EP2163044A2 - Kraftfahrzeug - Google Patents

Kraftfahrzeug

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Publication number
EP2163044A2
EP2163044A2 EP08758524A EP08758524A EP2163044A2 EP 2163044 A2 EP2163044 A2 EP 2163044A2 EP 08758524 A EP08758524 A EP 08758524A EP 08758524 A EP08758524 A EP 08758524A EP 2163044 A2 EP2163044 A2 EP 2163044A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
motor vehicle
vehicle control
ste
unit
data
Prior art date
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Ceased
Application number
EP08758524A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Daniel Herrscher
Carlos Urquizar
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.)
Bayerische Motoren Werke AG
Original Assignee
Bayerische Motoren Werke AG
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 Bayerische Motoren Werke AG filed Critical Bayerische Motoren Werke AG
Publication of EP2163044A2 publication Critical patent/EP2163044A2/de
Ceased legal-status Critical Current

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Classifications

    • 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]
    • H04L12/42—Loop networks
    • H04L12/437—Ring fault isolation or reconfiguration
    • 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
    • H04L2012/40267—Bus for use in transportation systems
    • H04L2012/40273—Bus for use in transportation systems the transportation system being a vehicle

Definitions

  • the invention relates to a motor vehicle with a plurality of motor vehicle control devices.
  • MOST Media Oriented Systems Transport
  • MOST25 optical fibers
  • MOST50 electrical conductors
  • Ethernet The predominant technology for networking local computers in an office environment today is Ethernet, especially "100-Mbit Ethernet" (100BASE-TX / FX, standardized in IEEE 802.3). Based on the Ethernet standard, point-to-point Point connections and star topologies with one central switch possible.
  • FIG. 1 A known Ethernet star topology is shown in FIG.
  • Several devices STE are connected to each other via a central exchange V to exchange data.
  • Each connection between a device STE and the switch V consists of two twisted pairs (one pair for each transmission direction, 100BASE-TX), or two optical fibers (one optical fiber (LWL) for each transmission direction, 100BASE-FX).
  • Devices STE with assigned or built-in 3-port switch V can also be connected in series in a "daisy-chain" to avoid the central switching device V (see Figure 7).
  • the weight and costs for the cabling of 100BASE-TX / FX are relatively high, since two (possibly shielded) wire pairs or fiber-optic cables (including the respective plug) are required between two devices. While the cost of electronic components of the same functionality is getting smaller and smaller, the cable and plug costs for their connection remain almost constant.
  • the invention is based on the object of specifying a motor vehicle with data-exchanging motor vehicle control units, which has a low weight.
  • the invention is based initially on the recognition that the bandwidths of the known technologies used in motor vehicles for transmitting data are no longer sufficient for future requirements.
  • the invention is based on the idea to use the well-known from the office environment, extensively tested and a wide bandwidth enabling Ethernet standard in the motor vehicle.
  • well-known Ethemet topologies star, daisy chain
  • the associated additional weight and the associated additional costs speak first against the use of the Ethemet standard in motor vehicles.
  • the invention is based on the further idea of motor vehicle control devices by means of a simple Ethernet ring connect to each other (simply connected Ethemet ring). As a result, connection lines and thus weight can be saved. The costs can be reduced.
  • a preferred motor vehicle has a multiplicity of motor vehicle control devices which, in terms of data technology, are simply connected to one another annularly based on an Ethernet standard.
  • data or data frames in particular with respect to the ring and / or physically, are transmitted in one direction only.
  • a data exchange between two adjacent motor vehicle control units in both directions is possible: once on the direct connection between two motor vehicle control units, and once with the exclusion of the direct connection between the two motor vehicle control units "outside" on the connections between the further motor vehicle control units or between the switching units associated with these motor vehicle control units.
  • the invention is not limited to a particular Ethernet standard or a certain Ethemet york.
  • two data-technologically adjacent motor vehicle control devices for data transmission by exactly one (less than two) optical waveguide (optical Ethernet) or exactly one (less than two) twisted-pair connection (electrical Ethernet) are connected to each other to realize the simple ring.
  • connection lines can be saved and still all connected motor vehicle control units exchange data with each other.
  • the simple ring topology provides less bandwidth than a double ring topology or a star; but because the provided by the Ethemet standard bandwidth is much larger than, for example the bandwidth provided by a MOST bus, the bandwidth achievable by the invention is also sufficient for future data applications in motor vehicles.
  • a preferred embodiment of the invention provides that the motor vehicle control units each have a receiving unit for receiving (via the Ethernet ring) of data frame from a data processing adjacent motor vehicle control unit and a transmitting unit for sending (via the Ethernet ring) of data frame to a data technically associated with adjacent motor vehicle control unit.
  • the motor vehicle control units are each assigned a switching unit which is set up in such a way that at least the data frames received via the ring, in particular broadcast or multicast data frames originating from the assigned motor vehicle control unit, are discarded, in particular not by the transmitting unit be sent.
  • the vehicle control units respectively associated switching unit, in particular a switching engine, transmitting unit and receiving unit elements of - the motor vehicle control unit associated - Ethemet switch (Ethemet switching device).
  • the at least partial use of known and produced in large quantities for other applications Ethemet switches or Ethernet components the cost can be further reduced.
  • a send port and receive port can be disabled, left idle, or removed.
  • the motor vehicle control unit and the Ethemet switch are located on a common board.
  • the switching unit respectively assigned to the motor vehicle control units comprises a programmable logic unit or is part of it a programmable logic unit, which is in particular an element of the motor vehicle control unit itself or advantageously shares a circuit board with the motor vehicle control unit.
  • the transmission units and receiving unit respectively assigned to the motor vehicle control units are elements of a phy.
  • the motor vehicle control unit, said programmable logic unit and / or the Phy preferably share a common board.
  • the Phy may also be a part of one or the programmable logic unit, which in particular is an element of the motor vehicle control unit itself or advantageously shares a circuit board with the motor vehicle control unit.
  • FIG. 1 shows a simplified representation of a star topology
  • FIG. 2 shows a simplified representation of a daisy chain
  • FIG. 3 shows a simplified representation of a simple ring
  • FIG. 4 shows a simplified illustration of a motor vehicle
  • FIG. 5 shows a simplified illustration of a motor vehicle
  • FIG. 6 shows a simplified representation of a star topology
  • FIG. 7 shows a simplified representation of a daisy chain
  • Figures 1 to 3 each show four interconnected motor vehicle control units STE.
  • the motor vehicle control devices are, for example, navigation computer, radio, amplifier, telephone control unit.
  • the lines shown in dashed lines each represent a connecting line, in particular an optical fiber LWL or a twisted pair connecting line.
  • the arrows indicate the data transmission direction.
  • data-technically adjacent motor vehicle control units STE are connected to each other by two connecting lines; a trunk for each data transmission direction.
  • data-technically adjacent motor vehicle control units STE are each connected to one another by a connecting line.
  • a single connected ring of automotive ECUs requires fewer connections than a star or daisy chain.
  • a daisy-chain with n automotive control units requires 2 * (n-1) connection lines (for example, optical fiber LWLs) for connecting all motor vehicle control units; a star 2 * n and a ring only n. Due to the saved cables, the weight and the cable and connector costs are Thernet ring in about half of the star and daisy chain topology.
  • FIG. 4 shows, as part of such a simple Ethernet ring topology, a motor vehicle control unit STE which is connected to an Ethernet switch ES via a connection unit (port P3), which may comprise a transmission unit RX and a reception unit TX.
  • the Ethernet switch ES comprises as switching unit VE a switching engine.
  • Ethernet switch ES receives data via a connection unit P1, in particular via the associated receiving unit RX.
  • connection unit port P3
  • received data frames originating from the assigned motor vehicle control unit STE itself are discarded due to a corresponding program-technical device of the switching unit.
  • Other data frames, which are intended in particular for other motor vehicle control devices, on the other hand, are forwarded via a connection unit P2, in particular via the associated transmission unit TX, via the simple Ethernet ring to a data-processing-adjacent motor vehicle control unit (not shown).
  • the connection units, the motor vehicle control unit and the switching unit VE can be embodied on a common board P.
  • the transmission unit TX of the first connection unit P1 and the reception unit RX of the second connection unit P2 are not connected and switched off on the switch side or do not exist at all. These adjustments allow standard Ethemet components to be used to create a simply connected Ethemet ring.
  • Each motor vehicle control device of the ring is preferably assigned an Ethernet switch with at least three ports P1, P2, P3.
  • P1 is used only for receiving, P2 only for transmission, P3 for communication with the motor vehicle control unit. Only the Ethemet switch is responsible for the ring communication.
  • the ring topology is transparent.
  • the routing tables of the Ethernet switches are arranged to circulate all data frames to the receiver's Ethernet switch (receiver-vehicle controller) and then to the receiver-vehicle controller. This is achieved by data frame with the destination address of the connected motor vehicle control unit are forwarded to P3 through each Ethernet switch, as well as all broadcast and registered by the vehicle control unit Multicastrahmen. In addition, all broadcast and multicast frames, as well as all data frames with unknown receivers are routed to P2.
  • the Ethernet switches are set up to discard all data frames arriving at P1 sent by the motor vehicle control unit connected to the P3 were. This can be detected by the Ethernet switch either at the sender address or another, in particular specially introduced, feature of the data frame.
  • Ethernet switches An alternative implementation variant for the use of Ethernet switches is based on the use of an Ethernet Phy and a further module (For example, a FPGA), which are each assigned to a ring-participating motor vehicle control unit STE ( Figure 5).
  • a PHY is a special semiconductor device or functional group of circuitry responsible for encoding and decoding data between a purely digital system and a modulated analog system. PHY stands in particular for the physical interface.
  • the switching unit VE can be realized by a suitably configured logic, in particular an FPGA.
  • the FPGA may also be part of the motor vehicle control unit.
  • the transmitting unit TX, the receiving unit RX, the motor vehicle control unit STE and the switching unit VE can be embodied on a common board P.
  • the switching unit VE is set up in such a way that:

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
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  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)

Abstract

Gegenstand der Erfindung ist ein Kraftfahrzeug mit einer Vielzahl von Kraftfahrzeug-Steuergeräten (STE), die datentechnisch basierend auf einem Ethernet-Standard einfach ringförmig miteinander verbunden sind, bei dem jeweils zwischen zwei datentechnisch benachbarten Kraftfahrzeug- Steuergeräten (STE) Daten nur in eine Richtung übertragen werden.

Description

Kraftfahrzeug
Die Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug mit einer Vielzahl von Kraftfahrzeug- Steuergeräten.
Zur Datenübertragung zwischen Kraftfahrzeug-Steuergeräten hat sich der so genannte MOST-Bus (MOST = Media Oriented Systems Transport) etabliert. Es handelt sich dabei um ein serielles Bussystem zur Übertragung von Daten über Lichtwellenleiter (MOST25) oder über elektrische Leiter (MOST50). Für den in Zukunft weiter zunehmenden Einsatz von Informationstechnologien im Kraftfahrzeug, die beispielsweise auch den Zugriff auf Festplatten umfassen werden, wird die über den MOST-Bus übertragbare Bandbreite nicht mehr ausreichen.
Die heute vorherrschende Technologie zur Vernetzung von lokalen Rechnern in einer Büroumgebung ist Ethernet, insbesondere „100-Mbit-Ethernet" (100BASE-TX/FX, standardisiert in IEEE 802.3). Basierend auf dem Ether- net-Standard sind bislang Punkt-zu-Punkt-Verbindungen und Stern- Topologien mit einem zentralen Switch möglich.
Eine bekannte Ethernet-Sterntopologie ist in Figur 6 gezeigt. Mehrere Geräte STE sind über eine zentrale Vermittlungseinrichtung V miteinander verbunden, um Daten auszutauschen. Jede Verbindung zwischen einem Gerät STE und der Vermittlungseinrichtung V besteht aus zwei verdrillten Aderpaaren („Twisted Pair", ein Paar für jede Übertragungsrichtung, 100BASE-TX), oder zwei Lichtwellenleitern (ein Lichtwellenleiter (LWL) für jede Übertragungsrichtung, 100BASE-FX).
Geräte STE mit zugeordnetem oder eingebautem 3-Port-Switch V können auch hintereinander in einer „Daisy-Chain" geschaltet werden, um die zentrale Vermittlungseinrichtung V zu vermeiden (siehe Figur 7). Das Gewicht und die Kosten für die Verkabelung von 100BASE-TX/FX sind relativ hoch, da zwischen zwei Geräten zwei (ggf. geschirmte) Aderpaare oder Lichtwellenleiter (incl. der jeweiligen Stecker) nötig sind. Während die Kosten für Elektronikkomponenten gleicher Funktionalität immer kleiner werden, bleiben die Kabel- und Steckerkosten für deren Verbindung fast konstant.
Eine Reduzierung des Fahrzeuggewichts ist ein zentrales Anliegen bei der der Entwicklung moderner Kraftfahrzeuge.
Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, ein Kraftfahrzeug mit datenaustauschenden Kraftfahrzeug-Steuergeräten anzugeben, das ein niedriges Gewicht hat.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des unabhängigen Anspruchs gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind den abhängigen Ansprüchen zu entnehmen.
Die Erfindung basiert zunächst auf der Erkenntnis, dass die Bandbreiten der bekannten, in Kraftfahrzeugen eingesetzten Technologien zur Übertragung von Daten für zukünftige Anforderungen nicht mehr ausreichen.
Die Erfindung basiert auf dem Gedanken, den aus der Büroumgebung bekannten, ausgiebig erprobten und eine große Bandbreite ermöglichenden Ethernet-Standard im Kraftfahrzeug einzusetzen. Allerdings erfordern bekannte Ethemet-Topologien (Stern, Daisy-Chain) einen großen Verkabelungsaufwand. Das damit verbundene Zusatzgewicht und die damit verbundenen Zusatzkosten sprechen zunächst gegen einen Einsatz des Ethemet- Standards im Kraftfahrzeug. Die Erfindung basiert nun auf dem weiteren Gedanken, Kraftfahrzeug-Steuergeräte mittels eines einfachen Ethernet-Ringes miteinander zu verbinden (einfach verbundener Ethemet-Ring). Dadurch können Verbindungsleitungen und damit Gewicht eingespart werden. Auch die Kosten können dadurch reduziert werden.
Ein bevorzugtes Kraftfahrzeug weist eine Vielzahl von Kraftfahrzeug- Steuergeräten auf, die datentechnisch basierend auf einem Ethernet- Standard einfach ringförmig miteinander verbunden sind. Jeweils zwischen zwei datentechnisch benachbarten Kraftfahrzeug-Steuergeräten werden Daten oder Datenrahmen, insbesondere bezüglich des Rings und/oder physikalisch, nur in eine Richtung übertragen. Auch auf diese Weise ist ein Datenaustausch zwischen zwei benachbarten Kraftfahrzeug-Steuergeräten in beide Richtungen möglich: einmal über die direkte Verbindung zwischen beiden Kraftfahrzeug-Steuergeräten, und einmal unter Ausschluss der direkten Verbindung zwischen beiden Kraftfahrzeug-Steuergeräten "außen herum" über die Verbindungen zwischen den weiteren Kraftfahrzeug-Steuergeräten bzw. zwischen den diesen Kraftfahrzeug-Steuergeräten zugeordneten Vermittlungseinheiten. Die Erfindung ist dabei nicht auf einen bestimmten Ethernet- standard oder eine bestimmte Ethemetgeschwindigkeit beschränkt.
Vorzugsweise sind zur Realisierung des einfachen Ringes jeweils zwei datentechnisch benachbarte Kraftfahrzeug-Steuergeräte zur Datenübertragung durch genau einen (weniger als zwei) Lichtwellenleiter (optisches Ethernet) oder genau eine (weniger als zwei) Twisted-Pair-Verbindung (elektrisches Ethernet) miteinander verbunden.
Durch die einfache Ringtopologie können Verbindungsleitungen eingespart werden und dennoch alle angeschlossenen Kraftfahrzeug-Steuergeräte Daten miteinander austauschen. Die einfache Ringtopologie stellt zwar gegenüber einer zweifachen Ringtopologie oder gegenüber einem Stern eine geringere Bandbreite zur Verfügung; da aber die durch den Ethemet-Standard zur Verfügung gestellte Bandbreite wesentlich größer ist als beispielsweise die durch einen MOST-Bus bereit gestellte Bandbreite, ist die durch die Erfindung erzielbare Bandbreite auch für zukünftige Datenanwendungen im Kraftfahrzeug ausreichend.
Eine bevorzugte Ausführungsvariante der Erfindung sieht vor, dass den Kraftfahrzeug-Steuergeräten jeweils eine Empfangseinheit zum Empfang (über den Ethernet-Ring) von Datenrahmen von einem datentechnisch benachbarten Kraftfahrzeug-Steuergerät und eine Sendeeinheit zum Senden (über den Ethernet-Ring) von Datenrahmen zu einem datentechnisch benachbarten Kraftfahrzeug-Steuergerät zugeordnet ist. Außerdem ist den Kraftfahrzeug-Steuergeräten jeweils eine Vermittlungseinheit zugeordnet, die derart eingerichtet ist, dass zumindest die über den Ring empfangenen Datenrahmen, insbesondere Broadcast- oder Multicast-Datenrahmen, die von dem zugeordneten Kraftfahrzeug-Steuergerät stammen, verworfen werden, insbesondere nicht durch die Sendeeinheit gesendet werden.
Besonders bevorzugt sind die den Kraftfahrzeug-Steuergeräten jeweils zugeordnete Vermittlungseinheit, insbesondere eine Switching-Engine, Sendeeinheit und Empfangseinheit Elemente eines - dem Kraftfahrzeug- Steuergerät zugeordneten - Ethemet-Switches (Ethemet- Vermittlungseinrichtung). Insbesondere durch die zumindest teilweise Verwendung an sich bekannter und in großen Stückzahlen für andere Einsatzgebiete hergestellter Ethemet-Switches oder Ethernet-Komponenten können die Kosten weiter reduziert werden. Bei - für den Einsatz in einer Stern- Topologie ausgerüsteten - Ethemet-Switches können ein Sendeport und ein Empfangsport deaktiviert werden, ungenützt bleiben oder entfernt werden. Insbesondere befinden sich dabei das Kraftfahrzeug-Steuergerät und der Ethemet-Switch auf einer gemeinsamen Platine.
Alternativ dazu umfasst die den Kraftfahrzeug-Steuergeräten jeweils zugeordnete Vermittlungseinheit eine programmierbare Logikeinheit oder ist Teil einer programmierbaren Logikeinheit, die insbesondere ein Element des Kraftfahrzeug-Steuergerätes selbst ist oder sich vorteilhafterweise mit dem Kraftfahrzeug-Steuergerät eine Platine teilt.
Vorzugsweise sind die den Kraftfahrzeug-Steuergeräten jeweils zugeordnete Sendeeinheit und Empfangseinheit Elemente eines Phy. Das Kraftfahrzeug- Steuergerät, die genannte programmierbare Logikeinheit und/oder das Phy teilen sich vorzugsweise eine gemeinsame Platine. Alternativ oder ergänzend dazu kann auch das Phy ein Teil einer oder der programmierbaren Logikeinheit sein, die insbesondere ein Element des Kraftfahrzeug- Steuergerätes selbst ist oder sich vorteilhafterweise mit dem Kraftfahrzeug- Steuergerät eine Platine teilt.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Beispielen unter Bezugnahme auf die folgenden Figuren näher erläutert:
Figur 1 zeigt eine vereinfachte Darstellung einer Sterntopologie zur
Verbindung von vier Geräten;
Figur 2 zeigt eine vereinfachte Darstellung einer Daisy-Chain-
Topologie zur Verbindung von vier Geräten;
Figur 3 zeigt eine vereinfachte Darstellung einer einfachen Ring-
Topologie zur Verbindung von vier Geräten;
Figur 4 zeigt eine vereinfachte Darstellung eines Kraftfahrzeug-
Steuergerätes mit zugeordnetem Ethernet Switch;
Figur 5 zeigt eine vereinfachte Darstellung eines Kraftfahrzeug-
Steuergerätes mit zugeordneter Vermittlungseinheit, die in einer programmierbaren Logikeinheit realisiert ist; Figur 6 zeigt eine vereinfachte Darstellung einer Sterntopologie
(Stand der Technik);
Figur 7 zeigt eine vereinfachte Darstellung einer Daisy-Chain-
Topologie (Stand der Technik).
Die Figuren 1 bis 3 zeigen jeweils vier miteinander verbundene Kraftfahrzeug-Steuergeräte STE. Bei den Kraftfahrzeug-Steuergeräten handelt es sich beispielsweise um Navigationsrechner, Radio, Verstärker, Telefon- Steuergerät.
Die gestrichelt dargestellten Linien stellen jeweils eine Verbindungsleitung, insbesondere einen Lichtwellenleiter LWL oder eine Twisted-Pair Verbindungsleitung, dar. Die Pfeile geben die Datenübertragungsrichtung an. Bei der in Figur 1 gezeigten Sterntopologie und der in Figur 2 gezeigten Daisy- Chain-Topologie sind datentechnisch benachbarte Kraftfahrzeug- Steuergeräte STE jeweils durch zwei Verbindungsleitungen miteinander verbunden; eine Verbindungsleitung für jede Datenübertragungsrichtung. Bei der in Figur 3 gezeigten einfachen Ringtopologie sind datentechnisch benachbarte Kraftfahrzeug-Steuergeräte STE jeweils durch eine Verbindungsleitung miteinander verbunden.
In jedem Szenario mit mindestens drei Kraftfahrzeug-Steuergeräten STE benötigt ein einfach verbundener Ring von Kraftfahrzeug-Steuergeräten weniger Verbindungen als ein Stern oder eine Daisy Chain. Je mehr Kraftfahrzeug-Steuergeräte im Netz sind, desto größer ist das Einsparpotential. Eine Daisy-Chain mit n Kraftfahrzeug-Steuergeräten benötigt 2*(n-1 ) Verbindungsleitungen (beispielsweise Lichtwellenleier LWLs) zur Verbindung aller Kraftfahrzeug-Steuergeräte; ein Stern 2*n und ein Ring nur n. Durch die eingesparten Kabel sind das Gewicht und die Kabel- und Steckerkosten beim E- thernet-Ring gegenüber der Stern- und Daisy-Chain-Topologie in etwa halbiert.
Figur 4 zeigt als Teil einer solchen einfachen Ethernet-Ringtopologie ein Kraftfahrzeug-Steuergerät STE, das über eine Anschlusseinheit (Port P3), die eine Sendeeinheit RX und eine Empfangseinheit TX umfassen kann, mit einem Ethemet-Switch ES verbunden ist. Der Ethernet-Switch ES umfasst als Vermittlungseinheit VE eine Switching Engine.
Von einem datentechnisch benachbarten Kraftfahrzeug-Steuergerät (nicht dargestellt) empfängt der Ethernet-Switch ES über eine Anschlusseinheit P1 , insbesondere über die zugehörige Empfangseinheit RX, Datenrahmen.
Diese Datenrahmen werden von der Vermittlungseinheit VE hinsichtlich ihrer Herkunft und ihres Zieles untersucht. Die für das zugehörige Kraftfahrzeug- Steuergerät STE bestimmten Datenrahmen werden über die Anschlusseinheit (Port P3) an das Kraftfahrzeug-Steuergerät STE weitergeleitet. Insbesondere empfangene Datenrahmen, die von dem zugeordneten Kraftfahrzeug-Steuergerät STE selbst stammen, werden aufgrund einer entsprechenden programmtechnischen Einrichtung der Vermittlungseinheit verworfen. Andere Datenrahmen, die insbesondere für andere Kraftfahrzeug- Steuergeräte bestimmt sind, werden dagegen über eine Anschlusseinheit P2, insbesondere über die zugehörige Sendeinheit TX über den einfachen E- thernet-Ring an eine datentechnisch benachbarte Kraftfahrzeug-Steuergerät (nicht dargestellt) weitergeleitet. Die Anschlusseinheiten, das Kraftfahrzeug- Steuergerät und die Vermittlungseinheit VE können dabei auf einer gemeinsamen Platine P ausgeführt sein.
Die Sendeeinheit TX der ersten Anschlusseinheit P1 und die Empfangseinheit RX der zweiten Anschlusseinheit P2 sind nicht beschaltet und switchsei- tig abgeschaltet oder gar nicht vorhanden. Durch diese Anpassungen kann mit Standard-Ethemet-Komponenten ein einfach verbundener Ethemet-Ring realisiert werden.
Vorzugsweise ist jedem Kraftfahrzeug-Steuergerät des Rings ein Ethernet- Switch mit mindestens drei Ports P1 , P2, P3 zugeordnet. P1 wird nur zum Empfangen verwendet, P2 nur zum Senden, P3 zur Kommunikation mit dem Kraftfahrzeug-Steuergerät. Allein der Ethemet-Switch ist für die Ring- Kommunikation zuständig. Für das an P3 angeschlossene Kraftfahrzeug- Steuergerät ist die Ring-Topologie transparent. Die Weiterleitungstabellen der Ethernet-Switches sind so eingerichtet, dass alle Datenrahmen bis zum Ethernet-Switch des Empfängers (Empfänger-Kraftfahrzeug-Steuergerät) zirkulieren und dann dem Empfänger-Kraftfahrzeug-Steuergerät zugestellt werden. Dies wird dadurch erreicht, dass durch jeden Ethernet-Switch Datenrahmen mit der Zieladresse des angeschlossenen Kraftfahrzeug- Steuergeräts zu P3 weitergeleitet werden, ebenso wie alle Broadcast- und die vom Kraftfahrzeug-Steuergerät registrierten Multicastrahmen. Außerdem werden alle Broad- und Multicastrahmen, sowie alle Datenrahmen mit unbekannten Empfängern zu P2 geleitet.
Um zu verhindern, dass Datenrahmen, deren Empfänger nicht existieren, sowie Broad- und Multicastrahmen endlos auf dem Ring zirkulieren, sind die Ethernet-Switches derart eingerichtet, dass alle an P1 ankommenden Datenrahmen verworfen werden, die von dem am P3 angeschlossenen Kraftfahrzeug-Steuergerät gesendet wurden. Dies kann der Ethernet-Switch entweder an der Senderadresse oder einem anderen, insbesondere eigens hierfür eingeführten, Merkmal des Datenrahmens erkennen.
Eine zum Einsatz von Ethernet-Switches alternative Realisierungsvariante basiert auf dem Einsatz eines Ethernet Phy und eines weiteren Bausteins (z.B. eines FPGA), die jeweils einem ringteilnehmenden Kraftfahrzeug- Steuergerät STE zugeordnet sind (Figur 5).
Ein PHY ist ein spezieller Halbleiterbaustein oder eine funktionelle Gruppe eines Schaltkreises, die für die Codierung und Decodierung von Daten zwischen einem rein digitalen System und einem modulierten analogen System zuständig ist. PHY steht dabei insbesondere für die physikalische Schnittstelle.
Dem Phy zugeordnet sind eine Sendeeinheit TX und eine Empfangseinheit RX. Die Vermittlungseinheit VE kann durch eine geeignet eingerichtete Logik, insbesondere einen FPGA, realisiert sein. Dabei kann der FPGA auch ein Teil des Kraftfahrzeug-Steuergerätes sein. Die Sendeeinheit TX, die Empfangseinheit RX, das Kraftfahrzeug-Steuergerät STE und die Vermittlungseinheit VE können dabei auf einer gemeinsamen Platine P ausgeführt sein.
Die Vermittlungseinheit VE ist dabei derart eingerichtet, dass:
- vom Kraftfahrzeug-Steuergerät gesendete Datenrahmen an den Phy durchgeleitet werden, und dadurch an den nächsten Ringteilnehmer geschickt werden.
- vom Ethernet-Ring ankommende Datenrahmen, deren Quelladresse der des Kraftfahrzeug-Steuergerät entspricht, verworfen werden.
- vom Ethernet-Ring ankommende Datenrahmen, deren Zieladresse der des Kraftfahrzeug-Steuergeräts entspricht, zum Kraftfahrzeug-Steuergerät geschickt werden; dies gilt auch für alle Broadcast- und solche Multicastrah- men, für die das Kraftfahrzeug-Steuergerät registriert ist. - vom Ethernet-Ring ankommende Datenrahmen mit anderen Zieladressen, sowie alle Broadcast- und Multicastrahmen, die nicht verworfen wurden, zum nächsten Ringteilnehmer weitergeleitet werden.

Claims

Patentansprüche
1. Kraftfahrzeug
- mit einer Vielzahl von Kraftfahrzeug-Steuergeräten (STE), die datentechnisch basierend auf einem Ethernet-Standard einfach ringförmig miteinander verbunden sind,
- bei dem jeweils zwischen zwei datentechnisch benachbarten Kraftfahrzeug- Steuergeräten (STE) Daten nur in eine Richtung übertragen werden.
2. Kraftfahrzeug nach Anspruch 1 , bei dem jeweils zwei datentechnisch benachbarte Kraftfahrzeug- Steuergeräte (STE) zur Datenübertragung durch genau einen Lichtwellenleiter (LWL) oder genau eine Twisted-Pair-Verbindung miteinander verbunden sind.
3. Kraftfahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem den Kraftfahrzeug-Steuergeräten (STE) jeweils eine Empfangseinheit (RX) zum Empfang von Datenrahmen von einem datentechnisch benachbarten Kraftfahrzeug-Steuergerät (STE) und eine Sendeeinheit (TX) zum Senden von Datenrahmen zu einem datentechnisch benachbarten Kraftfahrzeug-Steuergerät (STE) zugeordnet ist, und bei dem den Kraftfahrzeug-Steuergeräten (STE) jeweils eine Vermittlungseinheit (VE) zugeordnet ist, die derart eingerichtet ist, dass empfangene Datenrahmen, die von dem zugeordneten Kraftfahrzeug-Steuergerät (STE) stammen, verworfen werden.
4. Kraftfahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die einem Kraftfahrzeug-Steuergerät (STE) jeweils zugeordnete Vermittlungseinheit, Sendeeinheit und Empfangseinheit Elemente eines Ethernet-Switches sind.
5. Kraftfahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die einem Kraftfahrzeug-Steuergerät (STE) jeweils zugeordnete Vermittlungseinheit eine programmierbare Logikeinheit umfasst oder Teil einer programmierbaren Logikeinheit ist.
6. Kraftfahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die einem Kraftfahrzeug-Steuergerät (STE) jeweils zugeordnete Sendeeinheit und Empfangseinheit Elemente eines Phy sind.
EP08758524A 2007-06-30 2008-05-15 Kraftfahrzeug Ceased EP2163044A2 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE200710030525 DE102007030525A1 (de) 2007-06-30 2007-06-30 Kraftfahrzeug
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EP08758524A Ceased EP2163044A2 (de) 2007-06-30 2008-05-15 Kraftfahrzeug

Country Status (3)

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EP (1) EP2163044A2 (de)
DE (1) DE102007030525A1 (de)
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2009098616A1 (en) * 2008-02-06 2009-08-13 Nxp B.V. Ring topology, ring controller and method
DE102012210057A1 (de) 2012-06-14 2013-12-19 Continental Automotive Gmbh Ringförmiges Netzwerk für ein Fahrzeug

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5317198A (en) * 1990-06-26 1994-05-31 The Mitre Corporation Optically controlled remote by-pass switch
US6326704B1 (en) * 1995-06-07 2001-12-04 Automotive Technologies International Inc. Vehicle electrical system
US6028837A (en) * 1996-08-27 2000-02-22 National Semiconductor Corporation Ether ring architecture for local area networks
US7031324B1 (en) * 1999-03-22 2006-04-18 Cisco Technology, Inc. Local area network/wide area network switch
DE10262035B4 (de) * 2002-10-29 2006-03-23 Oasis Silicon Systems Ag Intelligenter Netzwerk Interface Controller

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See references of WO2009003557A3 *

Also Published As

Publication number Publication date
WO2009003557A2 (de) 2009-01-08
DE102007030525A1 (de) 2009-01-08
WO2009003557A3 (de) 2009-04-30

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