DE19818175A1 - Verfahren und System zur Datensicherung - Google Patents

Verfahren und System zur Datensicherung

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und ein System zur Datensicherung von in einem EEPROM gespeicherten festen und gelernten Steuerparametern gedoppelter programmgesteuerter Rechner. Nach dem neuen Verfahren wird der zur Verfügung stehende Speicherplatz im EEPROM in drei Bereiche (A, B, C) aufgeteilt. Jeder Bereich (A, B, C) wird mit einer darin gespeicherten Prüfsumme (Prüfsumme 1, Prüfsumme 2, Prüfsumme 3) überwacht. Nur die selbstlernenden Größen werden redundant gehalten. Damit bietet das erfindungsgemäße Verfahren bei gleicher Datensicherheit und gleicher Verfügbarkeit die Möglichkeit, mehr Daten als bisher im EEPROM zu speichern, um damit im Hinblick auf unterschiedliche Kundenanforderungen flexiblere Lösungen anbieten zu können.

Description

Hintergrund der Erfindung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Datensicherung von in einem EEPROM gespeicherten festen und gelernten Steuerparametern gedoppelter programmgesteuerter Rechner, wobei der im EEPROM zur Speicherung der Steuerparameter und diesen zugeordneten Prüfdaten zur Verfügung stehende Parameterspeicherbereich in wenigstens zwei einzelne Teilbereiche unterteilt ist, die jeweils dem einen und dem anderen Rechner zugeordnet sind.
Stand der Technik
Fig. 1 zeigt ein im Stand der Technik bekanntes Steuersystem, das z. B. zur Steuerung eines Motors eines Kraftfahrzeugs dient und dazu zwei redundant angeordnete Mikrocontroller 1 und 2 (µC1, µC2) enthält. Ein beiden Mikrocontrollern oder Rechnern 1 und 2 zugeordneter, elektrisch programmier- und löschbarer Nur-Lese-Speicher 3, abgekürzt EEPROM genannt, ist in seinem für fest parametrierte Daten und gelernte (selbstlernende) Größen zugeordneten Bereich in zwei jeweils einem der Mikrocontroller 1 und 2 zugeordnete Bereiche I und II im Verhältnis 1 : 1 aufgeteilt. Für jeden Mikrocontroller 1 und 2 sind prinzipiell die gleichen Informationen in jedem der Speicherbereiche I und II des EEPROM-Speichers 3 gespeichert. Dabei sind im Stand der Technik alle Daten zusätzlich noch mit einem Komplement ihrer selbst abgespeichert.
Diese Datenspeicherung in elektrisch lösch- und programmierbaren EEPROMs wird dazu benutzt, Steuergeräte flexibel zu handhaben und die verschiedensten Parameter für unterschiedliche Kundenanforderungen am Produktionsende während der Endprüfung oder auch am Einsatzort in das Steuergerät zu programmieren. Auf diese Weise werden Änderungen der Software bzw. der kundenabhängigen Softwarestände minimiert.
Aus diesem Grund ist es ein Ziel, möglichst viele Daten bei größtmöglicher Sicherheit und Verfügbarkeit in einem EEPROM abzulegen.
In Fig. 2 ist eine im Stand der Technik übliche Datenorganisation in einem solchen EEPROM 3 im einzelnen dargestellt.
In einem ersten, dem ersten Mikrocontroller 1 zugeordneten Teilbereich I sind beispielsweise in den Zellen 1-128 die diesem Mikrocontroller 1 zugeordneten festen Parameter und die von diesem Mikrocontroller 1 gelernten Größen (selbstlernende Größen) als Datum 1 bis Datum 64 zusammen mit ihren jeweiligen Komplementen 1-64 hintereinander in den Zellen 1-128 abgespeichert.
In einem dem zweiten Mikrocontroller 2 zugeordneten zweiten Teilbereich II sind die diesem zweiten Mikrocontroller 2 zugeordneten festen Parameter und die von ihm gelernten Größen (selbstlernende Größen) jeweils als Datum 1 bis Datum 64 zusammen mit ihren jeweiligen Komplementen 1-64 hintereinander in den Zellen 129-256 abgespeichert.
Auf diese Weise reduziert sich die effektiv nutzbare Größe des gesamten EEPROM-Bereiches auf ein Viertel seiner Gesamtgröße.
Zur Sicherstellung der Konsistenz der wichtigen Steuergeräteparameter in dem EEPROM 3 sind im Stand der Technik folgende Überwachungs- und Korrekturschritte vorgesehen:
  • a) Komplementabspeicherung für alle Daten:
    Wenn das Komplement nicht zum Datum paßt, dann wird
    • - das EEPROM für defekt erklärt, wenn es sich um einen festen Parameter handelt,
    • - das Datum für unplausibel erklärt, wenn es sich um eine selbstlernende Größe handelt;
    eine Datenkorrektur ist evtl. aufgrund der Datenredundanz möglich.
  • b) Überwachung auf zulässige Werte für selbstlernende Größen:
    Wenn das Datum den jeweils zulässigen Grenzwert überschreitet, wird es für unplausibel erklärt; eine Datenkorrektur ist evtl. aufgrund der Datenredundanz möglich.
  • c) Redundante Datenspeicherung in den zwei getrennten Speicherbereichen I und II, um in den Schritten a) oder b) entdeckte unplausible Daten zu korrigieren. Dabei werden folgende Korrekturschritte ausgeführt:
    • - Das Datum und das Komplement ist in beiden Mikrocontrollern 1 und 2 korrekt und identisch:
      Die Daten sind gültig.
    • - Das Datum und sein Komplement ist in beiden Mikrocontrollern 1 und 2 korrekt aber unterschiedlich:
      Das Datum und sein Komplement vom Mikrocontroller 2 wird mit dem Datum und seinem Komplement vom Mikrocontroller 1 programmiert und somit wieder volle Redundanz hergestellt.
    • - Das Datum oder sein Komplement vom Mikrocontroller 1 sind unplausibel:
      Das Datum und sein Komplement vom Mikrocontroller 1 wird mit dem Datum und seinem Komplement vom Mikrocontroller 2 programmiert und somit wieder volle Redundanz hergestellt.
    • - Das Datum oder sein Komplement vom Mikrocontroller 2 sind unplausibel:
      Das Datum und sein Komplement vom Mikrocontroller 2 wird mit dem Datum und seinem Komplement vom Mikrocontroller 1 programmiert und somit wieder volle Redundanz hergestellt.
    • - Daten oder Komplemente von beiden Mikrocontrollern sind unplausibel:
      Es werden die Default-Werte genommen und der EEPROM für defekt erklärt.
Kurzfassung der Erfindung
Es ist Aufgabe der Erfindung möglichst viele Parameter in einem von zwei redundant angeordneten Mikrocontrollern bzw. Rechnern eines Steuersystems gemeinsam genutzten elektrisch lösch- und programmierbaren Speicher EEPROM zu speichern, ohne dabei auf die Sicherstellung der Datenkonsistenz im Falle von Fehlern zu verzichten.
Die obige Aufgabe wird bei einem Verfahren gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß ein Schritt zur Speicherverwaltung vorgesehen ist, der den Parameterspeicherbereich im EEPROM in drei einzelne Teilbereiche unterteilt, von denen
  • - ein erster Teilbereich zur Speicherung gemeinsamer fester, beiden Rechnern zugänglicher Parameter ohne deren Komplemente und zusätzlich einer Prüfsumme über alle festen Parameter dient,
  • - ein zweiter Teilbereich, der nur einem der beiden Rechner zugänglich ist zur Speicherung gelernter (selbstlernender) Größen dieses Rechners ohne deren Komplemente und einer Prüfsumme über alle diese gelernten Größen dient, und
  • - ein dritter Teilbereich, der nur dem anderen der beiden Rechner zugänglich ist und zur Speicherung gelernter (selbstlernender) Größen dieses Rechners ohne deren Komplemente und einer Prüfsumme über alle diese gelernten Größen dient.
Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren wird der zur Verfügung stehende Speicherplatz im EEPROM in drei Bereiche aufgeteilt. Jeder Speicherbereich wird mit einer Prüfsumme überwacht. Nur die selbstlernenden Größen werden redundant gehalten. Damit bietet das erfindungsgemäße Verfahren bei gleicher Datensicherheit und gleicher Verfügbarkeit die Möglichkeit, mehr Daten als bisher im EEPROM zu speichern und damit flexiblere Lösungen im Hinblick auf unterschiedliche Kundenforderungen.
Vorteilhafte Weiterbildungen davon sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Die obige Aufgabe wird außerdem erfindungsgemäß gelöst durch ein System zur Durchführung des Verfahrens, das dadurch gekennzeichnet ist, daß in jedem der beiden Rechner Speicherverwaltungsmittel vorgesehen sind, die den Parameterspeicherbereich im EEPROM in drei einzelne Teilbereiche unterteilen, so daß
  • - ein erster Teilbereich beiden Rechnern gemeinsam zugeordnet ist und der Speicherung von beiden Rechnern gemeinsamen festen Parametern ohne ihre Komplemente und einer Prüfsumme über alle festen Parameter dient,
  • - ein zweiter Teilbereich nur einem der Rechner zugeordnet ist und der Speicherung gelernter Größen dieses Rechners ohne deren Komplemente und einer Prüfsumme über alle diese gelernten Größen dient, und daß
  • - ein dritter Teilbereich nur dem anderen der beiden Rechner zugeordnet ist und der Speicherung gelernter Größen des anderen Rechners ohne deren Komplemente und einer Prüfsumme über alle diese gelernten Größen dient.
Die davon abhängigen Ansprüche kennzeichnen jeweils vorteilhafte Weiterbildungen davon.
Die obigen Aufgaben, Merkmale und Vorteile der Erfindung werden nachstehend anhand der Zeichnung beschrieben, die ein Ausführungsbeispiel der Speicherorganisation eines gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren organisierten EEPROM-Speichers in Fig. 3 darstellt.
Fig. 3 zeigt, daß der zur Verfügung stehende Speicherplatz im EEPROM (3' in Fig. 1) in drei einzelne Teilbereiche A, B, C unterteilt ist. Der Bereich A enthält feste Parameter ohne ihre Komplemente mit einer Prüfsumme über diesen Bereich. Dieser Bereich A ist beiden Mikrocontrollern (µC1, µC2) 1, 2 zugänglich. Im zweiten Teilbereich B sind selbstlernende Größen ohne ihre Komplemente mit einer Prüfsumme über diesen Bereich gespeichert; dieser Bereich ist nur dem ersten Mikrocontroller (µC1) 1 zugänglich. Im Teilbereich C sind selbstlernende Größen ohne ihre Komplemente mit einer Prüfsumme über diesen Bereich gespeichert; dieser Bereich C ist nur dem zweiten Mikrocontroller 1 (µC2) zugänglich.
Die effektive nutzbare Größe des gesamten EEPROM-Bereichs beträgt damit mindestens die Hälfte der Gesamtgröße, nämlich wenn es sich nur um selbstlernende Größen handelt, die redundant abgespeichert sind, und wächst mit der Anzahl der festen Parameter, die nicht doppelt abgespeichert sind.
Nachstehend wird anhand Fig. 3 ein erfindungsgemäß ausgeführtes Datenüberwachungs- und -korrekturverfahren beschrieben.
Im einzelnen werden, auf der Grundlage der in Fig. 3 gezeigten und oben beschriebenen Datenstruktur im EEPROM folgende Überwachungs- und Korrekturschritte ausgeführt:
  • a) Prüfsummenabspeicherung für jeden der drei Speicherbereiche A, B, C.
    Wenn die Prüfsumme nicht zu den gespeicherten Daten paßt, wird
    • - das EEPROM für defekt erklärt, wenn es sich um den Bereich A für die festen Parameter handelt; und
    • - das Datum für unplausibel erklärt, wenn es sich um einen der Bereiche B, C für selbstlernende Größen handelt;
    dann ist eventuell eine Datenkorrektur aufgrund der Datenredundanz möglich.
  • b) Überwachung auf zulässige Werte für selbstlernende Größen:
    Wenn das Datum die zulässigen Grenzwerte überschreitet, wird es als unplausibel beurteilt;
    eine Datenkorrektur ist eventuell aufgrund der Datenredundanz möglich.
  • c) Redundante Datenspeicherung in den zwei getrennten Speicherbereichen B und C für die für selbstlernende Größen, um in a) oder b) entdeckte unplausible Daten zu korrigieren.
Folgende Korrekturschritte werden ausgeführt:
  • - Datum und Prüfsumme in beiden Mikrocontrollern 1 und 2 sind korrekt und identisch:
    → die Daten sind gültig.
  • - Datum und Prüfsumme in beiden Mikrocontrollern 1 und 2 sind korrekt aber unterschiedlich:
    → Datum und Prüfsumme vom Mikrocontroller 2 wird mit Datum und Prüfsumme vom Mikrocontroller 1 programmiert und damit wieder volle Redundanz hergestellt.
  • - Datum und Prüfsumme vom Mikrocontroller 1 sind unplausibel:
    → Datum und Prüfsumme vom Mikrocontroller 1 wird mit Datum und Prüfsumme vom Mikrocontroller 2 programmiert und damit wieder volle Redundanz hergestellt.
  • - Datum und Prüfsumme vom Mikrocontroller 2 sind unplausibel:
    → Datum und Prüfsumme vom Mikrocontroller 2 wird mit Datum und Prüfsumme vom Mikrocontroller 1 programmiert und damit wieder volle Redundanz hergestellt.
  • - Daten oder Prüfsummen von beiden Mikrocontrollern 1 und 2 sind unplausibel:
    → Default-Werte nehmen und EEPROM für defekt erklären.
Zusammenfassung der Merkmale der Erfindung
Nach dem alten Verfahren wird der zur Verfügung stehende Speicherraum im EEPROM in die zwei Bereiche I und II in Zuordnung zu den beiden redundanten Mikrocontrollern aufgeteilt 1 und 2 (s. Fig. 1 und 2). In jedem Speicherbereich I und II werden die gleichen Daten, d. h. die festen Parameter und die selbstlernenden Größen redundant und jeweils mit ihrem Komplement gespeichert.
Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren wird der zur Verfügung stehende Speicherraum im EEPROM 3' in drei Bereiche A, B, C aufgeteilt. Jeder Bereich wird mit einer Prüfsumme überwacht. Lediglich die selbstlernenden Größen werden redundant gehalten. Deshalb bietet das erfindungsgemäße Verfahren bei gleicher Datensicherheit und gleicher Verfügbarkeit die Möglichkeit, mehr Daten als bisher im EEPROM zu speichern und damit im Hinblick auf unterschiedliche Kundenforderungen flexiblere Lösungen anzubieten.

Claims (6)

1. Verfahren zur Datensicherung von in einem EEPROM gespeicherten festen und gelernten Steuerparametern gedoppelter programmgesteuerter Rechner, wobei der im EEPROM zur Speicherung der Steuerparameter und diesen zugeordneten Prüfdaten zur Verfügung stehende Parameterspeicherbereich in wenigstens zwei einzelne Teilbereiche unterteilt ist, die jeweils dem einen und dem anderen Rechner zugeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß ein Schritt zur Speicherverwaltung vorgesehen ist, der den Parameterspeicherbereich im EEPROM (3') in drei einzelne Teilbereiche (A, B, C) unterteilt, von denen
  • - ein erster Teilbereich (A) zur Speicherung gemeinsamer fester, beiden Rechnern (1, 2) zugänglicher Parameter ohne deren Komplemente und zusätzlich einer Prüfsumme über alle festen Parameter dient,
  • - ein zweiter Teilbereich (B), der nur einem der beiden Rechner (1) zugänglich ist zur Speicherung gelernter Größen dieses Rechners ohne deren Komplemente und einer Prüfsumme über alle diese gelernten Größen dient, und
  • - ein dritter Teilbereich (C), der nur dem anderen der beiden Rechner (2) zugänglich ist, zur Speicherung gelernter Größen dieses Rechners ohne deren Komplemente und einer Prüfsumme über alle diese gelernten Größen dient.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
ein erster Überwachungsschritt eine Prüfsumme für die Daten in jedem der drei Speicherteilbereiche (A, B, C) berechnet und die berechneten Prüfsummen jeweils mit den in den Speicherteilbreichen (A, B, C) gespeicherten zugehörigen Prüfsumme vergleicht, und
daß ein erster Entscheidungsschritt den EEPROM (3') als defekt kennzeichnet, wenn die für den Speicherteilbereich (A) mit den festen Parametern berechnete Prüfsumme nicht mit der dort gespeicherten Prüfsumme übereinstimmt, und die für jeden der Speicherteilbereiche (B, C) mit den gelernten Größen diese Größen als unplausibel kennzeichnet, wenn die für diese Speicherteilbereiche (B, C) berechneten Prüfsummen nicht mit den zugehörigen, in diesen Speicherteilbereichen (B, C) gespeicherten Prüfsummen übereinstimmen.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein zweiter Überwachungsschritt die gelernten Daten aufzulässige Werte überwacht und diese jeweils beim Überschreiten eines zugehörigen Grenzwerts als unplausibel kennzeichnet.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Datenkorrekturschritt zur Korrektur der als unplaqsibel gekennzeichneten Daten in den Speicherteilbereichen (B, C) für die gelernten Größen vorgesehen ist, wobei
  • a) ein Vergleichsschritt die gelernten Größen und ihre jeweilige Prüfsumme in jedem der dem jeweiligen Rechner (1, 2) zugeordneten Speicherteilbereiche (B, C) mit den gelernten Größen miteinander vergleicht, und
  • b) ein erster Entscheidungsschritt vorgesehen ist, der, wenn der Vergleichsschritt a) ergibt, daß die gelernten Größen und die Prüfsummen korrekt und identisch sind, diese Größen als gültig erklärt, und der,
    • - wenn die gelernten Größen und die Prüfsummen für beide Rechner (1, 2) korrekt aber unterschiedlich sind,
  • b1) mit einem ersten Korrekturschritt Datum und Prüfsumme vom zweiten Rechner (2) mit den Daten und der Prüfsumme vom ersten Rechner (1) programmiert und damit wieder volle Redundanz herstellt,
    • - wenn die gelernten Größen und die Prüfsumme vom Rechner 1 unplausibel sind,
  • b2) mit einem zweiten Korrekturschritt die Daten und die Prüfsumme vom ersten Rechner (1) mit den Daten und der Prüfsumme vom zweiten Rechner (2) programmiert und damit wieder volle Redundanz herstellt,
    • - wenn die gelernten Größen und die Prüfsumme vom zweiten Rechner (2) unplausibel sind,
  • b3) mit einem dritten Korrekturschritt die Daten und die Prüfsumme vom zweiten Rechner (2) mit den Daten und der Prüfsumme vom ersten Rechner (1) programmiert und damit wieder volle Redundanz herstellt, und
  • c) daß ein zweiter Entscheidungsschritt, wenn die gelernten Größen und die Prüfsummen von beiden Rechnern (1, 2) unplausibel sind, die De­ fault-Werte nimmt und den EEPROM als defekt kennzeichnet.
5. System zur Durchführen des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß in jedem der beiden Rechner (1, 2) Speicherverwaltungsmittel vorgesehen sind, die den Parameterspeicherbereich im EEPROM (3') in drei einzelne Teilbereiche (A, B, C) unterteilen, so daß
  • - ein erster Teilbereich (A) beiden Rechnern (1, 2) gemeinsam zugeordnet ist und der Speicherung von beiden Rechnern (1, 2) gemeinsamen festen Parametern ohne ihre Komplemente und einer Prüfsumme über alle festen Parameter dient,
  • - ein zweiter Teilbereich (B) nur einem der Rechner (1) zugeordnet ist und der Speicherung gelernter Größen dieses Rechners (1) ohne deren Komplemente und einer Prüfsumme über alle diese gelernten Größen dient, und daß
  • - ein dritter Teilbereich (C) nur dem anderen der beiden Rechner (2) zugeordnet ist und der Speicherung gelernter Größen des anderen Rechners ohne deren Komplemente und einer Prüfsumme über alle diese gelernten Größen dient.
6. System nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der beiden Rechner Überwachungsmittel zur Berechnung einer Prüfsumme für die Daten in jedem der drei Speicherteilbereiche (A, B, C) und zum Vergleich der berechneten Prüfsummen mit der im jeweiligen Speicherteilbereich gespeicherten Prüfsumme, und erste Entscheidungsmittel enthält, die den EEPROM (3') als defekt kennzeichnen, wenn die für den Speicherteilbereich (A) mit den festen Parametern berechnete Prüfsumme nicht mit der dort gespeicherten Prüfsumme übereinstimmt, und die für jeden Speicherteilbereich (B, C) mit den gelernten Größen die dortigen Daten als unplausibel erklärt, wenn die für die gelernten Größen jeweils berechnete Prüfsumme nicht mit der in diesem jeweiligen Speicherteilbereich (B, C) gespeicherten Prüfsumme übereinstimmt.
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