DE19708441A1 - Verfahren zum Schreiben und Lesen von für den Betrieb einer Fahrzeugkomponente relevanten Betriebsparametern in einen bzw. aus einem Schreib/Lese-Speicher - Google Patents
Verfahren zum Schreiben und Lesen von für den Betrieb einer Fahrzeugkomponente relevanten Betriebsparametern in einen bzw. aus einem Schreib/Lese-SpeicherInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Schreiben und Lesen von für den
Betrieb einer Fahrzeugkomponente relevanten Betriebsparametern in einen
bzw. aus einem Schreib/Lese-Speicher. Bei der Fahrzeugkomponente handelt
es sich insbesondere um das Steuergerät für die Klimaanlage eines
Fahrzeuges. Der Speicher verfügt lediglich über eine begrenzte Anzahl von
Schreibzyklen, so daß sich seine Speicherzellen danach nicht mehr
überschreiben, d. h. umprogrammieren, sondern lediglich noch auslesen lassen.
Seitens der KFZ-Hersteller wird in zunehmendem Maße gefordert, daß die
Steuergeräte für die diversen Fahrzeugkomponenten bei ausgeschaltetem
Fahrzeug von der Bordspannung abgeklemmt sind. Hierdurch soll die Höhe des
Ruhestroms herabgesetzt und damit verhindert werden, daß sich die Batterie
des Fahrzeuges entlädt. Für den Betrieb der Steuergeräte von
Fahrzeugkomponenten ist es jedoch mitunter erforderlich, daß gewisse Daten
abgespeichert sind, um stets zur Verfügung zu stehen. Da beim Ausschalten
der Zündung des Fahrzeuges sogleich auch die Bordspannung nicht mehr
anliegt, ist im Steuergerät keine Möglichkeit der Sicherung von Daten gegeben.
Vielmehr müssen die Daten stets derart abgelegt werden, daß sie bei einem
unmittelbar nach einer Abspeicherung erfolgenden Ausschalten der Zündung
des Fahrzeuges erhalten bleiben.
In der Vergangenheit bediente man sich zur Abspeicherung der
Betriebsparameter diverser RAM-Speicher, für deren Betrieb jedoch eine
dauerhaft anliegende Versorgungsspannung erforderlich ist. Sollen die
gespeicherten Daten auch dann erhalten bleiben, wenn die Bordspannung nicht
zur Verfügung steht, so bedarf es spezieller Speicher, die ihren Inhalt auch
ohne Anliegen einer Versorgungsspannung beibehalten. Als ein Beispiel für
einen derartigen Speicher sei ein EEPROM (electrical erasable read only
memory), also ein elektrisch löschbarer Nur-Lesespeicher genannt, der also, da
er elektrisch löschbar ist, als Schreib/Lese-Speicher eingesetzt werden kann.
Speziell EEPROM-Speicher haben jedoch den Nachteil, daß die Anzahl der
Schreibzyklen im Gegensatz zu den Lesezyklen begrenzt ist. Ferner ist die
maximal zulässige Anzahl von Schreibzyklen von mehreren Faktoren,
insbesondere von der Umgebungstemperatur abhängig. Die Folge dieser
beiden Eigenschaften eines EEPROM-Speichers ist es also, daß sich die
einzelnen EEPROM-Speicherzellen nach einer nicht exakt vorherbestimmbaren
Anzahl von Schreibzyklen nicht mehr umprogrammieren lassen. Typischerweise
liegt die Anzahl von Schreibzyklen bei EEPROM-Speichern zwischen 105 und
106, kann jedoch in Abhängigkeit von den Umgebungsbedingungen und
Größenordnungen geringer sein.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Schreiben und
Lesen von für den Betrieb einer Fahrzeugkomponente, insbesondere dem
Steuergerät einer Klimaanlage, relevanten Betriebsparametern in einem
Schreib/Lese-Speicher zu schaffen, der lediglich eine begrenzte und
insbesondere nicht vorhersehbare Anzahl von Schreibzugriffen erlaubt, ohne
daß die Funktionsfähigkeit der Fahrzeugkomponente durch einen Ausfall
einzelner Speicherzellen des Schreib/Lese-Speichers beeinträchtigt ist.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird mit der Erfindung ein Verfahren zum Schreiben
und Lesen von für den Betrieb einer Fahrzeugkomponente und insbesondere
für den Betrieb des Steuergeräts einer Fahrzeugklimaanlage relevanten
Betriebsparametern in einen bzw. aus einem lediglich eine begrenzte Anzahl
von Schreibzugriffen erlaubenden Schreib/Lese-Speicher vorgeschlagen, wobei
der Speicher mit einer Vielzahl von jeweils mehrere Bit-Zellen aufweisenden
Speicherbereichen zum Schreiben und Lesen der Betriebsparameter versehen
ist und wobei bei dem Verfahren
- - für mindestens einen Betriebsparameter ein Hauptspeicherbereich und zusätzlich ein erster Verlagerungsspeicherbereich vorgesehen ist,
- - für jeden in einen Hauptspeicherbereich zu schreibenden Betriebsparameter ein Fehlererkennungscode zum Erkennen und Korrigieren von Fehlern des nach einem Schreibzugriff in dem betreffenden Hauptspeicherbereich befindlichen mehrere Bits umfassenden Datenworts generiert und abgespeichert wird,
- - mittels des Fehlererkennungscodes eine Maximalanzahl von fehlerhaften Bits des Datenworts erkennbar und korrigierbar ist und
- - jeweils ab demjenigen Zeitpunkt, in dem mittels des Fehlererkennungscodes eine Fehleranzahl, die um mindestens 1 geringer ist als die Maximalfehleranzahl, in dem in einem Hauptspeicherbereich geschriebenen Datenwort erkannt wird, von dem betreffenden Hauptspeicherbereich auf einen ersten Verlagerungsspeicherbereich umgeschaltet wird, wobei ab diesem Zeitpunkt der betreffende Betriebsparameter in den ersten Verlagerungsspeicherbereich geschrieben und aus diesem gelesen wird.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren werden die für den Betrieb der
Fahrzeugkomponente relevanten Betriebsparameter in einzelne
Speicherbereiche des Schreib/Lese-Speichers geschrieben. Diese
Betriebsparameter verändern sich zum Teil fortlaufend während des Betriebs
der Fahrzeugkomponente und müssen demzufolge von Zeit zu Zeit aktualisiert
werden. Dabei existieren Betriebsparameter, die weitaus öfter als andere
aktualisiert und abgespeichert werden müssen. Um im Folgenden zwischen
diesen beiden Arten von Betriebsparametern unterscheiden zu können, werden
diejenigen Betriebsparameter, die weniger oft abgespeichert werden, mit "erste"
Betriebsparameter und der mindestens eine Betriebsparameter, der weitaus
öfter als die ersten Parameter aktualisiert und abgespeichert werden muß, mit
"zweiter" Betriebsparameter bezeichnet. Aufgrund der Häufigkeit der
Abspeicherung muß bei Verwendung eines Schreib/Lese-Speichers mit lediglich
begrenzter Anzahl von Schreibzyklen pro Speicherbereich dafür gesorgt
werden, daß der Ausfall eines Speicherbereichs oder, genauer gesagt der
Ausfall eines oder mehrerer seiner Bit-Zellen frühzeitig erkannt wird.
Insbesondere muß der Fall einkalkuliert werden, daß eine besonders häufig
überschriebene Speicherzelle des Schreib/Lese-Speichers innerhalb der zu
erwartenden Lebensdauer der Fahrzeugkomponente ausfällt.
Um hier Vorkehrungen zu treffen, die auch beim Ausfall einer Speicherzelle des
Schreib/Lese-Speichers die Funktionsfähigkeit der Fahrzeugkomponente nicht
beeinträchtigt, wird erfindungsgemäß jedem zweiten Betriebsparameter ein
Hauptspeicherbereich und zusätzlich ein erster Verlagerungsspeicherbereich
zugeordnet. Bei jedem Überschreiben eines einem zweiten Betriebsparameter
zugeordneten Hauptspeicherbereichs mit einem neuen dem aktuellen Wert des
zweiten Betriebsparameters entsprechenden Datenwort wird neben diesem
auch ein Fehlererkennungscode vorzugsweise im Hauptspeicherbereich
mitabgespeichert. Anhand dieses Fehlererkennungscodes kann eine maximale
Anzahl an Fehlern im im Hauptspeicherbereich abgespeicherten Datenwort
ermittelt und korrigiert werden. Als ein Beispiel für einen
Fehlererkennungscode, der dies leistet, sei der Hamming-Code genannt.
Anstelle eines Hamming-Codes kann beispielsweise aber auch ein CRC-Code
eingesetzt werden.
Der erfindungsgemäß mitabgespeicherte Fehlererkennungscode gibt Aufschluß
über die Anzahl fehlerhafter Bit-Zellen des entsprechenden
Hauptspeicherbereichs. Ferner gibt der Fehlercode an, in welcher Weise die
Inhalte der fehlerhaften Bit-Zellen zu korrigieren sind. Erfindungsgemäß wird bei
jedem Überschreiben eines Hauptspeicherbereichs überprüft, ob der
abgespeicherte Inhalt fehlerhaft ist. Wird dabei festgestellt, daß die
Fehleranzahl um 1 geringer ist als die Maximalfehleranzahl, so wird der
Hauptspeicherbereich auf einen ihm zugeordneten
Verlagerungsspeicherbereich umgespeichert. Die Umschaltung von
Hauptspeicherbereich auf ersten Verlagerungsspeicherbereich erfolgt also zu
einem Zeitpunkt, zu dem man sicher sein kann, daß jeder aufgetretene Fehler
noch korrigiert werden kann. Wird durch den Fehlererkennungscode angezeigt,
daß im Datenwort sich eine Anzahl von Fehlern befindet, die gleich der
Maximalfehleranzahl ist, und können im Datenwort mehr Fehler auftreten als
durch den Fehlererkennungscode angezeigt werden kann, so kann man sich
nicht sicher sein, daß der Inhalt derjenigen Bit-Zellen, für die kein Fehler
angezeigt worden ist, auch tatsächlich fehlerfrei ist. Würde man also erst in
einem solchen Fall vom Hauptspeicherbereich auf den diesem zugeordneten
ersten Verlagerungsspeicherbereich umschalten, so wäre das mit der Gefahr
verbunden, daß der aus dem Hauptspeicherbereich ausgelesene Inhalt
fehlerhaft ist. Daher wird bei der Erfindung bereits eine Stufe vorher, d. h. genau
dann, wenn die Anzahl erkannter Fehler um mindestens 1 geringer ist als die
Maximalfehleranzahl, der Hauptspeicherbereich als fehlerhaft betrachtet und
auf den ersten Verlagerungsspeicherbereich umgeschaltet. Ab diesem
Zeitpunkt werden also die aktualisierten zweiten Betriebsparameter nicht mehr
in den betreffenden Hauptspeicherbereich sondern in den zugeordneten ersten
Verlagerungsspeicherbereich geschrieben bzw. aus diesem ausgelesen.
Mit der Erfindung wird also das von dem Fehlererkennungscode gelieferte
Ergebnis (Anzahl von Fehlern in einem Datenwort) genutzt, um eine
Verlagerung eines bisher verwendeten Speicherbereichs auf einen bisher noch
nicht verwendeten Speicherbereich auszulösen. Nachdem
Fehlererkennungscodes zur Sicherung von gespeicherten Daten in
Schreib/Lese-Speichern vielfach Anwendung finden, wird also mit der Erfindung
eine an sich bekannte Maßnahme (nämlich die Fehlererkennung) ausgenutzt,
um Ausfälle von Speicherbereichen bzw. Speicherzellen eines
Schreib/Lese-Speichers frühzeitig zu erkennen, d. h. zu einem Zeitpunkt, zu
dem noch mit an Sicherheit grenzender Wahrscheinlichkeit die Anzahl der in
einem gespeicherten Datenwort befindlichen Fehler festgestellt und korrigiert
werden kann. Wenn man also einen Fehlererkennungscode verwendet, der
beispielsweise 4 Fehler pro Datenwort erkennt und korrigiert, so erfolgt die
Umschaltung auf einen Verlagerungsspeicherbereich erfindungsgemäß
spätestens in dem Augenblick, in dem im Datenwort der dritte Fehler erkannt
wird. Bis zur Detektion von 3 Fehlern pro Datenwort erfolgt also keine
Umschaltung; vielmehr werden diese Fehler mittels des Fehlererkennungscodes
korrigiert.
Wie die Praxis zeigt, ist nicht jeder in einem abgespeicherten Datenwort
festgestellte Fehler auf einen Defekt des Speichers zurückzuführen. So kann
beispielsweise ein Fehler in einem abgespeicherten Datenwort auch auf eine
fehlerhafte Datenübertragung zurückzuführen sein. Bei einer vorteilhaften
Weiterbildung der Erfindung wird der Umstand, daß Fehler nicht
notwendigerweise auf Defekte des Speichers zurückzuführen sind, dadurch
berücksichtigt, daß die Verlagerung eines Hauptspeicherbereichs auf den
ersten Verlagerungsspeicherbereich erst dann erfolgt, wenn für eine vorgebbare
Anzahl von Schreibzugriffen, bei denen der Hauptspeicherbereich mit einem
neuen Datenwort überschrieben wird, jeweils ein oder mehrere Fehler auftreten.
Insbesondere ist es zweckmäßig, in kontinuierlicher Folge auftretende Ausfälle
einzelner Bit-Zellen eines jeden Hauptspeicherbereichs zu erfassen und
zahlenmäßig abzulegen. Die vorgebbare Anzahl liegt vorzugsweise zwischen 3
und 10. Pro Hauptspeicherbereich existiert also ein Fehlerzähler, der die im
Hauptspeicherbereich in der Vergangenheit aufgetretenen Fehler zahlenmäßig
erfaßt. Sobald die vorgegebene Anzahl erreicht ist, wird der Umstand des
Auftretens der Fehler auf einen Defekt des Hauptspeicherbereichs
zurückgeführt, so daß es zur Verlagerung bzw. Umschaltung kommt. Diese
Vorgehensweise kann noch dahingehend verfeinert werden, daß neben der
Anzahl von Fehlern auch abgespeichert wird, welche Bit-Zellen jeweils betroffen
sind. Diesbezüglich ist es zweckmäßig, eine unter der vorgegebenen Anzahl
liegende Schwelle vorzugeben, wenn festgestellt wird, daß wiederholt ein und
dieselbe Bit-Zelle defekt ist. Wird nämlich dies wiederholt erkannt, so kann mit
größerer Sicherheit davon ausgegangen werden, daß die Bit-Zelle defekt ist,
weshalb auch eher auf den ersten Verlagerungsbereich umgeschaltet werden
sollte. Tauchen also Fehler im abgespeicherten Datenwort in
aufeinanderfolgenden Schreibzyklen auf, deren Anzahl gleich der vorgebbaren
Anzahl ist, so wird die Umschaltung, d. h. die Verlagerung des
Hauptspeicherbereichs auf den ersten Verlagerungsspeicherbereich ausgelöst.
Bei der zuvor beschriebenen Weiterbildung der Erfindung werden also bis zum
Erreichen der vorgebbaren Anzahl Defekte der Bit-Zellen noch nicht sicher
erkannt. Um der Fahrzeugkomponente aber dennoch einen für deren Betrieb
erforderlichen Betriebsparameter (Datenwort) liefern zu können, ist es
zweckmäßig, in dieser Phase anstelle des betreffenden Hauptspeicherbereichs
Default-Datenwerte zu lesen, die vorzugsweise ebenfalls im
Schreib/Lese-Speicher abgespeichert sind. Die durch diese Default-Datenworte
repräsentierten Werte für die zweiten Betriebsparameter sind derart festgelegt,
daß die Fahrzeugkomponente auf der Basis dieser Werte in vernünftiger Weise
betrieben werden kann. In die Werte für diese Default-Datenworte gehen
spezielle Worst-Case-Betrachtungen für den Betrieb der jeweiligen
Fahrzeugkomponente ein, weshalb an dieser Stelle insoweit keine
spezifischeren Ausführungen gemacht werden können.
Zweckmäßig ist es ferner, zusätzlich zu jedem ersten
Verlagerungsspeicherbereich mindestens einen weiteren
Verlagerungsspeicherbereich vorzusehen, auf den dann umgeschaltet wird,
wenn im ersten Verlagerungsspeicherbereich eine Mindestanzahl (zumindest
um eins geringer als die Maximalanzahl anzeigbarer und korrigierbarer Fehler)
von auf Defekte von Bit-Zellen zurückzuführenden Fehlern erkannt worden ist.
Die Überwachungsmechanismen zum Überwachen der ersten
Verlagerungsspeicherbereiche und die Auslösemechanismen zum Umschalten
eines ersten Verlagerungsspeicherbereichs auf einen weiteren
Verlagerungsspeicherbereich sind gleich den oben anhand der
Hauptspeicherbereiche erläuterten Mechanismen.
Im Hinblick auf den zur Abspeicherung des Fehlererkennungscodes noch
vertretbaren Speicheraufwand ist es zweckmäßig, einen Fehlererkennungscode
zu wählen, der maximal 2 Fehler pro Datenwort anzeigen und korrigieren kann.
In diesem Fall wird also, sobald ein Fehler in einem Hauptspeicherbereich
erkannt wird, auf den ersten Verlagerungsspeicherbereich umgeschaltet, so daß
in der Folgezeit der betreffende aktualisierte zweite Betriebsparameter in den
ersten Verlagerungsspeicherbereich geschrieben und aus diesem gelesen wird.
Wie bereits oben erwähnt, kann die Umschaltung in Abhängigkeit von der
Anzahl von bei insbesondere aufeinanderfolgenden Schreibzyklen auftretenden
Fehler erfolgen, d. h. daß nicht bereits bei dem ersten Auftreten eines Fehlers
umgeschaltet wird.
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ist es möglich, Schreib/Lese-Speicher,
deren Speicherzellen lediglich eine begrenzte, jedoch nicht exakt vorhersehbare
Anzahl von Schreibzyklen erlauben und danach nicht mehr überschrieben
werden können, bis zum Versagen der Speicherzellen zu betreiben. Auf diese
Weise kann also die Zeitdauer, innerhalb derer die gespeicherten
Betriebsparameter zum Betreiben einer Fahrzeugkomponente korrekt
abgespeichert im Schreib/Lese-Speicher vorliegen, verlängert werden, und zwar
über die Anzahl der zulässigen Speicherzyklen pro Speicherzelle hinaus. Das
erfindungsgemäße Verfahren läßt sich insbesondere mit Vorteil bei
EEPROM-Speichern einsetzen, wie sie in zunehmendem Maße als Ersatz für
die bisher verwendeten RAM-Speicher bei Fahrzeugkomponenten eingesetzt
werden. Die Verwendung eines EEPROM-Speichers hat den Vorteil, daß
dessen Speicherinhalt auch ohne Anliegen einer Versorgungsspannung
beibehalten bleibt. Selbstverständlich ist die Erfindung nicht auf die Anwendung
auf EEPROM-Speichern beschränkt sondern läßt sich vielmehr überall dort
einsetzen, wo es darum geht, den Ausfall insbesondere stark belasteter (weil
extrem oft überschriebener) Speicherzellen rechtzeitig zu erkennen, so daß es
zu keinerlei Funktionseinschränkungen der mittels der in dem Speicher
gespeicherten Daten betriebenen Fahrzeugkomponente kommt.
Nachfolgend wird anhand der Zeichnung ein Ausführungsbeispiel der Erfindung
näher erläutert.
In der Zeichnung ist schematisch ein als EEPROM ausgeführter
Schreib/Lese-Speicher 10 gezeigt der mittels einer MMU-Einheit 12 (memory
management unit) verwaltet wird. Über die MMU-Einheit 12 werden die über
einen bidirektionalen Datenpfad 14 ankommenden Daten zur Abspeicherung in
den Speicher 10 verteilt. Die MMU-Einheit 12 ist über bidirektionale
Datenpfade 16 mit dem Speicher 10 verbunden.
In dem Speicher 10 befinden sich sowohl Nutzdaten als auch
Verwaltungsdaten. Die Nutzdaten stellen die aktuellen Werte für
Betriebsparameter ein, die zum Betreiben einer Fahrzeugklimaanlage in deren
Steuergerät benötigt werden. Das Steuergerät weist eine Steuereinheit auf, die
über die MMU-Einheit 12 auf den Speicher 10 zugreift und umgekehrt über die
MMU-Einheit 12 aus dem Speicher 10 gespeicherte Daten erhält. Die
Steuereinheit selbst ist ferner mit diversen Sensoren (Außentemperatursensor,
Innenraumtemperatursensor, Sonnensensor, Ausblastemperatursensoren)
verbunden, von denen sie Meßsignale erhält. Die Steuereinheit steuert in
Abhängigkeit von den Meßsignalen und einem Regelalgorithmus Stellglieder für
beispielsweise Klappen, die Heiz-/Kühlvorrichtung und das Gebläse der
Klimaanlage. Aus Vereinfachungsgründen sind all diese Bestandteile einer
Fahrzeugklimaanlage bzw. des zugehörigen Steuergeräts in der Zeichnung
nicht wiedergegeben, da es im Rahmen dieser Erfindung in erster Linie auf die
Verwaltung des Speichers 10 ankommt.
Für den Betrieb einer Klimaanlage sind eine Vielzahl von Betriebsparametern
erforderlich. Unter diesen Betriebsparametern finden sich eine erste Art von
Betriebsparametern, die verhältnismäßig selten aktualisiert und damit neu
abgespeichert werden müssen. Neben diesen ersten Betriebsparametern
existiert aber auch eine zweite Art von Betriebsparametern, die wesentlich
häufiger abgefragt und abgespeichert, d. h. im Speicher aktualisiert abgelegt
werden müssen. Zu diesen zweiten Betriebsparametern gehört bei einer
Fahrzeugklimaanlage beispielsweise die (im Falle eines nicht vorhandenen
Fehlers zu berechnende) Motortemperatur des Fahrzeuges und die
Außentemperatur. Bei Fahrzeugen mit hohen Startzyklen, wie es beispielsweise
bei Taxen anzutreffen ist, stellen auch die Anzahl der Fahrzyklen und die
diversen Standzeit-Informationen Betriebsparameter dar, die häufig aktualisiert
und damit im Speicher 10 überschrieben werden müssen.
Entsprechend der zu erwartenden Häufigkeit von Schreibzyklen weist der
Speicher 10 eine erste Gruppe 18 von Speicherbereichen 20 auf, in denen die
weniger oft zu aktualisierenden ersten Betriebsparameter abgespeichert
werden. Neben diesen Speicherbereichen 20 existieren im Speicher 10 auch
zweite und dritte Gruppen 22, 24, in denen wahlweise, nämlich in Abhängigkeit
von den aufgetretenen Defekten des Speichers 10 die Werte für die zweiten
Betriebsparameter gespeichert sind. Zunächst sind die zweiten
Betriebsparameter in Hauptspeicherbereichen 26 der
Speicherbereichsgruppe 22. Im dargestellten Beispiel weist diese Gruppe 22
vier Hauptspeicherbereiche 26 auf. Jedem Hauptspeicherbereich 26 sind ein
erster Verlagerungsspeicherbereich 28 und ein zweiter
Verlagerungsspeicherbereich 30 zugeordnet, die jeweils eine
Speicherbereichsgruppe 24 bilden. Diese Verlagerungsspeicherbereiche 28, 30
übernehmen die Funktion der Hauptspeicherbereiche 26, wenn sich in den in
diesen Hauptspeicherbereichen abgespeicherten Daten ein auf einen Defekt
einer Zelle dieser Hauptspeicherbereiche 26 zurückzuführender Fehler befindet.
Ferner weist der Speicher 10 eine Gruppe 32 mit in diesem Fall vier
Zählerspeichern 34 auf, die die Anzahl von beim Abspeichern, d. h. Schreiben
von zweiten Betriebsparametern in die Hauptspeicherbereiche 26 auftretenden
Fehlern zählen. Schließlich weist der Speicher 10 einen weiteren
Speicherbereich 36 auf, in dem abgespeichert ist, daß und auf welchen der
beiden Verlagerungsspeicherbereiche 28, 30 ein Hauptspeicherbereich 26
verlagert ist.
Sämtliche im Speicher 10 abgespeicherten Daten sind durch einen
Hamming-Code gesichert, mit Hilfe dessen pro Datenwort maximal zwei Fehler
erkannt und korrigiert werden können. Mit Hilfe dieses Hamming-Codes werden
u. a. defekte Speicherzellen in den einzelnen Speicherbereichen erkannt. Dabei
wird davon ausgegangen, daß defekte Speicherzellen erst nach einer
Mindestanzahl von Schreibzyklen, d. h. Schreibzugriffen im Bereich zwischen
schlechtestenfalls 104 und günstigstenfalls 106 auftreten können. Diese Anzahl
von möglichen Schreibzugriffen läßt sich im voraus leider nicht bestimmen und
ist insbesondere stark von den Umgebungsparametern wie der Temperatur,
denen der Speicher 10 ausgesetzt ist, abhängig. Aufgrund der Arbeitsweise
einer Klimaanlage kann abgeschätzt werden, wie oft die einzelnen
Betriebsparameter überschrieben werden müssen. Zusammen mit der zu
erwartenden Lebensdauer der Klimaanlage wird dann festgelegt, welche
Betriebsparameter öfter als die im ungünstigsten Fall noch mögliche Anzahl an
Schreibzyklen beschrieben werden müssen. Für diese (nach der obigen Diktion
zweiten) Betriebsparameter werden Ersatzspeicherbereiche in Form der
Verlagerungsspeicherbereiche 28, 30 geschaffen. Die Speicherverwaltung des
Speichers 10 erfolgt dabei wie folgt.
Bei jedem Schreibzugriff, d. h. bei jedem Überschreibvorgang eines in einem
Hauptspeicherbereich 26 abgespeicherten zweiten Betriebsparameters wird das
abgespeicherte Datenwort auf mögliche Fehler hin untersucht. Tritt in einer
Bit-Zelle eines Hauptspeicherbereichs 26 ein Fehler auf (was anhand des
Hamming-Codes erkannt werden kann), wird der Inhalt eines der
Zählerspeicher 34, der dem betreffenden Hauptspeicherbereich 26 zugeordnet
ist, inkrementiert. Ist eine vorbestimmte Anzahl (beispielsweise 3) an
Speicherzugriffen erfolgt, bei denen im Datenwort anhand des Hamming-Codes
ein Fehler ermittelt worden ist, so wird diese Fehlerhäufigkeit als Anzeichen
dafür betrachtet, daß eine Speicherzelle des betreffenden
Hauptspeicherbereichs 26 defekt ist. Solange lediglich eine Speicherzelle eines
Hauptspeicherbereichs 26 defekt ist, ist dies an sich noch nicht tragisch, da mit
dem Hamming-Code sogar 2 fehlerhafte Speicherzellen korrigiert werden
könnten. Da man jedoch nur dann, wenn die Anzahl aufgetretener Fehler
mindestens um 1 geringer ist als die maximal erkennbare Fehleranzahl, eine
sichere Aussage über die Anzahl der tatsächlich aufgetretenen Fehler treffen
kann und die Gewähr, daß das abgespeicherte Datenwort vollständig
wiederhergestellt werden kann, höherrangig ist als die Gefahr, einen
aufgetretenen Fehler nicht korrigieren zu können, wird bei dem hier
beschriebenen Speicherverwaltungsverfahren bereits dann auf einen ersten
Verlagerungsspeicherbereich 28 umgeschaltet, wenn man davon ausgehen
kann, daß erst eine Speicherzelle, d. h. eine um eins kleinere als die maximal
zulässige Anzahl korrigierbarer fehlerhafter Speicherzellen defekt ist.
Jedem Hauptspeicherbereich 26 sind dabei 2 Verlagerungsspeicherbereiche,
nämlich ein erster und ein zweiter Verlagerungsspeicherbereich 28, 30
zugeordnet. Sobald ein Hauptspeicherbereich 26 nicht mehr zur Abspeicherung
eines zweiten Betriebsparameters verwendet wird, sondern dafür der erste
Verlagerungsspeicherbereich 28 eingesetzt wird, wird dies im
Speicherbereich 36 des Speichers 10 vermerkt. Anhand des Inhalts dieses
Speicherbereichs 36 kann also abgelesen werden, welcher
Hauptspeicherbereich 26 verlagert worden ist.
Jeder erste Verlagerungsspeicherbereich 28 wird in der gleichen Weise wie die
Hauptspeicherbereiche 26 untersucht. Das heißt, es werden wiederum die
Anzahl fehlerhafter Schreibzyklen jedes ersten
Verlagerungsspeicherbereichs 28 gezählt, um bei Erreichen einer
vorgegebenen Anzahl eine defekte Speicherzelle des betreffenden ersten
Verlagerungsspeicherbereichs 28 zu erkennen. Sobald dies eintritt, findet eine
Verlagerung von einem ersten Verlagerungsspeicherbereich 28 auf einen
diesem zugeordneten zweiten Verlagerungsspeicherbereich 30 statt. Auch die
Umschaltung von einem ersten Verlagerungsspeicherbereich 28 auf einen
zweiten Verlagerungsspeicherbereich 30 wird im Speicherbereich 36 des
Speichers 10 vermerkt.
Man könnte nun noch weitere Verlagerungsspeicherbereiche vorsehen, um
immer dann, wenn eine Speicherzelle eines Verlagerungsspeicherbereichs als
fehlerhaft erkannt worden ist, auf den nächsten Verlagerungsspeicherbereich
umzuschalten. Dieses Procedere wird letztendlich durch die im Speicher 10
vorgesehene Anzahl von Speicherbereichen beschränkt.
Wie bereits oben dargelegt, wird nicht sofort bei Auftreten des ersten Fehlers in
einem Datenwort von einem Speicherbereich auf einen anderen umgeschaltet.
Der Grund dafür liegt darin, daß nicht jeder Fehler auf eine defekte
Speicherzelle zurückzuführen ist, es bei dem hier beschriebenen Verfahren
aber in erster Linie genau darum geht, Speicherbereiche mit defekten
Speicherzellen auszuschließen. Solange Schreibzyklen auf einen
Hauptspeicherbereich 26 ausgeführt werden, ohne daß bereits auf eine defekte
Speicherzelle erkannt worden ist, ist es vorteilhaft, wenn anstelle des in dem
betreffenden Hauptspeicherbereich 26 abgespeicherten Datenworts ein
Defaultwert geliefert wird, der vorzugsweise ebenfalls im Speicher 10 abgelegt
ist. Die Größe dieses Defaultwerts wird anhand von Worst-Case-Betrachtungen
für den Betrieb der Fahrzeugkomponente, hier der Klimaanlage festgelegt. Ein
derartiger Defaultwert kann beispielsweise auch dann ausgelesen werden,
wenn, noch bevor auf eine fehlerhafte Speicherzelle in einem
Hauptspeicherbereich 26 erkannt worden ist, bei einem oder mehreren
Schreibzyklen die maximale Anzahl an erkennbaren und korrigierbaren Fehlern
im Datenwort aufgetreten ist.
Durch das hier vorgestellte Verfahren zur Verwaltung eines
Schreib/Lese-Speichers 10 ist es möglich, diesen bis zum Versagen seiner
Speicherzellen zu betreiben und damit die Zuverlässigkeit und Sicherheit der
gespeicherten Datenworte ganz entscheidend zu erhöhen. Insbesondere ist es
mit diesem Verfahren möglich, EEPROM-Speicher bei all denjenigen
Fahrzeugkomponenten einzusetzen, bei denen Betriebsparameter relativ häufig
aktualisiert und abgespeichert werden müssen. Durch das hier beschriebene
Speicherverwaltungsverfahren ist die Einsatzdauer des Speichers, für die in
diesen gespeicherte Daten korrekt und zuverlässig abgelegt werden, nicht mehr
durch die herstellungstechnisch bedingte und durch Umweltbedingungen
beeinflußte maximale Anzahl von Schreibzyklen pro Speicherzelle begrenzt.
10
Schreib/Lese-Speicher
12
MMU-Einheit
14
Datenpfad
16
Datenpfade
18
Gruppe von Speicherbereichen
20
Speicherbereiche
22
Gruppe von Hauptspeicherbereichen
24
Gruppen von Verlagerungsspeicherbereichen
26
Hauptspeicherbereich
28
erster Verlagerungsspeicherbereich
30
zweiter Verlagerungsspeicherbereich
32
Gruppe von Zählerspeichern
34
Zählerspeicher
36
Speicherbereich
Claims (15)
1. Verfahren zum Schreiben und Lesen von für den Betrieb einer
Fahrzeugkomponente, insbesondere des Steuergeräts einer Klimaanlage
relevanten Betriebsparametern in einen bzw. aus einem
Schreib/Lese-Speicher, der mit einer Vielzahl von jeweils mehrere Zellen
aufweisenden Speicherbereichen zum Schreiben und Lesen der
Betriebsparameter versehen ist, wobei
- - für mindestens einen Betriebsparameter ein Hauptspeicherbereich (26) und zusätzlich ein erster Verlagerungsspeicherbereich (28) vorgesehen ist,
- - für jeden in einen Hauptspeicherbereich (26) zu schreibenden Betriebsparameter ein Fehlererkennungscode zum Erkennen und Korrigieren von Fehlern des nach einem Schreibzugriff in dem betreffenden Hauptspeicherbereich (26) befindlichen mehrere Bits umfassenden Datenworts generiert und abgespeichert wird,
- - mittels des Fehlererkennungscodes eine Maximalanzahl von fehlerhaften Bits des Datenworts erkennbar und korrigierbar ist und
- - jeweils ab demjenigen Zeitpunkt, in dem mittels des Fehlererkennungscodes eine Fehleranzahl, die um mindestens 1 geringer ist als die Maximalfehleranzahl, in dem in einem Hauptspeicherbereich (26) geschriebenen Datenwort erkannt wird, von dem betreffenden Hauptspeicherbereich (26) auf einen ersten Verlagerungsspeicherbereich (28) umgeschaltet wird, wobei ab diesem Zeitpunkt der betreffende Betriebsparameter in den ersten Verlagerungsspeicherbereich (28) geschrieben und aus diesem gelesen wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß erst dann von
einem Hauptspeicherbereich (26) auf einen ersten
Verlagerungsspeicherbereich (28) umgeschaltet wird, wenn eine
vorgebbare Anzahl von fehlerhaften Schreibzugriffen auf den
Hauptspeicherbereich (26), bei denen sich in dem in den
Hauptspeicherbereich (26) geschriebenen Datenwort Fehler befinden,
erfolgt sind.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß erst dann von
einem Hauptspeicherbereich (26) auf einen ersten
Verlagerungsspeicherbereich (28) umgeschaltet wird, wenn eine
vorgebbare Anzahl von aufeinanderfolgenden fehlerhaften
Schreibzugriffen auf den Hauptspeicherbereich (26), bei denen sich in
dem in den Hauptspeicherbereich (26) geschriebenen Datenwort Fehler
befinden, erfolgt sind.
4. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, daß für jeden in einen ersten
Verlagerungsspeicherbereich (28) zu schreibenden Betriebsparameter
ein Fehlererkennungscode zum Erkennen von Fehlern des nach einem
Schreibzugriff in dem betreffenden ersten
Verlagerungsspeicherbereich (28) befindlichen, mehrere Bits
umfassenden Datenworts generiert und abgespeichert wird, wobei mittels
des Fehlererkennungscodes eine vorgebbare Maximalanzahl von
fehlerhaften Bits des Datenworts erkennbar wird und korrigierbar ist.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß für den
mindestens einen Betriebsparameter neben dem
Hauptspeicherbereich (26) und dem ersten
Verlagerungsspeicherbereich (28) ein weiterer
Verlagerungsspeicherbereich (30) vorgesehen ist und daß jeweils ab
demjenigen Zeitpunkt, in dem mittels des Fehlererkennungscodes in
einem in einem ersten Verlagerungsspeicherbereich (28) gespeicherten
Datenwort eine Fehleranzahl ermittelt wird, die mindestens um 1 geringer
ist als die Maximalfehleranzahl, von dem ersten
Verlagerungsspeicherbereich (28) auf den zweiten
Verlagerungsspeicherbereich (30) umgeschaltet wird, wobei der
betreffende Betriebsparameter ab diesem Zeitpunkt in den weiteren
Verlagerungsspeicherbereich (30) geschrieben und aus diesem gelesen
wird.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß erst dann von
einem ersten Verlagerungsspeicherbereich (28) auf einen weiteren
Verlagerungsspeicherbereich (30) umgeschaltet wird, wenn eine
vorgebbare Anzahl von fehlerhaften Schreibzugriffen auf den ersten
Verlagerungsspeicherbereich (28), bei denen sich in dem in den ersten
Verlagerungsspeicherbereich (28) geschriebenen Datenwort Fehler
befinden, erfolgt sind.
7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß erst
dann von einem ersten Verlagerungsspeicherbereich (28) auf einen
weiteren Verlagerungsspeicherbereich (30) umgeschaltet wird, wenn eine
vorgebbare Anzahl von aufeinanderfolgenden fehlerhaften
Schreibzugriffen auf den ersten Verlagerungsspeicherbereich (28), bei
denen sich in dem in den ersten Verlagerungsspeicherbereich (28)
geschriebenen Datenwort Fehler befinden, erfolgt sind.
8. Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß bei einem Lesezugriff auf einen
Hauptspeicherbereich (26), einen ersten
Verlagerungsspeicherbereich (28) oder, sofern vorhanden, einen
weiteren Verlagerungsspeicherbereich (30) anstelle des in dem
betreffenden dieser Speicherbereiche (26, 28, 30) gespeicherten
Datenworts ein insbesondere ebenfalls im Schreib/Lese-Speicher (10)
gespeichertes Default-Datenwort gelesen wird, wenn mittels des
Fehlererkennungscodes eine Fehleranzahl, die gleich der
Maximalfehleranzahl ist ermittelt wird.
9. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 7, sofern auf
Anspruch 2 oder 3 rückbezogen, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem
Lesezugriff auf einen Hauptspeicherbereich (26), einen ersten
Verlagerungsspeicherbereich (28) oder, sofern vorhanden, einen
weiteren Verlagerungsspeicherbereich (30) anstelle des in dem
betreffenden dieser Speicherbereiche (26, 28, 30) gespeicherten
Datenworts ein insbesondere ebenfalls im Schreib/Lese-Speicher (10)
gespeichertes Default-Datenwort gelesen wird, wenn mittels des
Fehlererkennungscodes eine Fehleranzahl, die gleich der
Maximalfehleranzahl ist, ermittelt wird und/oder die vorgebbare Anzahl
von fehlerhaften Schreibzugriffen noch nicht erreicht ist.
10. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch
gekennzeichnet, daß als maximale Anzahl an mittels des
Fehlererkennungscodes gleichzeitig erkennbarer und korrigierbarer
Fehler eines Datenworts zwei gewählt wird.
11. Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche,
sofern auf Anspruch 2 oder 3 rückbezogen, dadurch gekennzeichnet
daß als vorgebbare Anzahl von fehlerhaften Schreibzugriffen ein Wert
zwischen 3 und 10 gewählt wird.
12. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch
gekennzeichnet, daß neben dem mindestens einen Betriebsparameter für
den im Schreib/Lese-Speicher (10) ein Hauptspeicherbereich (26), ein
erster Verlagerungsspeicherbereich (28) und ggf. ein zweiter
Verlagerungsspeicherbereich (30) vorgesehen ist auch
Betriebsparameter existieren, für die im Schreib/Lese-Speicher (10)
jeweils lediglich ein einziger Speicherbereich (20) vorgesehen ist.
13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß für
diejenigen Betriebsparameter, für die jeweils lediglich ein einziger
Speicherbereich (20) im Schreib/Lese-Speicher (10) vorgesehen ist, ein
Fehlererkennungscode zum Erkennen und Korrigieren von Fehlern des
nach einem Schreibzugriff in dem betreffenden Speicherbereich (20)
befindlichen, mehrere Bits umfassenden Datenworts generiert und
abgespeichert wird, wobei mittels des Fehlererkennungscodes eine
Maximalanzahl von fehlerhaften Bits des Datenworts erkennbar und
korrigierbar ist.
14. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch
gekennzeichnet, daß als Fehlererkennungscode ein Hamming-Code
gewählt wird.
15. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch
gekennzeichnet, daß der Schreib/Lese-Speicher (10) ein
EEPROM-Speicher ist.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19708441A DE19708441B4 (de) | 1997-03-01 | 1997-03-01 | Verfahren zum Schreiben und Lesen von für den Betrieb einer Fahrzeugkomponente relevanten Betriebsparametern in einen bzw. aus einem Schreib/Lese-Speicher |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19708441A DE19708441B4 (de) | 1997-03-01 | 1997-03-01 | Verfahren zum Schreiben und Lesen von für den Betrieb einer Fahrzeugkomponente relevanten Betriebsparametern in einen bzw. aus einem Schreib/Lese-Speicher |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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DE19708441A1 true DE19708441A1 (de) | 1998-09-03 |
DE19708441B4 DE19708441B4 (de) | 2005-05-12 |
Family
ID=7821991
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19708441A Expired - Lifetime DE19708441B4 (de) | 1997-03-01 | 1997-03-01 | Verfahren zum Schreiben und Lesen von für den Betrieb einer Fahrzeugkomponente relevanten Betriebsparametern in einen bzw. aus einem Schreib/Lese-Speicher |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE19708441B4 (de) |
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Also Published As
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---|---|
DE19708441B4 (de) | 2005-05-12 |
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