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Stand der Technik
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Die Offenbarung bezieht sich auf ein Verfahren zum Verarbeiten von mit einem Netzwerk assoziierten Daten.
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Die Offenbarung bezieht sich ferner auf eine Vorrichtung zum Verarbeiten von mit einem Netzwerk assoziierten Daten.
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Offenbarung der Erfindung
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Beispielhafte Ausführungsformen beziehen sich auf ein Verfahren zum Verarbeiten von mit einem Netzwerk, beispielsweise einem Automotive Ethernet Netzwerk, assoziierten Daten, aufweisend: Austauschen von ersten Daten mit einer Schnittstelleneinrichtung, die für einen Zugriff auf ein Kommunikationsmedium des Netzwerks ausgebildet ist, Austauschen von zweiten Daten, beispielsweise basierend auf den ersten Daten, mit wenigstens einer weiteren Einheit.
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Bei weiteren beispielhaften Ausführungsformen ist die wenigstens eine weitere Einheit beispielsweise außerhalb, beispielsweise entfernt, von der Schnittstelleneinrichtung angeordnet.
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Bei weiteren beispielhaften Ausführungsformen ist vorgesehen, dass das Austauschen der ersten Daten wenigstens eines der folgenden Elemente aufweist: a) Empfangen der ersten Daten von der Schnittstelleneinrichtung, b) Senden der ersten Daten an die Schnittstelleneinrichtung, wobei beispielsweise die ersten Daten in serieller oder quasiparalleler Form repräsentierbar und/oder austauschbar sind.
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Bei weiteren beispielhaften Ausführungsformen ist vorgesehen, dass das Austauschen der zweiten Daten wenigstens eines der folgenden Elemente aufweist: a) Empfangen der zweiten Daten von der wenigstens einen weiteren Einheit, b) Senden der zweiten Daten an die wenigstens eine weitere Einheit, wobei beispielsweise die zweiten Daten in paralleler Form repräsentierbar und/oder austauschbar sind.
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Bei weiteren beispielhaften Ausführungsformen ist vorgesehen, dass die Schnittstelleneinrichtung auf OSI/ISO Schicht 1 arbeitet.
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Bei weiteren beispielhaften Ausführungsformen ist vorgesehen, dass das Verfahren aufweist: Verarbeiten von mit dem Netzwerk assoziierten Datenrahmen, beispielsweise Ethernet-Datenrahmen, beispielsweise auf der OSI/ISO Schicht 1.
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Bei weiteren beispielhaften Ausführungsformen ist vorgesehen, dass das Verfahren aufweist: Zugreifen auf, vorgebbare Bits, beispielsweise Datenbits, eines, beispielsweise über das Netzwerk, empfangenen, und/oder eines, beispielsweise über das Netzwerk, auszusendenden Datenrahmens, beispielsweise Lesen der vorgebbaren Bits und/oder Schreiben der vorgebbaren Bits.
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Bei weiteren beispielhaften Ausführungsformen ist vorgesehen, dass die wenigstens eine weitere Einheit wenigstens eines der folgenden Elemente aufweist und/oder ist: a) Sensor, b) Aktor, c) Vorrichtung zur Steuerung wenigstens eines Sensors und/oder wenigstens eines Aktors.
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Bei weiteren beispielhaften Ausführungsformen kann das Prinzip gemäß den Ausführungsformen somit z.B. zur Ansteuerung von Sensorik und/oder Aktuatorik bzw. Aktorik verwendet werden.
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Weitere beispielhafte Ausführungsformen beziehen sich auf eine Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens gemäß den Ausführungsformen.
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Bei weiteren beispielhaften Ausführungsformen ist vorgesehen, dass die Vorrichtung als Hardwareschaltung, beispielsweise reine Hardwareschaltung, beispielsweise Logikschaltung, ausgebildet ist.
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Weitere beispielhafte Ausführungsformen beziehen sich auf eine Schnittstelleneinrichtung für ein Netzwerk, beispielsweise für ein Automotive Ethernet Netzwerk, aufweisend wenigstens eine Vorrichtung gemäß den Ausführungsformen.
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Weitere beispielhafte Ausführungsformen beziehen sich auf ein Fahrzeug, beispielsweise Kraftfahrzeug, aufweisend wenigstens eine Vorrichtung gemäß den Ausführungsformen und/oder wenigstens eine Schnittstelleneinrichtung gemäß den Ausführungsformen.
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Weitere beispielhafte Ausführungsformen beziehen sich auf eine Verwendung des Verfahrens gemäß den Ausführungsformen und/oder der Vorrichtung gemäß den Ausführungsformen und/oder der Schnittstelleneinrichtung gemäß den Ausführungsformen und/oder des Fahrzeugs gemäß den Ausführungsformen für wenigstens einen der folgenden Aspekte: a) Austauschen der ersten Daten mit der Schnittstelleneinrichtung, beispielsweise auf OSI/ISO Schicht 1, beispielsweise unter Nichtverwendung von höheren OSI/ISO Schichten, b) Übertragen von mit Karosseriefunktionen eines Fahrzeugs, beispielsweise Kraftfahrzeugs, assoziierten Daten, c) Kommunikation, beispielsweise effiziente und/oder latenzarme Kommunikation mit Sensorik und/oder Aktorik, beispielsweise in einem elektronischen bzw. für ein elektronisches Steuergerät, d) kostengünstiges Herstellen eines elektronischen Steuergeräts, welches z.B. an ein Netzwerk, z.B. Automotive Ethernet, anschließbar bzw. angeschlossen ist.
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Weitere Merkmale, Anwendungsmöglichkeiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung, die in den Figuren der Zeichnung dargestellt sind. Dabei bilden alle beschriebenen oder dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger Kombination den Gegenstand der Erfindung, unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Ansprüchen oder deren Rückbeziehung sowie unabhängig von ihrer Formulierung bzw. Darstellung in der Beschreibung bzw. in der Zeichnung.
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In der Zeichnung zeigt:
- 1 schematisch ein vereinfachtes Flussdiagramm gemäß beispielhaften Ausführungsformen,
- 2 schematisch ein vereinfachtes Blockdiagramm gemäß beispielhaften Ausführungsformen,
- 3 schematisch ein vereinfachtes Flussdiagramm gemäß beispielhaften Ausführungsformen,
- 4 schematisch ein vereinfachtes Blockdiagramm gemäß beispielhaften Ausführungsformen,
- 5 schematisch ein vereinfachtes Blockdiagramm,
- 6 schematisch ein vereinfachtes Blockdiagramm gemäß beispielhaften Ausführungsformen,
- 7 schematisch ein vereinfachtes Blockdiagramm gemäß beispielhaften Ausführungsformen,
- 8 schematisch ein vereinfachtes Blockdiagramm gemäß beispielhaften Ausführungsformen,
- 9 schematisch ein vereinfachtes Blockdiagramm gemäß beispielhaften Ausführungsformen,
- 10 schematisch Aspekte von Verwendungen gemäß beispielhaften Ausführungsformen.
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Beispielhafte Ausführungsformen, 1, beziehen sich auf ein Verfahren zum Verarbeiten von mit einem Netzwerk 10 (2), beispielsweise einem Automotive Ethernet Netzwerk, assoziierten Daten, aufweisend: Austauschen 100 (1) von ersten Daten D1 mit einer Schnittstelleneinrichtung PHY (2), die für einen Zugriff auf ein Kommunikationsmedium 12 des Netzwerks 10 ausgebildet ist, Austauschen 102 (1) von zweiten Daten D2, beispielsweise basierend auf den ersten Daten D1, mit wenigstens einer weiteren Einheit 20.
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Bei weiteren beispielhaften Ausführungsformen, 1, ist vorgesehen, dass das Austauschen 100 der ersten Daten D1 wenigstens eines der folgenden Elemente aufweist: a) Empfangen 100a der ersten Daten D1 von der Schnittstelleneinrichtung PHY, b) Senden 100b der ersten Daten D1 an die Schnittstelleneinrichtung PHY, wobei beispielsweise die ersten Daten D1 in serieller oder quasiparalleler Form repräsentierbar und/oder austauschbar sind.
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Bei weiteren beispielhaften Ausführungsformen, 1, ist vorgesehen, dass das Austauschen 102 der zweiten Daten D2 wenigstens eines der folgenden Elemente aufweist: a) Empfangen 102a der zweiten Daten D2 von der wenigstens einen weiteren Einheit 20, b) Senden 102b der zweiten Daten D2 an die wenigstens eine weitere Einheit 20, wobei beispielsweise die zweiten Daten D2 in paralleler Form repräsentierbar und/oder austauschbar sind.
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Bei weiteren beispielhaften Ausführungsformen, 2, ist vorgesehen, dass die Schnittstelleneinrichtung PHY auf OSI/ISO Schicht 1 arbeitet. Beispielsweise kann bei weiteren beispielhaften Ausführungsformen das Austauschen 100 der ersten Daten D1 auch unter Verwendung der OSI/ISO Schicht 1 erfolgen, was einen effizienten Datenaustausch ermöglicht, z.B. mit einer das Verfahren ausführenden Vorrichtung 200.
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Bei weiteren beispielhaften Ausführungsformen, 3, ist vorgesehen, dass das Verfahren aufweist: Verarbeiten 110 von mit dem Netzwerk 10 assoziierten Datenrahmen DR, beispielsweise Ethernet-Datenrahmen, beispielsweise auf der OSI/ISO Schicht 1.
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Bei weiteren beispielhaften Ausführungsformen, 3, ist vorgesehen, dass das Verfahren aufweist: Zugreifen 112 auf vorgebbare Bits VB, beispielsweise Datenbits, eines, beispielsweise über das Netzwerk 10, empfangenen, und/oder eines, beispielsweise über das Netzwerk 10, auszusendenden Datenrahmens DR, beispielsweise Lesen der vorgebbaren Bits VB und/oder Schreiben der vorgebbaren Bits VB.
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Bei weiteren beispielhaften Ausführungsformen, 2, ist vorgesehen, dass die wenigstens eine weitere Einheit 20 wenigstens eines der folgenden Elemente aufweist und/oder ist: a) Sensor, b) Aktor, c) Vorrichtung zur Steuerung wenigstens eines Sensors und/oder wenigstens eines Aktors.
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Bei weiteren beispielhaften Ausführungsformen ermöglicht die Vorrichtung 200 somit einen effizienten Datenaustausch D1, D2 zwischen dem Schnittstellenbaustein PHY, z.B. auf OSI/ISO Schicht 1, und der wenigstens einen weiteren Einheit 20.
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Bei weiteren beispielhaften Ausführungsformen kann somit z.B. eine Verarbeitung der Daten D1 in höheren OSI/ISO-Schichten, z.B. 2 bis 7, vermieden werden. Vielmehr können bei weiteren beispielhaften Ausführungsformen die ersten Daten D1 von der Vorrichtung 200 direkt auf OSI/ISO Schicht 1 von dem Schnittstellenbaustein PHY erlangt werden, beispielsweise in Form eines seriellen oder quasiparallelen Datenstroms, und, z.B. als zweite Daten D2 an die wenigstens eine weitere Einheit 20 übermittelt werden, z.B. in paralleler Form.
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Bei weiteren beispielhaften Ausführungsformen kann die Vorrichtung 200 z.B. eine Umwandlung der ersten Daten D1 von z.B. einem seriellen oder quasiparallelen Datenstrom zu einem parallelen Datenstrom, z.B. als zweite Daten D2, ausführen.
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Bei weiteren beispielhaften Ausführungsformen kann die Vorrichtung 200 z.B. parallele Daten D2 von der wenigstens einen weiteren Einheit 20 empfangen, die parallelen Daten D2 ggf. umwandeln in die ersten Daten D1, z.B. in Form eines seriellen oder quasiparallelen Datenstroms, und die ersten Daten D1 z.B. auf OSI/ISO Schicht 1 an den Schnittstellenbaustein PHY senden.
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Weitere beispielhafte Ausführungsformen, 4, beziehen sich auf eine Vorrichtung 200 zur Ausführung des Verfahrens gemäß den Ausführungsformen.
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Bei weiteren beispielhaften Ausführungsformen ist vorgesehen, dass die Vorrichtung 200 als Hardwareschaltung, beispielsweise reine Hardwareschaltung, beispielsweise Logikschaltung, ausgebildet ist bzw. eine Hardwareschaltung 202, beispielsweise reine Hardwareschaltung, beispielsweise Logikschaltung, 202 aufweist, was eine besonders kostengünstige Fertigung ermöglicht und eine geringe Komplexität bedingt.
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Alternativ kann bei weiteren beispielhaften Ausführungsformen die Vorrichtung 200 eine Recheneinrichtung („Computer“) 202 aufweisen, und ggf. eine zugeordnete Speichereinrichtung 204, z.B. zur Speicherung von Programmcode PRG und/oder Daten DAT, z.B. für die Ausführung des Verfahrens gemäß beispielhaften Ausführungsformen.
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Beispielsweise kann die Speichereinrichtung 204 einen flüchtigen Speicher 204a, beispielsweise Arbeitsspeicher (RAM), aufweisen.
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Beispielsweise kann die Speichereinrichtung 204 einen nichtflüchtigen Speicher 204b, z.B. ein Flash-EEPROM, aufweisen.
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Optional kann die Vorrichtung 200 ein, z.B. digitales Speichermedium SM aufweisen, z.B. zur Speicherung von Programmcode PRG', der z.B. eine Ausführung eines Verfahrens gemäß den Ausführungsformen durch den Computer 202 steuert.
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Optional kann die Vorrichtung 200 eine Datenschnittstelle 206 aufweisen, z.B. zum Austausch von Daten, beispielsweise zum Empfang eines Datenträgersignals DCS, das z.B. ein Computerprogramm PRG, PRG' gemäß den Ausführungsformen charakterisiert und/oder überträgt.
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5 zeigt schematisch ein vereinfachtes Blockdiagramm, das einen Datenaustausch über ein Ethernet-Medium E1 gemäß manchen konventionellen Ansätzen illustriert. Element E2 symbolisiert eine Ethernet Elektronikbaugruppe, die z.B. einen auf OSI/ISO Schicht 1 (z.B. Bitübertragungsschicht) arbeitenden Ethernet-Schnittstellenbaustein aufweist. Element E3 symbolisiert eine Einrichtung, z.B. ein elektronisches Rechenwerk, für eine Berechnung von höheren Netzwerk- und Protokollschichten, wobei Element E3-1 eine Medien-Zugriffskontrolle bzw. Sicherungsschicht (z.B. OSI/ISO Schicht 2) symbolisiert, wobei Element E3-2 eine Netzwerkschicht (z.B. OSI/ISO Schicht 3) symbolisiert, wobei Element E3-3 eine Transportschicht (z.B. OSI/ISO Schicht 4) symbolisiert, wobei Element E3-4 eine Sitzungsschicht (z.B. OSI/ISO Schicht 5) symbolisiert, wobei Element E3-5 eine Darstellungsschicht (z.B. OSI/ISO Schicht 6) symbolisiert, und wobei Element E3-6 eine Anwendungsschicht (z.B. OSI/ISO Schicht 7) symbolisiert. Element E4 symbolisiert eine Elektronikbaugruppe zur Ansteuerung von Aktoren und/oder Sensoren, die in 5 kollektiv mit dem Bezugszeichen E5 bezeichnet sind. Die Elektronikbaugruppe E4 kann z.B. eine Steuerungselektronik E4a zur Ansteuerung der Aktoren und/oder Sensoren E5 aufweisen.
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Aus 5 ist ersichtlich, dass ein Datenfluss von Sensor- und Aktorik-Daten der Aktoren und/oder Sensoren E5 die gesamten Verarbeitungsschichten E3-1 bis E3-6 des konventionellen Systems durchlaufen muss, bis z.B. eine Übertragung über das Ethernet-Medium E1 möglich ist, was eine vergleichsweise große Komplexität und z.B. auch vergleichsweise hohe Latenzzeiten, z.B. für das Durchlaufen des Blocks E3, bedingt.
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6 zeigt schematisch ein vereinfachtes Blockdiagramm gemäß beispielhaften Ausführungsformen. Element E10 symbolisiert ein Ethernet-Medium, z.B. ähnlich zu Element 12 von 2. Element E11 symbolisiert eine Ethernet Elektronikbaugruppe, die z.B. einen auf OSI/ISO Schicht 1 arbeitenden Ethernet-Schnittstellenbaustein E11a aufweist, z.B. ähnlich oder identisch zu dem Schnittstellenbaustein PHY gemäß 2. Element E12 symbolisiert eine Hardwareschaltung, z.B. Logikschaltung, wie sie bei manchen beispielhaften Ausführungsformen z.B. durch die vorstehend beschriebene Vorrichtung 200 realisierbar ist. Die Hardwareschaltung E12 weist eine Logik E12a auf, die ausgebildet ist für einen direkten Zugriff auf Ethernet-Datenrahmen bzw. Ethernet-Protokollrahmen, wie sie z.B. mittels des Schnittstellenbausteins E11a über das Medium E10 austauschbar (z.B. empfangbar und/oder aussendbar) sind. Die Elemente E13, E13a, E14 gemäß 6 entsprechen z.B. den Elementen E4, E4a, E5 von 5. Element A1 symbolisiert eine Repräsentation von Ethernetdaten in serieller bzw. quasiparalleler Form, z.B. ähnlich zu den ersten Daten D1 gemäß 2. Element A2 symbolisiert eine Repräsentation von Ethernetdaten in paralleler Form, z.B. ähnlich zu den zweiten Daten D2 gemäß 2.
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Bei weiteren beispielhaften Ausführungsformen ist die Logik E12 dazu ausgebildet, auf einzelne Datenbits oder Gruppen von Datenbits, enthalten z.B. in einem über das Medium E10 empfangenen Ethernet Datenrahmen, zuzugreifen. Ein Datenbit würde zum Beispiel ausreichen, eine Lampe ein- oder auszuschalten, mit einer Gruppe von Datenbits könnte man z.B. eine Position für einen Stellmotor ausgeben.
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Bei weiteren beispielhaften Ausführungsformen, z.B. nach einem Empfangen eines Ethernet Datenrahmens, werden, z.B. unmittelbar, die Datenbits bzw. Gruppen von Datenbits der Sensorik E14, z.B. parallel, auf einen Sendepuffer (nicht gezeigt) der Logik E12, z.B. zum direkten Zugriff auf einen Ethernet Protokoll Datenrahmen (also z.B. zur direkten Integration in den Ethernet Protokoll Datenrahmen), geschrieben und verschickt.
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Bei weiteren beispielhaften Ausführungsformen ermöglicht die in 6 abgebildete Konfiguration eine besonders effiziente Ansteuerung von Sensoren und/oder Aktoren, z.B. mittels Automotive Ethernet, wobei z.B. eine vergleichsweise komplexe Verarbeitung von Daten über höhere OSI/ISO Schichten als Schicht 1 nicht erforderlich ist.
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7 zeigt schematisch ein vereinfachtes Blockdiagramm gemäß beispielhaften Ausführungsformen, wobei die beispielhafte Konfiguration gemäß 7 i.w. der Konfiguration gemäß 6 entspricht.
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Zusätzlich sind in 7 Details zur Ausbildung möglicher, z.B. paralleler, Datenübertragungen von/zu den Sensoren bzw. Aktoren E14 bzw. der zugehörigen Steuerung E13 angegeben, wie sie z.B. durch die Logik E12 gemäß weiteren beispielhaften Ausführungsformen realisierbar ist.
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8 zeigt schematisch ein vereinfachtes Blockdiagramm gemäß beispielhaften Ausführungsformen, das eine zu 7 ähnliche Konfiguration angibt. Im Unterschied zu 7 weist die Konfiguration gemäß 8 eine elektronische Einrichtung E11' auf, die den (z.B. Ethernet-) Schnittstellenbaustein E11a und die Logik E12 integriert, z.B. in einem Halbleiterbaustein.
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Bei weiteren beispielhaften Ausführungsformen ist es demnach einerseits möglich, eine elektronische Baugruppe E11, E12 mit diskreten Bauelementen aufzubauen, oder die Logik E12 zusammen mit einer Automotive Ethernet Elektronik E11, in einem Halbleiterbaustein zu integrieren, s. den Block E11' gemäß 8.
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Bei einer Integration der Baugruppen für die Ethernet Protokollschicht 1 zusammen mit der Logik E12, z.B. zum direkten Zugriff auf die Datenelemente eines Ethernet Datenrahmens gemäß weiteren beispielhaften Ausführungsformen verringert sich der Bauteilaufwand in einem Steuergerät signifikant.
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Weitere beispielhafte Ausführungsformen, 2, beziehen sich auf eine Schnittstelleneinrichtung PHY für ein Netzwerk 10, beispielsweise für ein Automotive Ethernet Netzwerk, aufweisend wenigstens eine Vorrichtung 200' gemäß den Ausführungsformen. Die Vorrichtung 200' kann beispielsweise eine zu der Vorrichtung 200 gemäß 4 ähnliche oder identische Konfiguration aufweisen.
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Weitere beispielhafte Ausführungsformen, 9, beziehen sich auf ein Fahrzeug, beispielsweise Kraftfahrzeug, 30 aufweisend wenigstens eine Vorrichtung 200 gemäß den Ausführungsformen und/oder wenigstens eine Schnittstelleneinrichtung PHY gemäß den Ausführungsformen.
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Weitere beispielhafte Ausführungsformen, 10, beziehen sich auf eine Verwendung 300 des Verfahrens gemäß den Ausführungsformen und/oder der Vorrichtung 200, 200' gemäß den Ausführungsformen und/oder der Schnittstelleneinrichtung PHY gemäß den Ausführungsformen und/oder des Fahrzeugs 30 gemäß den Ausführungsformen für wenigstens einen der folgenden Aspekte: a) Austauschen 301 der ersten Daten D1 mit der Schnittstelleneinrichtung PHY, beispielsweise auf OSI/ISO Schicht 1, beispielsweise unter Nichtverwendung von höheren OSI/ISO Schichten als Schicht 1, b) Übertragen 302 von mit Karosseriefunktionen eines Fahrzeugs, beispielsweise Kraftfahrzeugs, 30 assoziierten Daten, c) Kommunikation 303, beispielsweise effiziente und/oder latenzarme Kommunikation mit Sensorik und/oder Aktorik, beispielsweise in einem elektronischen bzw. für ein elektronisches Steuergerät, d) kostengünstiges Herstellen 304 eines elektronischen Steuergeräts, welches z.B. an ein Netzwerk 10, z.B. Automotive Ethernet, anschließbar bzw. angeschlossen ist.
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Bei weiteren beispielhafte Ausführungsformen ist das Prinzip gemäß den Ausführungsformen beispielsweise zur Ansteuerung von Sensorik und/oder Aktorik in einem Automobil verwendbar, z.B. für ein oder mehrere der folgenden Elemente: Innenraumbeleuchtung, Scheibenwischer, Sitzheizung, Sitzverstellung, Fensterheber, Fahrzeugscheinwerfer, Blinker Symbolanzeige, ...
