EP1979198A1 - Method and system for the dynamic allocation of resources - Google Patents

Method and system for the dynamic allocation of resources

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Publication number
EP1979198A1
EP1979198A1 EP07703605A EP07703605A EP1979198A1 EP 1979198 A1 EP1979198 A1 EP 1979198A1 EP 07703605 A EP07703605 A EP 07703605A EP 07703605 A EP07703605 A EP 07703605A EP 1979198 A1 EP1979198 A1 EP 1979198A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
communication
time
time slots
allocation
slots
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP07703605A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Arne Zender
Vasco Vollmer
Michael Busse
Alexander Weber
Lars Kraemer
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Publication of EP1979198A1 publication Critical patent/EP1979198A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L12/00—Data switching networks
    • H04L12/28—Data switching networks characterised by path configuration, e.g. LAN [Local Area Networks] or WAN [Wide Area Networks]
    • H04L12/40—Bus networks
    • H04L12/407—Bus networks with decentralised control
    • H04L12/417—Bus networks with decentralised control with deterministic access, e.g. token passing
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W28/00—Network traffic management; Network resource management
    • H04W28/16—Central resource management; Negotiation of resources or communication parameters, e.g. negotiating bandwidth or QoS [Quality of Service]
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L12/00—Data switching networks
    • H04L12/28—Data switching networks characterised by path configuration, e.g. LAN [Local Area Networks] or WAN [Wide Area Networks]
    • H04L12/40—Bus networks
    • H04L12/40143—Bus networks involving priority mechanisms
    • H04L12/40156—Bus networks involving priority mechanisms by using dedicated slots associated with a priority level
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    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L12/00—Data switching networks
    • H04L12/28—Data switching networks characterised by path configuration, e.g. LAN [Local Area Networks] or WAN [Wide Area Networks]
    • H04L12/40—Bus networks
    • H04L2012/40208—Bus networks characterized by the use of a particular bus standard
    • H04L2012/40241—Flexray
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
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    • H04L12/00—Data switching networks
    • H04L12/28—Data switching networks characterised by path configuration, e.g. LAN [Local Area Networks] or WAN [Wide Area Networks]
    • H04L12/40—Bus networks
    • H04L2012/40267—Bus for use in transportation systems
    • H04L2012/40273—Bus for use in transportation systems the transportation system being a vehicle

Definitions

  • a bus system is the unit of transmission medium and the bus controllers connected to it.
  • Electronic Control Units (ECUs) are connected to bus systems via bus controllers, enabling them to transfer data to the bus or to listen to data from the bus.
  • bus controllers To transfer data, the bus controllers must have exclusive access to the transmission medium. At any one time, only a single bus
  • bus systems In order to coordinate the media access of the bus controllers, bus systems usually realize different media access methods (Medium Access Control, in short:
  • the standardized FlexRay bus system uses a media access method that establishes a fixed, cyclic time frame on the transmission medium and assigns individual time slices to individual communication users. These can use their allocated and cyclically recurring time slice to send their messages or leave the allocated time slot unused.
  • the likewise standardized bus system CAN uses a media access method, which assigns fixed priorities to individual message types. In competitive situations each one receives Communication party Transmission right, whose message has the highest priority of all competing messages.
  • a bus system is a special case of a communication system. These are generally devices for supporting the transmission of information.
  • QoS Quality of Service
  • Resources unused by communication parties during runtime of the communication system are usually not otherwise used and remain unused.
  • EP 1 061 671 A2 discloses an allocation of transmission resources in a message transmission system. A control center is informed by a communication partner that he only a reduced
  • Time slots in the time frame are allocated to the communication participants, unused time slots are shortened in duration, which additional time slots can be accommodated in the time frame, the communication participants dynamically in particular
  • Spontaneously unused resources at runtime can be assigned to other connections and thus the usage intensity of the communication system can be increased. Likewise, connections may be necessarily restricted in their resource consumption.
  • the central entity is not dependent on it receiving a communication from a communication subscriber about a reduced resource requirement. She decides when and to whom she allocates extra time slots.
  • the resource allocation or allocation of the time slots can be adapted to the different communication needs.
  • the allocation of time slots within the time frame can be done depending on the priority. This ensures that high-priority communication needs are always taken into account.
  • the time slot assignments are advantageously sent via control messages to the communication participants.
  • a reallocation takes place only after a following control message. This reduces the control and data exchange overhead.
  • each class can be assigned its own quality parameter set. As a result, a separate parameter set does not have to be evaluated for each connection. This facilitates the evaluation and calculation in the central instance.
  • the time slots are formed advantageously identifiable. This is the
  • the method according to the invention can be advantageously integrated into a FlexRay bus system, whereby existing architectures and agreements can continue unchanged.
  • FIG. 1 shows a FlexRay network
  • FIG. 2 shows a time frame structure for the communication.
  • a communication system which can be used for the invention has the following properties:
  • the communication system establishes a communication cycle of at least temporary fixed duration
  • the established cycle is divided into any number of time slots
  • the timeslots are identifiable, i. they carry unique identifiers. Ideally, this is a consecutive numbering
  • Unused time slots are advantageously shortened automatically in terms of their duration, whereby a communication cycle can include a variable number of time slots, since it is of fixed duration.
  • a shortening by a central authority can alternatively be made.
  • the resource manager which from time to time gives the software applications of the communication participants transmission permissions for messages and thus manages communication system resources.
  • the allocation of communication system resources to software applications takes place through the exclusive allocation of time slots.
  • the software applications can use the time slots assigned to them for the transmission of each message or even leave time slots unused.
  • control messages In order to give the software applications of the communication participants knowledge of which timeslots they have send permissions for, the resource manager sends control messages to them as needed.
  • control messages advantageously consist of a list of software
  • the interpretation of the control message can then take place according to the following scheme: the nth entry in the list assigns the time slot n of the software application with the identifier specified at this nth list position.
  • the control message contains a list with a total of 5 software application identifiers and looks like this: R, K, U, E, K.
  • Application R receives a transmission authorization for time slot 1
  • Application K receives send permissions for time slots 2 and 5 Application U receives a transmission authorization for time slot 3
  • Application E receives a transmission authorization for time slot 4
  • the first n entries contain the consecutive numbers or number ranges of the time slots for the first software application, the next m entries accordingly for the second software application, etc.
  • the resource manager can additionally change the duration of the communication cycle and thereby change the number of time slots in a cycle.
  • the communication system can be adapted even more efficiently to changing communication needs.
  • time slots persists until the resource manager makes a new allocation. With each new communication cycle, the time slots are again redone, are cyclic transmit permissions that persist until a subsequent control message indicates a reassignment of the time slots.
  • the Resource Manager has system-wide knowledge of the communication requirements of the individual software applications and can change the allocation of time slots to the software applications at any time, thus meeting the time-varying requirements of individual software applications.
  • Additional data rate requirements can be met, for example, by allocating additional time slots, and by reducing the frequency of individual time slots.
  • the resource manager is realized with extended functionality. In its expanded form, it does not identify the participants alone
  • connection quality QoS For each individual connection, he manages information regarding them to be provided connection quality QoS. This can be specified by a fixed parameter set. Possible parameters are:
  • the resource manager can now carry out calculations for the optimal allocation of communication system resources to software applications and the calculation results are transmitted to the software components.
  • the resource manager points within the communication
  • a communication cycle i. a timeframe that takes 500 milliseconds. unused
  • Time slots take exactly 2 milliseconds, time slots used for data transmissions exactly 10 milliseconds. If all time slots remain unused, the cycle thus comprises 250 time slots. If, on the other hand, all time slots are used for data transmissions, the cycle comprises only 50 time slots. Each cycle thus comprises at least 50 and a maximum of 250 timeslots. The assignment of time slots 51 to 250 to software
  • Range of time slots to provide those connections which in terms of their QoS parameters the least demands on the communication system.
  • Assignment be made. This can replace the prioritized assignment at least at predetermined time intervals, so that low-priority connections are not completely excluded from a communication.
  • the resource manager has an evaluation and control device that can detect idle capacities in a timeframe and that can provide these idle capacities in the form of additional time slots to communication users with increased communication needs.
  • Procedures of dynamic resource allocation by a central RM can not be realized, can be reliably integrated by means of a supplementary extension of the method.
  • the provided by the communication system Time slots divided into two groups. While for the one group of time slots, the assignment to software applications as described above at runtime by the resource manager is made, the time slots of the other group are already committed at the time of development to those software applications that do not realize the method described here , At runtime, the resource manager has knowledge of which timeslots he can dynamically allocate and which are out of his control because they were already statically assigned at the time of development.
  • ECU 200 carries the software applications 500 and 501, ECU 201 the software application 502, and ECU 202 the software applications 503 and 504 as well
  • the software application "Resource Manager" 600 the software application "Resource Manager" 600.
  • Software application 502 is an application that does not implement the method described here and only wants to use the FlexRay bus system for processing data exchange in a conventional manner.
  • the communication cycle of the FlexRay bus system is divided into a static and a dynamic segment.
  • the method described here should be applied to the dynamic segment. It should be noted at this point that the static segment of the FlexRay communication cycle does not correspond to the characteristics of the communication system set out above.
  • the dynamic segment of the FlexRay communication cycle is now configured at design time to take i milliseconds.
  • An unused and thus shortened time slot takes i / 6 milliseconds, a used time slot takes i / 2 milliseconds.
  • Software application 502 already receives an arbitrary, but in this example the first timeslot fixed and exclusively assigned at the time of development.
  • the Resource manager 600 has the task of assigning the remaining 6 -1 time slots to the software applications at runtime.
  • the resource manager 600 after powering up the system, sends a control message with the contents: 500, 501, 501, 503, 504.
  • the ECUs 200 and 202 receive and evaluate this control message.
  • the following assignment of time slots to software applications results:
  • FIG. 2 schematically shows the length of the time slots used by the applications and the length of the unused time slots.
  • the first time frame is marked N and the next time frame is N + 1.
  • the resource manager 600 has made the assignment of the time slots exactly so that exactly those messages could be transmitted whose transmission has generated the greatest benefit, while exactly those messages were not transmitted whose contribution to the overall benefit would have been less.
  • Example 3 The resource manager recognizes that only software application 504
  • the resource manager recognizes the current (and previously specified) assignment of time slots to software applications as unfavorable and calculates a better allocation.
  • the result of the calculation is communicated to the software applications in the form of a control message.
  • the control message is: 504, 504, 504, 504, 504.
  • time slot 1 which is beyond the control of the resource manager, all available time slots are assigned to the software application 504, which can handle their extensive data transfers therein. All other
  • the resource manager according to the invention has an evaluation and control device which is able to detect idle capacities selectively or reactively in a time frame and to make these unused capacities available to selected communication users by allocating additional time slots.

Abstract

Disclosed is a method for dynamically allocating resources in a communication system. According to said method, a cyclical time frame having an at least temporarily fixed duration is predefined for access by communication stations, ten time slots being assigned to the communication stations within the time frame. The duration of unused time slots is reduced such that additional time slots, which are dynamically allocated to communication stations especially in accordance with the communication requirements thereof, can be placed inside the time frame.

Description

Beschreibungdescription
Titeltitle
Verfahren und System zur dynamischen RessourcenzuweisungMethod and system for dynamic resource allocation
Stand der TechnikState of the art
In Kraftfahrzeugen sind serielle Bussysteme vorgesehen, um Datenaustausch zwischen Kommunikationsteilnehmern in Form von elektronischen Komponenten zu ermöglichen. Als Bussystem bezeichnet man die Einheit aus Übertragungsmedium und den daran angeschlossenen Bus-Controllern. Steuergeräte (Electronic Control Units, kurz: ECUs) werden über Bus-Controller an Bussysteme angeschlossen und damit in die Lage versetzt, Daten auf den Bus zu bringen bzw. Daten vom Bus abzuhören.In motor vehicles serial bus systems are provided to allow data exchange between communication participants in the form of electronic components. A bus system is the unit of transmission medium and the bus controllers connected to it. Electronic Control Units (ECUs) are connected to bus systems via bus controllers, enabling them to transfer data to the bus or to listen to data from the bus.
Um Daten übertragen zu können, müssen die Bus-Controller exklusiven Zugriff auf das Übertragungsmedium erhalten. Zu einem Zeitpunkt kann immer nur ein einziger Bus-To transfer data, the bus controllers must have exclusive access to the transmission medium. At any one time, only a single bus
Controller Daten auf den Bus bringen. Alle anderen angeschlossenen Bus-Controller müssen in ihrer Übertragung warten, bis die laufende Übertragung abgeschlossen ist.Controller bring data to the bus. All other connected bus controllers must wait for their transmission until the ongoing transmission is completed.
Um den Medienzugriff der Bus-Controller zu koordinieren, realisieren Bussysteme üblicherweise unterschiedliche Medienzugriffsverfahren (Medium Access Control, kurz:In order to coordinate the media access of the bus controllers, bus systems usually realize different media access methods (Medium Access Control, in short:
MAC). Das standardisierte Bussystem FlexRay verwendet beispielsweise ein Medienzugriffsverfahren, das ein festes, zyklisches Zeitraster auf dem Übertragungsmedium etabliert und einzelne Zeitscheiben fest einzelnen Kommunikationsteilnehmern zuordnet. Diese können die ihnen zugeteilte und zyklisch wiederkehrende Zeitscheibe für den Versand ihrer Nachrichten verwenden oder die zugeteilte Zeitscheibe ungenutzt lassen. Das ebenfalls standardisierte Bussystem CAN verwendet ein Medienzugriffsverfahren, das einzelnen Nachrichtentypen fest definierte Prioritäten zuordnet. In Konkurrenz- Situationen erhält jeweils derjenige Kommunikationsteilnehmer Senderecht, dessen Nachricht die höchste Priorität aller konkurrierenden Nachrichten aufweist.MAC). For example, the standardized FlexRay bus system uses a media access method that establishes a fixed, cyclic time frame on the transmission medium and assigns individual time slices to individual communication users. These can use their allocated and cyclically recurring time slice to send their messages or leave the allocated time slot unused. The likewise standardized bus system CAN uses a media access method, which assigns fixed priorities to individual message types. In competitive situations each one receives Communication party Transmission right, whose message has the highest priority of all competing messages.
Ein Bussystem ist ein Spezialfall eines Kommunikationssystems. Diese sind ganz allgemein Vorrichtungen zur Unterstützung der Informationsübermittlung.A bus system is a special case of a communication system. These are generally devices for supporting the transmission of information.
Technisch ist es möglich - und in Tele-Kommunikationssystemen auch bereits üblich - die Güte der Informationsübermittlung (Quality of Service, kurz: QoS) mit Hilfe der Messung geeigneter Parameter online, d.h. zur Laufzeit des Systems, zu ermitteln und zu beeinflussen. Solche Parameter beschreiben beispielsweise das ZeitverhaltenTechnically, it is possible - and already common in tele-communication systems - the quality of service (Quality of Service, short: QoS) by means of the measurement of suitable parameters online, i. during the life of the system, to identify and influence it. Such parameters describe, for example, the time behavior
(Übertragungszeiten, Verzögerungszeiten, etc.) und die Leistungsfähigkeit (Bandbreite, Durchsatz, etc.) einer Verbindung.(Transmission times, delay times, etc.) and the performance (bandwidth, throughput, etc.) of a connection.
Die heutzutage im Kraftfahrzeug verbauten Kommunikationssysteme erlauben jedoch keine oder nur unzureichende Kontrolle über die QoS. Entsprechende Vorrichtungen zurHowever, the communication systems installed in the motor vehicle today do not allow or have insufficient control over the QoS. Corresponding devices for
Überwachung und Beeinflussung der QoS fehlen.Monitoring and influencing the QoS are missing.
Um dennoch eine definierte Verbindungs-Qualität zu erreichen, werden die Ressourcen in Kraftfahrzeug-Kommunikationssystemen den Kommunikationsteilnehmern statisch zugewiesen. Zum Integrationszeitpunkt sind daher notwendigerweise alle jemals existierenden Verbindungen zwischen Kommunikationsteilnehmern wie auch deren exakter Ressourcenbedarf bekannt.In order nevertheless to achieve a defined connection quality, the resources in motor vehicle communication systems are statically assigned to the communication participants. At the time of integration, therefore, all ever existing connections between communication participants as well as their exact resource requirements are necessarily known.
Zur Laufzeit des Kommunikationssystems von Kommunikationsteilnehmern nicht in Anspruch genommene Ressourcen werden üblicherweise nicht anderweitig verwendet und verbleiben ungenutzt.Resources unused by communication parties during runtime of the communication system are usually not otherwise used and remain unused.
Aus der EP 1 061 671 A2 ist eine Zuteilung von Übertragungsressourcen in einem Nachrichtenübertragungssystem bekannt. Einer Zentrale wird hierzu von einem Kommunikationsteilnehmer mitgeteilt, dass er nur eine reduzierteEP 1 061 671 A2 discloses an allocation of transmission resources in a message transmission system. A control center is informed by a communication partner that he only a reduced
Übertragungsressourcenkapazität nutzen möchte. Die nicht genutzte Kapazität wird anderen Kommunikationsteilnehmer zugeteilt. Offenbarung der ErfindungWould like to use transmission resource capacity. The unused capacity is allocated to other communication users. Disclosure of the invention
Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention
Mit den Maßnahmen des Anspruchs 1 , d.h. für den Zugriff vonWith the measures of claim 1, i. for access by
Kommunikationsteilnehmern wird ein zyklischer Zeitrahmen von zumindest zeitweise fester zeitlicher Dauer vorgegeben, wobei Zeitschlitze in dem Zeitrahmen den Kommunikationsteilnehmern zugeteilt werden, ungenutzte Zeitschlitze werden in ihrer Dauer verkürzt, wodurch zusätzliche Zeitschlitze in dem Zeitrahmen untergebracht werden können, die Kommunikationsteilnehmern dynamisch insbesondere inCommunication participants a cyclical time frame of at least temporarily fixed time duration is given, time slots in the time frame are allocated to the communication participants, unused time slots are shortened in duration, which additional time slots can be accommodated in the time frame, the communication participants dynamically in particular
Abhängigkeit ihres Kommunikationsbedarfes zugewiesen werden, erhöht sich die Flexibilität der Ressourcennutzung.Assigned depending on their communication needs, increases the flexibility of resource use.
Zur Laufzeit spontan ungenutzt bleibende Ressourcen können anderen Verbindungen zugeordnet und damit die Nutzungsintensität des Kommunikationssystems erhöht werden. Ebenso können Verbindungen hinsichtlich ihres Ressourcenverbrauchs notwendigerweise eingeschränkt werden. Außerdem bleibt es bei Einsatz des Verfahrens nach der Erfindung auch weiterhin möglich, Kommunikationsteilnehmer in das Kommunikationssystem zu integrieren, welche das hier beschriebene Verfahren nicht realisieren.Spontaneously unused resources at runtime can be assigned to other connections and thus the usage intensity of the communication system can be increased. Likewise, connections may be necessarily restricted in their resource consumption. In addition, it remains possible when using the method according to the invention to integrate communication participants in the communication system, which does not realize the method described here.
Anders als bei der EP 1 061 671 A2 ist die zentrale Instanz nicht davon abhängig, dass ihr eine Mitteilung eines Kommunikationsteilnehmers über einen reduzierten Ressourcenbedarf zugeht. Sie entscheidet selbst wann und wem sie zusätzliche Zeitschlitze zuteilt.Unlike EP 1 061 671 A2, the central entity is not dependent on it receiving a communication from a communication subscriber about a reduced resource requirement. She decides when and to whom she allocates extra time slots.
Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Anspruch 1 angegebenen Verfahrens möglich. Im Anspruch 11 ist ein System zum Durchführen des erfindungsgemäßen Verfahrens angegeben.The measures listed in the dependent claims advantageous refinements and improvements of claim 1 method are possible. In claim 11, a system for carrying out the method according to the invention is given.
Besonders vorteilhaft ist es, die Zuteilung der Zeitschlitze und die Zuteilung der zusätzlichen Zeitschlitze durch eine zentrale Instanz insbesondere durch einen Ressourcenmanager vorzunehmen. Dies vereinfacht den Kommunikationsaufwand, - A -It is particularly advantageous to carry out the allocation of the time slots and the allocation of the additional time slots by a central entity, in particular by a resource manager. This simplifies the communication effort, - A -
verhindert mögliche Kollisionen und optimiert die Ausnützung der Übertragungsressourcen.prevents possible collisions and optimizes the utilization of the transmission resources.
Durch den Austausch von Qualitätsparametern, die insbesondere von der zentralen Instanz verwaltet und ausgewertet werden, kann die Ressourcenvergabe bzw. Zuteilung der Zeitschlitze an die unterschiedlichen Kommunikationsbedürfhisse angepasst werden.Through the exchange of quality parameters, which are managed and evaluated in particular by the central authority, the resource allocation or allocation of the time slots can be adapted to the different communication needs.
Die Vergabe der Zeitschlitze innerhalb des Zeitrahmens kann in Abhängigkeit der Priorität erfolgen. Damit ist gewährleistet, dass hochpriore Kommunikationsbedürfhisse in jedem Falle berücksichtigt werden.The allocation of time slots within the time frame can be done depending on the priority. This ensures that high-priority communication needs are always taken into account.
Die Zeitschlitzzuweisungen werden vorteilhaft über Steuernachrichten an die Kommunikationsteilnehmer gesendet. Eine Neuzuteilung erfolgt erst nach einer folgenden Steuernachricht. Dies reduziert den Steuerungs- und Datentauschoverhead. Mit einer Einteilung der Kommunikationsverbindungen in Klassen kann jeder Klasse ein eigener Qualitätsparametersatz zugewiesen werden. Dadurch muss nicht für jede Verbindung ein gesonderter Parametersatz ausgewertet werden. Dies erleichtert die Auswertung und Berechnung in der zentralen Instanz.The time slot assignments are advantageously sent via control messages to the communication participants. A reallocation takes place only after a following control message. This reduces the control and data exchange overhead. By classifying the communication connections into classes, each class can be assigned its own quality parameter set. As a result, a separate parameter set does not have to be evaluated for each connection. This facilitates the evaluation and calculation in the central instance.
Die Zeitschlitze sind vorteilhafter Weise identifizierbar ausgebildet. Damit ist dieThe time slots are formed advantageously identifiable. This is the
Zuordnung zu den Kommunikationsteilnehmern eindeutig und exklusiv.Assignment to the communication participants unique and exclusive.
Das Verfahren nach der Erfindung lässt sich vorteilhaft in ein FlexRay-Bussystem integrieren, wobei bestehende Architekturen und Vereinbarungen unverändert weiter bestehen können.The method according to the invention can be advantageously integrated into a FlexRay bus system, whereby existing architectures and agreements can continue unchanged.
Zeichnungendrawings
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen darstellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.Embodiments of the invention are illustrated in the drawings and explained in more detail in the following description.
Es zeigen Figur 1 ein FlexRay-Netzwerk,Show it FIG. 1 shows a FlexRay network,
Figur 2 einen Zeitrahmenaufbau für die Kommunikation.FIG. 2 shows a time frame structure for the communication.
Ausführungsformen der ErfindungEmbodiments of the invention
Ein Kommunikationssystem, welches für die Erfindung einsetzbar ist, besitzt folgende Eigenschaften:A communication system which can be used for the invention has the following properties:
- Das Kommunikationssystem etabliert einen Kommunikations-Zyklus von zumindest zeitweise fester zeitlicher Dauer,The communication system establishes a communication cycle of at least temporary fixed duration,
- Der etablierte Zyklus ist in beliebig viele Zeitschlitze untergliedert,- The established cycle is divided into any number of time slots,
- Die Zeitschlitze sind identifizierbar, d.h. sie tragen eindeutige Identifier. Idealerweise handelt es sich dabei um eine fortlaufende Nummerierung,The timeslots are identifiable, i. they carry unique identifiers. Ideally, this is a consecutive numbering,
- Kommunikationsteilnehmer erhalten exklusive Sende-Berechtigungen für eine vorgegebene Menge an Zeitschlitze,Communication users receive exclusive send permissions for a given amount of timeslots,
- Ungenutzte Zeitschlitze werden vorteilhafterweise hinsichtlich ihrer zeitlichen Dauer automatisch verkürzt, wodurch ein Kommunikations-Zyklus variabel viele Zeitschlitze umfassen kann, da er ja von fester zeitlicher Dauer ist.- Unused time slots are advantageously shortened automatically in terms of their duration, whereby a communication cycle can include a variable number of time slots, since it is of fixed duration.
Anstelle einer automatischen Verkürzung der ungenutzten Zeitschlitze, insbesondere durch netzwerktypische Kenngrößen, kann alternativ auch eine Verkürzung durch eine zentrale Instanz vorgenommen werden.Instead of an automatic shortening of the unused time slots, in particular by network-typical parameters, a shortening by a central authority can alternatively be made.
Ein Beispiel für ein Kommunikationssystem, das über die aufgelisteten Eigenschaften verfügt, ist das FlexRay-Bussystem (FlexRay Communication System Protocol Specification, FlexRay Consortium, June 2004).An example of a communication system that has the listed features is the FlexRay Communication System Protocol Specification (FlexRay Consortium, June 2004).
An dieses Kommunikationssystem sind Kommunikationsteilnehmer in Form der eingangs erläuterten ECUs angeschlossen, auf denen jeweils eine oder mehre Software- Applikationen ausgeführt werden. Ferner sei angenommen, dass diese Software- Applikationen von Zeit zu Zeit Kontakt zu anderen an das System angeschlossenen Software-Applikationen aufnehmen, um mit ihnen Daten auszutauschen. Solche Verbindungen können sporadisch , d.h. nicht über die gesamte Laufzeit des Systems existent oder permanent sein.Communication users in the form of the ECUs explained in the introduction are connected to this communication system, on each of which one or more software applications are executed. It is also assumed that this software From time to time applications may contact other software applications connected to the system to exchange data with them. Such connections may be sporadic, ie not existent or permanent throughout the life of the system.
Gemäß dieser Erfindung existiert nun im Kommunikationssystem eine zentrale Instanz , im folgenden: Ressourcen-Manager genannt, die den Software-Applikationen der Kommunikationsteilnehmer von Zeit zu Zeit Sende-Berechtigungen für Nachrichten erteilt und somit Kommunikationssystem-Ressourcen managt.According to this invention, there now exists in the communication system a central entity, referred to below as the resource manager, which from time to time gives the software applications of the communication participants transmission permissions for messages and thus manages communication system resources.
Aufgrund der dargelegten Eigenschaften des Kommunikationssystems erfolgt die Zuweisung von Kommunikationssystem-Ressourcen an Software- Applikationen durch die exklusive Zuweisung von Zeitschlitzen. Die Software- Applikationen können die ihnen zugewiesenen Zeitschlitze für die Übertragung jeweils einer Nachricht nutzen oder auch Zeitschlitze ungenutzt lassen.Due to the stated properties of the communication system, the allocation of communication system resources to software applications takes place through the exclusive allocation of time slots. The software applications can use the time slots assigned to them for the transmission of each message or even leave time slots unused.
Um den Software-Applikationen der Kommunikationsteilnehmer Kenntnis darüber zu geben, für welche Zeitschlitze sie Sende-Berechtigungen besitzen, versendet der Ressourcen-Manager bei Bedarf Steuernachrichten an diese. Solche Steuernachrichten bestehen in vorteilhafter Weise aus einer Liste von Software-In order to give the software applications of the communication participants knowledge of which timeslots they have send permissions for, the resource manager sends control messages to them as needed. Such control messages advantageously consist of a list of software
Applikations-Bezeichnern. Die Interpretation der Steuernachricht kann dann nach folgendem Schema erfolgen: der n.te Eintrag in der Liste weist den Zeitschlitz n der Software- Applikation mit dem an dieser n.ten Listenposition angegebenen Bezeichner zu.Application identifiers. The interpretation of the control message can then take place according to the following scheme: the nth entry in the list assigns the time slot n of the software application with the identifier specified at this nth list position.
Beispielexample
Die Steuernachricht enthält eine Liste mit insgesamt 5 Software-Applikations- Bezeichnern und sieht wie folgt aus: R, K, U, E, K.The control message contains a list with a total of 5 software application identifiers and looks like this: R, K, U, E, K.
Die Interpretation der Nachricht ergäbe dann folgende Zuweisung von Zeitschlitzen zu Software- Applikationen:The interpretation of the message would then result in the following assignment of time slots to software applications:
- Applikation R erhält eine Sende-Berechtigung für Zeitschlitz 1Application R receives a transmission authorization for time slot 1
- Applikation K erhält Sende-Berechtigungen für die Zeitschlitze 2 und 5 - Applikation U erhält eine Sende-Berechtigung für Zeitschlitz 3- Application K receives send permissions for time slots 2 and 5 Application U receives a transmission authorization for time slot 3
- Applikation E erhält eine Sende-Berechtigung für Zeitschlitz 4Application E receives a transmission authorization for time slot 4
Für den Aufbau und die Interpretation der Steuernachricht sind allerdings auch viele Alternativen möglich . So ist auch die Zuweisung nach Kommunikationsteilnehmern möglich, d.h. die ersten n Einträge beinhalten die fortlaufenden Nummern oder Nummernbereiche der Zeitschlitze für die erste Software-Applikation, die nächsten m Einträge dementsprechend für die zweite Software- Applikation usw.For the construction and interpretation of the control message, however, many alternatives are possible. So also the allocation to communication participants is possible, i. the first n entries contain the consecutive numbers or number ranges of the time slots for the first software application, the next m entries accordingly for the second software application, etc.
In einer weiteren vorteilhaften Ausprägung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann der Ressourcen-Manager zusätzlich die Dauer des Kommunikations-Zyklus verändern und dadurch die Anzahl der Zeitschlitze in einem Zyklus verändern. Dadurch lässt sich das Kommunikationssystem nochmals effizienter an wechselnden Kommunikationsbedarf anpassen.In a further advantageous embodiment of the method according to the invention, the resource manager can additionally change the duration of the communication cycle and thereby change the number of time slots in a cycle. As a result, the communication system can be adapted even more efficiently to changing communication needs.
Die Zuweisung von Zeitschlitzen zu Software- Applikationen bleibt so lange bestehen, bis der Ressourcen-Manager eine neue Zuweisung vornimmt. Da mit jedem neuen Kommunikations-Zyklus die Zeitschlitze wieder von vorn durchlaufen werden, handelt es sich um zyklische Sende-Berechtigungen, die so lange fortbestehen, bis eine folgende Steuernachricht eine Neu-Zuweisung der Zeitschlitze anzeigt.The allocation of time slots to software applications persists until the resource manager makes a new allocation. With each new communication cycle, the time slots are again redone, are cyclic transmit permissions that persist until a subsequent control message indicates a reassignment of the time slots.
Der Ressourcen-Manager verfügt über systemumfassendes Wissen hinsichtlich des Kommunikationsbedarfs der einzelnen Software- Applikationen und kann die Zuweisung von Zeitschlitzen an die Software- Applikationen jederzeit abändern und so zeitlich veränderlichen Anforderungen einzelner Software- Applikationen gerecht werden. EinemThe Resource Manager has system-wide knowledge of the communication requirements of the individual software applications and can change the allocation of time slots to the software applications at any time, thus meeting the time-varying requirements of individual software applications. a
Mehrbedarf an Datenrate kann etwa durch die Zuweisung weiterer Zeitschlitze, einem Minderbedarf durch den Entzug einzelner Zeitschlitze entsprochen werden.Additional data rate requirements can be met, for example, by allocating additional time slots, and by reducing the frequency of individual time slots.
In vorteilhafter Weise wird der Ressourcen-Manager mit erweiterter Funktionalität realisiert. In seiner erweiterten Ausprägung identifiziert er nicht allein die beteiligtenAdvantageously, the resource manager is realized with extended functionality. In its expanded form, it does not identify the participants alone
Software-Applikationen, sondern auch die zwischen ihnen bestehenden Verbindungen.Software applications, but also the connections between them.
Zu jeder einzelnen Verbindung verwaltet er Informationen hinsichtlich der ihnen bereitzustellenden Verbindungsqualität QoS. Diese kann durch einen festen Parameter- Satz spezifiziert werden. Mögliche Parameter sind hierbei:For each individual connection, he manages information regarding them to be provided connection quality QoS. This can be specified by a fixed parameter set. Possible parameters are:
- Minimale Datenrate, - maximale Datenrate,- minimum data rate, - maximum data rate,
- mittlere Datenrate,- medium data rate,
- maximal zulässige Verzögerungszeit einer Nachricht,- maximum permissible delay time of a message,
- minimal zulässige Verzögerungszeit einer Nachricht,- Minimum permissible delay time of a message,
- mittlere Verzögerungszeit einer Nachricht, - maximal zulässige Varianz der Verzögerungszeit.- average delay time of a message, - maximum permissible variance of the delay time.
Um den Verbindungen eine den jeweiligen Parametern genügende Verbindungsqualität QoS anzubieten, kann nun der Ressourcen- Manager Berechnungen zur optimalen Vergabe von Kommunikationssystem-Ressourcen an Software- Applikationen durchführen und die Berechnungs-Ergebnisse den Software-In order to offer the connections a connection quality QoS sufficient for the respective parameters, the resource manager can now carry out calculations for the optimal allocation of communication system resources to software applications and the calculation results are transmitted to the software components.
Applikationen mittels der bereits beschriebenen Steuernachrichten mitteilen.Notify applications by means of the control messages already described.
Auf Basis des hier beschriebenen, erweiterten Verfahrens ist es leicht möglich und in den meisten Fällen vorteilhaft, Verbindungen in Klassen einzuteilen und jeder Klasse einen eigenen QoS-Parametersatz zuzuweisen. Es existiert dann nicht mehr ein Parameter-Satz pro Verbindung, sondern lediglich ein Parameter-Satz pro Klasse, wodurch sich die Realisierung des Ressourcen-Managers und insbesondere die von dieser Komponente durchzuführenden Berechnungen erheblich vereinfachen lassen.Based on the extended method described herein, it is easily possible, and in most cases advantageous, to classify connections into classes and assign each class its own QoS parameter set. There then no longer exists a parameter set per connection, but only one parameter set per class, whereby the realization of the resource manager and in particular the calculations to be performed by this component can be considerably simplified.
Vorteilhafterweise weist der Ressourcen-Manager innerhalb des Kommunikations-Advantageously, the resource manager points within the communication
Zyklus weit vorne liegende Zeitschlitze hochprioren und weiter hinten liegende Zeitschlitze niederprioren Verbindungen zu. Dies liegt in der Eigenschaft des Kommunikationssystems begründet, dass sich die Gesamtanzahl Zeitschlitze von Zyklus zu Zyklus unterscheiden kann und von dem Umstand abhängig ist, inwieweit Zeitschlitze tatsächlich zur Übertragung von Daten genutzt werden. Nur die zur Datenübertragung tatsächlich genutzten Zeitschlitze haben ihre volle zeitliche Länge, während ungenutzte Zeitschlitze zeitlich verkürzt werden und so der nachfolgende Zeitschlitz früher beginnen kann. Kommt es zu einer starken Auslastung der zur Verfügung stehenden Zeitschlitze, werden somit nur niederpriore Verbindungen nachteilig beeinflusst. Dazu folgendes Beispiel:Cycle high time slots high priority and later time slots lower priority connections to. This is due to the nature of the communication system that the total number of time slots may differ from cycle to cycle and is dependent on the extent to which time slots are actually used to transmit data. Only the time slots actually used for data transmission have their full length of time, while unused time slots are shortened in time and thus the subsequent time slot begins earlier can. If there is a heavy load on the time slots available, only low-priority connections are adversely affected. Here's the example:
Ein Kommunikationszyklus , d.h. ein Zeitrahmen, dauere 500 Millisekunden. UngenutzteA communication cycle, i. a timeframe that takes 500 milliseconds. unused
Zeitschlitze dauern exakt 2 Millisekunden, für Datenübertragungen genutzte Zeitschlitze exakt 10 Millisekunden. Bleiben alle Zeitschlitze ungenutzt, umfasst der Zyklus somit 250 Zeitschlitze. Werden hingegen alle Zeitschlitze für Datenübertragungen genutzt, umfasst der Zyklus lediglich 50 Zeitschlitze. Jeder Zyklus umfasst also mindestens 50 und maximal 250 Zeitschlitze. Die Zuweisung der Zeitschlitze 51 bis 250 an Software-Time slots take exactly 2 milliseconds, time slots used for data transmissions exactly 10 milliseconds. If all time slots remain unused, the cycle thus comprises 250 time slots. If, on the other hand, all time slots are used for data transmissions, the cycle comprises only 50 time slots. Each cycle thus comprises at least 50 and a maximum of 250 timeslots. The assignment of time slots 51 to 250 to software
Applikationen kann also im Zweifelsfall bedeuten, dass diese Software-Applikationen trotz zugewiesener Zeitschlitze keine Daten versenden können, weil der Zyklus endet, bevor der ihnen zugewiesene Zeitschlitz tatsächlich erreicht ist. Die Wahrscheinlichkeit, einen Zeitschlitz nicht mehr vor Ende des Kommunikations-Zyklus zu erreichen, wird um so größer, je weiter hinten er liegt. Es ist daher besonders vorteilhaft, den hinterenIn case of doubt, applications can therefore mean that these software applications can not send data despite allocated time slots because the cycle ends before the time slot assigned to them is actually reached. The likelihood of no longer reaching a time slot before the end of the communication cycle becomes greater the further back it lies. It is therefore particularly advantageous to the rear
Bereich der Zeitschlitze denjenigen Verbindungen bereitzustellen, welche hinsichtlich ihrer QoS-Parameter die geringsten Anforderungen an das Kommunikations-System richten.Range of time slots to provide those connections, which in terms of their QoS parameters the least demands on the communication system.
Neben vorgenannter priorisierten Zuweisung kann auch eine Fairness berücksichtigendeIn addition to the aforementioned prioritized allocation may also be considered fairness
Zuweisung vorgenommen werden. Diese kann die priorisierte Zuweisung zumindest in vorgegebenen Zeitintervallen ablösen, damit niederpriore Verbindungen nicht völlig von einer Kommunikations ausgeschlossen werden.Assignment be made. This can replace the prioritized assignment at least at predetermined time intervals, so that low-priority connections are not completely excluded from a communication.
Der Ressourcen-Manager verfügt über eine Auswerte- und Steuereinrichtung, die ungenutzte Kapazitäten in einem Zeitrahmen erkennen kann und diese ungenutzten Kapazitäten in Form von zusätzlichen Zeitschlitzen Kommunikationsteilnehmern mit erhöhtem Kommunikationsbedarf zur Verfügung stellen kann.The resource manager has an evaluation and control device that can detect idle capacities in a timeframe and that can provide these idle capacities in the form of additional time slots to communication users with increased communication needs.
An das Kommunikationssystem angeschlossene ECUs, welche das hier beschriebeneECUs connected to the communication system, which is the one described here
Verfahren der dynamischen Ressourcen-Zuweisung durch einen zentralen RM nicht realisieren, können mithilfe einer ergänzenden Erweiterung des Verfahrens zuverlässig integriert werden. Hierzu werden die vom Kommunikationssystem bereitgestellten Zeitschlitze in zwei Gruppen untergliedert. Während für die eine Gruppe von Zeitschlitzen die Zuordnung zu Software-Applikationen wie oben beschrieben zur Laufzeit durch den Ressourcen-Manager vorgenommen wird, werden die Zeitschlitze der anderen Gruppe bereits zum Entwicklungszeitpunkt fest an diejenigen Software- Applikationen gebunden, welche das hier beschriebene Verfahren nicht realisieren. Zur Laufzeit hat der Ressourcen-Manager Kenntnis darüber, welche Zeitschlitze er dynamisch zuweisen kann und welche außerhalb seiner Kontrolle liegen, weil sie bereits zum Entwicklungszeitpunkt statisch zugewiesen wurden.Procedures of dynamic resource allocation by a central RM can not be realized, can be reliably integrated by means of a supplementary extension of the method. For this purpose, the provided by the communication system Time slots divided into two groups. While for the one group of time slots, the assignment to software applications as described above at runtime by the resource manager is made, the time slots of the other group are already committed at the time of development to those software applications that do not realize the method described here , At runtime, the resource manager has knowledge of which timeslots he can dynamically allocate and which are out of his control because they were already statically assigned at the time of development.
Ausführungsbeispielembodiment
Es sei ein FlexRay-Netzwerk angenommen 100, an welches drei ECUs angeschlossen sind 200, 201, 202. ECU 200 trägt die Software-Applikationen 500 und 501, ECU 201 die Software- Applikation 502 und ECU 202 die Software- Applikationen 503 und 504 sowie zusätzlich die Software- Applikation „Ressourcen-Manager" 600 .Assume a FlexRay network 100 to which three ECUs are connected 200, 201, 202. ECU 200 carries the software applications 500 and 501, ECU 201 the software application 502, and ECU 202 the software applications 503 and 504 as well In addition, the software application "Resource Manager" 600.
Software- Applikation 502 sei eine Applikation, die das hier beschriebene Verfahren nicht realisiert und ausschließlich in herkömmlicher Weise das FlexRay-Bussystem zur Abwicklung von Datentausch nutzen möchte.Software application 502 is an application that does not implement the method described here and only wants to use the FlexRay bus system for processing data exchange in a conventional manner.
Der Kommunikationszyklus des FlexRay-Bussystems gliedert sich in einen statisches und ein dynamisches Segment. Das hier beschriebene Verfahren soll auf das dynamische Segment angewendet werden. Es sei an dieser Stelle darauf hingewiesen, dass das statische Segment des FlexRay-Kommunikationszyklus den zuvor dargelegten Eigenschaften des Kommunikationssystems nicht entspricht.The communication cycle of the FlexRay bus system is divided into a static and a dynamic segment. The method described here should be applied to the dynamic segment. It should be noted at this point that the static segment of the FlexRay communication cycle does not correspond to the characteristics of the communication system set out above.
Das dynamische Segment des FlexRay-Kommunikationszyklus wird nun zur Entwicklungszeit so konfiguriert, dass es i Millisekunden dauert. Ein ungenutzter und damit verkürzter Zeitschlitz dauere i/6 Millisekunden, ein genutzter Zeitschlitz dauere i/2 Millisekunden.The dynamic segment of the FlexRay communication cycle is now configured at design time to take i milliseconds. An unused and thus shortened time slot takes i / 6 milliseconds, a used time slot takes i / 2 milliseconds.
Software- Applikation 502 bekommt bereits zum Entwicklungszeitpunkt einen beliebigen, in diesem Beispiel aber den ersten Zeitschlitz fest und exklusiv zugewiesen. Der Ressourcen-Manager 600 hat die Aufgabe, zur Laufzeit die verbleibenden 6 -1 Zeitschlitze den Software- Applikationen zuzuweisen.Software application 502 already receives an arbitrary, but in this example the first timeslot fixed and exclusively assigned at the time of development. Of the Resource manager 600 has the task of assigning the remaining 6 -1 time slots to the software applications at runtime.
Der Ressourcen-Manager 600 versendet nach Einschalten des Systems eine Steuernachricht mit dem Inhalt: 500, 501, 501, 503, 504. Die ECUs 200 und 202 empfangen diese Steuernachricht und werten sie aus. Es entsteht folgende Zuweisung von Zeitschlitzen zu Software- Applikationen:The resource manager 600, after powering up the system, sends a control message with the contents: 500, 501, 501, 503, 504. The ECUs 200 and 202 receive and evaluate this control message. The following assignment of time slots to software applications results:
- Software- Applikation 500 sendet in Zeitschlitz 2, - Software- Applikation 501 sendet in Zeitschlitz 3 und Zeitschlitz 4,- Software application 500 sends in time slot 2, - Software application 501 sends in time slot 3 and time slot 4,
- Software- Applikation 503 sendet in Zeitschlitz 5,Software application 503 sends in time slot 5,
- Software- Applikation 504 sendet in Zeitschlitz 6.- Software application 504 sends in time slot 6.
Im nun laufenden Betrieb reihen sich , wie Figur 2 zeigt, die Kommunikationszyklen (Zeitrahmen) aneinander und die Software- Applikationen können die ihnen zugewiesenen und periodisch wiederkehrenden Zeitschlitze zur Übertragung von Daten nutzen oder diese ungenutzt lassen. In Figur 2 ist schematisch die Länge der benutzten Zeitschlitze durch die Applikationen und die Länge der ungenutzten Zeitschlitze erkennbar. Der erste Zeitrahmen ist mit N und der darauffolgende mit N+l gekennzeichnet.In the now running operation, as shown in Figure 2, the communication cycles (time frame) lined up and the software applications can use their assigned and periodically recurring time slots for the transmission of data or leave them unused. FIG. 2 schematically shows the length of the time slots used by the applications and the length of the unused time slots. The first time frame is marked N and the next time frame is N + 1.
Beispiel 1example 1
Sei angenommen, alle Software-Applikationen möchten die ihnen zugewiesenen Zeitschlitze tatsächlich für eine Datenübertragung verwenden und keinen Zeitschlitz ungenutzt lassen. Dann sendet im ersten Zeitschlitz zuerst Software-Applikation 502 für die Dauer i/2. Anschließend sendet Software- Applikation 500 in Zeitschlitz 2 ebenfalls für die Dauer i/2. Nun ist der Kommunikationszyklus beendet, die Zeitschlitze 3 bis 6 wurden nicht erreicht, die Software- Applikationen 501, 503 und 504 können in diesem Zyklus keine Daten übertragen. Vorteilhafterweise hat der Ressourcen-Manager 600 die Zuordnung der Zeitschlitze exakt so vorgenommen, dass genau diejenigen Nachrichten übertragen werden konnten, deren Übertragung den größten Nutzen generiert hat, während genau diejenigen Nachrichten nicht übertragen wurden, deren Beitrag zum Gesamtnutzen geringer ausgefallen wäre. Beispiel 2Suppose that all software applications actually want to use the time slots assigned to them for data transmission and not leave a time slot unused. Then, in the first time slot, first software application 502 transmits for the duration i / 2. Subsequently, software application 500 also sends in time slot 2 for the duration i / 2. Now the communication cycle has ended, the time slots 3 to 6 have not been reached, the software applications 501, 503 and 504 can not transmit data in this cycle. Advantageously, the resource manager 600 has made the assignment of the time slots exactly so that exactly those messages could be transmitted whose transmission has generated the greatest benefit, while exactly those messages were not transmitted whose contribution to the overall benefit would have been less. Example 2
Sei angenommen, die Software-Applikationen 500 und 504 möchten die ihnen zugewiesenen Zeitschlitze zur Datenübertragung nutzen während alle übrigen Software- Applikationen keinen Datenübertragungs-Bedarf haben und ihre Zeitschlitze ungenutzt lassen. Dann sendet im ersten Zeitschlitz niemand. Nach Ablauf der Zeit i/6 Millisekunden ist der Zeitschlitz beendet und es beginnt Zeitschlitz 2. In diesem sendet Software-Applikation 500 und der Zeitschlitz endet nach i/6 + i/2 = i/6 + 3i/6 = 4i/6 Millisekunden. Anschließend beginnt Zeitschlitz 3 und endet, da er ungenutzt bleibt, nach 5i/6 Millisekunden. Dann beginnt Zeitschlitz 4, welcher ebenfalls nicht genutzt wird. Nun ist der Kommunikationszyklus abgelaufen und die Zeitschlitze 5 und 6 wurden nicht erreicht.Suppose that software applications 500 and 504 want to use their assigned time slots for data transmission while all other software applications have no data transmission needs and leave their time slots unused. Then nobody sends in the first time slot. At the end of time i / 6 milliseconds the time slot is completed and time slot 2 starts. In this software application sends 500 and the time slot ends after i / 6 + i / 2 = i / 6 + 3i / 6 = 4i / 6 milliseconds , Then time slot 3 starts and ends, as it remains unused, after 5i / 6 milliseconds. Then time slot 4 starts, which is also not used. Now the communication cycle has expired and the time slots 5 and 6 have not been reached.
Beispiel 3 Der Ressourcen-Manager erkennt, dass allein Software- Applikation 504Example 3 The resource manager recognizes that only software application 504
Datenübertragungs-Bedarf hat und dieser sehr groß ist, d.h. es müssen schlagartig sehr viele Nachrichten von Software-Applikation 504 übertragen werden. Alle anderen Software-Applikationen haben keinen Datenübertragungs-Bedarf. Der Ressourcen- Manager erkennt die aktuelle (und zuvor angegebene) Zuweisung von Zeitschlitzen zu Software- Applikationen als ungünstig und berechnet eine bessere Zuweisung. DasData transmission needs and this is very large, i. it must suddenly be transferred a lot of messages from software application 504. All other software applications have no data transfer requirement. The resource manager recognizes the current (and previously specified) assignment of time slots to software applications as unfavorable and calculates a better allocation. The
Ergebnis der Berechnung teilt er in Form einer Steuernachricht den Software- Applikationen mit. Die Steuernachricht lautet: 504, 504, 504, 504, 504. Mit Ausnahme des Zeitschlitzes 1 , der außerhalb der Kontrolle des Ressourcen-Managers steht, werden also alle verfügbaren Zeitschlitze der Software-Applikation 504 zugewiesen, welche darin ihre umfangreichen Datenübertragungen abwickeln kann. Alle anderenThe result of the calculation is communicated to the software applications in the form of a control message. The control message is: 504, 504, 504, 504, 504. With the exception of the time slot 1, which is beyond the control of the resource manager, all available time slots are assigned to the software application 504, which can handle their extensive data transfers therein. All other
Applikationen erleiden durch diese Neu-Zuordnung keinen Nachteil, da sie ohnehin keine Daten zu übertragen haben und aktuell keinerlei Übertragungskapazität benötigen.Applications suffer from this re-allocation no disadvantage, since they have no data to transfer anyway and currently need no transmission capacity.
Bei Einsatz des erfmdungsgemäßen Verfahrens kann mit Pro-Zyklus-Zeitschlitzanzahlen gearbeitet werden, die unterhalb der Gesamt-Kommunikations-Teilnehmerzahl liegen.When using the inventive method can be used with per-cycle timeslot numbers, which are below the total communication subscriber number.
Daraus resultiert eine Verkürzung der zeitlichen Dauer des Kommunikationszyklus und in der Folge eine höhere Wiederholrate des Kommunikationszyklus. Mit anderen Worten: das reduziert für die statisch zugewiesenen in jedem Fall und auch für die ausgewählten dynamischen Kommunikationsteilnehmer die Übertragungs-Latenzzeit. Faktisch ermöglicht das eine Takt-Erhöhung für die Kommunikations-Teilnehmer.This results in a shortening of the time duration of the communication cycle and in consequence a higher repetition rate of the communication cycle. In other words, this reduces for the statically assigned ones in each case and also for the ones selected dynamic communication subscriber the transmission latency. In fact, this allows a clock increase for the communication subscribers.
Der Ressourcen-Manager nach der Erfindung verfügt über eine Auswerte- und Steuereinrichtung, die in der Lage ist, ungenutzte Kapazitäten in einem Zeitrahmen wahlweise prädiktiv oder reaktiv zu erkennen und diese ungenutzten Kapazitäten durch Zuteilung zusätzlicher Zeitschlitze ausgewählten Kommunikationsteilnehmern zur Verfügung zu stellen. The resource manager according to the invention has an evaluation and control device which is able to detect idle capacities selectively or reactively in a time frame and to make these unused capacities available to selected communication users by allocating additional time slots.

Claims

Ansprüche claims
1. Verfahren zur dynamischen Ressourcen-Zuweisung in einem Kommunikationssystem, insbesondere Kraftfahrzeug- Kommunikationssystem mit folgenden Schritten: - für den Zugriff von Kommunikationsteilnehmern wird ein zyklischer1. A method for dynamic resource allocation in a communication system, in particular motor vehicle communication system, comprising the following steps: - for the access of communication users becomes a cyclic
Zeitrahmen von zumindest zeitweise fester zeitlicher Dauer vorgegeben, wobei Zeitschlitze in dem Zeitrahmen den Kommunikationsteilnehmern zugeteilt werden, ungenutzte Zeitschlitze werden in ihrer Dauer verkürzt, wodurch zusätzliche Zeitschlitze in dem Zeitrahmen untergebracht werden können, die Zeitschlitze werden Kommunikationsteilnehmern dynamisch insbesondere in Abhängigkeit ihres Kommunikationsbedarfes zugewiesen.Timeframes of at least temporarily fixed time duration, wherein time slots in the time frame are allocated to the communication participants, unused time slots are shortened in duration, whereby additional time slots can be accommodated in the time frame, the time slots are allocated to communication participants dynamically, in particular depending on their communication needs.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuteilung der Zeitschlitze und die Zuteilung der zusätzlichen Zeitschlitze durch eine zentrale2. The method according to claim 1, characterized in that the allocation of the time slots and the allocation of the additional time slots by a central
Instanz, insbesondere einen Ressourcen-Manager, vorgenommen wird.Instance, in particular a resource manager, is made.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass für Kommunikationsverbindungen Qualitätsparameter insbesondere bezüglich der Datenrate, zulässiger Verzögerungszeit und/oder zulässiger Varianz der3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that for communication connections quality parameters, in particular with respect to the data rate, permissible delay time and / or allowable variance of
Verzögerungszeit ausgetauscht werden, wobei diese Qualitätsparameter insbesondere von der zentralen Instanz verwaltet und ausgewertet werden und bei der Ressourcenvergabe bzw. Zuteilung der Zeitschlitze berücksichtigt werden.Delay time are exchanged, these quality parameters are managed and evaluated in particular by the central entity and are taken into account in the resource allocation or allocation of time slots.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die am4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the am
Anfang eines Zeitrahmens gelegenen Zeitschlitze hochprioren Kommunikationsverbindungen zugeteilt werden und zeitlich nachgeordnete Zeitschlitze niederprioren Kommunikationsverbindungen zugeteilt werden, wobei diese Prioritätszuweisung gegebenenfalls zumindest zeitweise von einer Fairness berücksichtigenden Zuweisung abgelöst werden kann. Time-slots located at the beginning of a time frame are allocated to high-priority communication connections, and time-dependent time slots are assigned to lower-priority communication connections, wherein this priority assignment can optionally be replaced, at least at times, by a fairness-taking assignment.
5. Verfahren nach einen der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die zentrale Instanz Steuernachrichten an die Kommunikationsteilnehmer sendet in denen die Zeitschlitzzuweisungen für die Kommunikationsteilnehmer enthalten sind, wobei diese Zeitschlitzzuweisungen entweder für jeweils einen Zeitrahmen Gültigkeit besitzen, oder so lange bestehen bleiben, bis eine folgende Steuernachricht eine Neu- Zuteilung anzeigt.5. The method according to any one of claims 2 to 4, characterized in that the central entity sends control messages to the communication participants in which the time slot assignments for the communication participants are included, these timeslot assignments either for each time frame validity, or remain so long, until a following control message indicates a reallocation.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Kommunikationsverbindungen in Klassen eingeteilt werden und jeder Klasse ein eigener Qualitätsparametersatz zugewiesen wird.6. The method according to any one of claims 3 to 5, characterized in that the communication links are divided into classes and each class is assigned its own quality parameter set.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Zeitschlitze identifizierbar ausgebildet sind und den Kommunikationsteilnehmern exklusive Sende-Berechtigungen für eine vorgegebene Anzahl dieser identifizierbaren Zeitschlitze zugeteilt werden.7. The method according to any one of claims 1 to 6, characterized in that the time slots are formed identifiable and the communication participants exclusive transmission permissions for a given number of these identifiable time slots are allocated.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Verkürzung ungenutzter Zeitschlitze entweder automatisch, insbesondere durch netzwerktypische Kenngrößen, veranlasst wird oder von der zentralen Instanz veranlasst wird.8. The method according to any one of claims 1 to 7, characterized in that the shortening of unused time slots either automatically, in particular by network typical parameters, is caused or caused by the central entity.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass mit einer Anzahl von Zeitschlitzen pro Zeitrahmen gearbeitet wird, die unterhalb der Gesamt- Kommunikations-Teilnehmerzahl liegt.9. The method according to any one of claims 1 to 8, characterized in that it operates with a number of time slots per time frame, which is below the total communication subscriber number.
10. Verwendung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 9 für ein FlexRay- Netzwerk, wobei die dynamische Zeitschlitz-Zuweisung nur in dem dynamischen Segment des FlexRay-Zeitrahmens vorgenommen wird.10. Use of the method according to one of claims 1 to 9 for a FlexRay network, wherein the dynamic timeslot allocation is made only in the dynamic segment of the FlexRay time frame.
11. System zur dynamischen Ressourcen-Zuweisung in einem Kommunikationssystem mit folgenden Merkmalen: es ist eine zentrale Instanz, insbesondere ein Ressourcen-Manager (600) vorgesehen, der einen zyklischen Zeitrahmen vorgibt mit Zeitschlitzen, die Kommunikationsteilnehmern zuteilbar sind, der Ressourcen-Manager verfugt über eine Auswerte- und Steuereinrichtung, die in der Lage ist, ungenutzte Kapazitäten in einem Zeitrahmen wahlweise prädiktiv oder reaktiv zu erkennen und diese ungenutzten Kapazitäten durch Zuteilung zusätzlicher Zeitschlitze ausgewählten Kommunikationsteilnehmern zur Verfügung zu stellen. 11. System for dynamic resource allocation in a communication system with the following features: a central instance, in particular a resource manager (600) is provided, which specifies a cyclic time frame with time slots that can be allocated to communication users, the resource manager has an evaluation and control device which is able to identify idle capacities selectively or reactively in a time frame and to make these unused capacities available to selected communication users by allocating additional time slots.
EP07703605A 2006-01-20 2007-01-03 Method and system for the dynamic allocation of resources Withdrawn EP1979198A1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102006003067A DE102006003067A1 (en) 2006-01-20 2006-01-20 Dynamic resources assignment method, involves accessing communication users, for which cyclic time-frame is predetermined by occasionally firmer time duration, where time slots in time-frame are assigned to communication users
PCT/EP2007/050032 WO2007085508A1 (en) 2006-01-20 2007-01-03 Method and system for the dynamic allocation of resources

Publications (1)

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ID=37999326

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
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Country Status (9)

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US (1) US20090304021A1 (en)
EP (1) EP1979198A1 (en)
JP (1) JP2009524308A (en)
KR (1) KR20080093998A (en)
CN (1) CN101370691A (en)
AU (1) AU2007209418A1 (en)
BR (1) BRPI0707879A2 (en)
DE (1) DE102006003067A1 (en)
WO (1) WO2007085508A1 (en)

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4964257B2 (en) * 2009-01-26 2012-06-27 三菱電機株式会社 Network system
DE102011103938B3 (en) 2011-06-10 2012-08-09 Audi Ag Method for operating a bus system for communication with a plurality of communication participants and motor vehicle
KR20140045314A (en) 2011-08-11 2014-04-16 엘지전자 주식회사 Method and apparatus for scheduling wireless personal area network
KR101306067B1 (en) * 2011-12-13 2013-09-17 강릉원주대학교산학협력단 Underwater communication method tdma based dynamic time slot assignment
KR101507016B1 (en) * 2013-12-18 2015-04-01 부산대학교 산학협력단 Message packing method for FlexRay network
JP6515911B2 (en) 2016-12-16 2019-05-22 トヨタ自動車株式会社 In-vehicle network system
DE102019205487A1 (en) * 2019-04-16 2020-10-22 Robert Bosch Gmbh Subscriber station for a serial bus system and method for communication in a serial bus system
FR3102584B1 (en) * 2019-10-28 2021-11-05 St Microelectronics Grenoble 2 Bus communication acknowledgment method
DE102020215329A1 (en) * 2020-12-03 2022-06-09 Continental Automotive Gmbh Process for fast flashing of sensor nodes over an Ethernet network
DE102020215763A1 (en) * 2020-12-11 2022-06-15 Continental Automotive Gmbh Method for optimizing the transmission data rate in a sensor network in partial network operation in an Ethernet network
CN112769661B (en) * 2020-12-29 2022-07-29 北京航天自动控制研究所 Time slot distribution and control method for high-speed time division multiplexing communication bus

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1061671A2 (en) * 1999-06-16 2000-12-20 Tenovis GmbH & Co. KG Method of control of data streams of terminals in central controlled communication systems

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4330857A (en) * 1980-02-29 1982-05-18 Ibm Corporation Dynamically variable priority, variable position channels in a TDMA burst
JP2932839B2 (en) * 1992-08-04 1999-08-09 日本電気株式会社 Satellite communication system
JP3436845B2 (en) * 1996-06-18 2003-08-18 日本電信電話株式会社 Multi-class ATM call admission control method and apparatus
US6243391B1 (en) * 1997-10-08 2001-06-05 Paradyne Corporation Non-polled dynamic slot time allocation protocol
US6944148B1 (en) * 1999-09-10 2005-09-13 Pulse-Link, Inc. Apparatus and method for managing variable-sized data slots within a time division multiple access frame
US6446151B1 (en) * 1999-09-29 2002-09-03 Agere Systems Guardian Corp. Programmable time slot interface bus arbiter
DE10039460A1 (en) * 2000-08-12 2002-02-21 Daimler Chrysler Ag Data bus for several participants
US20030164794A1 (en) * 2002-03-04 2003-09-04 Time Domain Corporation Over the horizon communications network and method

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1061671A2 (en) * 1999-06-16 2000-12-20 Tenovis GmbH & Co. KG Method of control of data streams of terminals in central controlled communication systems

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of WO2007085508A1 *

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