DE102021128637A1 - Gateway and method for connecting a terminal to a bus - Google Patents

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Abstract

Es ist ein Gateway zum Verbinden eines Endgeräts mit einem Bus offenbart, vorzugsweise einem Bus eines Fahrzeugs, besonders bevorzugter Weise einem Bus eines Schienenfahrzeugs. Dieses Gateway (4) umfasst:einen busseitigen Anschluss (6), der zum Verbinden mit dem Bus (2) und zum Austauschen von Daten mit dem Bus (2) ausgebildet ist,einen endgeräteseitigen Anschluss (7), der zum Verbinden mit dem Endgerät (5) und zum Austauschen von Daten mit dem Endgerät (5) ausgebildet ist,einen Nachrichtenspeicher (9), in dem eine Repräsentation von mehreren erlaubten Nachrichten gespeichert ist, wobei eine erlaubte Nachricht jeweils definiert, welches konkrete Zeichen/welche konkrete Zeichenfolge für eine Weiterverarbeitung als erlaubt gelten soll,eine Filtereinheit (8), die jeweils kommunizierend mit dem busseitigen Anschluss (6), dem endgerätseitigen Anschluss (7) und dem Nachrichtenspeicher (9) verbunden ist und die dazu ausgebildet ist, an dem endgeräteseitigen Anschluss (7) empfangene Daten mit mindestens einer der erlaubten Nachrichten aus dem Nachrichtenspeicher (9) zu vergleichen und lediglich bei Übereinstimmung der empfangenen Daten mit einer der mehreren erlaubten Nachrichten die empfangenen Daten für eine Ausgabe an den busseitigen Anschluss (6) weiterzuverarbeiten.Es ist ferner ein entsprechendes Verfahren offenbart.A gateway for connecting a terminal device to a bus is disclosed, preferably a bus of a vehicle, particularly preferably a bus of a rail vehicle. This gateway (4) comprises: a bus-side connection (6) designed to connect to the bus (2) and to exchange data with the bus (2), a terminal-side connection (7) designed to connect to the terminal (5) and is designed to exchange data with the terminal (5),a message memory (9) in which a representation of a plurality of permitted messages is stored, with a permitted message each defining which specific character/which specific character string for a Further processing is to be considered permitted, a filter unit (8) which is connected in a communicating manner to the bus-side connection (6), the terminal-side connection (7) and the message memory (9) and which is designed to connect to the terminal-side connection (7) to compare received data with at least one of the permitted messages from the message memory (9) and to further process the received data for output to the bus-side connection (6) only if the received data match one of the several permitted messages. It is also a corresponding method disclosed.

Description

Die Erfindung betrifft ein Gateway und ein Verfahren zum Verbinden eines Endgeräts mit einem Bus, vorzugsweise einem Bus eines Fahrzeugs, besonders bevorzugter Weise einem Bus eines Schienenfahrzeugs.The invention relates to a gateway and a method for connecting a terminal device to a bus, preferably a vehicle bus, particularly preferably a rail vehicle bus.

Datenbusse dienen dem Austausch von Daten zwischen mehreren Teilnehmern des Busses. Die Daten werden dabei in Bussignale kodiert und die Bussignale über ein Busmedium (Kupferkabel, Lichtwellenleiter, etc.) übertragen. Meist erfolgt der Zugriff auf das Busmedium mittels TDMA - Time Division Multiple Access -, weshalb immer nur ein Teilnehmer Daten in den Datenbus senden darf. Ansonsten überschneiden sich die Bussignale der verschiedenen sendenden Teilnehmer und die Datenübertragungen können sich gegenseitig stören. Bei einigen Bustechnologien wird eine Sendeberechtigung von einem Master an die Teilnehmer vergeben. Dies kann durch Freigabe einzelner Buszugriffe, durch Zuordnen fester Zeitschlitze für die Teilnehmer, durch Vergabe von Sendekanälen und/oder dergleichen erfolgen. Bei anderen Bustechnologien hören Teilnehmer in den Bus hinein und beginnen zu senden, wenn keine Busaktivität erkennbar ist. Sobald eine Kollision von Datenübertragungen mehrerer Teilnehmer möglich ist, sind Mechanismen zur Kollisionserkennung üblich. Wenn eine Kollision erkannt wird, wird geeignet auf die erkannte Kollision reagiert, beispielsweise wird der Sendevorgang abgebrochen und zu einem späteren Zeitpunkt erneut gestartet.Data buses are used to exchange data between several bus participants. The data is encoded in bus signals and the bus signals are transmitted via a bus medium (copper cable, fiber optic cable, etc.). The bus medium is usually accessed using TDMA - Time Division Multiple Access - which is why only one participant is allowed to send data to the data bus at a time. Otherwise, the bus signals of the various sending participants overlap and the data transmissions can interfere with each other. With some bus technologies, a master assigns transmission authorization to the participants. This can be done by enabling individual bus accesses, by allocating fixed time slots for the participants, by allocating transmission channels and/or the like. With other bus technologies, devices listen into the bus and start sending when no bus activity is detected. As soon as a collision of data transmissions from several participants is possible, mechanisms for collision detection are common. If a collision is detected, a suitable response is made to the detected collision, for example the transmission process is aborted and restarted at a later point in time.

Da ein einziger nicht-konformer Teilnehmer - je nach Ausgestaltung des Datenbusses - die gesamte Kommunikation über den Bus stören kann, ist es von Bedeutung, dass sich jeder Teilnehmer des Busses an die jeweiligen Vorgaben hält, beispielsweise konkrete Zeitvorgaben für ein Senden von Bussignalen in den Bus einhält. Je höher die Sicherheitsanforderungen an eine Kommunikation über den Bus sind, desto wichtiger ist das Einhalten der Vorgaben. Derartige sicherheitsrelevante Busse kommen beispielsweise bei Fahrzeugen zum Einsatz. Teilnehmer, die mit einem derartigen Datenbus verbunden werden sollen, müssen daher meist einen aufwändigen Zertifizierungsprozess durchlaufen, bevor diese für den Betrieb an dem Datenbus zugelassen sind. Bei Schienenfahrzeugen ist der Zertifizierungsaufwand besonders hoch.Since a single non-compliant participant - depending on the design of the data bus - can disrupt the entire communication over the bus, it is important that each participant on the bus adheres to the respective specifications, for example specific time specifications for sending bus signals in the bus stops. The higher the safety requirements for communication via the bus, the more important it is to comply with the specifications. Such safety-related buses are used in vehicles, for example. Subscribers that are to be connected to such a data bus therefore usually have to go through a complex certification process before they are approved for operation on the data bus. The certification effort is particularly high for rail vehicles.

Bei vielen Datenbussen gelten diese Anforderungen lediglich für Teilnehmer, die Daten in den Bus senden sollen. Ein Mithören ist meist unproblematisch, da das Mithören die Buskommunikation üblicherweise nicht oder allenfalls vernachlässigbar beeinträchtigt. Ein derartiger Teilnehmer hat damit keine oder allenfalls eine sehr geringe Rückwirkung in den Bus. Hierbei wird regelmäßig von einer „Rückwirkungsfreiheit“ gesprochen. Entsprechend kann bei mithörenden Teilnehmern eine Zertifizierung entfallen oder deutlich vereinfacht werden, indem beispielsweise lediglich die Rückwirkungsfreiheit des Teilnehmers auf den Bus nachgewiesen wird.In the case of many data buses, these requirements only apply to participants who are to send data onto the bus. Eavesdropping is usually not a problem, since eavesdropping usually does not impair bus communication or at most negligibly impairs it. Such a participant thus has no, or at most very little, repercussion on the bus. In this context, reference is regularly made to “non-reactivity”. Correspondingly, in the case of eavesdropping participants, certification can be dispensed with or significantly simplified by, for example, merely proving that the participant has no reaction on the bus.

In der Praxis sind derartige mithörende Teilnehmer aber nicht immer einsetzbar, da diese Teilnehmer stets darauf angewiesen sind, dass die benötigten Informationen auch tatsächlich über den Bus kommuniziert werden. Wenn benötigte Informationen lediglich auf Anfrage bei einem Busteilnehmer über den Bus übertragen werden, beispielsweise Statusinformationen oder Fehlermeldungen innerhalb eines Busteilnehmers, scheitern rein mithörende Teilnehmer und es muss ein zertifizierungsbedürftiger Teilnehmer mit aktiver Buskommunikation genutzt werden. Aufgrund des Zertifizierungsaufwands sind die Möglichkeiten dabei allerdings auf wenige Endgeräte beschränkt, sodass die sich bietenden Möglichkeiten generell gering sind. Weiter problematisch ist, dass bereits eine kleine Änderung an einem Endgerät, beispielsweise der Tausch eines Prozessors oder ein Software-Update, zu einem Verlust der Zertifizierung führen und eine Neuzertifizierung erforderlich machen kann. Dadurch sind diese Ansätze nicht nur teuer, sondern zudem unflexibel und in den Möglichkeiten eingeschränkt.In practice, however, such eavesdropping participants cannot always be used, since these participants are always dependent on the required information actually being communicated via the bus. If required information is only transmitted via the bus upon request from a bus user, for example status information or error messages within a bus user, purely listening users fail and a user requiring certification with active bus communication must be used. Due to the certification effort, however, the possibilities are limited to a few end devices, so that the possibilities are generally few. Another problem is that even a small change to an end device, such as replacing a processor or a software update, can lead to a loss of certification and make re-certification necessary. As a result, these approaches are not only expensive, but also inflexible and limited in their options.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Gateway und ein Verfahren bereitzustellen, mit dem ein Endgerät universell und mit geringem Aufwand mit einem Bus verbunden werden kann, ohne dass die Stabilität des Busses und der Kommunikation auf diesem Bus gefährdet wird. Dabei ist es günstig, wenn die Notwendigkeit einer Neuzertifizierung bei einer Änderung am Endgerät verhindert werden kann.The object of the invention is to provide a gateway and a method with which a terminal device can be connected to a bus universally and with little effort, without jeopardizing the stability of the bus and the communication on this bus. It is advantageous if the need for recertification can be avoided when there is a change to the end device.

Diese Aufgabe wird durch ein Gateway mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Danach umfasst das in Rede stehende Gateway:

  • einen busseitigen Anschluss, der zum Verbinden mit dem Bus und zum Austauschen von Daten mit dem Bus ausgebildet ist,
  • einen endgeräteseitigen Anschluss, der zum Verbinden mit dem Endgerät und zum Austauschen von Daten mit dem Endgerät ausgebildet ist,
  • einen Nachrichtenspeicher, in dem eine Repräsentation von mehreren erlaubten Nachrichten gespeichert ist, wobei eine erlaubte Nachricht jeweils definiert, welches konkrete Zeichen/welche konkrete Zeichenfolge für eine Weiterverarbeitung als erlaubt gelten soll,
  • eine Filtereinheit, die jeweils kommunizierend mit dem busseitigen Anschluss, dem endgerätseitigen Anschluss und dem Nachrichtenspeicher verbunden ist und die dazu ausgebildet ist, an dem endgeräteseitigen Anschluss empfangene Daten mit mindestens einer der erlaubten Nachrichten aus dem Nachrichtenspeicher zu vergleichen und lediglich bei Übereinstimmung der empfangenen Daten mit einer der mehreren erlaubten Nachrichten die empfangenen Daten für eine Ausgabe an den busseitigen Anschluss weiterzuverarbeiten.
This problem is solved by a gateway with the features of claim 1. Accordingly, the gateway in question comprises:
  • a bus-side connection designed to connect to the bus and to exchange data with the bus,
  • a connection on the terminal device side, which is designed to connect to the terminal device and to exchange data with the terminal device,
  • a message memory in which a representation of several permitted messages is stored, with each permitted message defining which specific character/which specific character string is to be considered permitted for further processing,
  • a filter unit which is connected in a communicating manner to the bus-side connection, the terminal-side connection and the message memory and which is designed to compare data received at the terminal-side connection with at least one of the permitted messages from the message memory and only if the received data match one of the several permitted messages to further process the received data for output to the connection on the bus side.

Hinsichtlich eines Verfahrens ist diese Aufgabe durch die Merkmale des Anspruchs 11 gelöst. Danach umfasst das Verfahren die Schritte:

  • Empfangen von Daten von dem Endgerät über einen endgerätseitigen Anschluss des Gateways,
  • Laden mehrerer erlaubter Nachrichten aus einem Nachrichtenspeicher, wobei eine erlaubte Nachricht jeweils definiert, welches konkrete Zeichen/welche konkrete Zeichenfolge für eine Weiterverarbeitung als erlaubt gelten soll,
  • Vergleichen der empfangenen Daten mit zumindest einer der mehreren erlaubten Nachrichten und
  • Weiterverarbeiten der empfangenen Daten für eine Ausgabe an den busseitigen Anschluss durch eine Filterschaltung des Gateways, wenn die empfangenen Daten mit einer der mehreren erlaubten Nachrichten übereinstimmt.
With regard to a method, this object is achieved by the features of claim 11. After that, the procedure includes the steps:
  • receiving data from the terminal via a terminal-side connection of the gateway,
  • Loading several permitted messages from a message memory, with each permitted message defining which specific character/which specific character string should be considered permitted for further processing,
  • Comparing the received data with at least one of the multiple allowed messages and
  • Further processing of the received data for an output to the bus-side connection by a filter circuit of the gateway if the received data matches one of the multiple permitted messages.

Weitere, besonders vorteilhafte Ausgestaltungen offenbaren die jeweiligen Unteransprüche.Further, particularly advantageous configurations are disclosed in the respective dependent claims.

Es ist darauf hinzuweisen, dass die in den Ansprüchen einzeln aufgeführten Merkmale in beliebiger, technisch sinnvoller Weise miteinander kombiniert werden können (auch über Kategoriegrenzen, beispielsweise zwischen Verfahren und Vorrichtung, hinweg) und weitere Ausgestaltungen der Erfindung aufzeigen. Die Beschreibung charakterisiert und spezifiziert die vorliegende Offenbarung insbesondere im Zusammenhang mit den Figuren zusätzlich.It should be pointed out that the features listed individually in the claims can be combined with one another in any technically sensible way (even across category boundaries, for example between method and device) and show further refinements of the invention. The description additionally characterizes and specifies the present disclosure, in particular in connection with the figures.

Ferner sei angemerkt, dass eine hierin verwendete, zwischen zwei Merkmalen stehende und diese miteinander verknüpfende Konjunktion „und/oder“ stets so auszulegen ist, dass in einer ersten Ausgestaltung des beschriebenen Gegenstands lediglich das erste Merkmal vorhanden sein kann, in einer zweiten Ausgestaltung lediglich das zweite Merkmal vorhanden sein kann und in einer dritten Ausgestaltung sowohl das erste als auch das zweite Merkmal vorhanden sein können.It should also be noted that a conjunction "and/or" used herein, standing between two features and linking them to one another, must always be interpreted in such a way that in a first embodiment of the described subject matter only the first feature can be present, in a second embodiment only that second feature may be present and in a third embodiment both the first and the second feature may be present.

Darüber hinaus sei angemerkt, dass in der vorliegenden Beschreibung die Begriffe „Bus“ und „Datenbus“ als Synonyme verwendet werden. Aus der Verwendung des einen oder des anderen Begriffs kann nicht auf einen Unterschied zwischen den beschriebenen Eigenschaften geschlossen werden.In addition, it should be noted that the terms “bus” and “data bus” are used as synonyms in the present description. The use of one or the other term does not imply a difference between the properties described.

Es ist erkannt worden, dass nicht zwingend auf einen Busteilnehmer mit umfassenden Kommunikationsfähigkeiten gewechselt werden muss, wenn ein rein mithörender Busteilnehmer für ein Anwendungsszenarium nicht ausreichend sein sollte. Vielmehr reicht es dann vielfach aus, wenn ein Busteilnehmer rudimentäre Kommunikationsfähigkeiten aufweist. In solchen Fällen genügt meist ein Satz von wenigen bis zu einigen zehn Nachrichten, die durch den Busteilnehmer gesendet werden müssen. Derartige Nachrichten können beispielsweise Anfragen an einen Busteilnehmer x oder an mehrere oder alle Busteilnehmer sein, wie etwa „Gib mir Daten“, „Gib mir Fehlermeldungen“ oder „Gib mir Statusinformationen“. Daher können die versendbaren Nachrichten beschränkt werden, was die Möglichkeiten einer Rückwirkung in den Bus und damit wiederum einen Zertifizierungsaufwand erheblich reduzieren kann.It has been recognized that it is not absolutely necessary to switch to a bus subscriber with extensive communication capabilities if a purely listening bus subscriber is not sufficient for an application scenario. Rather, it is often sufficient if a bus user has rudimentary communication skills. In such cases, a set of a few to a few tens of messages, which must be sent by the bus subscriber, is usually sufficient. Such messages can, for example, be requests to a bus user x or to several or all bus users, such as "give me data", "give me error messages" or "give me status information". Therefore, the messages that can be sent can be limited, which can significantly reduce the possibility of a feedback in the bus and thus in turn a certification effort.

Damit eine möglichst große Flexibilität hinsichtlich der einsetzbaren Endgeräte entsteht, wird gemäß der vorliegenden Offenbarung ein Gateway eingesetzt, das die Kommunikation zwischen Endgerät und Bus zumindest in einem gewissen Ausmaß überwacht und eine konforme Kommunikation mit dem Bus gewährleistet. Das Gateway weist hierzu eine Filtereinheit auf, die von einem angeschlossenen Endgerät ausgesendete Daten überprüfen und auf das Einhalten einer zulässigen Kommunikation kontrollieren kann. Dadurch lässt sich die Kommunikation des Endgeräts in Richtung Bus auf die jeweils erlaubten Nachrichten beschränken. Auf diese Weise bleibt die Rückwirkung eines Endgeräts auf den Bus derart kontrollierbar, dass beinahe unabhängig von dem eingesetzten Endgerät unkritische Zustände des Busses gewährleistet bleiben können.So that there is as much flexibility as possible with regard to the terminal devices that can be used, a gateway is used according to the present disclosure, which monitors the communication between the terminal device and the bus at least to a certain extent and ensures compliant communication with the bus. For this purpose, the gateway has a filter unit, which can check data sent out by a connected terminal device and monitor compliance with permissible communication. As a result, the communication of the end device in the direction of the bus can be limited to the messages permitted in each case. In this way, the reaction of a terminal device on the bus can be controlled in such a way that non-critical states of the bus can remain guaranteed almost independently of the terminal device used.

Ein derartiges Gateway weist neben der Filtereinheit einen busseitigen Anschluss, einen endgeräteseitigen Anschluss und einen Nachrichtenspeicher auf. Der busseitige Anschluss und der endgeräteseitige Anschluss sind zum Verbinden und zum Austausch von Daten mit dem Bus bzw. dem Endgerät ausgebildet, wodurch das Gateway zwischen Endgerät und Bus geschaltet wird und die Buskommunikation kontrollieren kann. Die Filtereinheit ist zwischen dem busseitigen Anschluss und dem endgeräteseitigen Anschluss eingekoppelt und jeweils kommunizierend mit dem busseitigen Anschluss und dem endgeräteseitigen Anschluss verbunden. Diese Verbindung kann direkt sein, d.h. ohne weitere Komponenten zwischen Anschluss und Filtereinheit. Es können jedoch auch weitere Einheiten zwischen Anschluss und Filtereinheit zwischengeschaltet sein, wie beispielsweise Filter, Isolierelemente zur Isolation von Spannungspotentialen, Transceiver-Bausteine, Schnittstellenwandler und/oder dergleichen. Die Filtereinheit ist dazu ausgebildet, an dem endgeräteseitigen Anschluss empfangene Daten zu bewerten und abhängig von einem Ergebnis der Bewertung eine Ausgabe an dem busseitigen Anschluss zu initiieren. Bei der Bewertung der Daten greift die Filtereinheit auf den Nachrichtenspeicher zu und liest „erlaubte Nachrichten“ aus, die dort gespeichert sind.In addition to the filter unit, such a gateway has a bus-side connection, a terminal-side connection and a message memory. The connection on the bus side and the connection on the terminal device side are designed to connect and exchange data with the bus or the terminal device, whereby the gateway is connected between the terminal device and the bus and can control the bus communication. The filter unit is coupled between the bus-side connection and the terminal-side connection and is connected in a communicating manner to the bus-side connection and the terminal-side connection. This connection can be direct, ie without any additional components between the connection and the filter unit. However, other units can also be interposed between the connection and the filter unit, such as filters, insulating elements for isolating voltage potentials, transceiver modules, interface converters and/or the like. The filter unit is designed to evaluate data received at the terminal-side connection and to initiate an output at the bus-side connection depending on a result of the evaluation. When evaluating the data, the filter unit accesses the message memory and reads out "permitted messages" that are stored there.

Eine „erlaubte Nachricht“ ist eine Repräsentation von Inhalten, die für eine Kommunikation in den Bus erlaubt sind. Was erlaubt ist, dürfte üblicherweise zuvor definiert und beispielsweise während eines Zertifizierungsprozesses als unkritische Nachrichten überprüft worden sein. Dabei können erlaubte Nachrichten beispielsweise Anfragen umfassen, die keinen Einfluss auf einen Status anderer Busteilnehmer haben, da beispielsweise keine Daten bei anderen Busteilnehmern verändert werden. Was konkret erlaubt ist, dürfte dabei von dem jeweiligen Bussystem und/oder dem jeweiligen Anwendungsszenarium abhängen.An "allowed message" is a representation of content allowed for communication on the bus. What is allowed should usually have been defined beforehand and checked as non-critical messages, for example during a certification process. In this case, permitted messages can include, for example, requests that have no influence on the status of other bus users, since, for example, no data is changed at other bus users. What is specifically permitted may depend on the respective bus system and/or the respective application scenario.

Die Repräsentation von erlaubten Inhalten kann ebenfalls unterschiedlich erfolgen. Die Repräsentation kann detailliert angeben, wie eine erlaubte Nachricht konkret auszusehen hat. Dies kann bis zu den einzelnen Bits der Nachricht reichen. Die Repräsentation kann jedoch auch lediglich einzelne Details einer Nachricht festlegen, die von dem Endgerät empfangene Daten als erlaubte Nachricht erkennen lassen. Wichtig ist jedoch, dass die Repräsentation von erlaubten Inhalten definiert, welches konkrete Zeichen/welche konkrete Zeichenfolge für eine Weiterverarbeitung als erlaubt gelten soll. Die beispielsweise bei Inhaltsfiltern von Ethernet-Firewalls gebräuchlichen Mechanismen, mit denen abstrakt bestimmte, zu blockierende Inhalte von Webseiten definiert werden können, genügen diesen Anforderungen üblicherweise nicht.Permitted content can also be represented in different ways. The representation can specify in detail what a permitted message should look like. This can go as far as the individual bits of the message. However, the representation can also specify only individual details of a message that allow the data received by the terminal to be recognized as a permitted message. However, it is important that the representation of permitted content defines which specific character/characteristic is to be considered permitted for further processing. The mechanisms commonly used, for example, in the content filters of Ethernet firewalls, with which specific website content to be blocked can be abstractly defined, usually do not meet these requirements.

Ein „konkretes Zeichen“ oder „konkrete Zeichenfolge“ kann auf verschiedenste Weise definiert sein. Dabei ist wichtig, dass das konkrete Zeichen / die konkrete Zeichenfolge eine eindeutige Unterscheidbarkeit einer erlaubten Nachricht ermöglicht. Wie dieses Ziel erreicht wird, ist für die vorliegende Offenbarung nicht entscheidend. Ein konkretes Zeichen kann durch eine Abfolge von Bits oder Bytes gebildet sein. Es können jedoch auch konkrete Zahlen, konkrete Buchstaben, konkrete Codes, die im Bus als Befehl interpretiert werden können, und/oder konkrete Signalmuster als „konkretes Zeichen“ oder „konkrete Zeichenfolge“ fungieren. Diese kurze, nicht als abschließend oder beschränkend zu verstehende Auflistung zeigt, wie universell dieses Konzept ist. Wenn Nachrichten über den Bus paketiert übertragen werden, kann das konkrete Zeichen bzw. die konkrete Zeichenfolge ein gesamtes Paket beschreiben. Es ist aber auch denkbar, dass lediglich die Nutzdaten eines Pakets, d.h. ohne Header-Informationen, eine erlaubte Nachricht definieren.A "concrete character" or "concrete character string" can be defined in many different ways. It is important that the specific character / the specific character string allows a clear distinction between a permitted message. How this goal is achieved is not critical to the present disclosure. A concrete character can be formed by a sequence of bits or bytes. However, specific numbers, specific letters, specific codes that can be interpreted as a command on the bus, and/or specific signal patterns can also function as "specific characters" or "specific character strings". This short, non-exhaustive or limiting list shows how universal this concept is. If messages are transmitted over the bus in packets, the specific character or character string can describe an entire packet. However, it is also conceivable that only the user data of a packet, i.e. without header information, define a permitted message.

Wenn die Filtereinheit Daten von einem verbundenen Endgerät empfängt und bewerten soll, lädt die Filtereinheit eine oder mehrere der erlaubten Nachrichten aus dem Nachrichtenspeicher und vergleicht die empfangenen Daten mit einer oder mehreren der erlaubten Nachrichten. Sofern die empfangenen Daten bereits nach Vergleich mit einer der erlaubten Nachrichten als erlaubt bewertet wird, kann von einem Vergleich mit weiteren erlaubten Nachrichten abgesehen werden. Es ist jedoch auch denkbar, dass die Filtereinheit empfangene Daten mit sämtlichen in dem Nachrichtenspeicher abgelegten erlaubten Nachrichten vergleichen muss, da beispielsweise die empfangenen Daten nicht als „erlaubt“ qualifiziert werden können.If the filter unit receives data from a connected terminal and is to evaluate it, the filter unit loads one or more of the permitted messages from the message memory and compares the received data with one or more of the permitted messages. If the received data is evaluated as permitted after comparison with one of the permitted messages, a comparison with other permitted messages can be dispensed with. However, it is also conceivable that the filter unit has to compare received data with all permitted messages stored in the message memory since, for example, the received data cannot be qualified as “permitted”.

Ein Vergleich der empfangenen Daten mit einer erlaubten Nachricht kann ebenso auf verschiedenste Weise erfolgen. Die Ausgestaltung dieses Schrittes hängt nicht zuletzt auch damit zusammen, wie eine erlaubte Nachricht repräsentiert und in dem Nachrichtenspeicher abgespeichert ist. Mit diesem Schritt sollte erkannt werden, ob empfangene Daten als „erlaubt“ qualifiziert werden können oder nicht. In einer Ausgestaltung beinhaltet ein Vergleich ein Gegenüberstellen der empfangenen Daten und der Repräsentation der erlaubten Nachricht. Dies kann beispielsweise ein bit- oder byteweises Vergleichen der empfangenen Daten mit einem konkreten Zeichen / einer konkreten Zeichenfolge umfassen.The received data can also be compared with a permitted message in a wide variety of ways. Last but not least, the design of this step also depends on how a permitted message is represented and stored in the message memory. This step was intended to detect whether received data can be qualified as "allowed" or not. In one embodiment, a comparison includes a comparison of the received data and the representation of the permitted message. This can include, for example, comparing the received data bit-by-bit or byte-by-byte with a specific character/a specific character string.

Der Vergleich dürfte aber - unabhängig von dessen konkreter Ausgestaltung - üblicherweise zu dem binären Ergebnis führen. D.h. es wird eine Übereinstimmung der empfangenen Daten mit einer der mehreren erlaubten Nachrichten erkannt und die empfangenen Daten damit als „zulässig“ bzw. „erlaubt“ qualifiziert, oder es kann keine Übereinstimmung gefunden werden, sodass die empfangenen Daten als „nicht zulässig“ bzw. „nicht erlaubt“ qualifiziert werden. Bei Vorliegen einer Übereinstimmung würde die Filtereinheit eine Weiterverarbeitung der empfangenen Daten für eine Ausgabe an den busseitigen Anschluss anstoßen. Ohne Übereinstimmung würde keine Ausgabe erfolgen. In diesem Fall können beispielsweise die empfangenen Daten verworfen werden oder es kann eine Antwort an den endgeräteseitigen Anschluss ausgegeben werden, mit der dem Endgerät eine nicht erfolgte Weitergabe an den Bus signalisiert wird.However, regardless of its specific form, the comparison should usually lead to the binary result. This means that a match between the received data and one of the several permitted messages is recognized and the received data is thus qualified as "permissible" or "allowed", or no match can be found, so that the received data is qualified as "not allowed" or "not allowed". If there is a match, the filter unit would trigger further processing of the received data for output to the connection on the bus side. Without a match, there would be no output. In this case, for example, the received data can be discarded or a response can be output to the connection on the terminal device side, with which the terminal device is signaled that transfer to the bus has not taken place.

Das Gateway kann in unterschiedlicher Weise implementiert sein. In einer Ausgestaltung ist das Gateway durch reine Hardware oder reine Software implementiert. In einer anderen Ausgestaltung ist das Gateway durch eine Kombination aus Soft- und Hardware implementiert. Dabei kann beispielsweise ein Mikroprozessor, ein Mikrocontroller und/oder eine programmierbare Logikschaltung verwendet werden, wobei die programmierbare Logikschaltung beispielsweise einen FPGA - Field Programmable Gate Array -, einen ASIC - Application Specific Integrated Circuit - oder einen CPLD - Complex Programmable Logic Device - umfassen kann.The gateway can be implemented in different ways. In one embodiment, the gateway is implemented using pure hardware or pure software. In another embodiment, the gateway is implemented using a combination of software and hardware. For example, a microprocessor, a microcontroller and/or a programmable logic circuit can be used, with the programmable logic circuit being able to include, for example, an FPGA—Field Programmable Gate Array—, an ASIC—Application Specific Integrated Circuit—or a CPLD—Complex Programmable Logic Device .

Ebenso kann der „Nachrichtenspeicher“ auf verschiedenste Weise implementiert sein. Solange der Nachrichtenspeicher dazu geeignet ist, eine Repräsentation erlaubter Nachrichten zu speichern, kann dieser Nachrichtenspeicher im Zusammenhang mit der vorliegenden Offenbarung genutzt werden. Es ist zu erkennen, dass diese Anforderung von den verschiedensten Speichern erfüllt werden kann. Flüchtige Speicher können ebenso zum Einsatz kommen wie nicht-flüchtige Speicher. Lediglich beispielhaft sei auf RAM (Random Access Memory), MRAM (Magnetoresistive Random Access Memory), EEPROM (Electrically Erasabe Read Only Memory) oder Flash-Speicher verwiesen. Bei Verwendung eines RAM kann dessen Speicherinhalt über ein Pufferelement, beispielsweise einen Gold Cap (oder einen sonstigen Kondensator), eine Batterie oder einen Akkumulator, abgesichert sein.Likewise, the “message store” can be implemented in a wide variety of ways. As long as the message store is capable of storing a representation of allowed messages, that message store may be used in connection with the present disclosure. It can be seen that this requirement can be met by a wide variety of memories. Volatile memory can be used as well as non-volatile memory. RAM (Random Access Memory), MRAM (Magnetoresistive Random Access Memory), EEPROM (Electrically Erasable Read Only Memory) or flash memory may be referred to by way of example only. If a RAM is used, its memory content can be secured via a buffer element, for example a gold cap (or some other capacitor), a battery or an accumulator.

Das Gateway gemäß der vorliegenden Offenbarung kann im Zusammenhang mit den verschiedensten Bussen und den verschiedensten Endgeräten verwendet werden. Von Bedeutung ist hier lediglich, dass das Gateway, das Endgerät und der Bus als System zusammenwirken können und das Endgerät mit dem Bus über das Gateway Daten austauschen kann. Auch hier ist zu erkennen, dass diese Anforderung von den verschiedensten Bussen und den verschiedensten Endgeräten erfüllt werden kann. Einen besonders großen Nutzen dürfte die vorliegende Offenbarung im Zusammenhang mit Bussen in Fahrzeugen haben, weshalb in einer Ausgestaltung der Bus ein Fahrzeugbus, in einer anderen Ausgestaltung ein Bus eines Schienenfahrzeugs ist. Als Endgerät kann beispielsweise ein Datenlogger, ein Personal Computer, ein mobiles Endgerät, wie beispielsweise ein Laptop, ein Smartphone oder ein Tablet, ein Steuergerät oder ein Einplatinencomputer, wie beispielsweise ein Raspberry Pi, in Frage kommen, um lediglich einige denkbare Endgeräte in nicht abschließender und nicht beschränkender Weise zu nennen.The gateway according to the present disclosure can be used in connection with a wide variety of buses and a wide variety of end devices. The only important thing here is that the gateway, the terminal device and the bus can work together as a system and the terminal device can exchange data with the bus via the gateway. Here, too, it can be seen that this requirement can be met by a wide variety of buses and a wide variety of end devices. The present disclosure is likely to be particularly useful in connection with buses in vehicles, which is why the bus is a vehicle bus in one embodiment and a rail vehicle bus in another embodiment. A data logger, a personal computer, a mobile device such as a laptop, a smartphone or a tablet, a control device or a single-board computer such as a Raspberry Pi can be considered as a terminal device, for example, to name just a few conceivable terminal devices in a non-exhaustive manner and not to mention a limiting way.

Generell ist erkennbar, dass das Gateway gemäß der vorliegenden Offenbarung eine universelle und dennoch sichere Verbindung eines Endgeräts mit einem Bus mit geringem Aufwand ermöglicht. Bei der Notwendigkeit einer Zertifizierung für einen Betrieb an einem Bus ist es dabei ausreichend, das Gateway zu zertifizieren. Denn das Gateway kann die gesamte Kommunikation von dem Endgerät zu dem Bus kontrollieren, sodass eine Rückwirkung in den Bus weitgehend unabhängig von dem jeweils eingesetzten Endgerät ist. Zudem ist positiv beschreibbar, was konkret erlaubt ist. Dadurch sind auch beliebige Änderungen an dem Endgerät für den Betrieb des Endgeräts an dem Bus unkritisch, da das Gateway eine Auswirkung von Änderungen des Endgeräts auf den Bus verhindern kann. Dies kann wiederum zu einer deutlichen Reduzierung der Kosten der Endgeräte und deren Betrieb an dem Bus haben.In general, it can be seen that the gateway according to the present disclosure enables a universal yet secure connection of a terminal device to a bus with little effort. If certification is required for operation on a bus, it is sufficient to certify the gateway. This is because the gateway can control the entire communication from the terminal device to the bus, so that any feedback on the bus is largely independent of the terminal device used in each case. In addition, what is specifically permitted can be described positively. As a result, any changes to the terminal device are not critical for the operation of the terminal device on the bus, since the gateway can prevent changes in the terminal device from affecting the bus. This in turn can result in a significant reduction in the cost of the terminals and their operation on the bus.

Das Gateway kann in einer Ausgestaltung als ein separates Gerät ausgebildet sein, das beispielsweise in einem eigenen Gehäuse angeordnet ist und eine eigene Energieversorgung aufweist. In einer anderen Ausgestaltung ist das Gateway als Modul ausgebildet, das in einem anderen Gerät als Baugruppe verbaut ist und/oder von diesem anderen Gerät mit Energie versorgt wird. Dabei kann der endgeräteseitige Anschluss auch als „interner“ Anschluss ausgebildet sein. Dies erlaubt es auch, das Gateway in ein bestehendes Endgerät nachzurüsten und dadurch einen nachträglichen Betrieb an einem Bus zu erreichen.In one embodiment, the gateway can be in the form of a separate device, which is arranged in its own housing, for example, and has its own power supply. In another embodiment, the gateway is designed as a module that is built into another device as an assembly and/or is supplied with energy by this other device. The terminal-side connection can also be designed as an “internal” connection. This also allows the gateway to be retrofitted into an existing end device, thereby enabling subsequent operation on a bus.

In einer Ausgestaltung ist die Filtereinheit ergänzend dazu ausgebildet, bei einem Weiterverarbeiten empfangener Daten die empfangenen Daten im Wesentlichen unverändert an den busseitigen Anschluss auszugeben. Da die Filtereinheit zuvor festgestellt hat, dass die empfangenen Daten eine erlaubte Nachricht enthalten, kann die Betriebssicherheit des Busses aufrechterhalten werden, ohne dass durch die Filtereinheit oder eine andere Komponente des Gateways umfassende weitere Schritte und/oder umfassende Änderungen an den empfangenen Daten durchgeführt werden müssen.In one refinement, the filter unit is additionally designed to output the received data essentially unchanged to the bus-side connection during further processing of received data. Since the filter unit has previously determined that the received data contains a permitted message, the operational security of the bus can be maintained without the filter unit or another component of the gateway having to carry out extensive further steps and/or extensive changes to the received data .

In einer Ausgestaltung ist die Filtereinheit ergänzend dazu ausgebildet, bei einem Weiterverarbeiten empfangener Daten die empfangenen Daten basierend auf einer Korrespondenzzuordnung in eine vordefinierte Busnachricht umzusetzen und an den busseitigen Anschluss auszugeben, wobei die Korrespondenzzuordnung vorzugsweise mittels einer Zuordnungstabelle erfolgt. Auf diese Weise kann noch zuverlässiger das Einhalten einer zulässigen Kommunikation gewährleistet werden. Ferner kann die Kommunikation zwischen Endgerät und Gateway auf ein Minimum reduziert werden. So ist beispielsweise denkbar, dass das Endgerät lediglich eine Art „Reizbotschaft“ an das Gateway sendet, wie beispielsweise „1“, „2“, „A“ oder „-“. Die Korrespondenzzuordnung definiert dann, in welche Busnachricht die jeweilige Reizbotschaft umgesetzt werden soll. Diese Zuordnung kann besonders einfach in einer Tabelle implementiert sein. Das Endgerät sendet in dieser Ausgestaltung dann beispielsweise lediglich eine „3“, eventuell zusammen mit Adressinformationen eines angefragten Busteilnehmers, an das Gateway. Dort wird die Reizbotschaft in eine Busnachricht umgesetzt, beispielsweise in „Gib mir Daten“, „Gib mir Fehlermeldungen“ oder „Ende des Blocks“. Diese Busnachricht wird dann durch die Filtereinheit, eventuell via weitere Komponenten, ausgesendet.In one embodiment, the filter unit is additionally designed to convert the received data into a predefined bus message based on a correspondence assignment and output it to the bus-side connection when receiving data is further processed, with the correspondence assignment preferably taking place using an assignment table. In this way, admissible communication can be guaranteed even more reliably. Furthermore, the communication between terminal and gateway can be reduced to a minimum. For example, it is conceivable that the end device only sends a kind of "stimulus message" to the gateway, such as "1", "2", "A" or "-". The correspondence assignment then defines in which bus message the respective stimulus message is to be converted. This assignment can be implemented particularly easily in a table. In this embodiment, the end device then sends, for example, only a “3”, possibly together with address information of a requested bus user, to the gateway. There the stimulus message is converted into a bus message, for example in "Give me data", "Give me error messages" or "End of block". This bus message is then sent out by the filter unit, possibly via other components.

In einer Ausgestaltung ist die Filtereinheit ergänzend dazu ausgebildet, Daten von dem busseitigen Anschluss zu empfangen und vorzugsweise ohne Filterung an den endgeräteseitigen Anschluss weiterzuleiten und auszugeben. Auf diese Weise kann ein mithörender Betrieb des Endgeräts erreicht werden. Ferner kann auf diese Weise eine Antwort auf vom Endgerät versendete Daten ohne Einschränkungen empfangen werden. Da ein Datenempfang die Betriebssicherheit des Busses nicht beeinträchtigt, bleibt auf diese Weise die Betriebssicherheit erhalten. Dabei ist auch denkbar, dass die Filtereinheit - beispielsweise bei einem paketbasierten Bus - lediglich die Nutzdaten an das Endgerät weiterleitet und die Header-Informationen vollständig oder teilweise verwirft. Auch wenn in dieser Ausgestaltung bevorzugt keine Filterung der Daten aus dem Bus erfolgt, ist diese nicht ausgeschlossen. So könnten beispielsweise potenziell sicherheitskritische Nachrichten, die auf einen Cyberangriff aus dem Bus schließen lassen, abgeblockt werden.In one embodiment, the filter unit is additionally designed to receive data from the connection on the bus side and forward it to the connection on the terminal device side and output it, preferably without filtering. In this way, a listening operation of the terminal can be achieved. Furthermore, in this way a response to data sent by the terminal device can be received without restrictions. Since data reception does not impair the operational reliability of the bus, operational reliability is maintained in this way. It is also conceivable that the filter unit—for example in the case of a packet-based bus—only forwards the user data to the terminal and completely or partially discards the header information. Even if there is preferably no filtering of the data from the bus in this embodiment, this is not ruled out. For example, potentially security-critical messages that indicate a cyber attack from the bus could be blocked.

In einer Ausgestaltung ist die Filtereinheit und/oder eine zwischen Filtereinheit und busseitigem Anschluss geschaltete Aufbereitungseinheit dazu ausgebildet, Daten derart für eine Ausgabe an den endgeräteseitigen Anschluss aufzubereiten, dass Besonderheiten des Busses, beispielsweise ein Zeitverhalten und/oder ausreichende Flankensteilheit übertragener Bussignale, eingehalten werden. Auf diese Weise kann ein Bussignal in den Bus gesendet werden, das optimal auf den Bus angepasst ist. Dies sorgt für eine weitere Flexibilisierung hinsichtlich der verbindbaren Endgeräte, da die Endgeräte dann keine detaillierten Kenntnisse oder sogar überhaupt keine Kenntnisse über die Besonderheiten des Busses haben müssen. Die Aufbereitungseinheit kann dabei einen Transceiver-Baustein umfassen, der die Kommunikation über den Bus steuert.In one configuration, the filter unit and/or a processing unit connected between the filter unit and the bus-side connection is designed to process data for output to the terminal-side connection in such a way that special features of the bus, for example a time behavior and/or sufficient edge steepness of transmitted bus signals, are observed. In this way, a bus signal can be sent into the bus that is optimally adapted to the bus. This ensures further flexibility with regard to the terminals that can be connected, since the terminals then do not have to have detailed knowledge or even no knowledge at all about the special features of the bus. The processing unit can include a transceiver module that controls the communication via the bus.

In einer Ausgestaltung weist das Gateway einen Schnittstellenwandler auf, der kommunizierend zwischen der Filtereinheit und dem endgeräteseitigen Anschluss und/oder zwischen Filtereinheit und dem busseitigen Anschluss angeordnet ist, wobei der Schnittstellenwandler dazu ausgebildet ist, abweichende Schnittstellen und/oder Protokolle aufseiten des Busses und aufseiten des Endgeräts aufeinander anzupassen. Auf diese Weise wird die Flexibilität bezüglich der verbindbaren Endgeräte noch weiter gesteigert. So kann das Endgerät beispielsweise über eine Netzwerkverbindung, wie Ethernet, oder über eine USB - Universal Serial Bus - Schnittstelle mit dem Gateway verbunden sein, während die Verbindung zu dem Bus über eine andere Schnittstelle erfolgt, beispielsweise RS-485.In one embodiment, the gateway has an interface converter, which is arranged to communicate between the filter unit and the connection on the terminal device side and/or between the filter unit and the connection on the bus side, with the interface converter being designed to use different interfaces and/or protocols on the bus side and on the bus side adapt to each other. In this way, the flexibility with regard to the connectable end devices is increased even further. For example, the end device can be connected to the gateway via a network connection, such as Ethernet, or via a USB—Universal Serial Bus—interface, while the connection to the bus takes place via another interface, for example RS-485.

In einer Ausgestaltung umfasst eine der mehreren erlaubten Nachrichten das Anfragen von Daten von einem Busteilnehmer, das Anfragen von Fehlermeldungen von einem Busteilnehmer, das Anfragen von Statusinformationen von einem Busteilnehmer und/oder das Signalisieren eines Datenblockendes. Mit diesen Anfragen bzw. Signalisierungen stehen Basisfunktionalitäten zur Verfügung, die den Einsatzbereich und -möglichkeiten des Gateways noch weiter steigern können.In one embodiment, one of the multiple permitted messages includes requesting data from a bus user, requesting error messages from a bus user, requesting status information from a bus user and/or signaling the end of a data block. With these queries or signaling, basic functionalities are available that can further increase the area of application and possibilities of the gateway.

In einer Ausgestaltung ist die Filtereinheit derart implementiert, dass Abläufe innerhalb der Filtereinheit nach Fertigstellung der Filtereinheit nicht mehr veränderlich sind. Auf diese Weise kann das Gateway besser zertifiziert werden, da die Funktionsweise des Gateways mit der Produktion festlegbar und nicht mehr veränderbar ist. Dies kann beispielsweise dadurch verwirklicht werden, dass ein die Abläufe steuerndes Programm in einen ROM - Read Only Memory - abgespeichert und bei jedem Start des Gateways in einen Prozessor des Gateways bzw. einem diesem Prozessor zugeordneten RAM - Random Access Memory - geladen wird.In one embodiment, the filter unit is implemented in such a way that processes within the filter unit can no longer be changed once the filter unit has been completed. In this way, the gateway can be better certified, since the functionality of the gateway can be defined with production and can no longer be changed. This can be realized, for example, by storing a program controlling the processes in a ROM—Read Only Memory—and loading it into a processor of the gateway or a RAM—Random Access Memory—assigned to this processor each time the gateway is started.

In einer Ausgestaltung ist die Filtereinheit unter Verwendung eines Mikroprozessors, eines Mikrocontrollers und/oder einer programmierbaren Logikschaltung implementiert, wobei die programmierbare Logikschaltung vorzugsweise durch einen FPGA - Field Programmable Gate Array -, einen ASIC - Application Specific Integrated Circuit - oder einen CPLD - Complex Programmable Logic Device - gebildet ist. Auf diese Weise können die Abläufe innerhalb des Gateways flexibel implementiert werden. Insbesondere der Einsatz von programmierbaren Logikbausteinen ermöglicht zudem eine Parallelisierung und damit eine Beschleunigung der Abläufe innerhalb des Gateways.In one embodiment, the filter unit is implemented using a microprocessor, a microcontroller and/or a programmable logic circuit, the programmable logic Circuit is preferably formed by an FPGA - Field Programmable Gate Array -, an ASIC - Application Specific Integrated Circuit - or a CPLD - Complex Programmable Logic Device. In this way, the processes within the gateway can be implemented flexibly. In particular, the use of programmable logic modules also enables parallelization and thus an acceleration of the processes within the gateway.

In einer Ausgestaltung basiert der Bus auf RS-232, RS-422, RS-485 oder SAE J1708 und/oder ist durch einen Feldbus, vorzugsweise einen Fahrzeugbus, besonders bevorzugter Weise durch MVB - Multifunction Vehicle Bus - oder CAN - Controller Area Network -, gebildet und/oder der endgeräteseitige Anschluss ist als Anschluss für RS-232, RS-422, RS-485, SAE J1708 oder Ethernet ausgebildet. Auf diese Weise stehen umfangreiche Möglichkeiten für eine Kommunikation zwischen Bus und Gateway bzw. zwischen Gateway und Endgerät zur Verfügung. Insbesondere die Verwendung eines Feldbusses bietet den Vorteil, dass Feldbusse eine gut etablierte Technologie sind, um verschiedene Sensoren, Aktoren, Steuergeräte und/oder weitere Geräte miteinander zu verbinden. Feldbusse sind insbesondere im Fahrzeugbereich weit verbreitete Busse. CAN ist insbesondere bei Kraftfahrzeugen, MVB im Bereich von Schienenfahrzeugen weit verbreitet.In one embodiment, the bus is based on RS-232, RS-422, RS-485 or SAE J1708 and/or is controlled by a field bus, preferably a vehicle bus, particularly preferably by MVB - Multifunction Vehicle Bus - or CAN - Controller Area Network. , Formed and / or the terminal-side connection is designed as a connection for RS-232, RS-422, RS-485, SAE J1708 or Ethernet. In this way, extensive possibilities are available for communication between bus and gateway or between gateway and end device. In particular, the use of a fieldbus offers the advantage that fieldbuses are a well-established technology for connecting different sensors, actuators, control devices and/or other devices to one another. Fieldbuses are buses that are particularly widespread in the vehicle sector. CAN is particularly widespread in motor vehicles, MVB in the area of rail vehicles.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung nicht einschränkend zu verstehender Ausführungsbeispiele der vorliegenden Offenbarung, die im Folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert wird. In dieser Zeichnung zeigen schematisch:

  • 1 ein Blockschaltbild mit Funktionselementen eines Ausführungsbeispiels eines Gateways gemäß der vorliegenden Offenbarung,
  • 2 eine detailliertere Darstellung eines Ausführungsbeispiels eines Gateways gemäß der vorliegenden Offenbarung und
  • 3 ein Ablaufdiagramm eines Ausführungsbeispiels eines Verfahrens gemäß der vorliegenden Offenbarung.
Further features and advantages of the invention result from the following description of exemplary embodiments of the present disclosure, which are not to be understood as limiting, and which are explained in more detail below with reference to the drawing. In this drawing show schematically:
  • 1 a block diagram with functional elements of an embodiment of a gateway according to the present disclosure,
  • 2 a more detailed representation of an embodiment of a gateway according to the present disclosure and
  • 3 FIG. 12 is a flow chart of an embodiment of a method according to the present disclosure.

In den unterschiedlichen Figuren sind hinsichtlich ihrer Funktion gleichwertige Teile stets mit denselben Bezugszeichen versehen, so dass diese in der Regel auch nur einmal beschrieben werden.In the different figures, parts that are equivalent in terms of their function are always provided with the same reference symbols, so that they are usually only described once.

1 zeigt ein System 1, das einen Bus 2, mehrere Busteilnehmer 3, ein Gateway 4 und ein Endgerät 5 umfasst. Dabei nutzen die Busteilnehmer 3 und das Gateway 4/Endgerät 5 den Bus 2, um Daten untereinander auszutauschen. Das Gateway 4 umfasst einen busseitigen Anschluss 6, einen endgeräteseitigen Anschluss 7, eine Filtereinheit 8, einen Nachrichtenspeicher 9 und einen Schnittstellenwandler 10. Dabei ist der busseitige Anschluss 6 zum Verbinden des Gateways 4 mit dem Bus 2 ausgebildet und mit dem Bus 2 verbunden. Der endgeräteseitige Anschluss 7 ist zum Verbinden des Gateways 4 mit dem Endgerät 5 ausgebildet und mit dem Endgeräte 5 verbunden. In dem Nachrichtenspeicher 9 sind Repräsentationen von erlaubten Nachrichten abgelegt, auf die die Filtereinheit 8 zugreifen kann. Der Schnittstellenwandler 10 stellt eine Schnittstellenanpassung für den endgeräteseitigen Anschluss 7 bereit, hier beispielsweise eine Umsetzung zu Ethernet. 1 shows a system 1, which includes a bus 2, several bus users 3, a gateway 4 and a terminal 5. In this case, the bus users 3 and the gateway 4/terminal device 5 use the bus 2 in order to exchange data with one another. The gateway 4 comprises a bus-side connection 6, a terminal-side connection 7, a filter unit 8, a message memory 9 and an interface converter 10. The bus-side connection 6 is designed to connect the gateway 4 to the bus 2 and is connected to the bus 2. The connection 7 on the terminal device side is designed to connect the gateway 4 to the terminal device 5 and is connected to the terminal device 5 . Representations of permitted messages, which the filter unit 8 can access, are stored in the message memory 9 . The interface converter 10 provides an interface adaptation for the connection 7 on the terminal device side, here for example a conversion to Ethernet.

Beim Betrieb des Gateways 4 werden Daten über den endgeräteseitigen Anschluss 7 von dem Endgerät 5 empfangen. Die empfangenen Daten werden durch den Schnittstellenwandler 10 umgesetzt und der Filtereinheit 8 zugeleitet. Dabei wird lediglich die Repräsentation der empfangenen Daten geändert, nicht jedoch deren Inhalt. Wenn das Endgerät 5 beispielsweise über Ethernet mit dem Gateway 4 verbunden ist, würde der Schnittstellenwandler 10 die Nutzdaten aus empfangenen IP (Internet Protocol)-Paketen extrahieren und die derart gewonnenen Rohdaten an die Filtereinheit 8 weiterreichen.When the gateway 4 is in operation, data is received from the terminal 5 via the connection 7 on the terminal device side. The data received are converted by the interface converter 10 and sent to the filter unit 8 . Only the representation of the received data is changed, but not its content. If the end device 5 is connected to the gateway 4 via Ethernet, for example, the interface converter 10 would extract the useful data from received IP (Internet Protocol) packets and forward the raw data obtained in this way to the filter unit 8 .

Die empfangenen Daten werden durch die Filtereinheit 8 hinsichtlich ihrer Zulässigkeit für eine Kommunikation in den Bus 2 überprüft. Hierzu greift die Filtereinheit 8 auf die im Nachrichtenspeicher 9 abgespeicherten Repräsentationen erlaubter Nachrichten zu und prüft, ob die empfangenen Daten den Anforderungen der erlaubten Nachrichten genügt. Dies wird im vorliegenden Fall dadurch realisiert, dass in den empfangenen Daten das Vorhandensein konkreter Zeichen oder Zeichenfolgen gesucht wird. Gleichzeitig bedeutet dies auch, dass die empfangenen Daten keine signifikanten weiteren Zeichen umfassen, die über die konkreten Zeichen / Zeichenfolgen hinausgehen. So können beispielsweise empfangene Daten als erlaubt eingestuft werden, wenn sie die konkreten Zeichen / Zeichenfolgen aus dem Nachrichtenspeicher 9 enthalten und lediglich Zusatzinformationen, wie eine Adressinformation eines angefragten Busteilnehmers 3, eine Nachrichten-Identifikationskennung oder dergleichen, aufweisen. Wenn die empfangenen Daten als erlaubt eingestuft werden, werden die empfangenen Daten für eine Ausgabe über den busseitigen Anschluss 6 an den Bus 2 weiterverarbeitet.The received data are checked by the filter unit 8 with regard to their admissibility for a communication in the bus 2. For this purpose, the filter unit 8 accesses the representations of permitted messages stored in the message memory 9 and checks whether the data received satisfies the requirements of the permitted messages. In the present case, this is implemented by searching for specific characters or character strings in the received data. At the same time, this also means that the received data does not include any significant additional characters that go beyond the concrete characters / character strings. For example, received data can be classified as permitted if they contain the specific characters/characteristics from the message memory 9 and only have additional information, such as address information for a requested bus user 3, a message identifier or the like. If the received data entered as allowed are classified, the received data are further processed for an output via the bus-side connection 6 to the bus 2.

Dieses Weiterverarbeiten kann ein Umsetzen der empfangenen Daten mittels Korrespondenzzuordnung umfassen. Diese Korrespondenzzuordnung kann beispielsweise durch eine Tabelle erfolgen, die beispielsweise folgende Zuordnungen von empfangenen Daten („Reizbotschaft“) zu Busnachrichten beinhalten kann: Reizbotschaft Busnachricht „1“ „Gib mir Daten“ „2“ „Gib mir Fehlermeldungen“ „3” „Gib mir Statusinformationen“ „4” „Gib mir Informationen über die Busauslastung“ „EOB“ „End of Block“ This further processing can include converting the received data by means of correspondence assignment. This correspondence assignment can be done, for example, using a table that can contain, for example, the following assignments of received data ("stimulus message") to bus messages: stimulus message bus message "1" "give me dates" "2" "Give me error messages" "3" "Give me status information" "4" "Give me information about bus occupancy" "EOB" "End of Block"

Wenn beispielsweise die empfangenen Daten eine „3“ sowie eine Adressinformation eines bestimmten Busteilnehmers 3 enthält, so prüft die Filtereinheit 8 zunächst, ob die empfangenen Daten eine erlaubte Nachricht enthalten. Die Nachricht, die in den empfangenen Daten enthalten ist, lautet „3“. Diese Nachricht wird mit erlaubten Nachrichten aus dem Nachrichtenspeicher 9 verglichen. Da unter den erlaubten Nachrichten eine „3“ enthalten ist, werden die empfangenen Daten als erlaubt gewertet. Daher wird die „3“ in die Busnachricht „Gib mir Statusinformationen“ umgesetzt und an den Busteilnehmer 3 übermittelt, der in den Adressinformationen der empfangenen Daten enthalten war. Die Filtereinheit bzw. ein zwischen Filtereinheit und busseitigem Anschluss geschaltete Aufbereitungseinheit (nicht eingezeichnet) ist dann dafür verantwortlich, dass eine Busnachricht korrekt in den Bus 2 übertragen wird, beispielsweise ein korrekte Zeitverhalten und ausreichende Flankensteilheit erreicht ist.If, for example, the received data contains a “3” and address information for a specific bus user 3, the filter unit 8 first checks whether the received data contains a permitted message. The message contained in the received data is "3". This message is compared with permitted messages from the message memory 9. Since there is a "3" among the permitted messages, the received data is evaluated as permitted. Therefore, the "3" is converted into the bus message "Give me status information" and transmitted to bus subscriber 3, which was contained in the address information of the received data. The filter unit or a processing unit (not shown) connected between the filter unit and the connection on the bus side is then responsible for ensuring that a bus message is correctly transmitted to the bus 2, for example correct timing and sufficient edge steepness is achieved.

Wenn der adressierte Busteilnehmer 3 auf diese Anfrage antwortet, sendet der Busteilnehmer 3 die angefragten Statusinformationen in den Bus 2. Das Gateway 4 empfängt diese Daten über den busseitigen Anschluss 6 und die Filtereinheit 8. Die Filtereinheit 8 leitet diese Daten ohne weitere Filterung über den Schnittstellenwandler 10 und den busseitigen Anschluss 7 an das Endgerät 5 weiter.If the addressed bus subscriber 3 responds to this request, the bus subscriber 3 sends the requested status information to the bus 2. The gateway 4 receives this data via the bus-side connection 6 and the filter unit 8. The filter unit 8 forwards this data via the interface converter without further filtering 10 and the bus-side connection 7 to the terminal 5 on.

2 zeigt eine detailliertere Darstellung einer Ausgestaltung eines Gateways 4. Das Gateway 4 weist einen busseitigen Anschluss 6 und einen endgeräteseitigen Anschluss 7 auf. Der busseitige Anschluss 6 kann beispielsweise für RS-422, RS-485 oder J1708 ausgebildet sein. Der endgeräteseitige Anschluss 7 ist dabei als „interner“ Anschluss und durch RS-232 ausgebildet. Nach dem busseitigen Anschluss 6 ist eine Aufbereitungseinheit 11 angeordnet, die durch einen Transceiver gebildet ist. Zwischen Aufbereitungseinheit 11 und der Filtereinheit ist zudem ein Isolierelement angeordnet, das eine Isolation von Spannungspotentialen zwischen Bus 2 (bzw. den dort angeordneten Busteilnehmern 3) und dem Endgerät 5 herbeiführt. Die Filtereinheit selbst ist durch einen Mikrocontroller 13 und zwei Multiplexer 14 (beispielsweise einen 74153-Standard-IC) gebildet, wobei die Multiplexer 14 durch den Mikrocontroller 13 angesteuert werden. Der Mikrocontroller 13 bzw. die Multiplexer 14 sind kommunizierend mit dem endgeräteseitigen Anschluss 7 verbunden. Der Mikrocontroller 13 kann zudem auf einen Nachrichtenspeicher 9 zugreifen, um dort hinterlegte Repräsentation erlaubter Nachrichten zu laden. Bezüglich des Betriebs dieses Gateways 2 sei auf die Ausführungen zu 1 verwiesen. 2 shows a more detailed representation of an embodiment of a gateway 4. The gateway 4 has a connection 6 on the bus side and a connection 7 on the terminal device side. The connection 6 on the bus side can be designed for RS-422, RS-485 or J1708, for example. The connection 7 on the terminal device side is designed as an "internal" connection and by RS-232. After the connection 6 on the bus side, a processing unit 11 is arranged, which is formed by a transceiver. An insulating element is also arranged between the processing unit 11 and the filter unit, which insulates voltage potentials between the bus 2 (or the bus users 3 arranged there) and the terminal device 5 . The filter unit itself is formed by a microcontroller 13 and two multiplexers 14 (for example a 74153 standard IC), the multiplexers 14 being controlled by the microcontroller 13 . The microcontroller 13 or the multiplexers 14 are connected in a communicating manner to the connection 7 on the terminal device side. The microcontroller 13 can also access a message memory 9 in order to load representations of permitted messages stored there. With regard to the operation of this gateway 2, refer to the statements 1 referred.

3 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Ausführungsbeispiels eines Verfahrens gemäß der vorliegenden Offenbarung. In Schritt S1 werden Daten von dem Endgerät 5 über den endgeräteseitigen Anschluss 7 des Gateways 4 empfangen. In Schritt S2 werden mehrere erlaubte Nachrichten aus dem Nachrichtenspeicher 9 geladen. In Schritt S3 werden die empfangenen Daten mit zumindest einer der mehreren erlaubten Nachrichten verglichen und basierend von einem Vergleichsergebnis in Schritt S4 über die Weiterverarbeitung der empfangenen Daten entschieden. Wenn die empfangenen Daten nicht als erlaubte Nachricht bewertet werden („nein“), werden die empfangenen Daten in Schritt S5 verworfen. Wenn die empfangenen Daten als erlaubte Nachricht bewertet werden („ja“), werden die empfangenen Daten in Schritt S6 weiterverarbeitet, d.h. für die Ausgabe über den busseitigen Anschluss 6 in den Bus 2 vorbereitet. 3 10 shows a flow chart of an embodiment of a method according to the present disclosure. In step S1, data is received from the terminal device 5 via the connection 7 of the gateway 4 on the terminal device side. Several permitted messages are loaded from the message memory 9 in step S2. In step S3, the received data is compared with at least one of the plurality of permitted messages and, based on a comparison result, a decision is made in step S4 about the further processing of the received data. If the received data is not evaluated as a permitted message (“no”), the received data is discarded in step S5. If the received data is evaluated as a permitted message (“yes”), the received data is further processed in step S6, ie prepared for output via the bus-side connection 6 into the bus 2.

Hinsichtlich weiterer vorteilhafter Ausgestaltungen wird zur Vermeidung von Wiederholungen auf den allgemeinen Teil der Beschreibung sowie auf die beigefügten Ansprüche verwiesen.With regard to further advantageous configurations, to avoid repetition, reference is made to the general part of the description and to the appended claims.

Schließlich sei ausdrücklich darauf hingewiesen, dass die voranstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele lediglich zur Erörterung der beanspruchten Lehre dienen, diese jedoch nicht auf die Ausführungsbeispiele einschränken.Finally, it should be expressly pointed out that the exemplary embodiments described above only serve to explain the teaching claimed, but do not restrict it to the exemplary embodiments.

BezugszeichenlisteReference List

11
Systemsystem
22
Busbus
33
Busteilnehmerbus participants
44
GatewayGateway
55
Endgerätend device
66
busseitiger Anschlussbus-side connection
77
endgeräteseitiger Anschlussterminal-side connection
88th
Filtereinheitfilter unit
99
Nachrichtenspeichermessage store
1010
Schnittstellenwandlerinterface converter
1111
Aufbereitungseinheitprocessing unit
1212
Isolierelementinsulating element
1313
Mikrocontrollermicrocontroller
1414
Multiplexermultiplexer

Claims (12)

Gateway zum Verbinden eines Endgeräts mit einem Bus, vorzugsweise einem Bus eines Fahrzeugs, besonders bevorzugter Weise einem Bus eines Schienenfahrzeugs, umfassend: einen busseitigen Anschluss (6), der zum Verbinden mit dem Bus (2) und zum Austauschen von Daten mit dem Bus (2) ausgebildet ist, einen endgeräteseitigen Anschluss (7), der zum Verbinden mit dem Endgerät (5) und zum Austauschen von Daten mit dem Endgerät (5) ausgebildet ist, einen Nachrichtenspeicher (9), in dem eine Repräsentation von mehreren erlaubten Nachrichten gespeichert ist, wobei eine erlaubte Nachricht jeweils definiert, welches konkrete Zeichen/welche konkrete Zeichenfolge für eine Weiterverarbeitung als erlaubt gelten soll, eine Filtereinheit (8), die jeweils kommunizierend mit dem busseitigen Anschluss (6), dem endgerätseitigen Anschluss (7) und dem Nachrichtenspeicher (9) verbunden ist und die dazu ausgebildet ist, an dem endgeräteseitigen Anschluss (7) empfangene Daten mit mindestens einer der erlaubten Nachrichten aus dem Nachrichtenspeicher (9) zu vergleichen und lediglich bei Übereinstimmung der empfangenen Daten mit einer der mehreren erlaubten Nachrichten die empfangenen Daten für eine Ausgabe an den busseitigen Anschluss (6) weiterzuverarbeiten.Gateway for connecting a terminal device to a bus, preferably a bus of a vehicle, particularly preferably a bus of a rail vehicle, comprising: a connection (6) on the bus side, which is designed to connect to the bus (2) and to exchange data with the bus (2), a connection (7) on the terminal device, which is designed to connect to the terminal device (5) and to exchange data with the terminal device (5), a message memory (9) in which a representation of several permitted messages is stored, with each permitted message defining which specific character/which specific character string is to be considered permitted for further processing, a filter unit (8) which is connected in a communicating manner to the bus-side connection (6), the terminal-side connection (7) and the message memory (9) and which is designed to transfer data received at the terminal-side connection (7) to at least one of the to compare allowed messages from the message memory (9) and to further process the received data for an output to the bus-side connection (6) only if the received data match one of the several allowed messages. Gateway nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Filtereinheit (8) ergänzend dazu ausgebildet ist, bei einem Weiterverarbeiten empfangener Daten die empfangenen Daten im Wesentlichen unverändert an den busseitigen Anschluss (6) auszugeben.Gateway to claim 1 , characterized in that the filter unit (8) is additionally designed to output the received data essentially unchanged to the bus-side connection (6) when receiving data is further processed. Gateway nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Filtereinheit (8) ergänzend dazu ausgebildet ist, bei einem Weiterverarbeiten empfangener Daten die empfangenen Daten basierend auf einer Korrespondenzzuordnung in eine vordefinierte Busnachricht umzusetzen und an den busseitigen Anschluss (6) auszugeben, wobei die Korrespondenzzuordnung vorzugsweise mittels einer Zuordnungstabelle erfolgt.Gateway to claim 1 , characterized in that the filter unit (8) is additionally designed to convert the received data into a predefined bus message based on a correspondence assignment and to output it to the bus-side connection (6) when receiving data is further processed, with the correspondence assignment preferably taking place by means of an assignment table . Gateway nach ein der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Filtereinheit (8) ergänzend dazu ausgebildet ist, Daten von dem busseitigen Anschluss (6) zu empfangen und vorzugsweise ohne Filterung an den endgeräteseitigen Anschluss (7) weiterzuleiten und auszugeben.Gateway to one of the Claims 1 until 3 , characterized in that the filter unit (8) is additionally designed to receive data from the connection (6) on the bus side and forward it to the connection (7) on the terminal device side and output it, preferably without filtering. Gateway nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Filtereinheit (8) und/oder eine zwischen Filtereinheit (8) und busseitigem Anschluss (6) geschaltete Aufbereitungseinheit (11) dazu ausgebildet ist, Daten derart für eine Ausgabe an den endgeräteseitigen Anschluss (7) aufzubereiten, dass Besonderheiten des Busses (2), beispielsweise ein Zeitverhalten und/oder die Flankensteilheit übertragener Bussignale, eingehalten werden.Gateway after one of Claims 1 until 4 , characterized in that the filter unit (8) and/or a processing unit connected between the filter unit (8) and the connection (6) on the bus side (11) is designed to prepare data for output to the connection (7) on the terminal device side in such a way that special features of the bus (2), for example a time behavior and/or the edge steepness of transmitted bus signals, are observed. Gateway nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Gateway (4) einen Schnittstellenwandler (10) aufweist, der kommunizierend zwischen der Filtereinheit (8) und dem endgeräteseitigen Anschluss (7) und/oder zwischen Filtereinheit (8) und dem busseitigen Anschluss (6) angeordnet ist, wobei der Schnittstellenwandler (10) dazu ausgebildet ist, abweichende Schnittstellen und/oder Protokolle aufseiten des Busses (2) und aufseiten des Endgeräts (5) aufeinander anzupassen.Gateway after one of Claims 1 until 5 , characterized in that the gateway (4) has an interface converter (10) which is arranged to communicate between the filter unit (8) and the connection (7) on the terminal device side and/or between the filter unit (8) and the connection (6) on the bus side, the interface converter (10) being designed to match different interfaces and/or protocols on the bus (2) side and on the terminal (5) side. Gateway nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine der mehreren erlaubten Nachrichten das Anfragen von Daten von einem Busteilnehmer (3), das Anfragen von Fehlermeldungen von einem Busteilnehmer (3), das Anfragen von Statusinformationen von einem Busteilnehmer (3) und/oder das Signalisieren eines Datenblockendes umfasst.Gateway after one of Claims 1 until 6 , characterized in that one of the several permitted messages includes requesting data from a bus user (3), requesting error messages from a bus user (3), requesting status information from a bus user (3) and/or signaling the end of a data block . Gateway nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Filtereinheit (8) derart implementiert ist, dass Abläufe innerhalb der Filtereinheit (8) nach Fertigstellung der Filtereinheit (8) nicht mehr veränderlich sind.Gateway after one of Claims 1 until 7 , characterized in that the filter unit (8) is implemented in such a way that processes within the filter unit (8) can no longer be changed after the filter unit (8) has been completed. Gateway nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Filtereinheit (8) unter Verwendung eines Mikroprozessors, eines Mikrocontrollers (13) und/oder einer programmierbaren Logikschaltung implementiert ist, wobei die programmierbare Logikschaltung vorzugsweise durch einen FPGA - Field Programmable Gate Array -, einen ASIC - Application Specific Integrated Circuit - oder einen CPLD - Complex Programmable Logic Device - gebildet ist.Gateway after one of Claims 1 until 8th , characterized in that the filter unit (8) is implemented using a microprocessor, a microcontroller (13) and/or a programmable logic circuit, the programmable logic circuit preferably being implemented by an FPGA - Field Programmable Gate Array -, an ASIC - Application Specific Integrated Circuit - or a CPLD - Complex Programmable Logic Device - is formed. Gateway nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Bus (2) auf RS-232, RS-422, RS-485 oder SAE J1708 basiert und/oder durch einen Feldbus, vorzugsweise einen Fahrzeugbus, besonders bevorzugter Weise durch MVB - Multifunction Vehicle Bus - oder CAN - Controller Area Network -, gebildet ist und/oder dass der endgeräteseitige Anschluss als Anschluss für RS-232, RS-422, RS-485, SAE J1708 oder Ethernet ausgebildet ist.Gateway after one of Claims 1 until 9 , characterized in that the bus (2) is based on RS-232, RS-422, RS-485 or SAE J1708 and/or by a field bus, preferably a vehicle bus, particularly preferably by MVB - Multifunction Vehicle Bus - or CAN - Controller Area Network - is formed and / or that the terminal-side connection is designed as a connection for RS-232, RS-422, RS-485, SAE J1708 or Ethernet. Verfahren zum Verbinden eines Endgeräts mit einem Bus, vorzugsweise einem Bus eines Fahrzeugs, besonders bevorzugter Weise einem Bus eines Schienenfahrzeugs, unter Verwendung eines Gateways, vorzugsweise eines Gateways nach einem der Ansprüche 1 bis 10, umfassend: Empfangen (S1) von Daten von dem Endgerät (5) über einen endgerätseitigen Anschluss (7) des Gateways (4), Laden (S2) mehrerer erlaubter Nachrichten aus einem Nachrichtenspeicher (9), wobei eine erlaubte Nachricht jeweils definiert, welches konkrete Zeichen/welche konkrete Zeichenfolge für eine Weiterverarbeitung als erlaubt gelten soll, Vergleichen (S3) der empfangenen Daten mit zumindest einer der mehreren erlaubten Nachrichten und Weiterverarbeiten (S6) der empfangenen Daten für eine Ausgabe an den busseitigen Anschluss (6) durch eine Filterschaltung (8) des Gateways (4), wenn die empfangenen Daten mit einer der mehreren erlaubten Nachrichten übereinstimmt.Method for connecting a terminal device to a bus, preferably a bus of a vehicle, particularly preferably a bus of a rail vehicle, using a gateway, preferably a gateway according to one of Claims 1 until 10 , comprising: Receiving (S1) of data from the terminal (5) via a terminal-side connection (7) of the gateway (4), loading (S2) a plurality of permitted messages from a message memory (9), a permitted message each defining which specific characters/which specific character string should be considered permitted for further processing, comparing (S3) the received data with at least one of the multiple permitted messages and further processing (S6) the received data for output to the bus-side connection (6) by a filter circuit ( 8) the gateway (4) if the received data matches one of the multiple allowed messages. Verfahren nach Anspruch 11, wobei ergänzend Daten an einem busseitigen Anschluss (6) des Gateways (4) empfangen werden und durch eine Filtereinheit (8) des Gateways (4) vorzugsweise unverändert an den endgeräteseitigen Anschluss (7) weitergeleitet werden.procedure after claim 11 , data being additionally received at a bus-side connection (6) of the gateway (4) and being forwarded by a filter unit (8) of the gateway (4), preferably unchanged, to the terminal-side connection (7).
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN101170524A (en) 2007-10-31 2008-04-30 谢步明 MVB-Ethernet gateway based on ARM7

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
PEAK System: PCAN-Ethernet Gateway DR – Benutzerhandbuch, Version 1.7.0. White Paper. Darmstadt, Juli 2019. Seiten 1 – 70.- Firmenschrift. https://www.peak-system.com/produktcd/Pdf/Deutsch/PCAN-Ethernet-Gateway-DR_UserMan_deu.pdf [abgerufen am 12.07.2022]

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