EP1665611A1 - Data transmission path comprising an apparatus for verifying data integrity - Google Patents
Data transmission path comprising an apparatus for verifying data integrityInfo
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- EP1665611A1 EP1665611A1 EP04762641A EP04762641A EP1665611A1 EP 1665611 A1 EP1665611 A1 EP 1665611A1 EP 04762641 A EP04762641 A EP 04762641A EP 04762641 A EP04762641 A EP 04762641A EP 1665611 A1 EP1665611 A1 EP 1665611A1
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Definitions
- the invention relates to a data transmission link with a device for checking the data integrity of data transmitted from the transmitter side to the receiver side of the data transmission link, in particular in a motor vehicle, and to a method for checking the data integrity according to the preamble of claim 6.
- Data transmission links of the generic type are known. These are used to determine whether data sent by a sender has reached a recipient in unchanged form.
- checksum methods are known, for example, in which a checksum is determined on the transmitter side for the data to be transmitted and is appended to the data to be transmitted. The checksum of the transmitted data is then determined again on the receiver side and compared with the attached transmitted checksum. If this test is positive, that is to say that the data is correctly transmitted from the sender to the receiver, the integrity of the data is guaranteed and the data can be processed further on the receiver side. If the check leads to a negative result, that is to say a change in the data on the transmitter-receiver link was found, then a procedure for correcting the transmission error is initiated.
- a braking request can now also be triggered by safety functions, such as an anti-lock braking system, an electronic stability program or a braking assistant, or by comfort functions, such as adaptive cruise control.
- safety functions such as an anti-lock braking system, an electronic stability program or a braking assistant
- comfort functions such as adaptive cruise control.
- the signals are partially transmitted from the vehicle communication on-board network CAN (Controller Area Network), whereby further control devices, for example for the dashboard, the engine or a diagnostic system, can also be connected to the CAN.
- CAN Controller Area Network
- a brake may only trigger if the control unit of the braking system has actually generated a braking request Errors in control units connected to the CAN or caused by faults within the CAN. This is aggravated by the fact that such applications are time-critical, which means that the time between the braking request from the control unit of the braking system and the required brake release is so short that there is no time to validate the braking request - be it by the control unit, be it verified by the brake itself. It is often only possible to transmit a single signal for triggering. There is no time to correct a faulty signal with another signal or to wait for another signal to be checked. Hence one Signa! of great importance with a somewhat irreversible character.
- the data transmission link offers the advantage over the fact that a reliable determination of the data integrity is also realized in time-critical applications.
- the data transmission path is characterized by a first, transmitter-side and a second, receiver-side data modification device, each of which has the same transmission function that effects the change of input data in output data and is connected to the data transmission path, a receiver-side one that is transmitted by the first data modification device via the Comparing the data transmission path and the output data supplied to the second data modification device, and if the output data are identical, activating a comparator that is connected to the data transmission path and the second data modification device, the transmission of input data generated by the transmitter to the first data modification device and of the same input data via the data transmission path to the data transmission path second data changing device.
- the following mode of operation results for such a data transmission link.
- input data are generated on the transmitter side of the data transmission link, by means of which an event is to be effected on the receiver side.
- the data transmission link can be a wired (for Act electrically or optically) as well as a wireless (for example radio or infrared transmission) link.
- input data are transmitted to the first data modification device and additionally to the second data modification device via the data transmission link.
- the input data that are transmitted to the first and to the second data modification device are identical or identical. This can be achieved, for example, by generating two identical input data signals and routing them to the first or second data modification device or also by splitting the signal of the input data into two identical but separate input data signals after their generation.
- the data modification devices are designed, for example, as a logic circuit, programmable electronic component or processor and have the same transfer function. For the same transfer function, it is decisive that if matching input data are supplied to the data changing devices, matching output data are also generated. However, it is not necessary for the output data to be generated using identical individual steps. (For example, it is possible to realize the transfer function "doubling of x" both as “multiplication of 2 " x "and as” addition x + x ".)
- the output data generated by the data modification devices are fed to the comparator on the receiver side, the output data generated on the transmitter side being transmitted to the receiver side via the data transmission link.
- the comparator checks the output data generated on the transmitter and receiver side for equality.
- the comparator activates the release device, which releases the output data on the transmitter side or on the receiver side for further processing. (Due to the equality of sender-side or receiver-side output data, the further use of sender-side or receiver-side output data always leads to the same result.)
- the data transmission link described brings great security in determining data integrity, since two different but defined associated data sets are transmitted. In this way, both random errors in data integrity and systematic errors can be determined, since the choice of the transfer function, for example a unique function with a large number of possible input and output data, can prevent changes along the transmission path Input and output data on the comparator again lead to matching output data.
- the data transmission link described also has a speed advantage since the data modification devices work independently of one another and therefore the time windows in which the data modification devices generate the output data can overlap or even lie at the same time.
- a particularly advantageous embodiment is obtained if the input data are sent in the direction of the first and second data modification devices at substantially the same time. Since the throughput sequences “first data modification device, data transmission link, input of the comparator” and “data transmission link, second data modification device, input of the comparator” require approximately the same time, an im means Essentially simultaneous sending of the input data also an approximately simultaneous arrival of the output data at the comparator. This means that there are no waiting times at the comparator during which the comparator has to wait for output data at one of its inputs. This minimizes the time from generating the input data to establishing data integrity.
- the data transmission link has at least one communication channel, in particular a CAN (Controller Area Network) communication channel.
- CAN Controller Area Network
- the output data generated by the first data modification device and the input data supplied to the second data modification device are advantageously transmitted through a common communication channel of the data transmission link.
- the release device enables the actuation of an actuator, in particular a brake. This ensures that an actuator is not triggered due to incorrectly transmitted data or data not intended for the actuator. In this way, a dangerous incorrect triggering of the brake of a motor vehicle, in particular the incorrect triggering of full braking, can be avoided.
- the invention further relates to a method for checking the data integrity of a data transmission from the transmitter side to the receiver side.
- Data transmission route in particular in a motor vehicle, wherein
- Input data from a first data modification device having a transfer function are changed into first output data and are fed to a comparator via the data transmission link,
- the comparator outputs an activation signal.
- Figure the principle of operation of a data transmission link according to the invention with a device for checking the data integrity.
- the figure shows a data transmission link 1 having an area on the transmitter side 2, a data transmission link 3 and an area on the receiver side 4.
- the receiver side 4 has a second data Change device 6, a comparator 7, a release device 8 and an actuator 9, which is designed here as a brake 10 of a motor vehicle.
- the data transmission path is designed here as a communication channel 11 of a CAN, on which data is transmitted serially.
- a receiver coding within the data ensures that even when using a common communication channel 11 or communication network, the data is only ever accepted by the addressed target receiver.
- the first and the second data changing device 5, 6 have the same transfer function with which input data are converted into output data. That is, if the data changing devices 5, 6 are loaded with matching input data, then they generate matching output data.
- the following mode of operation results for data transmission link 1:
- the control device 12 generates input data E1, E2 from source input data E, which originate from sensors (not shown in more detail) on the basis of computing or program instructions.
- the input data E1 are converted by the first data modification device 5 into output data A1 and fed to a first input of the comparator 7 via the feed point 13, the communication channel 11 and the decoupling point 14.
- the input data E2 are fed via the feed-in point 13, the communication channel 11 and the decoupling point 14 to the second data changing device 6, the output data A2 is generated and fed to the second input of the comparator 7.
- the comparator 7 now checks the output data A1, A2 for equality and forwards the result of the test via the line R to the release device 8. Only if the output data A1, A2 are identical?
- the enabling device 8 activates and forwards the output data A1 branched off at the node 15 to the brake 10.
- the dashed line from node 16 to release device 8 indicates that output data A2 can also be used for forwarding.
- both output data A1, A2 can also be supplied to the release device 8, with logic within the release device 8 then determining which data are forwarded to the brake 10.
- the signal is only forwarded to the brake 10 if the output data A1 generated by the first data modification device 5 and passed via the communication channel 11 to the comparator 7 match the output data A2 that are provided by the second data modification device 6 were generated on the basis of the input data E2 transmitted by the communication channel 11. If there is a change in the input data E2 along the communication channel 11, the second data change device 6 generates output data A2 which do not match the output data A1, and therefore the release device 8 is not activated. The same result calls for a change in the output data A1 along the communication channel 11, because even then the output data A2 do not match the changed output data A1.
- a change in the input data E2 and the output data A1 is also detected when the transfer function of the first and the second data change device 5, 6 has a large number of possible input and output data. This ensures a high level of certainty that the brake 10 is really only actuated if this should actually be effected on the basis of the original input data E. In addition to the high security offered by the data transmission link, only a very small amount of time is required for checking the data integrity, since the first and second data modification devices 5, 6 work independently of one another and can process input data E1, E2 as soon as this input data E1, E2 are present at the respective input of the first or second data modification device 5, 6.
- the output data A1, A2 are also available to the comparator 7 as quickly as possible, so that the data integrity can be checked immediately.
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Abstract
Disclosed is a data transmission path (1) comprising an apparatus for verifying the integrity of data transmitted from the transmitter end (2) to the receiver end (4) of the data transmission path (3), particularly in a motor vehicle. Said data transmission path (1) further comprises a first data-modifying device (5) at the transmitter end and a second data-modifying device (6) at the receiver end, both of which have one identical transmission function, respectively, and a comparator that compares the output data (A1, A2) of the data-modifying devices (5, 6). Input data (E1) is processed into output data (A1) at the transmitter end (2) and is transmitted to the receiver end (4) while identical input data (E2) is transmitted to the receiver end (4) and is modified into output data (A2) there. Also disclosed is a data integrity verification method.
Description
Datenubertragungsstrecke mit Einrichtung zur Prüfung der DatenintegritätData transmission link with device for checking data integrity
Die Erfindung betrifft eine Datenubertragungsstrecke mit einer Einrichtung zur Prüfung der Datenintegrität von der Senderseite zur Empfängerseite der Datenubertragungsstrecke übertragenen Daten, insbesondere in einem Kraftfahrzeug, und ein Verfahren zur Prüfung der Datenintegrität gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 6.The invention relates to a data transmission link with a device for checking the data integrity of data transmitted from the transmitter side to the receiver side of the data transmission link, in particular in a motor vehicle, and to a method for checking the data integrity according to the preamble of claim 6.
Stand der TechnikState of the art
Datenübertragungsstrecken der gattungsgemäßen Art sind bekannt. Diese dienen dazu festzustellen, ob von einem Sender versandte Daten einen Empfänger in unveränderter Form erreicht haben. Dazu sind beispielsweise Prüfsummenverfahren bekannt, bei denen auf der Senderseite zu den zu übermittelnden Daten eine Prüfsumme ermittelt und an die zu übermittelnden Daten angehängt wird. Auf der Empfängerseite wird dann erneut die Prüfsumme der übermittelten Daten bestimmt und mit der angehängten übermittelten Prüfsumme verglichen. Ist diese Prüfung positiv, das heißt wird eine korrekte Ü- bertragung der Daten vom Sender zum Empfänger festgestellt, so ist die Integrität der Daten gewährleistet, und die Daten können auf der Empfängerseite weiter verarbeitet werden. Führt die Überprüfung zu einem negativen Ergebnis, das heißt es wurde ein Veränderung der Daten auf der Sender-Empfänger-Strecke festgestellt, so wird eine Prozedur zur Behebung des Übermittlungsfehlers eingeleitet.
Insbesondere bei sicherheitsrelevanten und zeitkritischen Anwendungen, zum Beispiel bei der Ansteuerung der Bremsanlage eines Kraftfahrzeugs, muss die Prüfung der Datenintegrität hohen Anforderungen gerecht werden. Eine Bremsanforderung kann heute neben der manuellen Anforderung durch den Benutzer des Kraftfahrzeugs auch von Sicherheitsfunktionen, wie einem Antiblockiersystem, einem elektronischen Stabilitätsprogramm oder einem Bremsassistenten, oder von Komfortfunktionen, wie einer adaptiven Geschwindigkeitsregelung, ausgelöst werden. Dabei werden die Signale teil- weise vom Fahrzeugkommunikationsbordnetz CAN (Controller Area Network) übertragen, wobei an das CAN auch weitere Steuergeräte, zum Beispiel für das Armaturenbrett, den Motor oder ein Diagnosesystem, angeschlossen sein können. Da ein unberechtigtes Auslösen einer Bremsanlage, insbesondere die Durchführung einer auto- matisierten Vollbremsung, eine große Gefahr für den Kraftfahrzeugbenutzer und andere Verkehrsteilnehmer darstellt, darf eine Bremse nur dann auslösen, wenn das Steuergerät des Bremssystems tatsächlich eine Bremsanforderung erzeugt hat Unberechtigte Bremsanforderungen können zum Beispiel durch Fehler in an das CAN an- geschlossenen Steuergeräten oder durch Störungen innerhalb des CAN hervorgerufen werden. Dabei kommt erschwerend hinzu, dass derartige Anwendungen zeitkritisch sind, das heißt, dass die Zeit zwischen der Bremsanforderung seitens des Steuergeräts des Bremssystems und der erforderlichen Bremsauslösung so gering ist, dass keine Zeit verbleibt, um die Gültigkeit der Bremsanforderung - sei es durch das Steuergerät, sei es durch die Bremse selber- zu verifizieren. Oft ist es dabei zeitlich lediglich möglich ein einziges Signal zur Auslösung zu übertragen. Es verbleibt keine Zeit ein fehlerhaftes Signal durch ein weiteres Signal zu korrigieren oder ein weiteres Signal zur Überprüfung abzuwarten. Daher kommt einem einzigen Signa! eine große Bedeutung mit einem gewissermaßen irreversiblen Charakter zu.
Vorteile der ErfindungData transmission links of the generic type are known. These are used to determine whether data sent by a sender has reached a recipient in unchanged form. For this purpose, checksum methods are known, for example, in which a checksum is determined on the transmitter side for the data to be transmitted and is appended to the data to be transmitted. The checksum of the transmitted data is then determined again on the receiver side and compared with the attached transmitted checksum. If this test is positive, that is to say that the data is correctly transmitted from the sender to the receiver, the integrity of the data is guaranteed and the data can be processed further on the receiver side. If the check leads to a negative result, that is to say a change in the data on the transmitter-receiver link was found, then a procedure for correcting the transmission error is initiated. In particular in the case of safety-relevant and time-critical applications, for example when controlling the brake system of a motor vehicle, checking the data integrity must meet high requirements. In addition to the manual request by the user of the motor vehicle, a braking request can now also be triggered by safety functions, such as an anti-lock braking system, an electronic stability program or a braking assistant, or by comfort functions, such as adaptive cruise control. The signals are partially transmitted from the vehicle communication on-board network CAN (Controller Area Network), whereby further control devices, for example for the dashboard, the engine or a diagnostic system, can also be connected to the CAN. Since an unauthorized triggering of a braking system, in particular the implementation of automated full braking, represents a great danger for the motor vehicle user and other road users, a brake may only trigger if the control unit of the braking system has actually generated a braking request Errors in control units connected to the CAN or caused by faults within the CAN. This is aggravated by the fact that such applications are time-critical, which means that the time between the braking request from the control unit of the braking system and the required brake release is so short that there is no time to validate the braking request - be it by the control unit, be it verified by the brake itself. It is often only possible to transmit a single signal for triggering. There is no time to correct a faulty signal with another signal or to wait for another signal to be checked. Hence one Signa! of great importance with a somewhat irreversible character. Advantages of the invention
Die erfindungsgemäße Datenubertragungsstrecke mit den im Anspruch 1 genannten Merkmalen bietet demgegenüber den Vorteil, dass eine sichere Feststellung der Datenintegrität auch in zeitkritischen Anwendungen realisiert wird. Die Datenubertragungsstrecke ist dabei gekennzeichnet durch eine erste, senderseitige und eine zweite, empfängerseitige Datenveränderungseinrichtung, die jeweils eine gleiche, die Verän- derung von Eingabedaten in Ausgabedaten bewirkende Übertragungsfunktion haben und an die Datenubertragungsstrecke angeschlossen sind, einen empfängerseitigen, die von der ersten Datenveränderungseinrichtung über die Datenubertragungsstrecke und der zweiten Datenveränderungseinrichtung zugeleiteten Ausgabedaten vergleichenden, bei Gleichheit der Ausgabedaten eine Freigabeein- richtung aktivierenden Vergleicher, der mit der Datenubertragungsstrecke und der zweiten Datenveränderungseinrichtung verbunden ist, die Übermittlung von senderseitig erzeugten Eingabedaten an die erste Datenveränderungseinrichtung und von gleichen Eingabedaten über die Datenubertragungsstrecke an die zweite Datenveränderungseinrichtung.The data transmission link according to the invention with the features mentioned in claim 1 offers the advantage over the fact that a reliable determination of the data integrity is also realized in time-critical applications. The data transmission path is characterized by a first, transmitter-side and a second, receiver-side data modification device, each of which has the same transmission function that effects the change of input data in output data and is connected to the data transmission path, a receiver-side one that is transmitted by the first data modification device via the Comparing the data transmission path and the output data supplied to the second data modification device, and if the output data are identical, activating a comparator that is connected to the data transmission path and the second data modification device, the transmission of input data generated by the transmitter to the first data modification device and of the same input data via the data transmission path to the data transmission path second data changing device.
Für eine derartige Datenubertragungsstrecke ergibt sich folgende Funktionsweise. Zunächst werden auf der Senderseite der Datenubertragungsstrecke Eingabedaten erzeugt, mittels derer ein Ereignis auf der Empfängerseite bewirkt werden soll. Bei der Datenubertragungsstrecke kann es sich sowohl um eine kabelgebundene (zum
Beispiel elektrisch oder optisch) als auch um eine kabellose (zum Beispiel Funk- oder Infrarotübertragung) Verbindungsstrecke handeln. Zunächst werden Eingabedaten an die erste Datenveränderungseinrichtung und zusätzlich über die Datenubertragungsstrecke an die zweite Datenveränderungseinrichtung übermittelt. Dabei sind die Eingabedaten, die an die erste und an die zweite Datenveränderungseinrichtung übermittelt werden, gleich beziehungsweise identisch. Dies lässt sich zum Beispiel dadurch bewirken, dass zwei gleiche Eingabedatensignale erzeugt und an die erste beziehungsweise zweite Datenveränderungseinrichtung geleitet werden oder auch indem das Signal der Eingabedaten nach seiner Erzeugung in zwei gleiche, aber getrennte Eingabedatensignale aufgesplittet wird.The following mode of operation results for such a data transmission link. First, input data are generated on the transmitter side of the data transmission link, by means of which an event is to be effected on the receiver side. The data transmission link can be a wired (for Act electrically or optically) as well as a wireless (for example radio or infrared transmission) link. First, input data are transmitted to the first data modification device and additionally to the second data modification device via the data transmission link. The input data that are transmitted to the first and to the second data modification device are identical or identical. This can be achieved, for example, by generating two identical input data signals and routing them to the first or second data modification device or also by splitting the signal of the input data into two identical but separate input data signals after their generation.
Die Datenveränderungseinrichtungen sind zum Beispiel als Logikschaltung, programmierbarer elektronischer Baustein oder Prozessor ausgeführt und besitzen die gleiche Übertragungsfunktion. Für die gleiche Übertragungsfunktion ist es maßgeblich, dass wenn übereinstimmende Eingabedaten an die Datenveränderungseinrichtungen geliefert werden, auch übereinstimmende Ausgabedaten erzeugt werden. Nicht erforderlich ist es hingegen, dass die Ausgabedaten mittels identischer Einzelschritte erzeugt werden. (So ist es zum Beispiel möglich, die Ubertragungsfunktion „Verdopplung von x" sowohl als „Multiplikation von 2«x" als auch als „Addition x+x" zu realisieren".) Die von den Datenveränderungseinrichtungen erzeugten Ausgabedaten werden dem empfängerseitigen Vergleicher zugeleitet, wobei die senderseitig erzeugten Ausgabedaten über die Datenubertragungsstrecke an die Empfängerseite übermittelt werden. Der Vergleicher prüft die senderseitig und empfängerseitig erzeugten Ausgabedaten auf Gleichheit. Wird ein Unterschied festgestellt, werden die Ausgabedaten verworfen und nicht weiter verwendet. Be-
steht Gleichheit der Ausgabedaten, aktiviert der Vergleicher die Freigabeeinrichtung, die die senderseitigen oder empfängerseitigen Ausgabedaten zur Weiterverarbeitung freigibt. (Aufgrund der Gleichheit von senderseitigen oder empfängerseitigen Ausgabedaten führt die weitere Verwendung von senderseitigen oder empfängerseitigen Ausgabedaten stets zum selben Ergebnis.)The data modification devices are designed, for example, as a logic circuit, programmable electronic component or processor and have the same transfer function. For the same transfer function, it is decisive that if matching input data are supplied to the data changing devices, matching output data are also generated. However, it is not necessary for the output data to be generated using identical individual steps. (For example, it is possible to realize the transfer function "doubling of x" both as "multiplication of 2 " x "and as" addition x + x ".) The output data generated by the data modification devices are fed to the comparator on the receiver side, the output data generated on the transmitter side being transmitted to the receiver side via the data transmission link. The comparator checks the output data generated on the transmitter and receiver side for equality. If a difference is found, the output data is discarded and no longer used. loading If the output data is identical, the comparator activates the release device, which releases the output data on the transmitter side or on the receiver side for further processing. (Due to the equality of sender-side or receiver-side output data, the further use of sender-side or receiver-side output data always leads to the same result.)
Die beschriebene Datenubertragungsstrecke bringt eine große Sicherheit bei der Feststellung der Datenintegrität, da zwei verschiedene, aber definiert zugehörige Datensätze übertragen werden. Auf diese Weise lassen sich sowohl zufällige Fehler in der Datenintegrität feststellen als auch systematische Fehler, da durch die Wahl der Ü- bertragungsfunktion, zum Beispiel einer eineindeutigen Funktion mit einer großen Anzahl möglicher Ein- und Ausgabedaten, verhindert werden kann, dass entlang der Übertragungsstrecke veränderte Ein- und Ausgabedaten am Vergleicher wieder zu übereinstimmenden Ausgabedaten führen. Die beschriebene Datenubertragungsstrecke weist zudem einen Geschwindigkeitsvorteil auf, da die Datenveränderungseinrichtungen unabhängig voneinander arbeiten und damit die Zeitfenster, in denen die Datenveränderungseinrichtungen die Ausgabedaten erzeugen, überlappen oder sogar zeitgleich liegen können.The data transmission link described brings great security in determining data integrity, since two different but defined associated data sets are transmitted. In this way, both random errors in data integrity and systematic errors can be determined, since the choice of the transfer function, for example a unique function with a large number of possible input and output data, can prevent changes along the transmission path Input and output data on the comparator again lead to matching output data. The data transmission link described also has a speed advantage since the data modification devices work independently of one another and therefore the time windows in which the data modification devices generate the output data can overlap or even lie at the same time.
Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung ergibt sich, wenn die Eingabedaten im Wesentlichen zeitgleich in Richtung der ersten und der zweiten Datenveränderungseinrichtung abgeschickt werden. Da die Durchlaufreihenfolgen „erste Datenveränderungseinrichtung, Datenubertragungsstrecke, Eingang des Vergleichers" und „Datenubertragungsstrecke, zweite Datenveränderungseinrichtung, Eingang des Vergleichers" ungefähr die gleiche Zeit benötigen, bedeutet ein im
Wesentlichen zeitgleiches Absenden der Eingabedaten auch ein in etwa zeitgleiches Eintreffen der Ausgabedaten am Vergleicher. Damit treten am Vergleicher keine Wartezeiten auf, in denen der Vergleicher an einem seiner Eingänge auf Ausgabedaten warten muss. Damit lässt sich die Zeit vom Erzeugen der Eingabedaten bis zur Feststellung der Datenintegrität minimieren.A particularly advantageous embodiment is obtained if the input data are sent in the direction of the first and second data modification devices at substantially the same time. Since the throughput sequences “first data modification device, data transmission link, input of the comparator” and “data transmission link, second data modification device, input of the comparator” require approximately the same time, an im means Essentially simultaneous sending of the input data also an approximately simultaneous arrival of the output data at the comparator. This means that there are no waiting times at the comparator during which the comparator has to wait for output data at one of its inputs. This minimizes the time from generating the input data to establishing data integrity.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung weist die Datenubertragungsstrecke mindestens einen Kommunikationskanal, insbesondere einen CAN- (Controller Area Network-) Kommunikationskanal auf. Damit ist eine Möglichkeit aufgezeigt Herstellungskosten zu sparen, indem zur Realisierung der Datenubertragungsstrecke Teile eines bereits vorhandenen Netzwerks genutzt werden.In a further embodiment of the invention, the data transmission link has at least one communication channel, in particular a CAN (Controller Area Network) communication channel. This shows a way to save manufacturing costs by using parts of an existing network to implement the data transmission link.
Vorteilhafterweise werden die von der ersten Datenveränderungseinrichtung erzeugten Ausgabedaten und die der zweiten Datenverän- derungseinrichtung zugeführten Eingabedaten durch einen gemeinsamen Kommunikationskanal der Datenubertragungsstrecke übertragen.The output data generated by the first data modification device and the input data supplied to the second data modification device are advantageously transmitted through a common communication channel of the data transmission link.
Ein weiterer Vorteil ergibt sich, wenn die Freigabeeinrichtung die Betätigung eines Aktuators, insbesondere einer Bremse, freigibt. Damit wird sichergestellt, dass ein Aktuator nicht aufgrund von fehlerhaft übermittelten oder nicht für den Aktuator bestimmten Daten ausgelöst wird. So kann eine gefährliche Fehlauslösung der Bremse eines Kraftfahrzeugs, insbesondere die fälschliche Auslösung einer Vollbremsung, vermieden werden.Another advantage arises when the release device enables the actuation of an actuator, in particular a brake. This ensures that an actuator is not triggered due to incorrectly transmitted data or data not intended for the actuator. In this way, a dangerous incorrect triggering of the brake of a motor vehicle, in particular the incorrect triggering of full braking, can be avoided.
Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Prüfung der Datenintegrität von von der Senderseite zur Empfängerseite einer Daten-
Übertragungsstrecke übertragenen Daten, insbesondere in einem Kraftfahrzeug, wobeiThe invention further relates to a method for checking the data integrity of a data transmission from the transmitter side to the receiver side. Data transmission route, in particular in a motor vehicle, wherein
- Eingabedaten von einer ersten, eine Übertragungsfunktion aufweisenden Datenveränderungseinrichtung in erste Ausgabe- daten verändert und über die Datenubertragungsstrecke einem Vergleicher zugeführt werden,Input data from a first data modification device having a transfer function are changed into first output data and are fed to a comparator via the data transmission link,
- gleiche Eingabedaten über die Datenubertragungsstrecke einer zweiten, dieselbe Übertragungsfunktion aufweisenden Datenveränderungseinrichtung zugeleitet, in zweite Ausgabedaten verändert und dem Vergleicher zugeführt werden und- The same input data are fed via the data transmission link to a second data modification device having the same transfer function, changed to second output data and fed to the comparator and
- der Vergleicher bei Gleichheit von ersten und zweiten Ausgabedaten ein Aktivierungssignal ausgibt.- If the first and second output data are identical, the comparator outputs an activation signal.
Zeichnungdrawing
Die Erfindung wird nachfolgend in einem Ausführungsbeispiel an- hand der zugehörigen Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt dieThe invention is explained in more detail below in an exemplary embodiment using the associated drawing. The shows
Figur die prinzipielle Funktionsweise einer erfindungsgemäßen Datenubertragungsstrecke mit einer Einrichtung zur Prüfung der Datenintegrität.Figure the principle of operation of a data transmission link according to the invention with a device for checking the data integrity.
Beschreibung des AusführungsbeispielsDescription of the embodiment
Die Figur zeigt eine Datenubertragungsstrecke 1 aufweisend einen Bereich auf der Senderseite 2, eine Datenubertragungsstrecke 3 und einen Bereich auf der Empfängerseite 4. Auf der Senderseite 2 befinden eine Steuervorrichtung 12 sowie eine erste Datenveränderungseinrichtung 5. Die Empfängerseite 4 weist eine zweite Daten-
Veränderungseinrichtung 6, einen Vergleicher 7, eine Freigabeeinrichtung 8 und einen Aktuator 9 auf, der hier als Bremse 10 eines Kraftfahrzeugs ausgeführt ist. Die Datenubertragungsstrecke ist hier als Kommunikationskanal 11 eines CAN ausgeführt, auf dem Daten seriell übertragen werden. Dabei wird durch eine Empfängerkodierung innerhalb der Daten sichergestellt, dass auch bei der Nutzung eines gemeinsamen Kommunikationskanals 11 beziehungsweise Kommunikationsnetzwerks, die Daten stets nur vom adressierten Zielempfänger angenommen werden. Die erste und die zweite Da- tenveränderungseinrichtung 5, 6 weisen dieselbe Übertragungsfunktion auf, mit der Eingabedaten in Ausgabedaten überführt werden. Das heißt, werden die Datenveränderungseinrichtung 5, 6 mit übereinstimmenden Eingabedaten beschickt, so generieren sie übereinstimmende Ausgabedaten. Für die Datenubertragungsstrecke 1 er- gibt sich folgende Funktionsweise:The figure shows a data transmission link 1 having an area on the transmitter side 2, a data transmission link 3 and an area on the receiver side 4. On the transmitter side 2 there is a control device 12 and a first data modification device 5. The receiver side 4 has a second data Change device 6, a comparator 7, a release device 8 and an actuator 9, which is designed here as a brake 10 of a motor vehicle. The data transmission path is designed here as a communication channel 11 of a CAN, on which data is transmitted serially. A receiver coding within the data ensures that even when using a common communication channel 11 or communication network, the data is only ever accepted by the addressed target receiver. The first and the second data changing device 5, 6 have the same transfer function with which input data are converted into output data. That is, if the data changing devices 5, 6 are loaded with matching input data, then they generate matching output data. The following mode of operation results for data transmission link 1:
Die Steuervorrichtung 12 generiert aus Ursprungseingabedaten E, die von nicht näher dargestellten Sensoren stammen, anhand von Rechen- oder Programmvorschriften Eingangsdaten E1 , E2. Die Eingabedaten E1 werden von der ersten Datenveränderungsein- richtung 5 in Ausgabedaten A1 umgewandelt und über den Einspeisepunkt 13, den Kommunikationskanal 11 und den Auskoppelpunkt 14 einem ersten Eingang des Vergleichers 7 zugeführt. Die Eingabedaten E2 werden über den Einspeisepunkt 13, den Kommunikationskanal 11 und den Auskoppelpunkt 14 der zweiten Datenverände- rungseinrichtung 6 zugeführt, die Ausgabedaten A2 generiert und dem zweiten Eingang des Vergleichers 7 zuführt. Der Vergleicher 7 prüft nun die Ausgabedaten A1 , A2 auf Gleichheit und leitet das Ergebnis der Prüfung über die Leitung R an die Freigabeeinrichtung 8. Nur für den Fall der Gleichheit der Ausgabedaten A1 , A2 wird nun
die Freigabeeinrichtung 8 aktiviert und leitet die am Knoten 15 abgezweigten Ausgabedaten A1 an die Bremse 10 weiter. Durch die gestrichelte Linie vom Knoten 16 zur Freigabeeinrichtung 8 wird angezeigt, dass ebenso die Ausgabedaten A2 zur Weiterleitung verwen- det werden können. Ebenso können bei Bedarf auch beide Ausgabedaten A1 , A2 der Freigabeeinrichtung 8 zugeführt werden, wobei dann eine Logik innerhalb der Freigabeeinrichtung 8 bestimmt, welche Daten an die Bremse 10 weitergeleitet werden.The control device 12 generates input data E1, E2 from source input data E, which originate from sensors (not shown in more detail) on the basis of computing or program instructions. The input data E1 are converted by the first data modification device 5 into output data A1 and fed to a first input of the comparator 7 via the feed point 13, the communication channel 11 and the decoupling point 14. The input data E2 are fed via the feed-in point 13, the communication channel 11 and the decoupling point 14 to the second data changing device 6, the output data A2 is generated and fed to the second input of the comparator 7. The comparator 7 now checks the output data A1, A2 for equality and forwards the result of the test via the line R to the release device 8. Only if the output data A1, A2 are identical? the enabling device 8 activates and forwards the output data A1 branched off at the node 15 to the brake 10. The dashed line from node 16 to release device 8 indicates that output data A2 can also be used for forwarding. Likewise, if necessary, both output data A1, A2 can also be supplied to the release device 8, with logic within the release device 8 then determining which data are forwarded to the brake 10.
Zusammenfassend lässt sich festhalten, dass eine Signalweiterlei- tung an die Bremse 10 nur dann stattfindet, wenn die von der ersten Datenveränderungseinrichtung 5 erzeugten, und über den Kommunikationskanal 11 an den Vergleicher 7 geleiteten Ausgabedaten A1 mit den Ausgabedaten A2 übereinstimmen, die von der zweiten Datenveränderungseinrichtung 6 anhand der von dem Kommunikati- onskanal 11 übertragenen Eingabedaten E2 erzeugt wurden. Findet entlang des Kommunikationskaηals 11 eine Veränderung der Eingabedaten E2 statt, so generiert die zweite Datenveränderungseinrichtung 6 Ausgabedaten A2, die nicht mit den Ausgabedaten A1 übereinstimmen, und daher wird die Freigabeeinrichtung 8 nicht aktiviert. Ein gleiches Ergebnis ruft eine Änderung der Ausgabedaten A1 entlang des Kommunikationskanals 11 vor, weil auch dann die Ausgabedaten A2 mit den veränderten Ausgabedaten A1 nicht übereinstimmen. Auch eine Veränderung der Eingabedaten E2 und der Ausgabedaten A1 wird erfasst, wenn die Übertragungsfunktion der ersten und der zweiten Datenveränderungseinrichtung 5, 6 eine große Anzahl möglicher Ein- und Ausgabedaten hat. Damit wird eine hohe Sicherheit erreicht, dass eine Betätigung der Bremse 10 wirklich nur dann stattfindet, wenn dies anhand der Ursprungseingabedaten E auch tatsächlich bewirkt werden sollte.
Neben der hohen Sicherheit, die die Datenubertragungsstrecke bietet, wird für die Prüfung der Datenintegrität zudem nur ein sehr geringer Zeitaufwand benötigt, da die erste und die zweite Datenveränderungseinrichtung 5, 6 unabhängig voneinander arbeiten und Ein- gabedaten E1 , E2 abarbeiten können, sobald diese Eingabedaten E1 , E2 am jeweiligen Eingang der ersten beziehungsweise der zweiten Datenveränderungseinrichtung 5, 6 anliegen. Dadurch stehen auch die Ausgabedaten A1 , A2 dem Vergleicher 7 schnellstmöglich zur Verfügung, so dass umgehend die Prüfung der Datenintegri- tat stattfinden kann. Zudem ist es möglich die Freigabeeinrichtung 8 zu deaktivieren, zum Beispiel um einen ausgelösten Bremsvorgang abzubrechen, indem gezielt eine Ungleichheit an den Eingängen des Vergleichers 7 erzeugt wird. Dafür ist es ausreichend eine der Eingabedaten E1 , E2 zu ändern oder bei einer der Datenveränderungs- einrichtungen 5,6 eine Änderung der Ausgabedaten A1 , A2 zu bewirken.
In summary, it can be stated that the signal is only forwarded to the brake 10 if the output data A1 generated by the first data modification device 5 and passed via the communication channel 11 to the comparator 7 match the output data A2 that are provided by the second data modification device 6 were generated on the basis of the input data E2 transmitted by the communication channel 11. If there is a change in the input data E2 along the communication channel 11, the second data change device 6 generates output data A2 which do not match the output data A1, and therefore the release device 8 is not activated. The same result calls for a change in the output data A1 along the communication channel 11, because even then the output data A2 do not match the changed output data A1. A change in the input data E2 and the output data A1 is also detected when the transfer function of the first and the second data change device 5, 6 has a large number of possible input and output data. This ensures a high level of certainty that the brake 10 is really only actuated if this should actually be effected on the basis of the original input data E. In addition to the high security offered by the data transmission link, only a very small amount of time is required for checking the data integrity, since the first and second data modification devices 5, 6 work independently of one another and can process input data E1, E2 as soon as this input data E1, E2 are present at the respective input of the first or second data modification device 5, 6. As a result, the output data A1, A2 are also available to the comparator 7 as quickly as possible, so that the data integrity can be checked immediately. In addition, it is possible to deactivate the release device 8, for example in order to abort a triggered braking operation by deliberately creating an inequality at the inputs of the comparator 7. For this it is sufficient to change one of the input data E1, E2 or to effect a change in the output data A1, A2 in one of the data changing devices 5, 6.
Claims
1. Datenubertragungsstrecke mit einer Einrichtung zur Prüfung der Datenintegrität von von der Senderseite zur Empfängerseite der Da-, tenübertragungsstrecke übertragenen Daten, insbesondere in einem Kraftfahrzeug, gekennzeichnet durch1. Data transmission link with a device for checking the data integrity of data transmitted from the transmitter side to the receiver side of the data transmission link, in particular in a motor vehicle, characterized by
- eine erste, senderseitige und eine zweite, empfängerseitige Datenveränderungseinrichtung (5,6), die jeweils eine gleiche, die Veränderung , von Eingabedaten (E1 ,E2) in Ausgabedaten (A1 ,A2) bewirkende Übertragungsfunktion haben und an die Datenubertragungsstrecke (3) angeschlossen sind,- A first, transmitter-side and a second, receiver-side data modification device (5, 6), each of which has the same transfer function which effects the change of input data (E1, E2) into output data (A1, A2) and is connected to the data transmission path (3) are,
- einen empfängerseitigen, die von der ersten Datenveränderungseinrichtung (5) über die Datenubertragungsstrecke (3) und der zweiten Datenveränderungseinrichtung (6) zugeleiteten Ausgabedaten (A1 ,A2) vergleichenden, bei Gleichheit der Ausgabedaten (A1 ,A2) eine Freigabeeinrichtung (8) aktivierenden Verglei- eher (7), der mit der Datenubertragungsstrecke (3) und der zweiten Datenveränderungseinrichtung (6) verbunden ist,- A receiver-side comparing the output data (A1, A2) supplied by the first data modification device (5) via the data transmission link (3) and the second data modification device (6) and activating a release device (8) if the output data (A1, A2) are identical - rather (7), which is connected to the data transmission link (3) and the second data modification device (6),
- die Übermittlung von senderseitig erzeugten Eingabedaten (E1 ) an die erste Datenveränderungseinrichtung (5) und von gleichen Eingabedaten (E2) über die Datenubertragungsstrecke (3) an die zweite Datenveränderungseinrichtung (6).- The transmission of input data (E1) generated by the transmitter to the first data change device (5) and of the same input data (E2) via the data transmission path (3) to the second data change device (6).
2. Datenubertragungsstrecke nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Eingabedaten im Wesentlichen zeitgleich in Richtung der ersten und der zweiten Datenveränderungseinrichtung (5,6) abgeschickt werden.2. Data transmission path according to claim 1, characterized in that the input data essentially in simultaneously Direction of the first and the second data change device (5,6) are sent.
3. Datenubertragungsstrecke nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Datenübertragungs- strecke (3) mindestens einen Kommunikationskanal (11), insbesondere einen CAN- (Controller Area Network-) Kommunikationskanal aufweist.3. Data transmission path according to one of the preceding claims, characterized in that the data transmission path (3) has at least one communication channel (11), in particular a CAN (Controller Area Network) communication channel.
4. Datenubertragungsstrecke nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die von der ersten Datenveränderungseinrichtung (5) erzeugten Ausgabedaten (A1) und die der zweiten Datenveränderungseinrichtung (6) zugeführten Eingabedaten (E2) durch einen gemeinsamen Kommunikationskanal (11) der Datenübertragungs- strecke (3) übertragen werden.4. Data transmission path according to claim 3, characterized in that the output data (A1) generated by the first data modification device (5) and the input data (E2) supplied to the second data modification device (6) through a common communication channel (11) of the data transmission path (3 ) be transmitted.
5. Datenubertragungsstrecke nach einem der vorhergehenden An- sprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Freigabeeinrichtung5. Data transmission path according to one of the preceding claims, characterized in that the release device
(8) die Betätigung eines Aktuators (9), insbesondere einer Bremse (10), freigibt.(8) the actuation of an actuator (9), in particular a brake (10), releases.
6. Verfahren zur Prüfung der Datenintegrität von von der Senderseite zur Empfängerseite einer Datenubertragungsstrecke übertra- genen Daten, insbesondere in einem Kraftfahrzeug, dadurch gekennzeichnet,6. A method for checking the data integrity of data transmitted from the transmitter side to the receiver side of a data transmission link, in particular in a motor vehicle, characterized in that
- dass Eingabedaten (E1) von einer ersten, eine Übertragungsfunktion aufweisenden Datenveränderungseinrichtung (5) in erste Ausgabedaten (A1) verändert und über die Datenübertra- gungsstrecke (3) einem Vergleicher (7) zugeführt werden, dass gleiche Eingabedaten (E2) über die Datenübertragungs- strecke (3) einer zweiten, dieselbe Übertragungsfunktion aufweisenden Datenveränderungseinrichtung (6) zugeleitet, in zweite Ausgabedaten (A2) verändert und dem Vergleicher (7) zugeführt werden und- that input data (E1) are changed by a first data changing device (5) having a transfer function into first output data (A1) and are fed to a comparator (7) via the data transfer link (3), that the same input data (E2) is fed via the data transmission path (3) to a second data change device (6) having the same transfer function, changed to second output data (A2) and fed to the comparator (7) and
dass der Vergleicher (7) bei Gleichheit von ersten und zweiten Ausgabedaten (A1 ,A2) ein Aktivierungssignal ausgibt. that the comparator (7) outputs an activation signal if the first and second output data (A1, A2) are identical.
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