicher (1st MEM) lesen und/oder verarbeiten. Während der Ausführung des sicherheitsrelevanten Programms, insbesondere durch den Rechner (RE), führt die Programmiereinheit (PRG) keine Schreibvorgänge von Daten in den ersten nicht flüchtigen Datenspeicher (1st MEM) durch. Das sicherheitsrelevante Programm umfasst Befehlscodes und ggf. erste Programmdaten, die sich im dem ersten nicht flüchtigen Datenspeicher (1st MEM) befinden.The associated device is a safety-relevant computer system for use in vehicles. The computer system comprises a computer (RE), a first non-volatile, writable data memory (1st MEM ), a second non-volatile, writable data memory (2nd MEM ) and a programming unit (PRG). The programming unit (PRG) can perform a method for programming the first non-volatile writable data memory (1st MEM ). The programming unit (PRG) can also use the method for programming the first non-volatile, writable data memory (1st MEM ) to program the second non-volatile, writable data memory (2nd MEM ). The programming unit (PRG) is thus set up and provided for selectively programming the first data memory (1st MEM ) and for selectively programming the second data memory (2nd MEM ). The first non-volatile data memory (1st MEM ) contains command codes that are read and executed by the computer (RE). The first non-volatile data memory (1st MEM ) may also contain first program data which the computer (RE) can read and process and which are preferably not reprogrammed during program execution. The second non-volatile data memory (2nd MEM ) can contain second program data which the computer (RE) can read and process and which can be reprogrammed during program execution. The programming unit (PRG) can set a date as store non-volatile second program data in the second non-volatile data memory (2nd MEM ). The computer (RE) reads one or more command codes from the first non-volatile data memory (1st MEM ) and/or executes one or more command codes from the first non-volatile data memory (1st MEM ), while the programming unit (PRG) stores said date in the second non-volatile data memory (2nd MEM ). If necessary, the computer (RE) can read and/or process one or more first program data from the first non-volatile data memory (1st MEM ). During the execution of the safety-relevant program, in particular by the computer (RE), the programming unit (PRG) does not write any data into the first non-volatile data memory (1st MEM ). The security-related program includes command codes and possibly first program data that are in the first non-volatile data memory (1st MEM ).

Beschreibung der Figurdescription of the figure

1 zeigt das oben beschriebene Rechnersystem. Das Rechnersystem umfasst den Rechner (RE), der beispielsweise ein Mikrocontroller sein kann. Der Rechner greift über einen Datenbus (DB) auf den ersten, nicht flüchtigen Arbeitsspeicher (1st MEM) zu. Der Rechner (RE) liest aus dem ersten nicht flüchtigen Datenspeicher (1st MEM) die Befehlscodes und die Programmdaten aus. Der Rechner (RE) führt diese Befehlscodes nach dem Lesen aus. Dabei ist es das Ziel, dass die Abarbeitung der Befehlscodes bei der Abarbeitung sicherheitskritischer Programme durch den Rechner (RE) unverzüglich erfolgt. 1 shows the computer system described above. The computer system includes the computer (RE), which can be a microcontroller, for example. The computer accesses the first, non-volatile main memory (1st MEM ) via a data bus (DB). The computer (RE) reads the command codes and the program data from the first non-volatile data memory (1st MEM ). The computer (RE) executes these command codes after reading them. The aim here is that the processing of the command codes when processing safety-critical programs by the computer (RE) takes place immediately.

Der Rechner (RE) kann über ein Programmiersignal (PC), das ggf. auch über den Datenbus (DB) an die Programmiervorrichtung (PRG) übertragen werden kann, die Programmiervorrichtung (PRG) zur Programmierung eines Datums im ersten nicht flüchtigen Datenspeicher (1st MEM) oder im zweiten nicht flüchtigen Datenspeicher (2nd MEM) veranlassen. In dem Beispiel der 1 Programmiert die Programmiervorrichtung (PRG) das Datum über einen Programmierdatenbus (PDB) in den jeweiligen nicht flüchtigen Datenspeicher (1st MEN, 2nd MEM) ein. In dem Beispiel der 1 signalisiert die Programmiervorrichtung (PRG) über ein Speicherzugriffssignal (MAS) dem Rechner (RE) auf welchen Datenspeicher (1st MEN, 2nd MEM) die Programmiervorrichtung (PRG) gerade zugreift. Will der Rechner (RE) auf einen Datenspeicher der Datenspeicher (1st MEN, 2nd MEM) zugreifen, der gerade von der Programmiervorrichtung (PRG) mit einem Datum programmiert wird, so muss der Rechner (RE) warten, bis die Programmiervorrichtung (PRG) diesen Datenspeicher wieder frei gibt. Diese Freigabe signalisiert die Programmiervorrichtung (PRG) dem Rechner bevorzugt ebenfalls über das Speicherzugriffssignal.The computer (RE) can use a programming signal (PC), which can also be transmitted to the programming device (PRG) via the data bus (DB), the programming device (PRG) for programming a date in the first non-volatile data memory (1 st MEM) or in the second non-volatile data memory (2nd MEM ). In the example of 1 The programming device (PRG) programs the data into the respective non-volatile data memory (1st MEN , 2nd MEM ) via a programming data bus (PDB). In the example of 1 the programming device (PRG) uses a memory access signal (MAS) to signal the computer (RE) which data memory (1st MEN , 2nd MEM ) the programming device (PRG) is currently accessing. If the computer (RE) wants to access a data memory of the data memories (1st MEN , 2nd MEM ) that is currently being programmed with a date by the programming device (PRG), the computer (RE) must wait until the programming device (PRG ) releases this data memory again. The programming device (PRG) signals this release to the computer, preferably also via the memory access signal.

Die in der 1 dargelegte Vorrichtung ist nur ein Beispiel. Für die Beanspruchung sind die Ansprüche maßgeblich.The one in the 1 The device shown is just an example. The claims are decisive for the claim.

Vorteiladvantage

Ein solches Verfahren zum Betreiben eines Rechnersystems hat den Vorteil, dass zum Ersten zwei Flash-Speicher für die Realisierung verwendet werden können. Zum Zweiten wird eine Unterbrechung des Programmablaufs durch Schreibvorgänge vermieden.Such a method for operating a computer system has the advantage that, firstly, two flash memories can be used for the implementation. Secondly, an interruption of the program flow due to write operations is avoided.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN DESCRIPTION

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Claims (2)

Verfahren zum Betreiben eines sicherheitsrelevanten Rechnersystems, - wobei das Rechnersystem einen Rechner (RE) umfasst und - wobei das Rechnersystem einen ersten nicht flüchtigen, beschreibbaren Datenspeicher (1st MEM) umfasst und - wobei das Rechnersystem einen zweiten nicht flüchtigen, beschreibbaren Datenspeicher (2nd MEM) umfasst und - wobei das Rechnersystem über eine Programmiereinheit (PRG) verfügt, die ein Verfahren zur Programmierung des ersten nicht flüchtigen, beschreibbaren Datenspeichers (1st MEM) ausführen kann, und - wobei die Programmiereinheit (PRG) das Verfahren zur Programmierung des ersten nicht flüchtigen, beschreibbaren Datenspeichers (1st MEM) auch zur Programmierung des zweiten nicht flüchtigen, beschreibbaren Datenspeichers (2nd MEM) verwenden kann und - wobei die Programmiereinheit (PRG) zum wahlweisen Programmieren des ersten Datenspeichers (1st MEM) und zum wahlweisen Programmieren des zweiten Datenspeichers (2nd MEM) eingerichtet und vorgesehen ist und - wobei sich in dem ersten nicht flüchtigen Datenspeicher (1st MEM) Befehlscodes befinden, die von dem Rechner (RE) gelesen und ausgeführt werden und - wobei sich in dem ersten nicht flüchtigen Datenspeicher (1st MEM) erste Programmdaten befinden können, die der Rechner (RE) lesen und verarbeiten kann und - wobei sich in dem zweiten nicht flüchtigen Programmspeicher (2nd MEM) zweite Programmdaten befinden können, die der Rechner (RE) lesen und verarbeiten kann, umfassend die Schritte: - Abspeichern eines Datums als nicht flüchtiges zweites Programmdatum in dem zweiten nicht flüchtigen Datenspeicher (2nd MEM), insbesondere durch die Programmiereinheit (PRG); - Lesen und Ausführen von einem oder mehr Befehlscodes aus dem ersten nicht flüchtigen Datenspeicher (1st MEM) und/oder Lesen und Verarbeitung von einem oder mehreren ersten Programmdaten aus dem ersten nicht flüchtigen Datenspeicher (2nd MEM), insbesondere durch den Rechner (RE), während des Abspeicherns des Datums im zweiten nicht flüchtigen Datenspeicher (2nd MEM), insbesondere durch die Programmiereinheit (PRG), - wobei während der Ausführung des sicherheitsrelevanten Programms, insbesondere durch den Rechner (RE), keine Schreibvorgänge von Daten in den ersten nicht flüchtigen Datenspeicher (1st MEM), insbesondere durch die Programmiereinheit (PRG), erfolgen und - wobei das sicherheitsrelevante Programm Befehlscodes umfasst, die sich in dem ersten nicht flüchtigen Datenspeicher (1st MEM) befinden, und - wobei das sicherheitsrelevante Programm ggf. erste Programmdaten umfassen kann, die sich im dem ersten nicht flüchtigen Datenspeicher (1st MEM) befinden.Method for operating a safety-relevant computer system, - the computer system comprising a computer (RE) and - the computer system comprising a first non-volatile, writable data memory (1st MEM ) and - the computer system having a second non-volatile, writable data memory (2nd MEM) and - wherein the computer system has a programming unit (PRG) which can execute a method for programming the first non-volatile, writable data memory (1 st MEM), and - wherein the programming unit (PRG) carries out the method for programming the first non-volatile, writable data memory (1st MEM ) can also be used to program the second non-volatile, writable data memory (2nd MEM ) and - the programming unit (PRG) for selectively programming the first data memory (1st MEM ) and for selective programming of the second data memory (2nd MEM ) is set up and provided and - wherein the first non-volatile data memory (1st MEM ) contains command codes which are read and executed by the computer (RE) and - wherein the first non-volatile data memory (1st MEM ) can contain first program data which the computer (RE) can read and process and - wherein the second non-volatile program memory (2nd MEM ) can contain second program data which the computer (RE) can read and process, comprising the steps: - storing a date as not volatile second program data item in the second non-volatile data memory (2nd MEM ), in particular by the programming unit (PRG); - Reading and executing one or more command codes from the first non-volatile data memory (1st MEM ) and/or reading and processing one or more first program data from the first non-volatile data memory (2nd MEM ), in particular by the computer (RE ), while the date is being saved in the second non-volatile data memory (2nd MEM ), in particular by the programming unit (PRG), - during the execution of the safety-related program, in particular by the computer (RE), no data write operations are carried out in the first non-volatile data memory (1st MEM ), in particular by the programming unit (PRG), and - the safety-related program includes command codes that are located in the first non-volatile data memory (1st MEM ), and - the safety-related program may be may include first program data located in the first non-volatile data memory (1st MEM ). Sicherheitsrelevantes Rechnersystem für die Verwendung in Fahrzeugen, - wobei das Rechnersystem einen Rechner (RE) umfasst und - wobei das Rechnersystem einen ersten nicht flüchtigen, beschreibbaren Datenspeicher (1st MEM) umfasst und - wobei das Rechnersystem einen zweiten nicht flüchtigen, beschreibbaren Datenspeicher (2nd MEM) umfasst und - wobei das Rechnersystem über eine Programmiereinheit (PRG) verfügt, die ein Verfahren zur Programmierung des ersten nicht flüchtigen, beschreibbaren Datenspeichers (1st MEM) ausführen kann, und - wobei die Programmiereinheit (PRG) das Verfahren zur Programmierung des ersten nicht flüchtigen, beschreibbaren Datenspeichers (1st MEM) auch zur Programmierung des zweiten nicht flüchtigen, beschreibbaren Datenspeichers (2nd MEM) verwenden kann und - wobei die Programmiereinheit (PRG) zum wahlweisen Programmieren des ersten Datenspeichers (1st MEM) und zum wahlweisen Programmieren des zweiten Datenspeichers (2nd MEM) eingerichtet und vorgesehen ist und - wobei sich in dem ersten nicht flüchtigen Datenspeicher (1st MEM) Befehlscodes befinden, die von dem Rechner (RE) gelesen und ausgeführt werden und - wobei sich in dem ersten nicht flüchtigen Datenspeicher (1st MEM) erste Programmdaten befinden können, die der Rechner (RE) lesen und verarbeiten kann und - wobei sich in dem zweiten nicht flüchtigen Datenspeicher (2nd MEM) zweite Programmdaten befinden können, die der Rechner (RE) lesen und verarbeiten kann, - wobei die Programmiereinheit (PRG) ein Datum als nicht flüchtiges zweites Programmdatum in dem zweiten nicht flüchtigen Datenspeicher (2nd MEM) abspeichern kann und - wobei der Rechner (RE) einen oder mehrere Befehlscodes aus dem ersten nicht flüchtigen Datenspeicher (1st MEM) liest und/oder ausführt während zeitparallel dazu die Programmiereinheit (PRG) das besagten Datum im zweiten nicht flüchtigen Datenspeicher (2nd MEM) abspeichert und/oder - wobei der Rechner (RE) ggf. ein oder mehrere erste Programmdaten aus dem ersten nicht flüchtigen Datenspeicher (1st MEM) lesen und/oder verarbeiten kann und - wobei während der Ausführung des sicherheitsrelevanten Programms, insbesondere durch den Rechner (RE), die Programmiereinheit (PRG) keine Schreibvorgänge von Daten in den ersten nicht flüchtigen Datenspeicher (1st MEM) durchführt und - wobei das sicherheitsrelevante Programm Befehlscodes umfasst, die sich in dem ersten nicht flüchtigen Datenspeicher (1st MEM) befinden, und - wobei das sicherheitsrelevante Programm ggf. erste Programmdaten umfassen kann, die sich im dem ersten nicht flüchtigen Datenspeicher (1st MEM) befinden.Safety-relevant computer system for use in vehicles, - the computer system comprising a computer (RE) and - the computer system comprising a first non-volatile, writable data memory (1st MEM ) and - the computer system having a second non-volatile, writable data memory (2nd nd MEM) and - wherein the computer system has a programming unit (PRG) which can execute a method for programming the first non-volatile, writable data memory (1 st MEM), and - wherein the programming unit (PRG) carries out the method for programming the first non-volatile, writable data memory (1st MEM ) can also be used to program the second non-volatile, writable data memory (2nd MEM ) and - the programming unit (PRG) for selectively programming the first data memory (1st MEM ) and for selectively Programming the second data memory (2nd MEM ) set up and provided i st and - wherein the first non-volatile data memory (1 st MEM) contains command codes which are read and executed by the computer (RE) and - wherein the first non-volatile data memory (1 st MEM) can contain first program data, which the computer (RE) can read and process and - the second non-volatile data memory (2nd MEM ) being able to contain second program data which the computer (RE) can read and process, - the programming unit (PRG) containing a datum as a non-volatile second program data item in the second non-volatile data memory (2nd MEM ) and - the computer (RE) reading and/or executing one or more command codes from the first non-volatile data memory (1st MEM ) while parallel to this the Programming unit (PRG) stores the said date in the second non-volatile data memory (2nd MEM ) and/or - the computer (RE) possibly storing one or more first program data from de m first non-volatile data memory (1st MEM ) can read and / or process and - wherein during the execution of the security-related program, in particular by the computer (RE), the programming unit (PRG) does not write any data into the first non-volatile data memory (1st MEM ) and - wherein the security-related program includes command codes that are in are located in the first non-volatile data memory (1st MEM ), and - the safety-related program can optionally include first program data that are located in the first non-volatile data memory (1st MEM ).
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