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Die vorliegende Erfindung betrifft
ein Werkzeug zur Untersuchung von elektrischen Installationsarchitekturen
im Innern eines Kraftfahrzeugs.
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Die Erfindung ermöglicht insbesondere die Zusammenstellung
von Informationen zu den verschiedenen Elementen, die in den elektrischen
Installationsarchitekturen der Fahrzeuge Verwendung finden können, sowie
die Zusammenstellung der Funktionen, die auf der Grundlage dieser
Elemente ausgeführt
werden können,
sowie im Zusammenhang mit den verschiedenen Modulen und Rechnern, welche
die Steuerung und Ausführung
dieser Funktionen ermöglichen,
und den mit diesen Modulen oder Rechnern und diesen Funktionen ausgeführten elektrischen
Installationsarchitekturen.
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Das erfindungsgemäß vorgeschlagene Werkzeug ermöglicht es
außerdem,
auf die Funktionen oder die Module oder Rechner eine Konsolidierungsverarbeitung
anzuwenden, deren Aufgabe darin besteht, das Vermeiden von Redundanzen
zwischen den verschiedenen Elementen zu ermöglichen, die bei den Funktionen
zum Einsatz kommen und/oder durch die Rechner verwendet werden.
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Darüber hinaus gibt das vorgeschlagene Werkzeug
dem Bediener die Möglichkeit,
schnellen Zugang zu den Verkabelungs- und Elektronikkosten zu erhalten,
die auf der Grundlage unterschiedlicher Architekturlösungen zum
Tragen kommen, um deren Begutachtung vornehmen zu können.
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In diesem Zusammenhang ist festzustellen, daß zum gegenwärtigen Zeitpunkt
vollständige
Untersuchungen dieser Art praktisch nie zur Anwendung kommen, da
sie viel zu aufwendig sind.
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Aus der Patentanmeldung WO 94 23
372 ist bereits ein Mittel zum Konfigurieren eines aus verschiedenen
Komponenten aufgebauten Systems bekannt, und zwar insbesondere eines
Systems, das aus Elektronikkarten unter Verwendung optionaler Komponenten
besteht, deren Vorhandensein oder Nichtvorhandensein das System
erkennen soll.
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Das System, um das es sich handelt,
ist beispielsweise ein Computer, in dem ein Motherboard oder eine
Mutterplatine verschiedene optionale Karten aufnimmt. Beim Einschalten
erkennt ein Initialisierungsprogramm die angeschlossenen Peripheriegeräte und kann
das Programm rekonfigurieren, um die optionalen Karten oder die
verschiedenen möglichen
Ausstattungen zu berücksichtigen.
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Dazu bezieht sich die vorgeschlagene
Methode auf eine Systemdefinition, die auf einer vollständigen Hardware-Definition
basiert (Verbinder, interne Schaltungen, Mikrocontroller, ROM-, RAM-Speicher und spezifische
Ressourcen der Mikrocontroller usw.). Diese sehr präzise Definition
ist nur auf den jeweils betrachteten Rechner und seine integrierten
Peripheriegeräte
begrenzt.
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Eine Aufgabe der Erfindung besteht
darin, ein Computerwerkzeug vorzuschlagen, das sich besonders für die Untersuchung
elektrischer Installationsarchitekturen im Innern von Kraftfahrzeugen
eignet und das es ermöglicht,
einem Bediener eine optimierte Architektur bereitzustellen.
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Die Erfindung schlägt ein Computerwerkzeug
zur Untersuchung von elektrischen Installationsarchitekturen für die Anordnung
im Innern eines Kraftfahrzeugs vor, das folgendes umfaßt:
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- – Speichermittel,
in denen Dateien mit Primärdaten
zur Beschreibung von elektrischen oder elektronischen Elementen
gespeichert sind,
- – Mittel
zur Aktualisierung dieser Primärdaten,
- – Mittel,
um einem Bediener die Möglichkeit
zu geben, auf der Grundlage dieser Primärdaten Funktionen zu erstellen,
die jeweils insbesondere durch eine Liste von Elementen in der Art
der in den Primärdaten-Dateien
beschriebenen Elemente sowie durch die Beschreibung aller Verbindungen
zwischen diesen verschiedenen Elementen definiert sind,
- – Speichermittel,
in denen die so erstellen Funktionen gespeichert sind, dadurch gekennzeichnet, daß zur Untersuchung
der elektrischen Installationsarchitektur eines Kraftfahrzeugs die
Primärdaten
elektrische oder elektronische Elemente beschreiben, darunter Betätigungsorgane
und Sensoren von Kraftfahrzeugen, elektronische Rechner-Eingänge und
Ausgänge,
Rechner-Leistungseingänge
und – ausgänge, elektronische
Schaltbilder in Low Layer-Ausführung
im Zusammenhang mit diesen elektronischen Ein- und Ausgängen des
Rechners, Leistungskomponenten, Elektronikkomponenten, und daß es Mittel
umfaßt,
um einem Bediener die Möglichkeit
zu geben mehrere Dateiengruppen auszuwählen, und um automatisch:
- – für jede ausgewählte Funktionengruppe
eine sogenannte konsolidierte Liste der Elemente entsprechend diesen
verschiedenen Funktionen zu erzeugen, in der die Redundanzen zwischen
Elementen unterdrückt
sind,
- – für jede dieser
konsolidierten Listen einen Rechner zu definieren, der in der Lage
ist, deren verschiedene Funktionen zu verwalten, und eine sogenannte
konsolidierte Verbindungsliste zur Beschreibung der notwendigen
Verbindungen für
die Ausführung
der verschiedenen ausgewählten Funktionen
zu erzeugen, in der die Redundanzen zwischen Verbindungen unterdrückt sind,
- – diese
Rechner zu gruppieren, indem sie Architekturen von gespeicherten
Verbindungskabelsätzen
zugeordnet werden, um Systeme zu definieren,
- – die
Kosten der so gruppirten Rechner und/oder ihrer Funktionen zu berechnen,
um dem Bediener die Möglichkeit
zu geben, ein System auszuwählen,
das für
ihn einer optimalen Lösung
entspricht.
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Dadurch steht ein Werkzeug zur Verfügung, mit
dem die Möglichkeit
geschaffen wird, eine Datenbank aufzubauen, die es ermöglicht,
mögliche
elektronische Funktionen innerhalb eines Fahrzeugs zu erstellen
und zu erfassen, sowie diesen Funktionen zugeordnete Rechnermodule
(und Architekturen), die – über eine
Verkabelung im Innern des Fahrzeugs – eine Verbindung zwischen
den Betätigungsorganen,
Sensoren und betätigten
Organen (Motoren, Leuchten, Stellglieder usw.) herstellen.
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Ein derartiges Werkzeug wird vorteilhafterweise
durch die verschiedenen folgenden Merkmale, für sich genommen oder in allen
ihren möglichen Kombinationen,
ergänzt:
- – Es
umfaßt
Speichermittel, in denen die Schaltbilder der Kabelsatzarchitekturen
unterschiedlicher Fahrzeugtypen gespeichert sind.
- – Es
umfaßt
Mittel, um eine optimierte Segmentierung auf der rundlage einer
gegebenen Kabelsatzarchitektur und einer Datei mit konsolidierten Modulen
oder Rechnern vorzuschlagen.
- – Es
umfaßt
Mitel, die einem Bediener die Möglichkeit
geben, die einem Rechnermodul zugeordneten, als Low Layer bezeichneten
elektrischen Schaltbilder zu verändern,
um das besagte Modul zu optimieren.
- – Es
umfaßt
Speichermittel, in denen Spezifikationen und/oder Schaltbilder und/oder
Stücklisten gespeichert
sind, die den in den Primärdaten-Dateien
beschriebenen Elementen zugeordnet sind.
- – Es
umfaßt
Speichermittel, in denen den Funktionen zugeordnete Spezifikationen
und/oder Schaltbilder und/oder Kenndatenblätter gespeichert sind.
- – Es
umfaßt
Mittel zur Gruppierung der Informationen, die in Kenndatenblättern enthalten
sind, die Funktionen in einer Datei zugeordnet sind, die dem diese
Funktionen umfassenden Rechnermodul zugeordnet ist.
- – Es
umfaßt
Mittel, um die Funktionen unterschiedlich zu speichern und/oder
zu verarbeiten, je nachdem ob sie dazu bestimmt sind, in konventionelle
Architekturen integriert zu werden, ob sie dazu bestimmt sind, in
einem einzigen Rechnermodul konsolidiert zu werden, oder ob sie
dazu bestimmt sind, in mehreren Modulen konsolidiert zu werden.
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Ein derartiges Werkzeug weist zahlreiche Vorteile
auf, und zwar insbesondere:
- – Es ermöglicht die
technische Zusammenstellung der Funktionen und der zugehörigen Architekturen
nach Funktionen, Schaltbildern, benötigten Ein- und Ausgängen, zugehörigen Organen, erforderlichen
Schaltungen und Leistungskomponenten, Spezifikationen usw.
- – Es
ermöglicht
schnelle Begutachtungen verschiedener Architekturlösungen.
- – Es
ermöglicht
die Berücksichtigung
der Gesamtkosten einer Architektur (einschließlich der Kosten ihrer Verkabelung)
und nicht nur der Kosten der Elektronik allein.
- – Es
ermöglich
die Zusammenstellung unterschiedlicher Kabelsatzarchitekturen usw.
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Die nachfolgende Beschreibung dient
lediglich zur Veranschaulichung und hat keine einschränkende Wirkung.
Sie ist unter Bezugnahme auf die beigefügte einzige Figur zu lesen,
bei der es sich um ein Ablaufdiagramm handelt, in dem die verschiedenen
Datenschichten (Data Layer) dargestellt sind, die von einem Werkzeug
gemäß einer
möglichen
besonderen Ausführungsart
für die
Erfindung verwendet werden.
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Die Verarbeitung, die im folgenden
beschrieben werden soll, wird durch eine Software ausgeführt, die
sich aus den folgenden Modulen zusammensetzt:
- – aus einem
Modul "Primärdatenbank" 1, das unter anderem
eine Datenbasis enthält,
die elektronische Bauelemente oder Komponenten und ihre Kosten erfaßt; dieses
Modul beinhaltet eine Aktualisierungsprozedur und Abfragemöglichkeiten;
- – aus
einem Modul zur Erstellung und Verwaltung einer Datenbank "Funktionen", das eine Prozedur zur
Erstellung der Funktionen mit Einsatz der "Primärdatenbank" beinhaltet; dieses
Modul enthält ebenfalls
eine Aktualisierungsprozedur und Abfragemöglichkeiten;
- – aus
einem Modul zur Erstellung und Verwaltung einer Datenbank "konsolidierte Module
oder Rechner", das
eine Prozedur zur Erstellung und Verwaltung der Rechner mit Einsatz
der "Datenbank Rechner" beinhaltet und eine "Prozedur zur Konsolidierung
von Funktionen" ausführt; dieses Modul
beinhaltet ebenfalls eine Aktualisierungsprozedur sowie Änderungs-
und Abfragemöglichkeiten;
- – aus
einem Mogul zur Zusammenstellung der Referenzarchitekturen mit Einsatz
einer Datenbank "Kabelsatzarchitekturen"; dieses Modul beinhaltet
ebenfalls eine Aktualisierungsprozedur und Abfragemöglichkeiten;
- – aus
einer Prozedur "Optimierung
eines Rechners",
welche die Umwandlung einer Datei "Konsolidierter Rechner" in eine Datei "Optimierter Rechner" ermöglicht,
wobei die jeweiligen Auswahlentscheidungen Berücksichtigung finden, die in
Bezug auf für
die "Low Layer" repräsentativen elektronischen
Schaltungen getroffen wurden;
- – aus
einem Modul "Segmentierung", das die Umsetzung
der in der Datei "Architekturen" enthaltenen Daten
auf einen oder mehrere Rechner oder Module ermöglicht, um daraus die Verbindungen pro
Kabelsatz im Hinblick auf die Bewertung der Verkabelungskosten im
Zusammenhang mit einem durch diese Rechner oder Module definierten System
aufzuschlüsseln.
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Im Anschluß an die Optimierung besteht
die Möglichkeit,
eine Reihe manueller Korrekturen zu ermöglichen, die im Bewertungsprozeß berücksichtigt werden.
Ebenso wie die anderen Module beinhaltet auch dieses eine Aktualisierungsprozedur
sowie Änderungs-
und Abfragemöglichkeiten.
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1. DIE PRIMARDATENBASIS
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Wie in 1 zu
erkennen ist, umfaßt
die Primärdatenbasis
1:
- – eine
Datei Organe (OG),
- – eine
Datei elektronische Ein- und Ausgänge des konsolidierten Rechners
(E/S),
- – eine
Datei Liste der elektronischen Low Layer-Schaltbilder zu den
- – eine
Datei Liste der Leistungskomponenten (CP) und Elektronikkomponenten).
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1.1. Die Datei Organe
(OG):
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Diese Datei definiert alle Organe,
die eine feste Position in einem gegebenen Fahrzeug einnehmen können, wodurch
es über
die Lokalisierung dieser Organe und die erforderlichen elektrischen
Verbindungen zwischen diesen Organen ermöglicht wird, in einem ersten
Schritt die Komponenten dieser Verbindungen in der Übertragung
auf einen Fahrzeugkabelsatz nach Anzahl der Leitungsdrähte, Zwischenverbindungen
und Anschlußpunkten
zu definieren, und zwar im Hinblick auf eine schnelle Bewertung
der Verkabelungskosten im Zusammenhang mit einer Funktion für eine gegebene
Kabelsatzarchitektur.
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Diese Organdatei ermöglicht es, über ein
mit Kennziffern versehenes, repräsentatives
Schaltbild S und gegebenenfalls über
eine entsprechende Gesamtspezifikation der Organe (begrenzt auf
die jeweils relevanten Punkte) verschiedene Konfigurationen oder
Kategorien von verfügbaren
Organen zusammenzustellen.
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Diese Datei erfaßt beispielsweise Familien verwandter
Komponenten, zum Beispiel:
- – Sicherungskästen, Zentralelektrikeinheiten,
- – herkömmliche
Elektronikgehäuse,
- – Schalter
und Betätigungsvorrichtungen,
- – Sensoren.
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Außerdem kann sie unterschiedliche
Komponenten erfassen, die zu einer gleichen Funktion gehören:
- – Scheibenwischermotor,
Scheibenwaschpumpe, Wasserstandsgeber.
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1.2. Die Datei Liste der
Ein- und Ausgänge
der Elektronikkarte
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Diese Datei hat die Aufgabe, eine
einheitliche Liste der Ein- und Ausgänge der Elektronikkarte zu
definieren, die einen gemeinsamen Rechner für die Verwaltung mehrerer Funktionen
beinhalten soll. Die Ein- und Ausgänge dieses gemeinsamen Rechners
werden unter Aussonderung der redundanten Ein- und Ausgänge bestimmt.
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Diese Ein- und Ausgänge haben
eine physische Bedeutung und ermöglichen
einerseits die Verbindung mit den elektronischen Schaltbildern durch die
Definition der Low Layer des Rechners und andererseits mit der externen
Verkabelung zu den zugehörigen
Organen.
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Diese Datei erfaßt insbesondere die nach benachbarten
Funktionsfamilien angeordneten Ein- und Ausgänge, zum Beispiel:
- – Einspeisungen
und Einspeisungssignale,
- – Ein-
und Ausgänge
im Zusammenhang mit der Kontrolle der Öffnung der Türen und
sonstigen Öffnungsvorrichtungen,
- – Ein-
und Ausgänge
im Zusammenhang mit der Betätigung
der Fahrtrichtungsanzeiger und der Warnblinkanlage, - usw.
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1.3. Datei der Ein- und
Ausgänge
des Leistungsteils:
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Die Aufgabe dieser Datei besteht
darin, eine einheitliche Liste der Ein- und Ausgänge des Teils zu definieren,
der den Leistungsteil kontrolliert, damit beim Vorgang zur Konsolidierung
der Funktionen die redundanten Leistungseingänge und Leistungsausgänge ausgesondert
werden. Diese Ein- und Ausgänge
haben eine physische Bedeutung Schaltbildern des Leistungsteils
(wodurch wiederum eine Zuordnung der erforderlichen Leistungskomponenten ermöglicht wird,
z. B.: Sicherungen, Relais, Nebenschlußwiderstände usw.) sowie mit der externen
Verkabelung zu den angeschlossenen Organen.
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Das für die Funktion repräsentative
Schaltbild S ermöglicht
die Herstellung der Verbindung zwischen dem Leistungsteil des Rechners
und seinen Anschlüssen
an die externen Organe (durch das externe Schaltbild), zu den Leistungskomponenten
(interne Ausstattung) und zu den erforderlichen Anschlüssen zwischen
dem Elektronikteil und dem Leistungsteil, wodurch außerdem eine
erste Ebene des elektronischen Schaltbilds S zur Verwaltung der
Verbindung definiert wird (für
die Verwaltung des Leistungsteils erforderlicher Low Layer).
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Diese Datei erfaßt insbesondere die nach benachbarten
Funktionsfamilien angeordneten Ein- und Ausgänge, zum Beispiel:
- – Einspeisungen
und Einspeisungssignale,
- – Ein-
und Ausgänge
im Zusammenhang mit der Kontrolle der Öffnung der Türen und Öffnungsvorrichtungen,
- – Ein-
und Ausgänge
im Zusammenhang mit der Betätigung
der Fahrtrichtungsanzeiger und der Warnblinkanlage, - usw.
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1.4. Datei Liste der elektronischen "Low Layer"-Schaltbilder zu
den Ein/Ausgängen
des zu konsolidierenden Rechners:
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Die Aufgabe dieser Datei besteht
darin, eine einheitliche Liste des Bedarfs bzw. der Erfordernisse bezüglich der
Ein- und Ausgänge
der Elektronikkarte zu definieren. Diese Erfordernisse entsprechen
jeweils Schaltbildteilen, die im weiteren Fortgang der Beschreibung
als Hardware I Laver des Rechners bezichnet werden.
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Diese Low Layer-Schaltbilder stehen
in einem direkten Zusammenhang mit dem, was wir als den Rechner
bezeichnen (festverdrahtete Logikschaltung, ASIC oder Mikrocontroller),
der die über diese
Low Layer abgerufenen Funktionen steuert.
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Die gesamtheitliche Erfassung des
als Low Layer angegebenen Bedarfs ermöglicht daher eine Definition
des digitalen Kernbedarfs. Zum Beispiel: digitale Ein- und Ausgänge, analoge
Ein- und Ausgänge,
PWM-Ausgänge,
serielle Verbindungen usw.
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Jedem Low Layer-Bedarf müssen ein
oder mehrere mögliche
Schaltbilder entsprechen, die in der Elektronikkarte verwendet werden
können.
Dadurch ergibt sich letztlich die Möglichkeit einer Standardisierung
der Schaltungen und einer Auswahl von überprüften, wettbewerbsfähigen und
in der Kraftfahrzeugumgebung validierten Schaltbildern.
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Jedem Schaltbild, dem ein Low Layer-Bedarf entspricht,
ist eine Stückliste
zuzuordnen, wodurch es (bei der Konsolidierung der Funktionen) ermöglicht wird,
die Liste der Komponenten oder Bauelemente in Erfahrung zu bringen,
die für
die Ausführung der
Gesamtheit der Low Layer-Schaltungen eines Projekts erforderlich
sind.
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Der Low Layer-Bedarf schafft- die
Voraussetzungen für
eine schnelle Definition auf der Grundlage des digitalen Kerns im
Anschluß an
die Konsolidierung der zugrunde gelegten Funktionen.
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Die Verwendung der "Low Layer-Datei" sowie der Dateien
Schaltbilder und zugehörige
Stücklisten
erfolgt:
beim Vorgang zur Erstellung einer neuen Funktion;
beim
Vorgang zur Konsolidierung der Funktionen mit der daraus resultierenden
Möglichkeit
der Bereitstellung
- – einer vollständigen Liste
der benutzten Basisschaltbilder und der Anzahl ihrer Verwendungen,
- – einer
konsolidierten Stückliste
aller erforderlichen Komponenten, bei denen die besagten Schaltbilder
verwendet werden,
- – des
Bedarfs an erforderlichen Ein- und Ausgängen im Zusammenhang mit den
verwendeten Schaltbildern für
den Anschluß an
den digitalen Kern,
- – der
Gesamtkosten der verwendeten Bauelemente oder Komponenten, beim
Optimierungsvorgang, wodurch folgendes ermöglicht wird:
- – Veränderung
einer konsolidierten Datei zur Auswahl der Low Layer-Schaltbilder der
Variante Nr. "n" oder Ersetzung einer
Low Layer-Referenz durch
eine kompatible ASIC-Schaltbild-Referenz sowie die im Anschluß an die
Optimierung erfolgende Bereitstellung der Daten, die mit den zuvor gelieferten
Daten identisch, aber reaktualisiert sind.
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Die Konsolidierung des digitalen
Kernbedarfs (die am Ende des Konsolidierungsvorgangs oder des Optimierungsvorgangs
stattfinden kann) führt
zu einer Aufaddierung des Low Layer-Bedarf für einen Rechner über das
Suchen der Liste der verschiedenen Kennziffern, wobei zu jeder von
ihnen die entsprechenden gefundenen Stückzahlen abgespeichert werden.
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1.5. Datei Liste der Leistungskomponenten
CP und der Elektronikkomponenten CE
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Die Aufgabe dieser Datei besteht
darin, eine einheitliche Liste der Elektronik- und Leistungskomponenten
zu definieren, die verwendet werden können, um die Low Layer zusammenzustellen
oder um den Leistungsteil des zu konsolidierenden Rechners auszurüsten.
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Jedem Komponententyp ist (über die
vorhandene Datenbasis) eine Spezifikationsdatei zugeordnet, die
abgefragt oder ausgegeben werden kann.
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Die Konsolidierung der Funktionen
soll es ermöglichen,
die Liste der erforderlichen Komponenten für die Ausführung einer Anwendung schnell
zugänglich
zu machen.
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Jedem Komponententyp sind entsprechende Kosten
zugeordnet, wodurch ein schneller Zugriff auf die Kosten des Leistungsteils
und der Low Layer-Schaltungen ermöglicht wird.
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Diese kostenbezogenen Daten können über die
vorhandene Datenbank reaktualisiert werden.
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Die Erstellung und Aktualisierung
erfolgt über
eine Komponentennummer unter Beachtung einer entsprechenden Codierung
oder Kennziffernzuweisung, wobei diese Nummern im Hinblick au eine vereinfachte
Handhabung unter Verwendung von Bereichen nach Familien zu organisieren
sind.
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Diese Komponentennummern finden sich auch
im Kenndatenblatt der jeweiligen Funktion, wenn dieses Kenndatenblatt
einen einer Funktion zugeordneten Leistungsteil beschreibt.
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Im Anschluß an die Konsolidierung einer Funktionengruppe
ermöglicht
das Programm die Bereitstellung einer vollständigen Liste der verwendeten Komponenten
in Verbindung mit ihren jeweiligen Kosten.
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Die Komponenten sind in dieser Datei
nach Familien angeordnet, wie etwa:
- – Relais,
- – Sicherung,
- – Nebenschlußwiderstände,
- – Transistoren,
- – Widerstände usw.
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2. ERSTELLUNG
DER DATENBASIS DER FUNKTIONEN
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Wie in 1 veranschaulicht,
erfordert das Verfahren zur Erstellung von Funktionen das Auslesen
aus der bereits beschriebenen Primärdatenbasis 1.
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Die Zusammenstellung der Funktionen
erfolgt:
- – nach
dem jeweiligen Funktionstyp:
- – Funktionen
des Typs FC (Funktionen in konventioneller Architektur),
- – Funktionen
des Typs FN (Nominalfunktion, die beschrieben wird, um in einem
einzigen Rechner konsolidiert zu werden),
- – Funktionen
des Typs FP (gemeinsam genutzte Funktion, die beschrieben wird,
um in mehreren Modulen konsolidiert zu werden) und in der Datenbasis
der Funktionen.
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Jede Funktion wird insbesondere durch
eine Liste von Organen, eine Liste von elektronischen Ein- und Ausgängen, eine
Liste von Leistungseingängen und
Leistungsausgängen,
eine Liste von elektronischen Low Layer-Schaltbildern sowie eine
Liste von Leistungskomponenten und Elektronikkomponenten und eine
Liste der elektrischen Verbindungen des zugehörigen Schaltbilds definiert.
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Die Funktionen werden in einer dazu
vorgesehenen Datenbasis 2 abgespeichert, und sie werden erstellt
und aktualisiert, was unter Verwendung der Bibliothek der Primärdatenbasis
1 erfolgt.
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Jeder Funktion FC (Funktion konventionellen Typs)
sind ein "Funktionsschaltbild", ein "Funktions-Kenndatenblatt" und eine "Funktionsspezifikation
SC" zugeordnet.
Diese Funktionen umfassen Architekturen konventionellen Typs, für die keine
Rechnerkonsolidierung stattfindet, wobei die Funktion in der Regel
durch ein als Organ betrachtetes separates Elektronikgehäuse übernommen
wird.
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Der Konsolidierungsvorgang an Funktionen des
Typs FC führt
zur Konsolidierung aller verwendeten Organe (einschließlich der
konventionellen Elektronikgehäuse)
sowie zur Konsolidierung der erforderlichen Verkabelung für die Berücksichtigung
der Gesamtheit dieser Funktionen.
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Die im Anschluß an die Konsolidierung der Funktionen
FC geschaffenen Architekturen werden vorteilhafterweise als Referenzarchitekturen
verwendet, mit denen die anderen Architekturen zu vergleichen sind.
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Jeder Funktion FN (für die Konsolidierbarkeit in
einem einzigen Rechner definierte Nominalfunktion) sind ein "Funktionsschaltbild", ein "Funktions-Kenndatenblatt" und eine "Funktionsspezifikation
SC" zugeordnet.
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Diese dreiteilige Definition ermöglicht die vollständige Dokumentation
eines Untersuchungsbedarts im Zusammenhang mit der Definition einer Funktion,
so daß der
Vorgang zur Konsolidierung von n Funktionen zur schnellen Definition
eines konsolidierten Rechners und der zugehörigen Verkabelung führen kann,
die für
die Berücksichtigung
der Gesamtheit dieser Funktionen in einer Gesamtarchitektur erforderlich
ist.
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Jeder Funktion FP (gemeinsam genutzte Funktion,
die so definiert ist, daß sie
unter Zusammenfassung der Arbeit mehrerer Rechner, Module oder auch
Stationen für
diese Funktion ausgeführt wird)
sind ein "mehrteiliges
Funktionsschaltbild",
ein "mehrteiliges
Funktions-Kenndatenblatt" und eine einzige "Funktionsspezifikation
SC" zugeordnet.
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Diese Definition ermöglicht die
Konsolidierung einer Gesamtheit von Funktionen in mehreren Rechnern
oder Modulen. Jeder Rechner bzw. jedes Modul muß im vorhinein gesondert konsolidiert
werden. Ein Konsolidierungsvorgang Systemuntersuchung ermöglicht es,
bezogen auf eine Gesamtkonzeption eines Systems den gesamten Bedart
an Elektronik und Leistungskomponenten sowie die zugehörige Verkabelung
in Erfahrung zu bringen, die für die Übernahme
der Gesamtheit der Funktionen erforderlich ist, die bei der Gesamtheit
der für
alle diese Module notwendigen Anschlüsse zugrunde gelegt wird.
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3. DAS VERFAHREN
ZUR KONSOLIDIERUNG DER FUNKTIONEN UND ZUSAMMENSTELLUNG DER RECHNER
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Insoweit die Aufgabe des entwickelten
Werkzeugs in der schnellen Bewertung der möglichen Architekturen für eine gegebene
Gesamtheit von Funktionen besteht, gilt es für jede der zu bewertenden Architekturen,
die jeweiligen Anteile des (oder der) in das System eingebundenen
Rechner sowie die Anteile der für
die Ausführung
der vorgeschlagenen Architektur erforderlichen Verkabelungen) zu
erfassen.
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Die erste Phase dieser Untersuchung
führt zur
Konstruktion (eines oder mehrerer Rechner) um eine Gesamtheit bestimmter
Funktionen herum (F1, F2,
F3 in der Figur). Diese Konstruktion erfolgt
durch die Auswahl einer Gesamtheit von Funktionen aus der Datenbasis
2 und durch einen Vorgang zur sogenannten Konsolidierung dieser
Funktionen innerhalb ein und desselben oder mehrerer Rechner.
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Die Gesamtheit dieser konsolidierten
Rechner (CALC in der Figur) und ihre jeweiligen Attribute bilden
Untersuchungen, die archiviert werden können und die eine Rechner-Datenbasis
3 bilden sollen.
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Beim Auswahlschritt werden die Funktionen unter
einer "Rechnernummer" zusammengefaßt.
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Der Konsolidierungsvorgang ermöglicht es der
Software, die Gesamtheit der Informationen zu gruppieren, die in
den Dateien "Kenndatenblätter zu den
Funktionen) enthalten sind, die aus einer einzigen Datei mit der
Bezeichnung "Datei
Untersuchung konsolidierter Rechner (oder konsolidiertes Modul)" ausgewählt werden.
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Nach Abschluß des Konsolidierungsvorgangs
enthält
die "Datei konsolidierter
Rechner":
- – die
Untersuchungsnummer;
- – die
Rechnernummer und die Rechnerbezeichnung;
- – die
Liste der im Konsolidierungsvorgang berücksichtigten Quellfunktionen;
- – die
Liste aller Organe, die bei der Gesamtheit der berücksichtigten
Funktionen zum Einsatz kommen (Liste, in der die redundanten Daten
ausgesondert sind und jedes Organ nur einmal vorkommt);
- – die
Liste der Ein- und Ausgänge
für den
Elektronikteil (in der die redundanten Daten ausgesondert sind und
jeder Ein- oder Ausgang nur einmal vorkommt);
- – die
Liste der Ein- und Ausgänge
für den
Leistungsteil (in der die redundanten Daten ausgesondert sind und
jeder Ein- oder Ausgang nur einmal vorkommt);
- – die
Liste des Elektronikbedarfs (in der die redundanten Daten ausgesondert
sind);
aus dieser Liste ergeben sich die Low Layer für den Anschluß der Ein- und Ausgänge an den Fahrgastraum-Rechner,
aber auch die Liste der Low Layer im Zusammenhang mit den erforderlichen
Schaltungen für
die Verbindung zwischen dem Elektronikteil und dem Leistungsteil;
- – die
vollständige
Liste der elektrischen Verbindungen zwischen den Organen, die bei
den zugrunde gelegten Funktionen berücksichtigt werden;
diese
Liste enthält
die Verbindungen zwischen dem Rechner und den mit den Ein- und Ausgängen des
Elektronikteils wie auch des Leistungsteils verbundenen Organen,
aber auch die Verbindungen zwischen Organen und Organen und Massen
oder Direkteinspeisungen;
diese Liste soll eine Beschreibung
der Verbindungen ermöglichen,
die erforderlich sind, damit ein Schaltbild funktionsfähig ist;
in
dieser Liste werden ebenfalls die redundanten Verbindungen beim
Konsolidierungsvorgang ausgesondert;
- – die
Liste der erforderlichen Ein- und Ausgänge zwischen dem Elektronikteil
und dem Leistungsteil;
- – die
vollständige
Stückliste
der Leistungskomponenten, die in der Gesamtheit der konsolidierten Funktionen
beschrieben werden;
- – die
Liste des digitalen Kernbedarfs.
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4. DIE ZUSAMMENSTELLUNG
DER KABELSATZARCHITEKTUREN
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Bei einem gleichen Prinzipschaltbild
führt die durch
den Hersteller ausgewählte
Kabelsatzarchitektur zu einer unterschiedlichen Anzahl von Leistungsdrähten. Denn
die Anzahl der erforderlichen Leitungsdrähte ist zwar jeweils von dem
verwendeten Prinzipschaltbild, aber auch von der ausgewählten Segmentierung
des Kabelsatzes abhängig
(wobei unter Segmentierung eine Aufteilung einer elektrischen Verbindung
zu verstehen ist, die zwischen einem Punkt und einem anderen verwendet
wird und die einen Verlauf nimmt, der durch mehr als einen Kabelsatz
hindurchgeht, wobei die verschiedenen Kabelsätze durch Anschlußvorrichtungen
miteinander verbunden sind).
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Dazu werden die Kabelsatzarchitekturen nach
Fahrzeugen und nach Herstellern in einer Datenbank 4 zusammengestellt
und zwar:
- – auf
der Grundlage der Definition der Kabelsätze, die auf dem "mit einer Kabelsatzarchitektur
verbundenen Kenndatenblatt" eingetragen
ist, ermöglicht
die Software ein Unterteilung jedes Leitungsdrahts des Prinzipschaltbilds
der zugrunde gelegten Funktionen in eine entsprechende Anzahl von
Abschnitten, die aufgrund der zugrunde gelegten Kabelsatzarchitektur
erforderlich sind, was beim Segmentierungs-/Konsolidierungsvorgang
stattfindet.
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Diese Daten, die aus einer bekannten
und einem Fahrzeug zugeordneten Kabelsatzarchitektur ausgelesen
werden, ermöglichen
die Erstellung einer Datenbasis, die wiederum die Voraussetzungen
für eine
automatisierte Bewertung der Kosten der einer oder mehreren Lösungen zugeordneten
Kabelsätze schaffen
sollen.
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Die Daten bezüglich der Zusammenstellung der
Kabelsatzarchitekturen werden in Form von zwei Dokumenten erfaßt:
- – ein "für die benutzte Kabelsatzarchitektur
repräsentatives
Schaltbild",
- – eine
Datei, die "das
mit einer Kabelsatzarchitektur verbundene Kenndatenblatt" bildet.
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5. DAS VERFAHREN
ZUR KONSOLIDIERUNG DER SYSTEME UND ARCHITEKTUREN
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Die in der Datei 3 erfaßten Rechnermodule lassen
sich zur Bildung von Systemen zusammenlegen, indem sie entsprechenden
Kabelsatzarchitekturen zugeordnet werden (die Figur veranschaulicht
ein Beispiel für
die Zusammenlegung von drei Rechnern CALC1,
CALC2, CALC3).
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Der Vorgang "Systemkonsolidierung" ermöglicht
es, die Daten im Zusammenhang mit der Definition eines vollständigen Systems
schnell bereitzustellen, so daß Daten
zur Verfügung
gestellt werden können,
die wiederum den Vergleich verschiedener Architekturen ermöglichen.
Vor diesem Hintergrund können
mehrere Lösungen
unter Einsatz unterschiedlich ausgewählter Architekturen verglichen werden.
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Die den so konsolidierten Systemen
zugeordneten Architekturen werden in einer Datenbasis 5 zusammengestellt.
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6. OPTIMIERUNG DER RECHNER
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Die Optimierungsphase findet im Anschluß an die
Konsolidierungsphase statt und ermöglicht die Umwandlung einer
Datei Untersuchung konsolidierter Rechner "oder Modul" in eine Datei optimierte Untersuchung.
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Die Optimierung besteht darin, die
Bereiche bezüglich
der Definition der "Low
Layer"-Schaltungen
zu überarbeiten,
um den Rechner zu optimieren.
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Beim Optimierungsvorgang muß die Möglichkeit
bestehen, die Ergebnisse der Konsolidierung abzufragen, um das Ergebnis
im Anschluß an
die Veränderung
der Varianten der "Low
Layer"-Schaltungen zu beurteilen.
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Diese Abfrage betrifft:
- – das
Ergebnis des Konsolidierungsvorgangs der "Low Layer-Schaltungen" in bezug auf:
- – Gesamtkosten
Elektronikkomponenten,
- – Gesamtzahl
der Komponenten,
- – des
Gesamtbedarfs an digitaler Kernausstattung.
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Es obliegt dann dem Benutzer, die
optimale Lösung
zu bewerten, wobei die Gesamtkosten sowohl vom Bedarf an digitaler
Kernausstattung als auch von den Kosten der benutzten Komponenten sowie
ihrer Anzahl abhängig
sind.
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Im Anschluß an aufeinanderfolgende Iterationen
oder Wiederholungen kann der Rechner als optimiert gelten.
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7. SEGMENTIERUNG
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Bei der Segmentierung handelt es
sich um einen automatisierten Software-Prozeß, der im Anschluß an die
Auswahl einer Kabelsatzarchitektur, in die ein aus einem oder mehreren
Rechnern oder Modulen bestehendes System eingeführt wird, die Bereitstellung
einer Liste aller erforderlichen Verbindungen für die Übernahme des gesamten Schaltbilds
unter Berücksichtigung
der ausgewählten
Kabelsatzarchitektur ermöglicht
(Segmentierung der Verbindungen, die durch die Anschlüsse der
Elemente zwischen den Kabelsätzen
verlaufen).