DE10254285A1 - Gateway-Einheit zur Verbindung von Subnetzen, insbesondere in Fahrzeugen - Google Patents

Gateway-Einheit zur Verbindung von Subnetzen, insbesondere in Fahrzeugen

Info

Publication number
DE10254285A1
DE10254285A1 DE2002154285 DE10254285A DE10254285A1 DE 10254285 A1 DE10254285 A1 DE 10254285A1 DE 2002154285 DE2002154285 DE 2002154285 DE 10254285 A DE10254285 A DE 10254285A DE 10254285 A1 DE10254285 A1 DE 10254285A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
gateway
characterized
software
gateway unit
gateways
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE2002154285
Other languages
English (en)
Inventor
Doerte Eimers-Klose
Joerg Fischer
Timo Gramann
Cornelia Weiss
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Priority to DE2002154285 priority Critical patent/DE10254285A1/de
Publication of DE10254285A1 publication Critical patent/DE10254285A1/de
Application status is Withdrawn legal-status Critical

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L12/00Data switching networks
    • H04L12/66Arrangements for connecting between networks having differing types of switching systems, e.g. gateways
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L12/00Data switching networks
    • H04L12/28Data switching networks characterised by path configuration, e.g. local area networks [LAN], wide area networks [WAN]
    • H04L12/46Interconnection of networks
    • H04L12/4604LAN interconnection over a backbone network, e.g. Internet, Frame Relay
    • H04L12/462LAN interconnection over a bridge based backbone
    • H04L12/4625Single bridge functionality, e.g. connection of two networks over a single bridge
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L47/00Traffic regulation in packet switching networks
    • H04L47/10Flow control or congestion control
    • H04L47/24Flow control or congestion control depending on the type of traffic, e.g. priority or quality of service [QoS]
    • H04L47/2425Service specification, e.g. SLA
    • H04L47/2433Allocation of priorities to traffic types
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60WCONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W50/00Details of control systems for road vehicle drive control not related to the control of a particular sub-unit, e.g. process diagnostic or vehicle driver interfaces
    • B60W2050/0001Details of the control system
    • B60W2050/0043Signal treatments, identification of variables or parameters, parameter estimation or state estimation
    • B60W2050/0044In digital systems
    • B60W2050/0045In digital systems using databus protocols
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L12/00Data switching networks
    • H04L12/28Data switching networks characterised by path configuration, e.g. local area networks [LAN], wide area networks [WAN]
    • H04L12/40Bus networks
    • H04L12/407Bus networks with decentralised control
    • H04L12/413Bus networks with decentralised control with random access, e.g. carrier-sense multiple-access with collision detection (CSMA-CD)
    • H04L12/4135Bus networks with decentralised control with random access, e.g. carrier-sense multiple-access with collision detection (CSMA-CD) using bit-wise arbitration
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L12/00Data switching networks
    • H04L12/28Data switching networks characterised by path configuration, e.g. local area networks [LAN], wide area networks [WAN]
    • H04L12/40Bus networks
    • H04L2012/40208Bus networks characterized by the use of a particular bus standard
    • H04L2012/40215Controller Area Network CAN
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L12/00Data switching networks
    • H04L12/28Data switching networks characterised by path configuration, e.g. local area networks [LAN], wide area networks [WAN]
    • H04L12/40Bus networks
    • H04L2012/40267Bus for use in transportation systems
    • H04L2012/40273Bus for use in transportation systems the transportation system being a vehicle
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L69/00Application independent communication protocol aspects or techniques in packet data networks
    • H04L69/08Protocols for interworking or protocol conversion

Abstract

Es wird eine Gateway-Einheit zur Verbindung von Subsystemen, insbesondere in Fahrzeugen vorgeschlagen, bei welchem wenigstens ein modulares logisches Software-Gateway eingesetzt wird, welches Nachrichten zwischen genau zwei Subnetzen routet und auf diese Weise nur einen individuellen Kopplungspfad bereitstellt.

Description

  • Stand der Technik
  • Die Erfindung betrifft eine Gateway-Einheit zur Verbindung von Subnetzen, insbesondere in Fahrzeugen.
  • Um neue Dienste im Fahrzeug zu ermöglichen ist eine Kommunikation der Steuereinheiten, die sich in unterschiedlichen Bussegmenten befinden, zwingend erforderlich. Eine solche Kommunikation kann nur stattfinden, wenn die unterschiedlichen Bussegmente über eine Gateway-Einheit bzw. Gateway-Einheiten miteinander verbunden sind. Eine Gateway-Einheit, die zwei Bussegmente miteinander verbindet, hat dabei die Aufgabe, Nachrichten, die auf einem Bussegment empfangen werden, auf ein anderes Bussegment weiterzuleiten (Routing). Die Komplexität einer solchen Gateway-Einheit steigt mit der Anzahl der zu koppelnden Bussegmente. Bei der Auslegung der Netzkoppelarchitektur eines Fahrzeugs wird versucht, ein Optimum für die Eigenschaften der tolerierbaren Verzögerung für das Nachrichten-Routing, der Fehlertoleranz, der Flexibilität, der Erweiterbarkeit und der Kosten zu finden. Je nach Anwendung werden zentrale Gateway-Einheiten mit einer Sternarchitektur oder mehrere Gateway-Einheiten, die z.B. mit einem Backbone-Bus verbunden sein können, eingesetzt. Die Gateway-Einheiten, über die unterschiedliche Busse gekoppelt sind, sind konfiguriert (z.B. über Tabellen). Das heißt für das reine Nachrichten-Routing auf ein anderes Segment ist somit keine Abänderung der Software erforderlich. Sobald sich aber die Art- und die Anzahl der gekoppelten Bussegmente ändern, ist ein erheblicher Änderungsaufwand erforderlich, bei dem nicht nur die bestehenden Konfigurationstabellen angepasst werden müssen, sondern die komplette Software umgeschrieben werden muss, um den neuen Anforderungen gerecht zu werden. Die Komplexität der zentralen Konfiguration und der Routing-Software steigt also mit der Anzahl der gekoppelten Bussegmente enorm an.
  • Vorteile der Erfindung
  • Durch den modularen Aufbau einer Gateway-Einheit, bei welcher ein in Software ausgebildetes Gateway (logisches Software-Gateway) für das Routing von Nachrichten zwischen genau zwei Subnetzen zuständig ist, wird es ermöglicht, Gateways zu erweitern, ohne dass eine Änderung in der vorhandenen Software des Gateways und/oder in den vorhandenen Konfigurationstabellen erforderlich ist. Durch das Hinzufügen oder Weglassen eines solchen modularen Gateways bei Änderung der Netztopologie werden solche Änderungsmaßnahmen vermieden. Entsprechend ist es möglich, bei einer zentralen Gateway-Einheit ein Bussegment zu entfernen ohne bestehende Kopplungspfade zu beeinflussen.
  • Ferner wird durch die oben genannten modularen Gateways eine Fehlerbegrenzung erreicht, da bei nicht funktionsfähigem Gateway die anderen Gateways unabhängig davon weiterhin ihre Aufgabe erfüllen. Ein Fehler wird also auf das unmittelbar betroffene Gateway begrenzt, die Kopplung zu anderen Bussegmenten ist nicht berührt.
  • Kommt es auf einem Bussegment zu einem Fehler, so werden die Nachrichten über die anderen Bussegmente ohne Einschränkung weiter geroutet.
  • Ferner ist das oben skizzierte Konzept flexibel erweiterbar und passt sich der Netzkoppelarchitektur an. Wird ein zusätzliches Subnetz einem zentralen Gateway hinzugefügt, so müssen lediglich die zusätzlichen modularen Gateways hinzugefügt werden. Die bestehenden modularen Gateways sind davon nicht betroffen. Wird ein Subnetz entfernt, werden die Gateways, die auf dieses Subnetz koppeln, entfernt, die restlichen bleiben unverändert bestehen.
  • Da ferner in einem logischen Gateway immer nur die Funktion enthalten ist, die für das Koppeln der zwei unterschiedlichen Subnetze erforderlich ist, wird eine Nachricht schnellst möglich geroutet. Unnötiger Overhead für das Routing einer Nachricht wird so vermieden. Da ein logisches Gateway genau für die Kopplung von zwei Subnetzen zuständig ist, kann ferner der Informationsfluss gesondert kontrolliert werden, wenn der Datentransfer zwischen einem Subnetz mit sicherheitskritischen Funktionen und eisern Subnetz mit nicht sicherheitskritischen Funktionen stattfindet. Es wird somit also eine optimale Kontrollmöglichkeit für eine Firewall-Funktionalität bereitgestellt. Diese kann jeden Kopplungspfad individuell kontrollieren. So kann ein logisches Gateway, das Nachrichten über eine Luftschnittstelle routet, zur Abwehr von externen Bedrohungen striktere Sicherheitsmechanismen implementieren als ein logisches Software-Gateway, das Nachrichten zwischen zwei CAN-Subnetzen im Fahrzeug routet und direkt keiner externen Bedrohung ausgesetzt ist.
  • Ferner ermöglicht die dargestellte Architektur ein individuelles Aktiv- und/oder Inaktivschalten eines einzelnen oder mehrerer Gateways, so dass auf dies Weise abhängig von Systemzuständen ein oder mehrere Gateways ein- bzw. ausgeschaltet werden können.
  • Ferner erfolgt eine Reduzierung der Komplexität der gesamten Gateway-Einheit, da die einzelnen logischen Gateways untereinander überhaupt nicht miteinander verknüpft sind. Es spielt keine Rolle, ob z.B. drei logische Gateways auf einem zentralen Gateway oder auf drei getrennten Punkt-zu-Punkt-Gateways ablaufen.
  • Weitere Vorteile ergeben sich aus einer konkreten Ausgestaltung der logischen Gateways, nach der in jedem Gateway Routingtabellen vorgesehen sind, über die das Routing der Nachrichten abgewickelt wird und die unabhängig von der Software des Gateways sind. Durch diesen tabellenbasierten Ansatz wird es ermöglicht, ein Tool zur Konfiguration der Gateway-Software einzusetzen. Dieser Ansatz führt auch in vorteilhafter Weise zu einer Priorisierungsmöglichkeit der Nachrichten, so dass bestimmte Nachrichten, die bevorzugt geroutet werden sollen, eine höhere Priorität zugeordnet werden kann als anderen Nachrichten.
  • Ferner ist in vorteilhafter Weise ein Scheduler vorgesehen, der trotz der Aufteilung in mehrere modulare Software-Gateways gewährleistet, dass die Reihenfolge des Nachrichten-Routings eingehalten wird. Auf diese Weise kann eine Nachricht, die zuerst im Gateway angekommen ist, das Gateway auch zuerst wieder verlassen.
  • Weitere Vorteile ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausfüherungsbeispielen bzw. aus den abhängigen Patentansprüchen.
  • Zeichnung
  • Die Erfindung wird nachstehend anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert.
  • 1 zeigt das Grundprinzip der beschriebenen Architektur einer Gateway-Einheit, welche drei Bussegmente miteinander verbindet.
  • 2 zeigt ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel eines solchen Gateways, welches Nachrichten zwischen einem Lowspeed-CAN, einem Highspeed-CAN und einem SPI-Bus vermittelt.
  • 3 zeigt eine zentrale Gateway-Einheit zur Kopplung zwischen vier Subnetzen, während in
  • 4 Punkt-zu-Punkt-Gateway-Einheiten zur Kopplung der vier Subnetze mit Hilfe der beschriebenen Gateway-Architektur dargestellt sind.
  • 5 schließlich zeigt ein in eine Steuereinheit integriertes Gateway anhand eines Schichtenmodells.
  • Beschreibung von Ausführungsbeispielen
  • In 1 ist eine Gateway-Einheit 10 dargestellt, an die drei Bussegmente 1, 2, 3 angekoppelt sind und die die Aufgabe hat, Nachrichten von einem Bussegment auf eines der anderen oder beide andere Bussegmente zu verbinden (muten). Grundprinzip der dargestellten Architektur sind die modularenb Gateways (logischen Software-Gateways) 12, 13, 23, wobei ein solches Gateway für das Routing von Nachrichten zwischen genau zwei Subnetzen zuständig ist. Somit routet das Gateway 12 Nachrichten von 1 nach 2 und umgekehrt, das Gateway 13 Nachrichten von 1 nach 3 und umgekehrt, das Gateway 23 Nachrichten von 2 nach 3 und umgekehrt. Jedes logische Software-Gateway beschreibt daher einen individuellen Koppelpfad zwischen zwei Subnetzen bzw. Bussegmenten. Die Gateways 12, 13, 23 sind dabei als Software-Programme ausgestaltet, mit deren Hilfe die protokollspezifischen Anpassungen vorgenommen werden, die für ein Nachrichten-Routing zwischen den beiden Subnetzen erforderlich sind. Je nach Ausführungsbeispiel handelt es sich bei jedem Subnetz Um ein individuelles Übertragungsmedium. Subnetz 1 kann z.B. ein Lowspeed-CAN, Subnetz 2 ein Highspeed-CAN und Subnetz 3 ein SPI-Bus sein. Kommt ein neues Subnetz hinzu, beispielsweise ein MOST-Bus, so werden zusätzliche logische Software-Gateways integriert. Die Bestehenden müssen nicht geändert werden. Wird ein Subnetz entfernt, beispielsweise der SPI-Bus, so werden die logischen Software-Gateways 13 und 23 entfernt. Uni eine universelle Gateway-Funktion zu haben, sind logische Software-Gateways für alle Kopplungsmöglichkeiten zu schreiben. Diese werden dann je nach Auslegung des zu realisierenden Gateways zum Gesamtsystem kombiniert. Im Regelfall wird es so sein, dass nicht alle Subnetze direkt miteinander gekoppelt sind, so dass nur ausgewählte Kopplungspfade mit ausgewählten logischen Software-Gateways zu versehen sind. Soll jedes Subnetz mit jedem anderen gekoppelt werden, so benötigt man N·(N – 1)/Z logische Software-Gateways. Die Variable N entspricht dabei der Anzahl der im Gesamtsystem vorhandenen Subnetze. Für drei Subnetze ergeben sich damit 3 logische Software-Gateways, für vier Subnetze 6 und für fünf Subnetze 10. Ob sich diese logischen Software-Gateways in einem zentralen Gateway befinden oder in mehreren verteilten Punkt-zu-Punkt-Gateways spielt eine untergeordnete Rolle.
  • 2 zeigt ein detaillierteres Ausführungsbeispiel der Grundzüge der modularen Gateway-Architektur gemäß 1. Das Gateway 10, welches vorzugsweise als Programm in einem Mikrocontroller einer Steuereinheit realisiert ist, umfasst neben den dargestellten modularen Software-Gateways (:CANCAN, :CANSPI) busspezifische Sendeeinheiten, die den Zugriff auf das Busmedium kontrollieren. Jedem Bussegment sind Empfangsobjekte zugeordnet (:Rx-CAN, :Rx-SPI), welche die Entscheidung treffen, in welches logische Software-Gateway eine ankommende Nachricht geroutet wird. Entsprechend gibt es für den Sendevorgang busspezifische Sendeobjekte (:TxCAN, :TxSPI), die den Zugriff auf den jeweiligen Bus kontrollieren und verhindern, dass mehrere modulare Software-Gateways das Sendemedium gleichzeitig belegen.
  • Die Software-Gateways (in 2: CANCAN:CANSPI) setzen sich intern aus mehreren Software-Objekten zusammen, die ankommende Nachrichten zwischenpuffern und die protokollspezifischen Anpassungen vornehmen. Eine einfache Anpassung ist z.B., dass eine CAN-Nachricht vom Highspeed-CAN mit der ID 100 auf den Lowspeed-CAN mit der ID 200 gesendet werden muss. Diese protokollspezifischen Anpassungen werden dann durch entsprechende Programme (z.B. im einfachsten Fall durch eine Tabelle) vorgenommen. Für die protokollspezifischen Anpassungen, die innerhalb der logischen Software-Gateways durchgeführt werden, kommen Konfigurationstabellen zum Einsatz.
  • In einer bevorzugten Ausführung werden die busspezifischen Empfangsobjekte über sogenannte Routingtabellen konfiguriert, mit deren Hilfe entschieden wird, ob eine ankommende Nachricht an kein, an ein oder an beide logischen Software-Gateways weitergegeben wird. In der Routing-Tabelle werden somit für jeden ankommenden Nachrichtentyp die Weiterbehandlung der Nachricht abgelegt. Ferner kann durch unterschiedliche Schnelligkeit der Busse es vorkommen, dass von einem zum anderen Bussegment nur jede 5. Nachricht eines bestimmten Typs (z.B. Motordrehzahl) weitergeleitet wird. Auch dies kann mittels der genannten Routingtabellen im Empfangsobjekt realisiert sein. Diese Routingtabellen sind dabei unabhängig vom Source-Code des eigentlichen Gateways, so dass eine Veränderung der Routingtabellen nicht oder nur unwesentliche Änderungen der Software des betrofffenen modularen Gateways nach sich zieht. Die busspezifische Empfangseinheit sucht die gefundene Nachricht in der Routing-Tabelle auf und entscheidet aufgrund der darin enthaltenen Informationen, welches logische Software-Gateway die Nachricht zur Weiterverarbeitung erhält.
  • Die busspezifischen Sendeeinheiten, bzw. die dort vorgesehenen Programme, kontrollieren den Zugriff auf den Bus. Ist der Bus gerade belegt, so stellen sie sicher, dass von keinem logischen Software-Gateway gesendet wird.
  • Zusätzlich puffern wie oben erwähnt die logischen Software-Gateways die Nachrichten zwischen, um einen Nachrichtenverlust zu verhindern, z.B. dann, wenn das Bussegment auf dem gesendet werden soll, gerade belegt ist. Eine Nachricht wird also vor ihrer direkten Weiterleitung in einer Warteschleife abgelegt. Das Ablegen einer Nachricht in dieser Warteschleife wird beim internen Scheduler der Gateway-Einheit vermerkt. Dieser veranlasst dann das Senden der Nachricht, indem er eine Nachricht an das entsprechende modulare logische Software-Gateway sendet. Dieses veranlasst dann das Versenden der Nachricht. Will also ein logisches Software-Gateway eine Nachricht senden, so muss es diesen Sendewunsch beim Scheduler anmelden. Von der Reihenfolge der Anmeldung ist es abhängig, welches Software-Gateway zuerst die Berechtigung für das Senden einer Nachricht erhält. Dieses Konzept stellt die Einhaltung der Reihenfolge der Nachrichten sicher. Gibt es besondere hochpriorisierte Nachrichten im System, so stellt der Scheduler mehrere Methoden bereit, welche von den logischen Software-Gateways aufgerufen werden können, um einen Sendewunsch anzumelden. Der Scheduler arbeitet dann immer zuerst die hochpriorisieiten Anforderunaen ab und dann die normalen und erteilt prioritätenabhängig Sendeberechtungen an die logischen Software-Gateways. Beipsielsweise ist jede Sendewunsch mit einem die Priorität der Nachricht repräsentierenden Datum versehen oder der Scheduler umfasst eine Tabelle, in der die Prioritäten der Nachrichten vermerkt ist, aus der der Scheduler die Priorität ausliest.
  • Durch die oben dargestellte Architektur und Vorgehensweise ist man in der Lage, die Gateway-Einheit über Tabellen zu konifgurieren, ohne deren Software selbst abzuändern. Beispielsweise kann über eine Abänderung der Parametersätze im Speicher das Gateway für ein anderes Nachrichten-Routing umprogrammiert werden. Werden die gleichen Schnittstellen verwendet, so lässt sich die Gateway-Software ausschließlich über Parametersätze konfigurieren. Bei dem Anschluss anderer Schnittstellen an das Gateway, ist ein modularer Software-Baustein in das Gateway zu integrieren. Somit werden unterschiedliche Gateway-Konfigurationen durch das Zusammenführen von Software-Modulen beispielsweise aus Bibliotheken und aus dem Bereitstellen der Routing-Information generiert. Die Neuintegration einer CAN-Schnittstelle mit neuer CAN-Matrix beschränkt sich im wesentlichen auf das Eingeben der neuen Routing-Information in die Routing-Tabelle. So können CAN-CAN-Gateways unterschiedlicher Baudraten in kürzester Zeit in ein System eingepasst werden. Die Testbarkeit und Verifizierung des entstehenden Codes werden dadurch vereinfacht, weil der konfigurationsunabhängige Code zentral getestet wird und neben dem Systemtest ausschliesslich ein Integrationstest für das neue logische SW-Gateway bzw. die neue Konfiguration durchgeführt werden muß.
  • 3 zeigt ein Gateway 10 zur Kopplung 4 unterschiedlicher Bussegmente, einen Lowspeed-CAN, einen Highspeed-CAN, ein SPI-Bus und einen MOST-Bus. Die vorstehend beschriebene Architektur ist auch hier eingesetzt, wobei logische Software-Gateways (:CAN-MOST, :CAN-SPI, :CAN-CAN, :SPI-MOST) eingesetzt werden, die jeweils einen individuellen Kopplungspfad realisieren. Daneben sind busspezifisch Empfängermodule (:Rx-Most, :Rx-CAN, :Rx-SPI) und Sendemodule (:Tx-Most, :Tx-CAN, :Tx-SPI) wie vorstehend beschrieben darstellt. Die dargestellte Architektur zeigt eine zentrale Gateway-Einheit, welche die genannten vier Bussegmente miteinander verbindet. In 4 ist eine andere Netzwerktopologie dargestellt, welche sechs Punktzu-Punkt-Gateway-Einheiten 10a, 10b, 10c, 10d, 10e und 10f aufweist. Jedes dieser Punkt-zu-Punkt-Gateways enthält die oben dargestellte logische Software-Gateway-Struktur mit Sende- und Empfängerelementen zur busspezifischen Anbindung. Es zeigt sich, dass durch die oben dargestellte Architektur die physikalische Netzkoppelarchitektur zwischen den beiden Extremen zentrales Gateway und Punkt-zu-Punkt-Gateway alle denkbaren Mischformen enthalten kann. Die Software-Architektur ist unabhängig von der physikalischen Netzkoppelarchitektur, so dass sie die Kopplung in allen denkbaren Architekturen erlaubt. Unterschiedlich kann sein, dass bei der zentralen Gateway-Variante die Software auf einem Mikrocontroller, in der dezentralen Variante auf unterschiedlichen Controllern abläuft.
  • Zur Konfiguration der Gateway-Einheit ergeben sich verschiedene Möglichkeiten. Die Konfiguration der Routing-Entscheidung erfolgt über Routinb Tabellen. In diesem Fall entscheiden die busspezifischen Empfangsobjekte, in welche logischen Software-Gateways eine Nachricht weiterzuleiten ist. Diese Empfangsobjekte werden deshalb mit Routing-Tabellen konfiguriert, welche angeben, welche Nachrichten in welches Subnetz und ggf. unter welchen Randbedingungen (z.B. jede 5., etc.) weiterzuleiten sind. Die Software der Software-Gateways realisiert dann die busspezifischen Anpassungen und ist von dem eigentlichen Routinb Vorgang unabhängig. Die Konfiguration der Software-Gateways erfolgt dann durch Anpassung von Protokollparametern. In diesem Fall werden die logischen Gateways über Tabellen konfiguriert, die angeben, wie die Protokoll-Parameter umzusetzen sind. Hier kann konfiguriert werden, dass eine Nachricht mit dein Identifikationscode 100 bei dem Versenden auf dem anderen Netzsegment die Identifikationsnummer 200 tragen muss. Ferner sind, um die Gateway-Software an die unterschiedlichen Netzkoppelarchitekturen anzupassen, die Routing-Tabellen, mit denen die busspezifischen Empfangsobjekte konfiguriert werden, aufzuteilen bzw. zusammenzuführen. Diese Aufgabe wird durch einen internen Scheduler erledigt, welcher die logischen Software-Gateways in einer zentralen Gateway-Einheit untereinander koordiniert. Der Scheduler muss für die verschiedenen Gateway-Varianten individuell generiert werden.
  • In einer anderen Ausführungsform, die in 5 dargestellt ist, handelt es sich bei dem Gateway um kein Standalone-Gateway, sondern um ein Gateway, das in ein Steuergerät mit zusätzlichen Anwendungsfunktionen integriert wird. Dort kann die Gateway-Software auch die Funktionalität eines normalen Kommunikationsdecks übernehmen. Das heißt, es muss hier auch möglich sein, Nachrichten zu den eigentlichen Anwendungen weiterzuleiten und Nachrichten zum Versenden von diesen entgegenzunehmen. Hier zu werden weitere Objekte benötigt, welche die Fähigkeit besitzen, die schichtspezifischen Protokollparameter zu entfernen bzw. hinzuzufügen, um die Nachricht in die nächsthöhere bzw. nächstniedrigere Schicht weiterzureichen. Diese zusätzlichen Objekte sind in der Regel Bestandteil der Software des normalen Kommunikationsnetz. 5 zeigt das Schichtenmodell eines Steuergeräts 100, in welchem ein CAN-CAN-Gateway integriert ist. Dabei wird das Anwendungssystem I und das Kommunikationssystem II unterschieden. Es sind drei Schichten 1, 2, 3 abgebildet, wobei in einer ersten Schicht ein Treiber 102 für den Lowspeed-CAN und ein Treiber 104 für den Highspeed-CAN vorgesehen sind. Ferner wurden in der Vermittlungsschicht 3 zusätzliche Objekte eingefügt (CAN-Schicht 3), die über die Empfangs- und Sendeobjekte Rx3 und Tx3 mit den Anwendungen A, B und C kommunizieren. Diese zusätzlichen Objekte führen, falls erforderlich, eine Zwischenpufferung der Nachrichten durch und fügen protokollspezifische Parameter hinzu oder entfernen diese. Das logische Software-Gateway, das in diese Schicht integriert ist (CAN-CAN) routet Nachrichten vom einen Bus zum anderen. Die Empfangs- und Sendeobjekte Rx2 und Tx2 werden entsprechend dem vorstehend Beschriebenen für das Routing von Nachrichten zwischen den beiden CAN-Bussen verwendet. Sie stellen die Schnittstellen zwischen den Schichten dar. In einer weiteren Ausführung ist durch entsprechende Erweiterung es möglich, zwei Subnetze auf unterschiedlichen Schichten zu koppeln. Dies ist beispielsweise dann erforderlich, wenn ein Transport-Protokoll (z.B. ISO TP) zum Einsatz kommt. In diesem Fall existiert dann pro Schicht, in der eine Kopplung stattfindet, ein logisches Software-Gateway. So kann beispielsweise ein CAN-CAN-Gateway in der Schicht 3 vorgesehen sein, welches CAN-Nachrichten (z.B. Geschwindigkeitsinformation oder Tankfüllstand) in der Schicht 3 transportieren während ein weitere CAN-CAN-Gateway in einer Schicht 4 Transportinformationen koppelt, welche beispielsweise einen Text für die Anzeige im Fahrzeugcomputer enthält. Eine Kopplung in höheren Schichten kann auch erforderlich sein, um den Inhalt einer Nachricht die weitergeleitet werden soll überprüfen zu können. Der Inhalt kann nur dann analysiert werden, wenn die komplette Nachricht empfangen ist.

Claims (7)

  1. Gateway-Einheit zur Verbindung von Subnetzen, insbesondere in Fahrzeugen, wobei die Gateway-Einheit wenigstens zwei Subsysteme miteinander verbindet, dadurch gekennzeichnet, dass die Gateway-Einheit aus wenigstens einem modularen Software-Gateway besteht, welches Nachrichten zwischen genau zwei Subnetzen mutet.
  2. Gateway-Einheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens drei Subnetze an die Gateway-Einheit angeschlossen sind, wobei modulare Software-Gateways eingesetzt werden, wobei jedes modulare Software-Gateway Nachrichten zwischen genau zwei Subsystemen muten.
  3. Gateway-Einheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ferner für jedes Subnetz busspezifische Empfangsobjekte vorgesehen sind, welche die ankommenden Nachrichten an ausgewählte Software-Gateways weitergeben.
  4. Gateway-Einheit nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Empfangsobjekte Routing-Tabellen umfassen, in denen die Behandlung ankommender Nachrichten konfiguriert sind.
  5. Gateway-Einheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ferner für jedes Subnetz busspezifische Sendeobjekte vorgesehen sind, welche den Zugriff auf den jeweiligen us kontrollieren.
  6. Gateway-Einheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das modulare Software-Gateway ankommende Nachrichten zwischenpuffert und protokollspezifische Anpassungen vornimmt.
  7. Gateway-Einheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei Integration des Gateways in ein Steuergerät mit Anwendungssystem wenigstens ein modulares logisches Gateway in einer Schicht des Kommunikationssystems vorgesehen sein können, wobei das logische Gateway genau zwei Subsysteme verbindet.
DE2002154285 2002-11-20 2002-11-20 Gateway-Einheit zur Verbindung von Subnetzen, insbesondere in Fahrzeugen Withdrawn DE10254285A1 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE2002154285 DE10254285A1 (de) 2002-11-20 2002-11-20 Gateway-Einheit zur Verbindung von Subnetzen, insbesondere in Fahrzeugen

Applications Claiming Priority (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE2002154285 DE10254285A1 (de) 2002-11-20 2002-11-20 Gateway-Einheit zur Verbindung von Subnetzen, insbesondere in Fahrzeugen
JP2004552418A JP2006506862A (ja) 2002-11-20 2003-11-20 例えば車両におけるサブネットワークを接続するためのゲートウェイユニット
DE2003508326 DE50308326D1 (de) 2002-11-20 2003-11-20 Gateway-einheit zur verbindung von subnetzen in fahrzeugen
PCT/DE2003/003848 WO2004047385A2 (de) 2002-11-20 2003-11-20 Gateway-einheit zur verbindung von subnetzen in fahrzeugen
EP03788797A EP1566029B1 (de) 2002-11-20 2003-11-20 Gateway-einheit zur verbindung von subnetzen in fahrzeugen
US10/535,486 US7802016B2 (en) 2002-11-20 2003-11-20 Gateway unit for connecting sub-networks, in particular in vehicles

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE10254285A1 true DE10254285A1 (de) 2004-06-03

Family

ID=32240222

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE2002154285 Withdrawn DE10254285A1 (de) 2002-11-20 2002-11-20 Gateway-Einheit zur Verbindung von Subnetzen, insbesondere in Fahrzeugen
DE2003508326 Active DE50308326D1 (de) 2002-11-20 2003-11-20 Gateway-einheit zur verbindung von subnetzen in fahrzeugen

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE2003508326 Active DE50308326D1 (de) 2002-11-20 2003-11-20 Gateway-einheit zur verbindung von subnetzen in fahrzeugen

Country Status (5)

Country Link
US (1) US7802016B2 (de)
EP (1) EP1566029B1 (de)
JP (1) JP2006506862A (de)
DE (2) DE10254285A1 (de)
WO (1) WO2004047385A2 (de)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1657876A1 (de) * 2004-11-12 2006-05-17 Sony Deutschland GmbH Verfahren und Vorrichtung zum Senden von Daten eines ersten Standards und Empfangen von Daten eines zweiten Standards auf einem vorbestimmten Sicherheitsgrad in einem Schichten-Netzwerk
EP1694022A1 (de) * 2005-02-16 2006-08-23 Delphi Technologies, Inc. Lokales Netzwerk für Fahrzeuge
EP1703689A1 (de) * 2005-03-18 2006-09-20 Delphi Technologies, Inc. Lokales Netzwerk für Fahrzeuge
WO2007106254A2 (en) * 2006-03-01 2007-09-20 Snap-On Incorporated Interface between busses of different physical layers
US7467246B2 (en) 2005-02-16 2008-12-16 Delphi Technologies, Inc. Secure local network

Families Citing this family (35)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102006055513A1 (de) * 2006-05-24 2007-11-29 Robert Bosch Gmbh Kommunikationsbaustein
US7889747B2 (en) 2006-05-31 2011-02-15 Honeywell International Inc. Apparatus, system, and method for integrating a wireless network with wired field devices in a process control system
US7965664B2 (en) 2006-05-31 2011-06-21 Honeywell International Inc. Apparatus and method for integrating wireless field devices with a wired protocol in a process control system
US7876722B2 (en) 2006-05-31 2011-01-25 Honeywell International Inc. System and method for wireless communication between wired field devices and control system components
US8266602B2 (en) 2006-05-31 2012-09-11 Honeywell International Inc. Apparatus and method for converting between device description languages in a process control system
US7675935B2 (en) * 2006-05-31 2010-03-09 Honeywell International Inc. Apparatus and method for integrating wireless or other field devices in a process control system
JP4871395B2 (ja) * 2006-09-06 2012-02-08 エヌエックスピー ビー ヴィNxp B.V. タイムトリガ通信用インテリジェントスターカプラ及びタイムトリガプロトコルを用いるネットワーク内のノード間で通信を行う方法
EP2064840A2 (de) * 2006-09-06 2009-06-03 Nxp B.V. Cluster-koppler in einem zeitgesteuerten netzwerk
CN101578817B (zh) * 2006-12-14 2012-04-25 宝马股份公司 车辆的控制设备的联网
EP2198567B1 (de) * 2007-08-28 2014-01-15 TTTech Computertechnik AG Verfahren zum wechseln von einem verteilten prinzip zu einem master-slave-prinzip in einem netzwerk
DE102007049958A1 (de) * 2007-10-18 2009-05-07 Siemens Ag Verfahren und System zur Aktualisierung einer mehrschichtigen Applikation
JP5017231B2 (ja) 2008-10-20 2012-09-05 日立オートモティブシステムズ株式会社 車載ゲートウェイ装置におけるルーティング方法
EP2197160A1 (de) * 2008-12-10 2010-06-16 Siemens Aktiengesellschaft Azyklischer Datentransfer über einen Feldbuskoppler
US20110103383A1 (en) * 2009-10-30 2011-05-05 Honeywell International Inc. Two dimensional location transparency of software services
US8756412B2 (en) 2010-04-16 2014-06-17 Honeywell International Inc. Gateway supporting transparent redundancy in process control systems and other systems and related method
US8498201B2 (en) 2010-08-26 2013-07-30 Honeywell International Inc. Apparatus and method for improving the reliability of industrial wireless networks that experience outages in backbone connectivity
US8924498B2 (en) 2010-11-09 2014-12-30 Honeywell International Inc. Method and system for process control network migration
US9239574B2 (en) 2011-06-30 2016-01-19 Honeywell International Inc. Apparatus for automating field device operations by capturing device method execution steps for later use and related method
DE102011083254A1 (de) * 2011-09-23 2013-03-28 Robert Bosch Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Koppeln eines ersten Sensors mit zumindest einem zweiten Sensor
US8797902B2 (en) * 2012-05-29 2014-08-05 Alcatel Lucent Routing decision context objects
EP2800316A1 (de) 2013-05-01 2014-11-05 Renesas Electronics Europe GmbH Can fd
US9191843B2 (en) 2013-06-12 2015-11-17 Honeywell International Inc. Apparatus and method for measuring and reporting redundant wireless connectivity over time
US9110838B2 (en) 2013-07-31 2015-08-18 Honeywell International Inc. Apparatus and method for synchronizing dynamic process data across redundant input/output modules
US9612587B2 (en) 2014-02-11 2017-04-04 Honeywell International Inc. Mobile extension for industrial operator consoles
US9720404B2 (en) 2014-05-05 2017-08-01 Honeywell International Inc. Gateway offering logical model mapped to independent underlying networks
US10042330B2 (en) 2014-05-07 2018-08-07 Honeywell International Inc. Redundant process controllers for segregated supervisory and industrial control networks
US9609524B2 (en) 2014-05-30 2017-03-28 Honeywell International Inc. Apparatus and method for planning and validating a wireless network
US9699022B2 (en) 2014-08-01 2017-07-04 Honeywell International Inc. System and method for controller redundancy and controller network redundancy with ethernet/IP I/O
US10148485B2 (en) * 2014-09-03 2018-12-04 Honeywell International Inc. Apparatus and method for on-process migration of industrial control and automation system across disparate network types
US20160103431A1 (en) * 2014-10-14 2016-04-14 Honeywell International, Inc. System and method for point by point hot cutover of controllers and ios
US10162827B2 (en) 2015-04-08 2018-12-25 Honeywell International Inc. Method and system for distributed control system (DCS) process data cloning and migration through secured file system
US10409270B2 (en) 2015-04-09 2019-09-10 Honeywell International Inc. Methods for on-process migration from one type of process control device to different type of process control device
US10296482B2 (en) 2017-03-07 2019-05-21 Honeywell International Inc. System and method for flexible connection of redundant input-output modules or other devices
US10401816B2 (en) 2017-07-20 2019-09-03 Honeywell International Inc. Legacy control functions in newgen controllers alongside newgen control functions
WO2019042552A1 (en) * 2017-08-31 2019-03-07 HELLA GmbH & Co. KGaA System for transmitting data between a control device and an electrical component of a vehicle

Family Cites Families (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB9406477D0 (en) * 1994-03-31 1994-05-25 D2B Systems Co Ltd Interconnection of local communication bus systems
US5630101A (en) * 1994-11-22 1997-05-13 Minnesota Mining And Manufacturing Company System for communication of image information between multiple-protocol imaging devices
US20040264402A9 (en) * 1995-06-01 2004-12-30 Padcom. Inc. Port routing functionality
JPH118647A (ja) * 1997-06-18 1999-01-12 Fujitsu Ten Ltd ゲートウェイ
JPH11234333A (ja) * 1998-02-13 1999-08-27 Chokosoku Network Computer Gijutsu Kenkyusho:Kk ゲートウェイ装置
JP2000066967A (ja) * 1998-08-26 2000-03-03 Alpine Electronics Inc 車載コンピュータシステム
US6212546B1 (en) * 1998-10-01 2001-04-03 Unisys Corporation Providing a modular gateway architecture which isolates attributes of the client and server systems into independent components
JP2000115768A (ja) * 1998-10-01 2000-04-21 Fujitsu Ltd 接続制御装置
WO2001026334A2 (en) * 1999-10-06 2001-04-12 Sensoria Corporation Method and apparatus for sensor networking
DE10000922A1 (de) * 2000-01-12 2001-07-19 Volkswagen Ag Elektronisches System
JP3617406B2 (ja) * 2000-03-30 2005-02-02 日本電気株式会社 マルチドメインに対応した品質保証型通信サービス提供方式およびサービス提供方法並びにサービス仲介装置
US6693901B1 (en) * 2000-04-06 2004-02-17 Lucent Technologies Inc. Backplane configuration without common switch fabric
US7559066B2 (en) * 2000-08-08 2009-07-07 International Business Machines Corporation CICS BMS (basic message service) meta model
WO2002019636A1 (en) * 2000-08-31 2002-03-07 Padcom, Inc. Method and apparatus for routing data over multiple wireless networks
DE10044818B4 (de) 2000-09-11 2005-06-23 Volkswagen Aktiengesellschaft Verfahren zur Adaption von Bussystemen
US7366769B2 (en) * 2000-10-02 2008-04-29 Schlumberger Technology Corporation System, method and computer program product for a universal communication connector
US20020065935A1 (en) * 2000-10-18 2002-05-30 Koperda Frank R. Method and system for a modular residential gateway
US20060036941A1 (en) * 2001-01-09 2006-02-16 Tim Neil System and method for developing an application for extending access to local software of a wireless device
US20020141438A1 (en) 2001-02-09 2002-10-03 Smith J. Howard Data communication controller and method
US7152094B1 (en) * 2001-07-31 2006-12-19 Sprint Communications Company L.P. Middleware brokering system adapter
EP1361713A1 (de) 2002-05-06 2003-11-12 Sony International (Europe) GmbH Gateway

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1657876A1 (de) * 2004-11-12 2006-05-17 Sony Deutschland GmbH Verfahren und Vorrichtung zum Senden von Daten eines ersten Standards und Empfangen von Daten eines zweiten Standards auf einem vorbestimmten Sicherheitsgrad in einem Schichten-Netzwerk
US7840798B2 (en) 2004-11-12 2010-11-23 Sony Deutschland Gmbh Method for data transfer in a network
US8413224B2 (en) 2004-11-12 2013-04-02 Sony Deutschland Gmbh Method for data transfer in a network
US7467246B2 (en) 2005-02-16 2008-12-16 Delphi Technologies, Inc. Secure local network
EP1694022A1 (de) * 2005-02-16 2006-08-23 Delphi Technologies, Inc. Lokales Netzwerk für Fahrzeuge
EP1703689A1 (de) * 2005-03-18 2006-09-20 Delphi Technologies, Inc. Lokales Netzwerk für Fahrzeuge
WO2007106254A2 (en) * 2006-03-01 2007-09-20 Snap-On Incorporated Interface between busses of different physical layers
WO2007106254A3 (en) * 2006-03-01 2007-11-01 Snap On Tools Corp Interface between busses of different physical layers
US7779196B2 (en) 2006-03-01 2010-08-17 Snap-On Technologies, Inc. Interface between busses of different physical layers

Also Published As

Publication number Publication date
WO2004047385A3 (de) 2004-09-02
US20060130049A1 (en) 2006-06-15
JP2006506862A (ja) 2006-02-23
EP1566029B1 (de) 2007-10-03
DE50308326D1 (de) 2007-11-15
US7802016B2 (en) 2010-09-21
EP1566029A2 (de) 2005-08-24
WO2004047385A2 (de) 2004-06-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE60316458T2 (de) Integrierter schaltkreis und verfahren zum erstellen von transaktionen
US6529963B1 (en) Methods and apparatus for interconnecting independent fibre channel fabrics
EP1941674B1 (de) Teilnehmer und kommunikationscontroller eines kommunikationssystems und verfahren zur realisierung einer gateway-funktionalität in einem teilnehmer eines kommunikationssystems
JP4023281B2 (ja) パケット通信装置及びパケットスイッチ
US7826479B2 (en) Communication message conversion device, communication method and communication system
US5469432A (en) High-speed digital communications network
US6950394B1 (en) Methods and systems to transfer information using an alternative routing associated with a communication network
EP0758824A1 (de) Kompakter, anpassbarer Uberbrückungs-/Leitweglenkungsvermittlungsschalter
JP3298612B2 (ja) ネットワークのトポロジを識別するためのシステムおよび方法
US8077603B2 (en) IEEE 1394 gateway for fault-tolerant communication
US8060672B2 (en) Event signaling between peripheral modules and a processing unit
CA2410741C (en) Switched full-duplex ethernet type communication network and implementation process for this network
US20050038583A1 (en) Automotive switch fabric with improved resource reservation
US20030042792A1 (en) Vehicle active network adapted to legacy architecture
DE69936225T2 (de) Gleichzeitige serielle verbindung zur integrierung von funktionellen blöcken in eine integrierte schaltungsvorrichtung
JP2006254450A (ja) 大域的非同期ネットワークオンチップシステムにおける通信ノードアーキテクチャ
US7027387B2 (en) Vehicle active network with data redundancy
EP1805945B1 (de) System und verfahren zur tunnelung von standard-busprotokollnachrichten durch ein automotive-koppelfeldnetzwerk
US20030043750A1 (en) Vehicle active network with communication path redundancy
US7330467B2 (en) System and method for centralized, intelligent proxy driver for a switch fabric
KR20080108833A (ko) 상호 상이한 복수의 네트워크 프로토콜을 사용하는 차량에적용되는 게이트웨이 디바이스, 네트워크 시스템 및 데이터변환방법
EP1718008B1 (de) Weiterleitungsverfahren und ein Gateway
US7360002B2 (en) Method of arbitrating access to a data bus
US20030043793A1 (en) Vehicle active network
EP1721420B1 (de) Verfahren und kommunikationssystem zur übertragung von informationen in einem kraftfahrzeug

Legal Events

Date Code Title Description
8139 Disposal/non-payment of the annual fee