DE102022210908A1

DE102022210908A1 - GATEWAY FOR CONNECTING TO A SENSOR OF A MOTOR VEHICLE AND METHOD FOR OPERATING THE GATEWAY

Info

Publication number: DE102022210908A1
Application number: DE102022210908.2A
Authority: DE
Inventors: Thomas Leitner; Jens Voigt; Michael Küttner
Original assignee: Elmos Semiconductor SE
Current assignee: Elmos Semiconductor SE
Priority date: 2022-10-14
Filing date: 2022-10-14
Publication date: 2024-04-25

Abstract

Bereitgestellt wird ein Gateway zur Verbindung eines Host-Prozessors mit einem Sensor eines Kraftahrzeugs, wobei das Gateway eine erste Schnittstelle zur Kommunikation mit dem Host-Prozessor mittels eines ersten Kommunikationsstandards, eine zweite Schnittstelle zur Kommunikation mit dem Sensor mittels eines zweiten Kommunikationsstandards, und einen zur ersten und/oder zur zweiten Schnittstelle verbundenen Speicher zur Zwischenspeicherung von Daten, die über die erste und/oder die zweite Schnittstelle an dem Gateway empfangen werden, umfasst. Der Speicher ist mittels einem Fehlererkennungsverfahren und/oder einem Fehlerkorrekturverfahren abgesichert.A gateway is provided for connecting a host processor to a sensor of a motor vehicle, wherein the gateway comprises a first interface for communicating with the host processor using a first communication standard, a second interface for communicating with the sensor using a second communication standard, and a memory connected to the first and/or second interface for temporarily storing data received at the gateway via the first and/or second interface. The memory is protected by means of an error detection method and/or an error correction method.

Description

Die vorliegende Offenbarung betrifft ein Gateway zur Verbindung mit einem Sensor eines Kraftahrzeugs und/oder ein Verfahren zum Betreiben des Gateways. Ferner wird ein System zur Datenverarbeitung und/oder ein Kraftfahrzeug mit dem Gateway bereitgestellt. Zusätzlich oder alternativ wird ein Computerprogramm bereitgestellt, das Befehle umfasst, die bei der Ausführung des Programms durch einen Computer diesen veranlassen, das Verfahren zumindest teilweise auszuführen. Zusätzlich oder alternativ wird ein computerlesbares Medium bereitgestellt, das Befehle umfasst, die bei der Ausführung der Befehle durch einen Computer diesen veranlassen, das Verfahren zumindest teilweise auszuführen.The present disclosure relates to a gateway for connection to a sensor of a motor vehicle and/or a method for operating the gateway. Furthermore, a system for data processing and/or a motor vehicle with the gateway is provided. Additionally or alternatively, a computer program is provided which comprises instructions which, when the program is executed by a computer, cause the computer to at least partially carry out the method. Additionally or alternatively, a computer-readable medium is provided which comprises instructions which, when the instructions are executed by a computer, cause the computer to at least partially carry out the method.

Durch einen steigenden Automatisierungsgrad von Kraftfahrzeugen steigt ein benötigtes Maß an Funktionaler Sicherheit einzelner im Kraftfahrzeug verwendeter bzw. verbauter Einzelsysteme sowie einem Zusammenspiel dieser Einzelsysteme bzw. --Komponenten.As the degree of automation of motor vehicles increases, the required level of functional safety of individual systems used or installed in the motor vehicle as well as the interaction of these individual systems or components increases.

Die Funktionale Sicherheit (abgekürzt auch FuSi) bezeichnet den Teil der Sicherheit eines Systems, der von der korrekten Funktion des sicherheitsbezogenen Systems und anderer risikomindernder Maßnahmen abhängt.Functional safety (abbreviated to FuSi) refers to the part of the safety of a system that depends on the correct functioning of the safety-related system and other risk-reducing measures.

Um verschiedene Anforderungen bzgl. der Funktionalen Sicherheit bei Kraftfahrzeugen zu definieren existiert das Automotive Safety Integrity Level (ASIL), welches ein Risikoklassifizierungsschema ist, das in der Norm ISO 26262 - Funktionale Sicherheit für Straßenfahrzeuge definiert ist. Es handelt sich dabei um eine Anpassung des Sicherheitsintegritätsniveaus (SIL), das in der IEC 61508 für die Automobilbranche verwendet wird. Diese Klassifizierung hilft bei der Festlegung der Sicherheitsanforderungen, die erforderlich sind, um der ISO 26262-Norm zu entsprechen. Das ASIL wird durch die Durchführung einer Risikoanalyse einer potenziellen Gefahr unter Berücksichtigung von Schweregrad, Exposition und Kontrollierbarkeit des Fahrzeugbetriebsszenarios ermittelt. Das Sicherheitsziel für diese Gefahr enthält wiederum die ASIL-Anforderungen.To define different requirements related to the functional safety of motor vehicles, there is the Automotive Safety Integrity Level (ASIL), which is a risk classification scheme defined in the ISO 26262 standard - Functional safety for road vehicles. It is an adaptation of the Safety Integrity Level (SIL) used in IEC 61508 for the automotive sector. This classification helps to define the safety requirements needed to comply with the ISO 26262 standard. The ASIL is determined by performing a risk analysis of a potential hazard, taking into account the severity, exposure and controllability of the vehicle operating scenario. The safety objective for this hazard in turn contains the ASIL requirements.

In der Norm werden vier ASILs unterschieden: ASIL A, ASIL B, ASIL C, ASIL D. ASIL D stellt die höchsten Integritätsanforderungen an das Produkt, ASIL A die niedrigsten. Gefahren, die als QM gekennzeichnet sind, stellen keine Sicherheitsanforderungen.The standard distinguishes between four ASILs: ASIL A, ASIL B, ASIL C, ASIL D. ASIL D places the highest integrity requirements on the product, ASIL A the lowest. Hazards marked as QM do not place any safety requirements.

Auch sog. Gateways müssen FuSi Anforderungen erfüllen. In der Automobiltechnik finden sich Gateways oft zwischen den verschiedenen Datenbussen, wie CAN in verschiedenen Geschwindigkeitsversionen, z.B. MOST-Bus. Eine typische Konfiguration in einem Automobil besteht aus einem „schnellen“ CAN-Bus für Motorsteuerung und ähnliche Echtzeit-Steuergeräte und einem „langsamen“ CAN-Bus für Steuergeräte mit wenigen und selten anfallenden Daten („Komfort-Bus“, für Reifendruckkontrolle oder Tankgeber). Für bestimmte Zwecke (z.B. Diagnose und/oder Steuerung) müssen manche Daten auch auf dem jeweils anderen Bus zur Verfügung gestellt werden. Für diesen Zweck kopiert das Gateway die Daten von einem Bus auf den anderen. Dieses Gateway kann als eigenes Steuergerät auftreten oder Teil eines vorhandenen, größeren Steuergeräts sein, welches Verbindungen zu allen Busvarianten bedienen muss.So-called gateways must also meet FuSi requirements. In automotive engineering, gateways are often found between the various data buses, such as CAN in different speed versions, e.g. MOST bus. A typical configuration in an automobile consists of a "fast" CAN bus for engine control and similar real-time control units and a "slow" CAN bus for control units with little and rarely occurring data ("comfort bus", for tire pressure monitoring or fuel level sensors). For certain purposes (e.g. diagnostics and/or control), some data must also be made available on the other bus. For this purpose, the gateway copies the data from one bus to the other. This gateway can act as a separate control unit or be part of an existing, larger control unit that must serve connections to all bus variants.

Insbesondere bei Ultraschall-Messsystemen, die z.B. für eine Einparkhilfe verwendet werden, aber auch bei anderen Sensoren eines Kraftfahrzeugs wird ein von dem Sensor ausgegebenes Signal über ein Gateway an einen Host-Prozessor und ein Steuersignal von dem Host-Prozessor über das Gateway an den Sensor übertragen. Das Gateway stellt dabei die Kompatibilität zweier verschiedener Kommunikationsstandards, d.h. einem ersten Kommunikationsstandard, mit dem der Sensor mit dem Gateway kommuniziert, und einem zweiten Kommunikationsstandard, mit dem der Host-Prozessor mit dem Gateway kommuniziert, sicher. Mit anderen Worten, das Gateway „übersetzt“ von dem ersten in den zweiten Kommunikationsstandard und umgekehrt, sodass der Sensor mit dem Host-Prozessor und umgekehrt kommunizieren kann. Damit dieses System aus Host-Prozessor, Gateway und Sensor ASIL-Anforderungen erfüllt, kann es nötig sein, dass das Gateway selbst ASIL-Anforderungen erfüllt.Particularly in ultrasonic measuring systems, which are used for example for a parking aid, but also in other sensors in a motor vehicle, a signal output by the sensor is transmitted via a gateway to a host processor and a control signal from the host processor is transmitted via the gateway to the sensor. The gateway ensures the compatibility of two different communication standards, i.e. a first communication standard with which the sensor communicates with the gateway and a second communication standard with which the host processor communicates with the gateway. In other words, the gateway "translates" from the first to the second communication standard and vice versa, so that the sensor can communicate with the host processor and vice versa. In order for this system consisting of host processor, gateway and sensor to meet ASIL requirements, it may be necessary for the gateway itself to meet ASIL requirements.

Vor dem Hintergrund dieses Standes der Technik besteht die Aufgabe der vorliegenden Offenbarung darin, eine Vorrichtung und ein Verfahren anzugeben, welche jeweils geeignet sind, den Stand der Technik zu bereichern.Against the background of this prior art, the object of the present disclosure is to provide a device and a method which are each suitable for enriching the prior art.

Gelöst wird die Aufgabe durch die Merkmale des unabhängigen Anspruchs. Die nebengeordneten Ansprüche und die Unteransprüche haben optionale Weiterbildungen der Offenbarung zum Inhalt.The problem is solved by the features of the independent claim. The subordinate claims and the dependent claims contain optional further developments of the disclosure.

Danach wird die Aufgabe durch ein Gateway zur Verbindung eines Host-Prozessors mit einem Sensor eines Kraftahrzeugs gelöst.The task is then solved by a gateway for connecting a host processor to a sensor of a motor vehicle.

Das Gateway umfasst eine erste Schnittstelle zur Kommunikation mit dem Host-Prozessor mittels eines ersten Kommunikationsstandards, eine zweite Schnittstelle zur Kommunikation mit dem Sensor mittels eines zweiten Kommunikationsstandards, und einen zur ersten und/oder zur zweiten Schnittstelle verbundenen Speicher zur Zwischenspeicherung von Daten, die über die erste und/oder die zweite Schnittstelle an dem Gateway empfangen werden. Der Speicher ist mittels einem Fehlererkennungsverfahren und/oder einem Fehlerkorrekturverfahren abgesichert.The gateway comprises a first interface for communicating with the host processor using a first communication standard, a second interface for communicating with the sensor using a second communication standard, and a first and/or second interface connected memory for temporarily storing data received via the first and/or second interface at the gateway. The memory is protected by means of an error detection method and/or an error correction method.

Unter eine Gateway kann eine Komponente (aufweisend Hard- und/oder Software) verstanden werden, welche zwischen zwei Systemen bzw. Kommunikationsbussen eine Verbindung herstellt. Das Gateway stellt die Brücke zur Kommunikation zwischen einem einzigen oder mehreren Hostprozessoren und einem einzigen oder mehreren Sensoren dar.A gateway can be understood as a component (having hardware and/or software) that establishes a connection between two systems or communication buses. The gateway represents the bridge for communication between a single or multiple host processors and a single or multiple sensors.

Das Gateway ist damit, wie bereits durch den Begriff Gateway impliziert ist, eine Komponenten, die ausgestaltet ist, um von dem Host-Prozessor an der ersten Schnittstelle gemäß dem ersten Kommunikationsstandard empfangene Daten in den zweiten, vom ersten Kommunikationsstandard verschiedenen Kommunikationsstandard zu wandeln und über die zweite Schnittstelle an den Sensor auszugeben, und/oder um von dem Sensor an der zweiten Schnittstelle gemäß dem zweiten Kommunikationsstandard empfangene Daten in den ersten Kommunikationsstandard zu wandeln und über die erste Schnittstelle an den Host-Prozessor auszugeben. Weiterhin wird auf die einleitenden Ausführungen betreffend das Gateway im Rahmen der Würdigung des Standes der Technik verwiesen, welche hier mutatis mutandis bzw. analog Anwendung finden können.The gateway is therefore, as already implied by the term gateway, a component that is designed to convert data received from the host processor at the first interface in accordance with the first communication standard into the second communication standard, which is different from the first communication standard, and to output it to the sensor via the second interface, and/or to convert data received from the sensor at the second interface in accordance with the second communication standard into the first communication standard and to output it to the host processor via the first interface. Furthermore, reference is made to the introductory statements regarding the gateway in the context of the assessment of the prior art, which can be applied here mutatis mutandis or analogously.

Bei dem ersten Kommunikationsstandard kann es sich z.B. um SPI (Serial Peripheral Interface und zugehöriges Kommunikations- bzw. Busprotokoll) und bei dem zweiten Kommunikationsstandard kann es sich z.B. um DSI (Distributed Systems Interface (z.B. mit drei Ein- und Ausgängen bzw. DSI3) und zugehöriges Kommunikations- bzw. Busprotokoll) handeln.The first communication standard can be, for example, SPI (Serial Peripheral Interface and associated communication or bus protocol) and the second communication standard can be, for example, DSI (Distributed Systems Interface (e.g. with three inputs and outputs or DSI3) and associated communication or bus protocol).

Bei dem Speicher kann es sich um einen Pufferspeicher bzw. einen Zwischenspeicher handeln, in dem Daten des zweiten Kommunikationsstandards, die über die zweite Schnittstelle empfangen werden, zwischengespeichert werden, bevor die Daten von dem Speicher an die erste Schnittstelle und von dort an den Host-Prozessor ausgegeben werden. Dadurch kann der Host-Prozessor entlastet werden.The memory can be a buffer memory or a temporary memory in which data of the second communication standard received via the second interface is temporarily stored before the data is output from the memory to the first interface and from there to the host processor. This can reduce the load on the host processor.

Zusätzlich oder alternativ kann es sich um einen Pufferspeicher bzw. einen Zwischenspeicher handeln, in dem Daten des ersten Kommunikationsstandards, die über die erste Schnittstelle empfangen werden, zwischengespeichert werden, bevor die Daten von dem Speicher an die zweite Schnittstelle und von dort an den Host-Prozessor ausgegeben werden. Denkbar ist, dass die Daten des ersten Kommunikationsstandards zunächst in dem Speicher zwischengespeichert bzw. gepuffert werden (im Fall von SPI sog. SPI command queue), anschließend zur Umwandlung in den zweiten Kommunikationsstandard von dem Speicher an eine Steuereinheit des Gateways ausgegeben werden und bis zur vollständigen Umwandlung der Daten von dem ersten in den zweiten Kommunikationsstandard durch die Steuereinheit in dem Speicher zwischengepuffert werden (im Fall von DSI sog. DSI command queue), bevor die in dem zweiten Kommunikationsstandard in dem Speicher vorliegenden Daten an die zweite Schnittstelle und von dort an den Sensor ausgegeben werden.Additionally or alternatively, it can be a buffer memory or a temporary storage device in which data of the first communication standard received via the first interface is temporarily stored before the data is output from the memory to the second interface and from there to the host processor. It is conceivable that the data of the first communication standard is first temporarily stored or buffered in the memory (in the case of SPI, a so-called SPI command queue), then output from the memory to a control unit of the gateway for conversion to the second communication standard, and temporarily buffered in the memory until the data has been completely converted from the first to the second communication standard by the control unit (in the case of DSI, a so-called DSI command queue), before the data in the second communication standard present in the memory is output to the second interface and from there to the sensor.

Unter einem Fehlerkorrekturverfahren, auch Error Correcting Code oder Error Checking and Correction (ECC), kann ein Verfahren verstanden werden, das dazu dient, Fehler bei der Speicherung und/oder Übertragung (z.B. Bit-Flip) von Daten zu erkennen und wenn möglich zu korrigieren. Fehlererkennungsverfahren beschränken sich auf das Feststellen, ob ein Fehler vorliegt, z.B. durch Auswerten eines Paritätsbits. Dazu wird vor der Datenspeicherung oder Übertragung den Nutzdaten zusätzliche Redundanz hinzugefügt, meist in Form zusätzlicher Bits, die auf der Zielseite zum Erkennen von Fehlern und zum Bestimmen der Fehlerposition(en) genutzt wird.An error correction method, also known as Error Correcting Code or Error Checking and Correction (ECC), is a method used to detect errors in the storage and/or transmission of data (e.g. bit flip) and, if possible, to correct them. Error detection methods are limited to determining whether an error has occurred, e.g. by evaluating a parity bit. To do this, additional redundancy is added to the payload data before the data is stored or transmitted, usually in the form of additional bits that are used on the target side to detect errors and determine the error position(s).

Dadurch, dass der Speicher mittels einem Fehlererkennungsverfahren und/oder einem Fehlerkorrekturverfahren abgesichert ist, kann bei einer, insbesondere auch bidirektionalen, Kommunikation über den Gateway eine Datenkorruption von in dem Speicher gespeicherten, insbesondere zwischengepufferten, Daten vermieden bzw. erkannt werden. Damit können bestimmte Ziele im Bezug auf die funktionale Sicherheit erreicht werden, wie z.B. ein benötigtes ASIL Level (optional ASIL B).Because the memory is protected by an error detection method and/or an error correction method, data corruption of data stored in the memory, especially buffered data, can be avoided or detected during communication via the gateway, particularly bidirectional communication. This allows certain goals to be achieved in relation to functional safety, such as a required ASIL level (optionally ASIL B).

Nachfolgend werden mögliche Weiterbildungen des oben beschriebenen Gateways im Detail erläutert. Alle diese Weiterbildungen verstärken alleine oder Kombination die oben beschriebene Vorteile des offenbarungsgemäßen Gateways.Possible further developments of the gateway described above are explained in detail below. All of these further developments, either alone or in combination, reinforce the advantages of the gateway described above.

Die erste Schnittstelle kann ausgestaltet sein, um einen ersten Error Correction Code basierend auf an der ersten Schnittstelle empfangenen Daten zu erzeugen und den erzeugten ersten Error Correction Code zusammen mit den an der ersten Schnittstelle empfangenen Daten zu dem Speicher auszugeben. Zusätzlich oder alternativ kann die zweite Schnittstelle ausgestaltet sein, um basierend auf an der zweiten Schnittstelle empfangenen Daten einen zweiten Error Correction Code zu erzeugen und den erzeugten zweiten Error Correction Code zusammen mit den an der zweiten Schnittstelle empfangenen Daten zu dem Speicher auszugeben.The first interface can be designed to generate a first error correction code based on data received at the first interface and to output the generated first error correction code together with the data received at the first interface to the memory. Additionally or alternatively, the second interface can be designed to generate a second error correction code based on data received at the second interface and to output the generated second error correction code together with the data received at the second interface to the memory.

Unter einem Error Correction Code bzw. error-correcting code (ECC) kann eine Kodierung zur Fehlerkorrektur verstanden, die im Gegensatz zur Paritätsprüfung in der Lage ist, einen 1-Bit-Fehler zu korrigieren und einen 2-Bit-Fehler zu erkennen. Das ECC-Verfahren benötigt z.B. auf 32 Bit 6 Check-Bits und auf 64 Bit 7 Check-Bits. Mit dem erzeugten Error Correction Code sind diese Check-Bits gemeint. Im Detail: In der Informatik, der Telekommunikation, der Informationstheorie und der Codierungstheorie wird ein Error Correction Code bzw. Fehlerkorrekturcode (ECC), zur Kontrolle von Datenfehlern über unzuverlässige oder verrauschte Kommunikationskanäle verwendet. Die zentrale Idee ist, dass der Sender die Nachricht mit redundanten Informationen in Form eines ECC codiert. Die Redundanz ermöglicht es dem Empfänger, eine begrenzte Anzahl von Fehlern zu erkennen, die überall in der Nachricht auftreten können, und diese Fehler oft ohne erneute Übertragung zu korrigieren. ECC unterscheidet sich von der Fehlererkennung insofern, als aufgetretene Fehler korrigiert und nicht nur erkannt werden können. Der Vorteil ist, dass ein System, das ECC verwendet, keinen Rückkanal benötigt, um eine erneute Übertragung von Daten anzufordern, wenn ein Fehler auftritt.An error correction code or error-correcting code (ECC) is a code for error correction which, in contrast to parity checking, is able to correct a 1-bit error and detect a 2-bit error. The ECC method requires, for example, 6 check bits for 32 bits and 7 check bits for 64 bits. These check bits are what the generated error correction code means. In detail: In computer science, telecommunications, information theory and coding theory, an error correction code or error-correcting code (ECC) is used to control data errors over unreliable or noisy communication channels. The central idea is that the sender encodes the message with redundant information in the form of an ECC. The redundancy enables the receiver to detect a limited number of errors that can occur anywhere in the message and to correct these errors often without retransmission. ECC differs from error detection in that errors that have occurred can be corrected and not just detected. The advantage is that a system using ECC does not need a return channel to request retransmission of data when an error occurs.

Der Speicher kann ausgestaltet sein, um mittels dem am Speicher empfangenen ersten Error Correction Code einen Fehler in den von der ersten Schnittstelle empfangenen Daten zu erkennen, und optional zu korrigieren. Zusätzlich oder alternativ kann der Speicher ausgestaltet ist, um mittels dem am Speicher empfangenen zweiten Error Correction Code einen Fehler in den von der zweiten Schnittstelle empfangenen Daten zu erkennen, und optional zu korrigieren.The memory can be designed to detect an error in the data received from the first interface using the first error correction code received at the memory and to optionally correct it. Additionally or alternatively, the memory can be designed to detect an error in the data received from the second interface using the second error correction code received at the memory and to optionally correct it.

Der Speicher kann ausgestaltet sein, um den empfangenen ersten Error Correction Code zusammen mit den von der ersten Schnittstelle empfangenen Daten an die zweite Schnittstelle auszugeben. Die zweite Schnittstelle kann ausgestaltet sein, um mittels dem an der zweiten Schnittstelle empfangenen ersten Error Correction Code einen Fehler in den an der ersten Schnittstelle von dem Speicher empfangenen Daten zu erkennen, und optional zu korrigieren. Zusätzlich oder alternativ kann der Speicher ausgestaltet sein, um den empfangenen zweiten Error Correction Code zusammen mit den von der zweiten Schnittstelle empfangenen Daten an die erste Schnittstelle auszugeben. Die erste Schnittstelle kann ausgestaltet sein, um mittels dem an der ersten Schnittstelle empfangenen zweiten Error Correction Code einen Fehler in den an der ersten Schnittstelle von dem Speicher empfangenen Daten zu erkennen, und optional zu korrigieren.The memory can be designed to output the received first error correction code together with the data received from the first interface to the second interface. The second interface can be designed to use the first error correction code received at the second interface to detect and optionally correct an error in the data received from the memory at the first interface. Additionally or alternatively, the memory can be designed to output the received second error correction code together with the data received from the second interface to the first interface. The first interface can be designed to use the second error correction code received at the first interface to detect and optionally correct an error in the data received from the memory at the first interface.

Das Gateway kann eine Steuereinheit aufweisen, die über den Speicher zu der ersten und/oder der zweiten Schnittstelle verbunden ist. Der Speicher kann ausgestaltet sein, um den empfangenen ersten Error Correction Code zusammen mit den von der ersten Schnittstelle empfangenen Daten über die Steuereinheit an die zweite Schnittstelle auszugeben. Die Steuereinheit kann ausgestaltet sein, um mittels dem an der Steuereinheit empfangenen ersten Error Correction Code einen Fehler in den an der Steuereinheit von dem Speicher empfangenen Daten zu erkennen, und optional zu korrigierenThe gateway can have a control unit that is connected to the first and/or the second interface via the memory. The memory can be designed to output the received first error correction code together with the data received from the first interface to the second interface via the control unit. The control unit can be designed to use the first error correction code received at the control unit to detect an error in the data received at the control unit from the memory and optionally to correct it.

Die erste Schnittstelle kann ausgestaltet sein, um die an der ersten Schnittstelle empfangenen Daten mittels einer zyklischen Redundanzprüfung zu prüfen. Zusätzlich oder alternativ kann die zweite Schnittstelle ausgestaltet sein, um die an der zweiten Schnittstelle empfangenen Daten mittels einer zyklischen Redundanzprüfung zu prüfen.The first interface can be designed to check the data received at the first interface by means of a cyclic redundancy check. Additionally or alternatively, the second interface can be designed to check the data received at the second interface by means of a cyclic redundancy check.

Die zyklische Redundanzprüfung (englisch cyclic redundancy check, daher meist CRC) ist ein Verfahren zur Bestimmung eines Prüfwerts für Daten, um Fehler bei der Übertragung und/oder Speicherung erkennen zu können. Vor der Datenspeicherung und/oder Übertragung kann für jeden Datenblock der Nutzdaten zusätzliche Redundanz in Form eines sogenannten CRC-Werts angefügt werden. Dieser ist ein nach einem bestimmten Verfahren berechneter Prüfwert, mit dessen Hilfe man während der Speicherung bzw. Übertragung eventuell aufgetretene Fehler erkennen kann. Zur Überprüfung der Daten wird dasselbe Berechnungsverfahren auf den Datenblock einschließlich des angefügten CRC-Werts angewandt. Ist das Ergebnis dann null, kann angenommen werden, dass der Datenblock unverfälscht ist. Verschiedene technische Anwendungen weichen allerdings von diesem Schema ab, indem sie beispielsweise die Berechnung mit einem bestimmten Wert initialisieren oder den CRC-Wert vor der Übermittlung invertieren. Auch dies ist von der Offenbarung umfasst.The cyclic redundancy check (CRC) is a method for determining a check value for data in order to be able to detect errors during transmission and/or storage. Before data storage and/or transmission, additional redundancy in the form of a so-called CRC value can be added to each data block of the payload data. This is a check value calculated according to a specific method, which can be used to detect any errors that may have occurred during storage or transmission. To check the data, the same calculation method is applied to the data block including the attached CRC value. If the result is then zero, it can be assumed that the data block is uncorrupted. However, various technical applications deviate from this scheme, for example by initializing the calculation with a specific value or inverting the CRC value before transmission. This is also covered by the disclosure.

Ferner betrifft die Offenbarung ein System zur Datenverarbeitung, wobei das System das oben beschriebene Gateway, einen mit dem Gateway über dessen erste Schnittstelle verbundenen Host-Prozessor, über die das Gateway ausgestaltet ist, um mit dem Host-Prozessor mittels eines ersten Kommunikationsstandards zu kommunizieren, und einen mit dem Gateway über dessen zweite Schnittstelle verbundenen Sensor umfasst, über die das Gateway ausgestaltet ist, um mit dem Sensor mittels eines zweiten Kommunikationsstandards zu kommunizieren.Furthermore, the disclosure relates to a system for data processing, the system comprising the gateway described above, a host processor connected to the gateway via its first interface, via which the gateway is designed to communicate with the host processor using a first communication standard, and a sensor connected to the gateway via its second interface, via which the gateway is designed to communicate with the sensor using a second communication standard.

Bei dem Host-Prozessor kann es sich um eine elektronische Steuereinheit (engl. ECU = electronic control unit) handeln. Das elektronische Steuergerät bzw. die elektronische Steuereinheit kann eine intelligente prozessorgesteuerte Einheit sein, die z.B. über das Gateway, optional als Central Gateway (CGW) ausgeführt, mit anderen Modulen kommunizieren kann und die ggf. über Feldbusse, wie den CAN-Bus, LIN-Bus, MOST-Bus, FlexRay, DSI und/oder über Automotive-Ethernet, z.B. zusammen mit Telematiksteuergeräten und/oder einer Umfeldsensorik aufweisend einen einzigen oder mehrere Sensoren, das Fahrzeugbordnetz bilden kann. Denkbar ist, dass das Steuergerät für das Fahrverhalten des Kraftfahrzeugs relevante Funktionen, wie die Motorsteuerung, die Kraftübertragung, das Bremssystem, eine Lenkung und/oder das Reifendruck-Kontrollsystem, steuert. Außerdem können Fahrerassistenzsysteme, wie beispielsweise ein Parkassistent, eine angepasste Geschwindigkeitsregelung (ACC, engl. Adaptive Cruise Control), ein Spurhalteassistent, ein Spurwechselassistent, eine Verkehrszeichenerkennung, eine Lichtsignalerkennung, ein Anfahrassistent, ein Nachtsichtassistent und/oder ein Kreuzungsassistent, von dem Steuergerät gesteuert werden.The host processor can be an electronic control unit (ECU). The electronic control unit or electronic control unit can be an intelligent processor-controlled unit that can communicate with other modules, for example via the gateway, optionally designed as a central gateway (CGW), and which can form the vehicle's on-board network, for example via field buses such as the CAN bus, LIN bus, MOST bus, FlexRay, DSI and/or via automotive Ethernet, e.g. together with telematics control units and/or an environmental sensor system having a single or multiple sensors. It is conceivable that the control unit controls functions relevant to the driving behavior of the motor vehicle, such as engine control, power transmission, braking system, steering and/or the tire pressure monitoring system. In addition, driver assistance systems such as a parking assistant, adaptive cruise control (ACC), lane keeping assistant, lane change assistant, traffic sign recognition, light signal recognition, start-off assistant, night vision assistant and/or intersection assistant can be controlled by the control unit.

Das oben mit Bezug zum Gateway Beschriebene gilt analog auch für das System zur Datenverarbeitung und umgekehrt.What is described above with reference to the gateway also applies analogously to the data processing system and vice versa.

Ferner betrifft die Offenbarung ein Kraftfahrzeug, das das oben beschriebene Gateway und/oder das oben beschriebene System zur Datenverarbeitung zumindest teilweise umfasst.Furthermore, the disclosure relates to a motor vehicle which at least partially comprises the gateway described above and/or the data processing system described above.

Bei dem Kraftfahrzeug kann es sich um einen Personenkraftwagen, wie ein Automobil, ein motorisiertes Zwei- oder Dreirad, und/oder ein Nutzfahrzeug, wie einen Lastkraftwagen, handeln.The motor vehicle may be a passenger vehicle, such as an automobile, a motorised two- or three-wheeler, and/or a commercial vehicle, such as a truck.

Das Kraftfahrzeug kann automatisiert sein. Das Kraftfahrzeug kann ausgestaltet sein, um eine Längsführung und/oder eine Querführung bei einem automatisierten Fahren des Kraftfahrzeugs zumindest teilweise und/oder zumindest zeitweise zu übernehmen.The motor vehicle can be automated. The motor vehicle can be designed to at least partially and/or at least temporarily assume longitudinal guidance and/or lateral guidance during automated driving of the motor vehicle.

Das automatisierte Fahren kann so erfolgen, dass die Fortbewegung des Kraftfahrzeugs (weitgehend) autonom erfolgt. Das automatisierte Fahren kann zumindest teilweise und/oder zeitweise durch das System zur Datenverarbeitung gesteuert werden. Denkbar ist, dass der Host-Prozessor das automatisierte Fahren (direkt oder indirekt) basierend auf Daten steuert, die der Host-Prozessor über den Gateway von dem Sensor empfängt.Automated driving can be carried out in such a way that the movement of the motor vehicle is (largely) autonomous. Automated driving can be controlled at least partially and/or temporarily by the data processing system. It is conceivable that the host processor controls automated driving (directly or indirectly) based on data that the host processor receives from the sensor via the gateway.

Das Kraftfahrzeug kann ein Kraftfahrzeug der Autonomiestufe 1 sein, d.h. bestimmte Fahrerassistenzsysteme aufweisen, die den Fahrer bei der Fahrzeugbedienung unterstützen, wie beispielsweise der Abstandsregeltempomat (ACC).The motor vehicle may be a motor vehicle of autonomy level 1, i.e. have certain driver assistance systems that support the driver in operating the vehicle, such as adaptive cruise control (ACC).

Das Kraftfahrzeug kann ein Kraftfahrzeug der Autonomiestufe 2 sein, d.h. so teilautomatisiert sein, dass Funktionen wie automatisches Einparken, Spurhalten bzw. Querführung, allgemeine Längsführung (insb. Anfahren), Beschleunigen und/oder Abbremsen von Fahrerassistenzsystemen übernommen werden können.The motor vehicle can be a motor vehicle of autonomy level 2, i.e. be so partially automated that functions such as automatic parking, lane keeping or lateral guidance, general longitudinal guidance (especially starting), acceleration and/or braking can be taken over by driver assistance systems.

Das Kraftfahrzeug kann ein Kraftfahrzeug der Autonomiestufe 3 sein, d.h. so bedingungsautomatisiert, dass der Fahrer das System Fahrzeug nicht durchgehend überwachen muss. Das Kraftfahrzeug führt selbstständig Funktionen wie das Auslösen des Blinkers, Spurwechsel und/oder Spurhalten durch. Der Fahrer kann sich anderen Dingen zuwenden, wird aber bei Bedarf innerhalb einer Vorwarnzeit vom System aufgefordert die Führung zu übernehmen.The motor vehicle can be a level 3 autonomy motor vehicle, i.e. so conditionally automated that the driver does not have to continuously monitor the vehicle system. The motor vehicle independently carries out functions such as activating the indicator, changing lanes and/or keeping in lane. The driver can turn his attention to other things, but will be prompted by the system to take over control within a pre-warning period if necessary.

Das Kraftfahrzeug kann ein Kraftfahrzeug der Autonomiestufe 4 sein, d.h. so hochautomatisiert, dass die Führung des Fahrzeugs dauerhaft vom System Fahrzeug übernommen wird. Werden die Fahraufgaben vom System nicht mehr bewältigt, kann der Fahrer aufgefordert werden, die Führung zu übernehmen.The motor vehicle can be a motor vehicle with autonomy level 4, i.e. so highly automated that the vehicle system permanently takes over control of the vehicle. If the system can no longer handle the driving tasks, the driver can be asked to take over control.

Das Kraftfahrzeug kann ein Kraftfahrzeug der Autonomiestufe 5 sein, d.h. so vollautomatisiert, dass der Fahrer zum Erfüllen der Fahraufgabe nicht erforderlich ist. Außer dem Festlegen des Ziels und dem Starten des Systems ist kein menschliches Eingreifen erforderlich. Das Kraftfahrzeug kann ohne Lenkrad und Pedale auskommen.The motor vehicle can be a level 5 autonomy motor vehicle, i.e. so fully automated that the driver is not required to perform the driving task. No human intervention is required other than setting the destination and starting the system. The motor vehicle can operate without a steering wheel and pedals.

Das oben mit Bezug zum Gateway und zum System zur Datenverarbeitung Beschriebene gilt analog auch für das Kraftfahrzeug und umgekehrt.What is described above with reference to the gateway and the data processing system also applies analogously to the motor vehicle and vice versa.

Ferner betrifft die Offenbarung ein Verfahren zum Betreiben des oben beschriebenen Gateways, wobei das Verfahren ein Absichern von mittels der ersten und/oder der zweiten Schnittstelle empfangenen Daten mittels einem Fehlererkennungsverfahren und/oder einem Fehlerkorrekturverfahren an der ersten Schnittstelle, der zweiten Schnittstelle und/oder dem Speicher umfasst.Furthermore, the disclosure relates to a method for operating the gateway described above, wherein the method comprises securing data received via the first and/or the second interface by means of an error detection method and/or an error correction method at the first interface, the second interface and/or the memory.

Bei dem Verfahren kann es sich um ein computer-implementiertes Verfahren handeln, d.h. einer, mehrere oder alle Schritt des Verfahrens können zumindest teilweise von einem Computer bzw. einer Vorrichtung zur Datenverarbeitung bzw. einer Datenverarbeitungsvorrichtung ausgeführt werden.The method may be a computer-implemented method, i.e. one, several or all steps of the method can be carried out at least partially by a computer or a data processing device or a data processing device.

Das oben mit Bezug zum Gateway, zum System zur Datenverarbeitung und zum Kraftfahrzeug Beschriebene gilt analog auch für das Verfahren und umgekehrt.What is described above with reference to the gateway, the data processing system and the motor vehicle also applies analogously to the procedure and vice versa.

Ferner betrifft die Offenbarung ein Computerprogramm. Das Computerprogramm umfasst Befehle, die bei der Ausführung des Programms durch einen Computer, optional ein Gateway, weiter optional das oben beschriebene Gateway, diesen bzw. dieses veranlassen, das oben beschriebene Verfahren zumindest teilweise auszuführen.The disclosure further relates to a computer program. The computer program comprises instructions which, when the program is executed by a computer, optionally a gateway, further optionally the gateway described above, cause the computer or the gateway to at least partially carry out the method described above.

Ein Programmcode des Computerprogramms kann in einem beliebigen Code vorliegen, insbesondere in einem Code, der für Steuerungen von Kraftfahrzeugen geeignet ist.A program code of the computer program can be in any code, in particular in a code that is suitable for controlling motor vehicles.

Bei dem Computer kann es sich um das oben beschriebene Gateway handeln.The computer can be the gateway described above.

Das oben mit Bezug zum Gateway, zum System zur Datenverarbeitung und zum Kraftfahrzeug sowie zum Verfahren Beschriebene gilt analog auch für das Computerprogramm und umgekehrt.The above description with reference to the gateway, the data processing system and the motor vehicle as well as to the method also applies analogously to the computer program and vice versa.

Ferner wird ein computerlesbares Medium, insbesondere ein computerlesbares Speichermedium, bereitgestellt, das das oben beschriebene Computerprogramm zumindest teilweise umfasst.Furthermore, a computer-readable medium, in particular a computer-readable storage medium, is provided which at least partially comprises the computer program described above.

Das heißt, es kann ein computerlesbares Medium bereitgestellt werden, das ein oben definiertes Computerprogramm umfasst.That is, a computer-readable medium may be provided which comprises a computer program as defined above.

Bei dem computerlesbaren Medium kann es sich um ein beliebiges digitales Datenspeichergerät handeln, wie zum Beispiel einen USB-Stick, eine Festplatte, eine CD-ROM, eine SD-Karte oder eine SSD-Karte.The computer-readable medium can be any digital data storage device, such as a USB stick, a hard disk, a CD-ROM, an SD card or an SSD card.

Das Computerprogramm muss nicht zwingend auf einem solchen computerlesbaren Speichermedium gespeichert sein, um dem Kraftfahrzeug zur Verfügung gestellt zu werden, sondern kann auch über das Internet oder anderweitig extern bezogen werden.The computer program does not necessarily have to be stored on such a computer-readable storage medium in order to be made available to the motor vehicle, but can also be obtained via the Internet or otherwise externally.

Das computerlesbare Medium kann Befehle umfassen, die bei der Ausführung der Befehle durch einen Computer, optional das oben beschriebenen Gateways und/oder das oben beschriebene System zur Datenverarbeitung, diesen veranlassen, das oben beschriebene Verfahren zumindest teilweise auszuführen.The computer-readable medium may comprise instructions which, when executed by a computer, optionally the gateway described above and/or the data processing system described above, cause the computer to at least partially carry out the method described above.

Das oben mit Bezug zum Verfahren, zum Gateway, zum System zur Datenverarbeitung, zum Computerprogramm und zum Kraftfahrzeug Beschriebene gilt analog auch für das computerlesbare Medium und umgekehrt.The provisions described above with reference to the method, the gateway, the data processing system, the computer program and the motor vehicle also apply analogously to the computer-readable medium and vice versa.

Nachfolgend wird eine Ausführungsform mit Bezug zu 1 und 2 beschrieben.

1 zeigt schematisch eine offenbarungsgemäßes System zur Datenverarbeitung als Teil eines Kraftahrzeugs,
2 zeigt schematisch ein offenbarungsgemäßes Gateway, das Teil des Systems zur Datenverarbeitung aus 1 ist, in einem ersten Zustand, in dem Daten eines Host-Prozessors über das Gateway an einen Sensor übertragen werden,
3 zeigt schematisch das offenbarungsgemäße Gateway, das Teil des Systems zur Datenverarbeitung aus 1 ist, in einem zweiten Zustand, in dem Daten des Sensors über das Gateway an den Host-Prozessor übertragen werden, und
4 zeigt schematisch ein Ablaufdiagramm eines offenbarungsgemäßen Verfahrens zum Betreiben des in 1 dargestellten Systems zur Datenverarbeitung, insbesondere des in den 2 und 3 dargestellten Gateways.

Below is an embodiment with reference to 1 and 2 described.

1 shows schematically a disclosed system for data processing as part of a motor vehicle,
2 shows schematically a gateway according to the disclosure, which is part of the system for data processing from 1 is in a first state in which data from a host processor is transmitted to a sensor via the gateway,
3 shows schematically the gateway according to the disclosure, which is part of the system for data processing from 1 is in a second state in which data from the sensor is transmitted to the host processor via the gateway, and
4 shows schematically a flow diagram of a method according to the disclosure for operating the 1 presented system for data processing, in particular the one in the 2 and 3 shown gateways.

Das in 1 dargestellte Kraftfahrzeug 1000 weist ein System zur Datenverarbeitung 100 auf, welches wiederum einen Host-Prozessor 10, ein Gateway 1 und einen Sensor 11 aufweist.This in 1 The motor vehicle 1000 shown has a data processing system 100, which in turn has a host processor 10, a gateway 1 and a sensor 11.

Das Gateway 1 ist sowohl zu dem Host-Prozessor 10 als auch zu dem Sensor 11 so verbunden, dass eine bidirektionale (Daten-) Kommunikation zwischen dem Host-Prozessor 10 und dem Sensor 11 über das Gateway 1 möglich ist.The gateway 1 is connected to both the host processor 10 and the sensor 11 such that bidirectional (data) communication between the host processor 10 and the sensor 11 is possible via the gateway 1.

Das weiter im Detail in den 2 und 3 dargestellte Gateway 1 umfasst einen als Master-Out-Slave-In-Pin (MOSI) ausgeführten ersten Pin 7, eine erste hier als SPI-Schnittstelle ausgeführte Schnittstelle 2, einen als RAM (engl. für Random-Access Memory) ausgeführten Speicher 3, 5, 9mit mehreren Speicherbereichen 31, 51, 91, eine Steuereinheit 4, eine zweite hier als DSI-Schnittstelle ausgeführte Schnittstelle 6, einen als DSI-Output-Pin ausgeführten zweiten Pin 8, einen als DSI-Input-Pin ausgeführten dritten Pin 12 und einen als Master-In-Slave-Out-Pin (MISO) ausgeführten vierten Pin 13.This is explained in more detail in the 2 and 3 The gateway 1 shown comprises a first pin 7 designed as a master-out-slave-in pin (MOSI), a first interface 2 designed here as an SPI interface, a memory 3, 5, 9 designed as a RAM (Random Access Memory) with several memory areas 31, 51, 91, a control unit 4, a second interface 6 designed here as a DSI interface, a second pin 8 designed as a DSI output pin, a third pin 12 designed as a DSI input pin and a fourth pin 13 designed as a master-in-slave-out pin (MISO).

Das Gateway 1 ist über dessen SPI-Schnittstelle 2 zu dem Host-Prozessor 10 verbundenen und ausgestaltet ist, um mit dem Host-Prozessor mittels eines ersten Kommunikationsstandards, hier dem SPI-Kommunikationsstandard, bidirektional zu kommunizieren.The gateway 1 is connected to the host processor 10 via its SPI interface 2 and is designed to communicate bidirectionally with the host processor by means of a first communication standard, here the SPI communication standard.

Die SPI-Schnittstelle 2, welche zu dem MOSI-Pin 7 und zu dem MISO-Pin 13 verbunden ist, umfasst ein als MOSI-Register ausgeführtes Register 22, ein als SPI-CRC-Checker ausgeführtes Modul für eine Zyklische Redundanzprüfung 23, ein als ECC-Encoder ausgeführtes Modul 24 zum Erzeugen eines Error Correction Codes (ECC) 21 basierend auf in dem MOSI-Register 22 gespeicherten bzw. sich darin befindlichen Daten, die über den MOSI-Pin 7 von dem Host-Prozessor 10 empfangen wurden, ein als SPI-CRC-Generator ausgeführtes Modul zum Erzeugen eines Codes für eine Zyklische Redundanzprüfung 25 basierend auf von dem Speicherbereich 9 empfangenen Daten, ein als MISO-Register ausgeführtes Register 26, und ein als ECC-Decoder ausgeführtes Modul 27 zum Überprüfen eines ECCs 67.The SPI interface 2, which is connected to the MOSI pin 7 and to the MISO pin 13, comprises a register 22 designed as a MOSI register, a module designed as an SPI CRC checker for a cyclic redundancy check 23, a module designed as an ECC encoder 24 for generating an error correction code (ECC) 21 based on data stored in or located in the MOSI register 22 that was received from the host processor 10 via the MOSI pin 7, a module designed as an SPI CRC generator for generating a code for a cyclic redundancy check 25 based on data received from the memory area 9, a register 26 designed as a MISO register, and a module 27 designed as an ECC decoder for checking an ECC 67.

Der zur SPI- und zur DSI-Schnittstelle verbundene Speicher 3, 5, 9 dient zur Zwischenspeicherung von Daten, die über die SPI- und die DSI-Schnittstelle an dem Gateway 1 empfangen werden, wobei der Speicher 3, 5, 9 mittels einem Fehlerkorrekturverfahren abgesichert ist. Die Speicherbereiche 31, 51, 91 sind daher jeweils zu einem als RAM-ECC-Checker ausgeführten Modul 32, 52, 92 zur Überprüfung des ECCs 21 bzw. ECCs 67 verbunden.The memory 3, 5, 9 connected to the SPI and DSI interfaces serves to temporarily store data that is received via the SPI and DSI interfaces at the gateway 1, whereby the memory 3, 5, 9 is protected by an error correction method. The memory areas 31, 51, 91 are therefore each connected to a module 32, 52, 92 designed as a RAM ECC checker for checking the ECC 21 or ECC 67.

Ein RAM-ECC-Checker kann dazu ausgestalet sein, um den empfangenen ECC 21 bzw. 67 zu prüfen. Ein RAM-ECC-Checker 32, 52, 92 kann ausgestaltet sein, um über die am Speicher 3, 5, 9 empfangenen Daten und über eine Speicheradresse, in der die Daten abgelegt werden sollen, einen ECC zu bilden und zusammen mit den Daten abzuspeichern. Ein RAM-ECC-Checker 32, 52, 92 kann ferner ausgestaltet sein, um den abgespeicherten ECC bei einem Lesezugriff auf die Daten zu prüfen und dann über die Daten wiederum einen ECC 21, 67 zu bilden, der sodann mit den Daten ausgegeben wird.A RAM ECC checker can be designed to check the received ECC 21 or 67. A RAM ECC checker 32, 52, 92 can be designed to form an ECC using the data received at the memory 3, 5, 9 and a memory address in which the data is to be stored, and to store it together with the data. A RAM ECC checker 32, 52, 92 can also be designed to check the stored ECC during a read access to the data and then to form an ECC 21, 67 using the data, which is then output with the data.

Die Steuereinheit 4 (auch als main control bezeichnet), die die über den Speicher zu der SPI- und der DSI-Schnittstelle 2, 6 verbunden ist, umfasst ein als Command-Control ausgeführtes Steuermodul 41 und ein als ECC-Decoder ausgeführtes Modul 42 zum Überprüfen des ECCs 21. Die Command-Control 41 kann dazu eingerichtet sein, um zu bestimmen, für welche Einheit (z.B. für welchen Sensor 11 oder für das Gateway s1 elbst) von dem Host-Prozessor 10 empfangene Daten bestimmt sind und eine Weiterleitung der Daten an die bestimmte Einheit zu veranlassen.The control unit 4 (also referred to as main control), which is connected to the SPI and DSI interfaces 2, 6 via the memory, comprises a control module 41 designed as a command control and a module 42 designed as an ECC decoder for checking the ECC 21. The command control 41 can be set up to determine for which unit (e.g. for which sensor 11 or for the gateway s1 itself) data received from the host processor 10 is intended and to arrange for the data to be forwarded to the specific unit.

Das Gateway 1 ist über dessen DSI-Schnittstelle 3 zu dem Sensor 11 verbundenen und ausgestaltet ist, um mit dem Sensor 11 mittels eines zweiten Kommunikationsstandards, hier dem DSI-Kommunikationsstandard, bidirektional zu kommunizieren.The gateway 1 is connected to the sensor 11 via its DSI interface 3 and is designed to communicate bidirectionally with the sensor 11 by means of a second communication standard, here the DSI communication standard.

Die DSI-Schnittstelle 6, welche zu dem DSI-Output-Pin 8 und dem DSI-Input-Pin 12 verbunden ist, umfasst ein als DSI-CRC-Generator ausgeführtes Modul zum Erzeugen eines Codes für eine Zyklische Redundanzprüfung 61 basierend auf den von dem Speicherbereich 5 empfangenen Daten, ein als DSI-Tx-Register ausgeführtes Register 62, ein als ECC-Decoder ausgeführtes Modul 63 zum Überprüfen des ECCs 21, ein als DSI-Rx-Register ausgeführtes Register 64, ein als DSI-CRC-Checker ausgeführtes Modul für eine Zyklische Redundanzprüfung 65, und ein als ECC-Encoder ausgeführtes Modul 66 zum Erzeugen des ECCs 67 basierend auf in dem DSI-Rx-Register 64 gespeicherten bzw. sich darin befindlichen Daten, die über den DSI-Input-Pin 12 von dem Sensor 11 empfangen wurden.The DSI interface 6, which is connected to the DSI output pin 8 and the DSI input pin 12, comprises a module designed as a DSI CRC generator for generating a code for a cyclic redundancy check 61 based on the data received from the memory area 5, a register 62 designed as a DSI Tx register, a module 63 designed as an ECC decoder for checking the ECC 21, a register 64 designed as a DSI Rx register, a module designed as a DSI CRC checker for a cyclic redundancy check 65, and a module 66 designed as an ECC encoder for generating the ECC 67 based on data stored in or located in the DSI Rx register 64 that was received from the sensor 11 via the DSI input pin 12.

Damit ist das Gateway 1 ausgestaltet, um gemäß dem nachfolgend auch mit Bezug zu 4 beschriebenen Verfahren betrieben zu werden.Thus, the gateway 1 is designed to operate in accordance with the following with reference to 4 to be operated according to the procedures described.

Die ersten vierzehn Schritte S1 - S14 die nachfolgend beschrieben werden korrespondieren zu der Darstellung des Gateways 1 in 2. Die Schritte S15 - S24 die anschließend beschrieben werden korrespondieren zu der Darstellung des Gateways in 3. In beiden Darstellung ist also der für die jeweilige Kommunikationsrichtung relevante Teil des Gateways 1 daregstellt (und der irrelevante weggelassen). Wie dem Fachmann bewusst ist, ist die in 2 und 3 gewählte Darstellungsform der Komponenten des Gateways 1 insofern schematisch, als dass eine tatsächliche physische Anordnung der einzelnen Komponenten davon abweichen kann, solange das Gateway 1 ausgestaltet ist, um das nachfolgend beschriebene Verfahren auszuführen. Als ein Beispiel sei die Darstellung des Speichers 3, 5, 9 genannten, welcher als ein physischer Speicher (-baustein) ausgeführt sein, hier zu Erklärungszwecken aber nicht als eine zusammenhängende Einheit dargestellt ist. Als ein weiteres Beispiel seien die Speicherbereiche 31, 51, 91 genannt, welche in dem Speicher 3, 5, 9 zwar als physisch getrennte Bereiche ausgeführt sein können, wohingegen dies aber nicht erforderlich ist und auch andere Lösungen denkbar sind.The first fourteen steps S1 - S14 described below correspond to the representation of the gateway 1 in 2 . The steps S15 - S24 described below correspond to the representation of the gateway in 3 In both representations, the part of the gateway 1 relevant for the respective communication direction is shown (and the irrelevant part is omitted). As the expert is aware, the 2 and 3 The selected form of representation of the components of the gateway 1 is schematic in that an actual physical arrangement of the individual components can deviate from this, as long as the gateway 1 is designed to carry out the method described below. As an example, the representation of the memory 3, 5, 9 is mentioned, which can be designed as a physical memory (module), but is not shown here as a coherent unit for explanatory purposes. As a further example, the memory areas 31, 51, 91 are mentioned, which can be designed as physically separate areas in the memory 3, 5, 9, although this is not necessary and other solutions are also conceivable.

In einem ersten Schritt S1 des Verfahrens sendet der Host-Prozessor 10 unter Nutzung des SPI-Kommunikationsstandards erstes Daten über den MOSI-Pin 7 an die SPI-Schnittstelle 2, in der das erhaltene erste Daten in dem MOSI-Register 22 zwischengepuffert wird.In a first step S1 of the method, the host processor 10 uses the SPI communication standard to send first data via the MOSI pin 7 to the SPI interface 2, in which the received first data is buffered in the MOSI register 22.

In einem zweiten Schritt S2 des Verfahrens erzeugt der ECC-Encoder 24 basierend auf dem in dem MOSI-Register 22 enthaltenen ersten Daten den ECC 21.In a second step S2 of the method, the ECC encoder 24 generates the ECC 21 based on the first data contained in the MOSI register 22.

In einem dritten Schritt S3 des Verfahrens unterzieht der SPI-CRC-Checker 23 die in dem MOSI-Register 22 enthaltene erste Daten einer Zyklischen Redundanzprüfung basierend auf einem in den ersten Daten enthaltenen CRC, der optional von dem Host-Prozessor 10 erzeugt wurde.In a third step S3 of the method, the SPI CRC checker 23 subjects the first data contained in the MOSI register 22 to a cyclic redundancy check based on a CRC contained in the first data, which was optionally generated by the host processor 10.

In einem vierten Schritt S4 des Verfahrens gibt die SPI-Schnittstelle 2 die CRC geprüften ersten Daten zusammen mit dem ECC21 an den Speicherbereich 31 des RAMs 3 weiter bzw. aus.In a fourth step S4 of the method, the SPI interface 2 forwards or outputs the CRC-checked first data together with the ECC21 to the memory area 31 of the RAM 3.

In einem fünften Schritt S5 des Verfahrens prüft der RAM-ECC-Checker 32 mittels des ECC 21, ob ein Fehler in den von der SPI-Schnittstelle 2 empfangenen Daten vorliegt und korrigiert diesen falls vorhanden und möglich.In a fifth step S5 of the method, the RAM ECC checker 32 uses the ECC 21 to check whether there is an error in the data received from the SPI interface 2 and corrects it if present and possible.

Im allgemeinen sei angemerkt, dass ein Fehler, der im Laufe des Verfahrens erkannt wird und nicht korrigiert werden kann, zu einem Abbruch des Verfahrens führen kann und/oder dazu, dass die fehlerhaften bzw. korrumpierten Daten erneut angefragt werden.In general, it should be noted that an error that is detected during the procedure and cannot be corrected may lead to the procedure being aborted and/or to the incorrect or corrupted data being requested again.

In einem sechsten Schritt S6 des Verfahrens werden die im Speicherbereich 31 zwischengepufferten und mittels des RAM-ECC-Checkers 32 geprüften Daten zusammen mit dem ECC 21 an die Command-Control 41 der Steuereinheit 4 ausgegeben.In a sixth step S6 of the method, the data buffered in the memory area 31 and checked by means of the RAM ECC checker 32 are output together with the ECC 21 to the command control 41 of the control unit 4.

In einem siebten Schritt S7 des Verfahrens überprüft der ECC-Decoder 42 der Steuereinheit 4 den empfangenen ECC 21 basierend auf den an der Command-Control 41 von dem Speicherbereich 31 empfangenen Daten um zu prüfen, ob ein Fehler in den von dem Speicherbereich 3 empfangenen Daten vorliegt und korrigiert diesen falls vorhanden und möglich.In a seventh step S7 of the method, the ECC decoder 42 of the control unit 4 checks the received ECC 21 based on the data received at the command control 41 from the memory area 31 to check whether there is an error in the data received from the memory area 3 and corrects it if present and possible.

In einem achten Schritt S8 des Verfahrens gibt die Steuereinheit 4 die mittels des ECC-Decoders 42 geprüften Daten an den Speicherbereich 51 des Speichers 5 aus.In an eighth step S8 of the method, the control unit 4 outputs the data checked by means of the ECC decoder 42 to the memory area 51 of the memory 5.

In einem neunten Schritt S9 des Verfahrens prüft der RAM-ECC-Checker 52 mittels des ECC 21, ob ein Fehler in den von der Steuereinheit 4 empfangenen Daten vorliegt und korrigiert diesen falls vorhanden und möglich.In a ninth step S9 of the method, the RAM ECC checker 52 uses the ECC 21 to check whether there is an error in the data received from the control unit 4 and corrects it if present and possible.

In einem zehnten Schritt S10 des Verfahrens werden die im Speicherbereich 51 zwischengepufferten und mittels des RAM-ECC-Checkers 52 geprüften Daten zusammen mit dem ECC 21 an den DSI-CRC-Generator 61 der DSI-Schnittstelle 6 ausgegeben.In a tenth step S10 of the method, the data buffered in the memory area 51 and checked by means of the RAM ECC checker 52 are output together with the ECC 21 to the DSI CRC generator 61 of the DSI interface 6.

In einem elften Schritt S11 des Verfahrens erzeugt der DSI-CRC-Generator 61 einen CRC basierend auf den von dem Speicher 5 empfangenen Daten und gibt die Daten in einem zwölften Schritt S12 des Verfahrens zusammen mit dem erzeugten CRC und dem ECC 21 an das DSI-Tx-Register 62 aus.In an eleventh step S11 of the method, the DSI CRC generator 61 generates a CRC based on the data received from the memory 5 and outputs the data together with the generated CRC and the ECC 21 to the DSI Tx register 62 in a twelfth step S12 of the method.

In einem dreizehnten Schritt S13 des Verfahrens überprüft der ECC-Decoder 63 der DSI-Schnittstelle 6 den empfangenen ECC 21 basierend auf den in DSI-Tx-Register 62 zwischengepufferten Daten, ob ein Fehler in den von dem Speicherbereich 51 empfangenen Daten vorliegt und korrigiert diesen falls vorhanden und möglich.In a thirteenth step S13 of the method, the ECC decoder 63 of the DSI interface 6 checks the received ECC 21 based on the data buffered in the DSI Tx register 62 to determine whether there is an error in the data received from the memory area 51 and corrects this if there is an error and it is possible.

In einem vierzehnten Schritt S14 des Verfahrens sendet die DSI-Schnittstelle 6 die geprüften Daten, die in dem DSI-Tx-Register 62 zwischengepuffert sind, zusammen mit dem in dem elften Schritt S11 erzeugten CRC über den DSI-Output-Pin 8 unter Nutzung des DSI-Kommunikationsstandards an den Sensor 11, wobei diese ausgesendeten Daten zu dem in dem ersten Schritt S1 an dem Gateway 1 empfangenen ersten Daten korrespondieren.In a fourteenth step S14 of the method, the DSI interface 6 sends the checked data, which are buffered in the DSI Tx register 62, together with the CRC generated in the eleventh step S11, to the sensor 11 via the DSI output pin 8 using the DSI communication standard, wherein these transmitted data correspond to the first data received at the gateway 1 in the first step S1.

Da der komplette Kommunikationsweg, wie oben mit Bezug zu den Schritten S1 - S14 beschrieben, vom Host-Prozessor 10 über das Gateway 1 zum Sensor 11 (zwischen Host-Prozessor 10 und Gateway 1 über CRC, innerhalb des Gateways 1 über ECC und vom Gateway 1 zum Sensor 11 wiederum über CRC) abgesichert ist, kann hier zumindest ASIL B erreicht werden.Since the complete communication path, as described above with reference to steps S1 - S14, from the host processor 10 via the gateway 1 to the sensor 11 (between the host processor 10 and gateway 1 via CRC, within the gateway 1 via ECC and from the gateway 1 to the sensor 11 again via CRC) is secured, at least ASIL B can be achieved here.

Nachfolgend wird der Kommunikationsweg vom Sensor 11 über das Gateway 1 zum Host-Prozessor 10 beschrieben. Die oben beschriebenen Schritte S1 - S14 lassen sich dabei als eigenständiges Verfahren betrachten und auch die untenstehenden Schritt S15 - S24 lassen sich als eigenständiges Verfahren betrachten, wobei die Verfahren miteinander kombiniert werden können und im Betrieb des Gateways 1 nacheinander und/oder zumindest teilweise zeitgleich ausgeführt werden können.The communication path from the sensor 11 via the gateway 1 to the host processor 10 is described below. The steps S1 - S14 described above can be viewed as an independent process and the steps S15 - S24 below can also be viewed as an independent process, whereby the processes can be combined with one another and can be carried out one after the other and/or at least partially simultaneously during operation of the gateway 1.

In einem fünfzehnten Schritt S15 des Verfahrens sendet der Sensor 11 unter Nutzung des DSI-Kommunikationsstandards ein zweite Daten über den DSI-Input-Pin 12 an die DSI-Schnittstelle 6, in der die erhaltenen zweiten Daten in dem DSI-Rx-Register 64 zwischengepuffert wird.In a fifteenth step S15 of the method, the sensor 11 uses the DSI communication standard to send a second data via the DSI input pin 12 to the DSI interface 6, in which the received second data is buffered in the DSI Rx register 64.

In einem sechzehnten Schritt S16 des Verfahrens erzeugt der ECC-Encoder 66 basierend auf den in dem DSI-Rx-Register 64 enthaltenen zweiten Daten den ECC 67.In a sixteenth step S16 of the method, the ECC encoder 66 generates the ECC 67 based on the second data contained in the DSI Rx register 64.

In einem siebzehnten Schritt S17 des Verfahrens unterzieht der DSI-CRC-Checker 65 die in dem DSI-Rx-Register 64 enthaltene zweiten Daten einer Zyklischen Redundanzprüfung basierend auf einem in den zweiten Daten enthaltenen CRC, der optional von dem Sensor 11 erzeugt wurde.In a seventeenth step S17 of the method, the DSI CRC checker 65 subjects the second data contained in the DSI Rx register 64 to a cyclic redundancy check based on a CRC contained in the second data, which was optionally generated by the sensor 11.

In einem achtzehnten Schritt S18 des Verfahrens gibt die DSI-Schnittstelle 6 die CRC geprüften zweiten Daten zusammen mit dem ECC 67 an den Speicherbereich 91 des RAMs 9 weiter bzw. aus.In an eighteenth step S18 of the method, the DSI interface 6 outputs the CRC checked second data together with the ECC 67 to the memory area 91 of the RAM 9.

In einem neunzehnten Schritt S19 des Verfahrens prüft der RAM-ECC-Checker 92 mittels des ECC 67, ob ein Fehler in den von der DSI-Schnittstelle 6 empfangenen Daten vorliegt und korrigiert diesen falls vorhanden und möglich.In a nineteenth step S19 of the method, the RAM ECC checker 92 uses the ECC 67 to check whether there is an error in the data received from the DSI interface 6 and corrects it if present and possible.

In einem zwanzigsten Schritt S20 des Verfahrens werden die im Speicherbereich 91 zwischengepufferten und mittels des RAM-ECC-Checkers 92 geprüften Daten zusammen mit dem ECC 67 an den SPI-CRC-Generator 25 der SPI-Schnittstellte 2 ausgegeben.In a twentieth step S20 of the method, the data buffered in the memory area 91 and checked by means of the RAM ECC checker 92 are output together with the ECC 67 to the SPI CRC generator 25 of the SPI interface 2.

In einem einundzwanzigsten Schritt S21 des Verfahrens erzeugt der SPI-CRC-Generator 25 einen CRC basierend auf den von dem Speicher 9 empfangenen Daten und gibt die Daten in einem zweiundzwanzigsten Schritt S22 des Verfahrens zusammen mit dem erzeugten CRC und dem ECC 67 an das SPI-MISO-Register 26 der SPI-Schnittstelle 2 aus.In a twenty-first step S21 of the method, the SPI CRC generator 25 generates a CRC based on the data received from the memory 9 and outputs the data together with the generated CRC and the ECC 67 to the SPI MISO register 26 of the SPI interface 2 in a twenty-second step S22 of the method.

In einem dreiundzwanzigsten Schritt S23 des Verfahrens überprüft der ECC-Decoder 27 der SPI-Schnittstelle 2 den empfangenen ECC 67 basierend auf den in dem SPI-MISO-Register 26 zwischengepufferten Daten, ob ein Fehler in den von dem Speicherbereich 91 empfangenen Daten vorliegt und korrigiert diesen falls vorhanden und möglich.In a twenty-third step S23 of the method, the ECC decoder 27 of the SPI interface 2 checks the received ECC 67 based on the data buffered in the SPI MISO register 26 to see whether there is an error in the data received from the memory area 91 and corrects it if there is an error and it is possible.

In einem vierundzwanzigsten Schritt S24 des Verfahrens sendet die SPI-Schnittstelle 2 die geprüften Daten, die in dem MISO-Register 26 zwischengepuffert sind, zusammen mit dem in dem einundzwanzigsten Schritt S21 erzeugten CRC über den MISO-Pin 13 unter Nutzung des SPI-Kommunikationsstandards an den Host-Prozessor 10, wobei diese ausgesendeten Daten zu dem in dem fünfzehnten Schritt S15 an dem Gateway 1 empfangenen zweiten Daten korrespondieren.In a twenty-fourth step S24 of the method, the SPI interface 2 sends the checked data buffered in the MISO register 26 together with the CRC generated in the twenty-first step S21 to the host processor 10 via the MISO pin 13 using the SPI communication standard, wherein these transmitted data correspond to the second data received at the gateway 1 in the fifteenth step S15.

Da auch hier der komplette Kommunikationsweg, wie oben mit Bezug zu den Schritten S15 - S24 beschrieben, vom Sensor 11 über das Gateway 1 zum Host-Prozessor 11 (zwischen Host-Prozessor 10 und Gateway 1 über CRC, innerhalb des Gateways 1 über ECC und vom Sensor 11 zum Gateway 1 wiederum über CRC) abgesichert ist, kann hier zumindest ASIL B erreicht werden.Since the complete communication path, as described above with reference to steps S15 - S24, from sensor 11 via gateway 1 to host processor 11 (between host processor 10 and gateway 1 via CRC, within gateway 1 via ECC and from sensor 11 to gateway 1 again via CRC) is secured here, at least ASIL B can be achieved here.

Die oben beschriebenen Vorteile lassen sich also erreichen, da das Verfahren ein Absichern von mittels der ersten und der zweiten Schnittstelle empfangenen Daten mittels einem Fehlerkorrekturverfahren und/oder einem Fehlererkennungsverfahren an der ersten Schnittstelle 2, der zweiten Schnittstelle 6 und dem Speicher 3, 5, 9 sowie der Steuereinheit 4 umfasst.The advantages described above can therefore be achieved because the method comprises securing data received via the first and second interfaces by means of an error correction method and/or an error detection method at the first interface 2, the second interface 6 and the memory 3, 5, 9 as well as the control unit 4.

BezugszeichenlisteList of reference symbols

11: GatewayGateway
22: SPI-SchnittstelleSPI interface
2121: ECCECC
2222: MOSI-RegisterMOSI Register
2323: SPI-CRC-CheckerSPI CRC Checker
2424: ECC-EncoderECC encoder
2525: SPI-CRC-GeneratorSPI CRC Generator
2626: MISO-RegisterMISO Register
2727: ECC-DecoderECC decoder
33: RAMR.A.M.
3131: erster Speicherbereichfirst memory area
3232: RAM-ECC-CheckerRAM ECC Checker
44: Steuereinheit bzw. Main ControlControl unit or main control
4141: Steuermodul bzw. Command ControlControl module or Command Control
4242: ECC-DecoderECC decoder
55: RAMR.A.M.
5151: zweiter Speicherbereichsecond memory area
5252: RAM-ECC-CheckerRAM ECC Checker
66: DSI-SchnittstelleDSI interface
6161: DSI-CRC-GeneratorDSI CRC Generator
6262: DSI-Tx-RegisterDSI Tx Register
6363: ECC-EncoderECC encoder
6464: DSI-Rx-RegisterDSI-Rx Register
6565: DSI-CRC-CheckerDSI CRC Checker
6666: ECC-EncoderECC encoder
6767: ECCECC
99: RAMR.A.M.
9191: dritter Speicherbereichthird storage area
9292: RAM-ECC-Checker RAM ECC Checker
1010: Host-ProzessorHost processor
1111: Sensorsensor
100100: System zur DatenverarbeitungData processing system
10001000: Kraftfahrzeug Motor vehicle
S1 - S24S1 - S24: VerfahrensschritteProcess steps

Claims

Gateway (1) for connecting a host processor (10) to a sensor (11) of a motor vehicle (1000), the gateway (1) comprising: - a first interface (2) for communicating with the host processor (10) by means of a first communication standard, - a second interface (6) for communicating with the sensor (11) by means of a second communication standard, and - a memory (3, 5, 9) connected to the first and/or second interface (2, 6) for temporarily storing data received at the gateway (1) via the first and/or second interface (2, 6), characterized in that - the memory (3, 5, 9) is secured by means of an error detection method and/or an error correction method.

Gateway (1) to Claim 1 , characterized in that - the first interface (2) is designed to generate a first error correction code (21) based on data received at the first interface (2) and to output the generated first error correction code (21) together with the data received at the first interface (2) to the memory (3, 5, 9), and/or - the second interface (6) is designed to generate a second error correction code (67) based on data received at the second interface (6) and to output the generated second error correction code (67) together with the data received at the second interface (6) to the memory (3, 5, 9).

Gateway (1) to Claim 2 , characterized in that - the memory (3, 5, 9) is designed to detect an error in the data received from the first interface (2) by means of the first error correction code (21) received at the memory (3, 5, 9) and optionally to correct it, and/or - the memory (3, 5, 9) is designed to detect an error in the data received from the second interface (6) by means of the second error correction code (67) received at the memory (3, 5, 9) and optionally to correct it.

Gateway (1) to Claim 2 or 3 , characterized in that - the memory (3, 5, 9) is designed to output the received first error correction code (21) together with the data received from the first interface (2) to the second interface (6), and the second interface (6) is designed to use the first error correction code (21) received at the second interface (6) to detect and optionally correct an error in the data received from the memory (3, 5, 9) at the first interface (2), and/or - the memory (3, 5, 9) is designed to output the received second error correction code (67) together with the data received from the second interface (6) to the first interface (2), and the first interface (2) is designed to use the second error correction code (67) received at the first interface (2) to detect and optionally correct an error in the data received from the memory (3, 5, 9) at the first interface (6).

Gateway (1) to Claim 4 , characterized in that - the gateway (1) has a control unit (4) which is connected to the first and/or the second interface (2, 6) via the memory (3, 5, 9), - the memory (3, 5, 9) is designed to output the received first error correction code (21) together with the data received from the first interface (2) via the control unit (4) to the second interface (6), and - the control unit (4) is designed to use the first error correction code (21) received at the control unit (4) to detect an error in the data received at the control unit (4) from the memory (3, 5, 9) and to optionally correct it.

Gateway (1) to one of the Claims 1 until 5 , characterized in that - the first interface (2) is designed to check the data received at the first interface (2) by means of a cyclic redundancy check, and/or - the second interface (6) is designed to check the data received at the second interface (6) by means of a cyclic redundancy check.

A data processing system (100), characterized in that the system comprises: - the gateway (1) according to one of the Claims 1 until 6 , - a host processor (10) connected to the gateway (1) via its first interface (2), via which the gateway (1) is designed to communicate with the host processor (10) by means of a first communication standard, and - a sensor (11) connected to the gateway (1) via its second interface (6), via which the gateway (1) is designed to communicate with the sensor (11) by means of a second communication standard.

Motor vehicle (1000), characterized in that the motor vehicle (1000) connects the gateway (1) according to one of the Claims 1 until 6 or the data processing system (100)according to Claim 7 includes.

Method for operating a gateway (1) according to one of the Claims 1 until 6 , characterized in that the method comprises securing data received by means of the first and/or the second interface (2, 6) by means of an error detection method and/or an error correction method at the first interface (2), the second interface (6) and/or the memory (3, 5, 9).

Computer program, characterized in that the computer program comprises instructions which, when the program is executed by a gateway (1), cause the gateway (1) to execute the method according to Claim 9 to execute.

Computer-readable medium, characterized in that the computer-readable medium contains a computer program according to Claim 10 includes.