DE2726889A1

DE2726889A1 - Einrichtung zur sicherung des datenempfanges in automatisch gesteuerten fahrzeugen mit nichtredundantem datenempfaenger

Info

Publication number: DE2726889A1
Application number: DE19772726889
Authority: DE
Inventors: Henri Dipl Ing Maatje
Original assignee: Standard Elektrik Lorenz AG
Current assignee: Alcatel Lucent Deutschland AG
Priority date: 1977-06-15
Filing date: 1977-06-15
Publication date: 1979-01-04
Also published as: DE2726889C2

Description

H.Maatj e-5
Einrichtung zur Sicherung des Datenempfanges in automatisch gesteuerten Fahrzeugen mit nichtredundantem Datenempfänger Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Sicherung des Datenempfanges in automatisch gesteuerten Fahrzeugen, die von einer ortsfesten Steuerstelle Datentelegramme in serieller Form Ubermittelt bekommen und zu deren Verarbeitung mindestens einen Bordrechner mit vorgeschaltetem Serien-Parallel-Wandler besitzen.
In der älteren Anmeldung Az P 27 01 924 wurde bereits eine Fahrzeugsteuerungseinrichtung bei automatisch gesteuerten, spurgebundenen Fahrzeugen vorgeschlagen, die zur Steuerung und zur Abwicklung des Datenverkehrs mit einer Steuerzentrale zwei getrennt arbeitende Bordrechner verwendet. Diese erhalten von der Steuerzentrale bitseriell ausgegebene Datentelegramme, die in einer gemeinsamen Empfangseinrichtung empfangen und zur Verarbeitungblockweise in die bitparallele Form gebracht werden. Anfallende Ergebnisse der Bordrechner werden nur dann weiterverarbeitet, wenn sie gleich sind.
Bei dieser Fahrzeugsteuerungseinrichtung sind Fehler im Verarbeitungsteil der Einrichtung, die zu falschen Steuerbefehlen und damit zu einer ernsten Gefährdung des Fahrbetriebes fuhren, so gut wie ausgeschlossen. Die Betriebs- H.Maatje-5 sicherheit wird hier fast nur noch durch die Sicherheit der Sende- und Empfangseinrichtungen bestimmt. Diese könnten zwar auch doppelt, also redundant ausgelegt werden, dies würde aber erstens zusätzlichen Aufwand bedingen und zweitens zu Schwierigkeiten bei der Bereitstellung des notwendigen Raumes auf dem Fahrzeug führen.Bei einfacher Auslegung der Sende- und Empfangseinrichtungen wird die Sicherheit durch Datensicherungsmaßnahmen wie die Verwendung eines hochredundanten Code oder doppelte fibertragung der Datentelegramme erhöht.
Trotz dieser Sicherheitsmaßnahmen sind bestimmte Hardwarefehler denkbar, die, vor allem in der Empfangseinrichtung, mit einer geringen Wahrscheinlichkeit zur Verfälschung von Information führen können. So können infolge von Fahrzeugerschütterungen Drahtverbindungen brechen oder sich lösen. Geschieht dies z.B. an einem Ausgang eines Serien-Parallel-Wandlers, der seriell ankommende Datentelegramme in je eine Reihe Datenworte gleicher Länge umzuformen hat, so wiederholt sich dieser Fehler im Mittel in jedem zweiten Datenwort. Besteht ein Datentelegramm aus einer größeren Zahl von Datenworten, so kann die Zahl der Fehler im Datentelegramm so groß werden, daß trotz eines hochredundanten Code nicht alle Fehler erkannt werden. Die Wiederholung des Telegrammes bringt in diesem Falle auch keinen Nutzen, da das wiederholte Telegramm die gleichen Fehler aufweist wie das vorhergegangene.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Hardware-Fehler in dem der Serien-Parallel-Wandlung dienenden Teil der Empfangseinrichtung eines mit einem oder mehreren Bordrechnern ausgestatteten, von einer Zentrale mittels Datentelegrammen gesteuerten Fahrzeuges erkennhar zu machen, bevor eine gefährliche Auswirkung dieser Fehler eintreten kann. Dabei sol4atenaustausch zwischen Fahrzeug und H .Maatj e-5 Steuerzentrale nicht behindert werden.
Die Aufgabe der Erfindung wird dadurch gelöst, daß ein Speicher vorhanden ist, der ein besonderes, dem oder den Rechner (n) bekanntes Prüftelegramm enthält, daß Schaltmittel vorgesehen sind, die unmittelbar nach Eingang eines Datentelegrammes den Eingang des Serien-Parallel-Wandlers für eine bestimmte Zeit für externe Telegrammeingabe sperren und ihn mit dem Speicher, der das Prürtelegramm enthält, verbinden, daß das Prüftelegramm in den Serien-Parallel-Wandler eingegeben wird und daß der oder einer der Bordrechner die einzelnenDatenworte des PrUftelegrammes dem Ausgang des Serien-Parallel-Wandlers nacheinander entnimmt, auf ihre Richtigkeit hin prüft und eine Fehlermeldung ausgibt, wenn mindestens ein Bit eines Datenwortes sich geändert hat.
Damit erfolgt eine Prüfung des der Serien-Parallel-Wandlung dienenden Teilsper Empfangseinrichtung durch den oder die eigenen Bordrechner und die Zentrale braucht nicht mit Prfifungsaufgaben belastet zu werden. Die Prüfung erfolgt außerdem zu einer Zeit, in der ohnehin keine Datentelegramme von der Zentrale erwartet werden, da die Zentrale im allgemeinen noch weitere Fahrzeuge mit Daten zu versorgen hat und nun zunächst diese an der Reihe sind. Es erfolgt deshalb durch die Prüfung auch keine Behinderung des Datenverkehrs.
Eine torteilharte Ausgestaltung der Einrichtung nach der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß das Prilftelegram maus einem Synchronisationskopf und einer Anzahl H.Maatje-5 restlicher Bit besteht, deren erste Hälfte sich in einem und deren zweite Hälfte sich in dem anderen binären Zustand befindet, und daß der Rechner mindestens ein Datenwort aus der ersten Hälfte der restlichen Bit des Prüftelegrammes und mindestens ein Datenwort aus der zweiten Hälfte der restlichen Bit des Prüftelegrammes auf seine Richtigkeit hin überprüft.
Hiermit wird das Prüftelegramm von der Erkennungslogik des Empfängerteils als echtes Steuertelegramm angesehen und wie ein solches verarbeitet. Die Aufteilung der Bit in die beiden möglichen binären Zustände und die Prüfung zweier Worte von denen eines in der ersten und eines in der zweiten Hälfte des DatenXlegrammesWiegt, gewährleistet, daß jede Stelle des zu prüfenden Wortes mit Sicherheit einmal als logisch 1 und einmal als logisch null geprüft wird. Es muß nur sichergestellt sein, daß die Bitkombination des Prüftelegrammes nicht auch für Steuerzwecke Verwendung findet.
Eine Ausgestaltung der Eir.richtur.g nach der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß das Prüfteleramm keinen Synchronisationskopf enthält und daß anstatt dessen vom Pechner das Erkennen eines richtigen Synchronisationskopfes simuliert und dadurch die Verarbeitung des Prüftelegrammes eingeleitet wird.
Hiermit wird es möglich, die Stellenzahl des zur Speicherung des PrUftelegrammes notwendigen Speichers zu reduzieren.
H.Maatje-5 Anhand einer Figur soll nun ein Ausführungsbeispiel der Einrichtung nach der Erfindung beschrieben und seine Funktion erklärt werden: Die Fig. zeigt einen Rechner R mit vorgeschaltetem Serien-Parallel-Wandler S/P, dessen Ausgabepuffer P mit den RechnereingAngen verbunden ist. Die Ausgabe eines Ubernahmetaktes an den Serien-Parallel-Wandler, dessen Ausgabepuffer und den Rechner erfolgt durch eine Taktgeberlogik LT nach Empfang eines Pulssignals von einer Synchronisationskopf-Erkennungsschaltung SKE. Dieses Pulssignal kann auch vom Rechne1simuliert und der Taktgeberlogik über seen ODER-Gatter5J~zugeführt werden. Eine Speicherlogi zu die das Prüftelegramm erzeugt, sperrt über ein Sperrgatter S einen Eingang TE der Schaltung. Der Ausgang des Sperrgatters S ist sowohl mit der Synchronisationskopf-Erkennungsschaltung SKE als auch über ein ODER-Gatter OG2 mit den Serien-Parallel-Wandler verbunden. Weitere Verbindungen bestehen zwischen dem Rechner R und der Speicherlogik SL sowie zwischen der Speicherlogik und dem ODER-Gatter OG2.
Wird nun ein für das betreffende Fahrzeug bestimmtes Datentelegramm über den Eingang TE und das geöffnete Sperrgatter S in den Serien-Parallel-Wandler eingespeichert, so prüft gleichzeitig die Synchronisationskopf-Erkennungsschaltung SKE ob das Telegramm gültig und vollständig ist.
Ist dies der Fall, so wird diesdurch ein Pulssignal der Taktgeberlogik LT mitgeteilt. Diese gibt nun Taktsignale an den Serien-Parallel-Wandler S/P, den Ausgabepuffer P und den Rechner R aus. Damit kann die Serien-Parallel- H.Maatje-5 Wandlung stattfinden. Der Rechner entnimmt das Datentelegramm wortweise und in paralleler Form dem Ausgabepuffer P. Ist die Übernahme eines Datentelegramms durch den Rechner erfolgt, so gibt der Rechner ein Zwei-Bit-Signal an die Speicherlogik SL aus. Diese sperrt das Sperrgatter S und schreibt ihr Prüftelegramm über das ODER-Gatter OG2 in den Serien-Parallel-Wandler ein. Ist dieser Vorgang beendet, so simuliert der Rechner das normalerweise von der Synchronisationskopf-Erkennungsschaltung an die Taktgeberlogik ausgegebene Pulssignal, speist dies über das ODER-Gatter OGl in die Taktgeberlogik ein und veranlaßt damit, daß das Prüftelegramm so verarbeitet wird, wie zuvor das von der Zentrale empfangene Datentelegramm.
Da der Rechner das Prüftelegramm kennt, kann er einzelne Worte auf ihre Richtigkeit hin prüfen und Uber einen in der Zeichnung nicht dargestellten Auseang eine Fehlermeldung ausgeben, wenn falsche Verarbeitung des Prüftelegrammes erfolgt ist. Nach Verarbeitung des Prüftelegrammes wird das Sperrgatter wieder zum Empfang weiterer Datentelegramme geöffnet.
3 Ansprüche 1 Bl. Zeichnung

Claims

H .Maatj e-5 Ansprüche 1. Einrichtung zur Sicherung des Datenempfanges in automatisch gesteuerten Fahrzeugen, die von einer ortsfesten Steuerstelle Datentelegramme in serieller Form übermittelt bekommen und zu deren Verarbeitung mindestens einen Bordrechner mit vorgeschaltetem Serien-Parallel-Wandler besitzen, dadurch gekennzeichnet, daß ein Schaltungsteil (SL), z.B. ein Speicher, vorhanden ist, der in der Lage ist, ein besonderes, der Rechner (R) oder den Rechnern bekanntes Prüftelegramm auszugeben, daß Schaltmittel (S, OG2) vorgesehen sind, die unmittelbar nach Empfang eines Datentelegrammes den Eingang des Serien-Parallel-Wandlers (S/P) für eine bestimmte Zeit für externe Telegrammeingabe sperren und ihn mit dem Schaltungsteil (SL) verbinden, daß danach das Prüftelegrarrim in den Serien-Parallel-Wandler eingegeben wird und daß der oder mindestens einer der Rechner das Prüftelegramm oder einzelne Datenworte des Prüftelegramms dem Serien-Parallel-Wandler ausgangsseitig entnimmt, auf Ubereinstimmung mit dem dem Rechner oder den Rechnern bekannten Prüftelegramm prüft und eine Fehlermeldung ausgibt, wenn diese Übereinstimmung nicht gegeben ist.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Prüftelegramm aus einem Synchronisationskopf und einer Anzahl restlicher Bit besteht, deren erste Hälfte sich in einem und deren zweite Hälfte sich in dem anderen binären Zustand befindet, und daß der Rechner mindestens ein H .Maatj e-5 Datenwort aus der ersten Hälfte der restlichen Bit des Prüftelegrammes und mindestens ein Datenwort aus der zweiten Hälfte der restlichen Bit des Prüftelegrammes auf seine Richtigkeit hin überprüft.
3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Pruftelegramm keinen Synchronisationskopf enthält und daß anstatt dessen vom Rechner das Erkennen eines richtigen Synchronisationskopfes simuliert und dadurch die Verarbeitung des Prüftelegrammes eingeleitet wird.