EP2195663A2 - Geschwindigkeitsdatenübertragungseinrichtung - Google Patents

Geschwindigkeitsdatenübertragungseinrichtung

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Publication number
EP2195663A2
EP2195663A2 EP08804708A EP08804708A EP2195663A2 EP 2195663 A2 EP2195663 A2 EP 2195663A2 EP 08804708 A EP08804708 A EP 08804708A EP 08804708 A EP08804708 A EP 08804708A EP 2195663 A2 EP2195663 A2 EP 2195663A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
unit
control device
data transmission
speed data
transmission device
Prior art date
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Ceased
Application number
EP08804708A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Detlef BÖHLER
Thomas Grill
Horst Plankenhorn
Gerhard Rombach
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.)
Aumovio Germany GmbH
Original Assignee
Continental Automotive Technologies GmbH
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Filing date
Publication date
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Publication of EP2195663A2 publication Critical patent/EP2195663A2/de
Ceased legal-status Critical Current

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Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
    • G01P1/00—Details of instruments
    • G01P1/12—Recording devices
    • G01P1/122—Speed recorders
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
    • G01P1/00—Details of instruments
    • G01P1/12—Recording devices
    • G01P1/14—Recording devices for permanent recording
    • G—PHYSICS
    • G07—CHECKING-DEVICES
    • G07C—TIME OR ATTENDANCE REGISTERS; REGISTERING OR INDICATING THE WORKING OF MACHINES; GENERATING RANDOM NUMBERS; VOTING OR LOTTERY APPARATUS; ARRANGEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS FOR CHECKING NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • G07C5/00—Registering or indicating the working of vehicles
    • G07C5/08—Registering or indicating performance data other than driving, working, idle, or waiting time, with or without registering driving, working, idle or waiting time
    • G07C5/0841—Registering performance data
    • G07C5/085—Registering performance data using electronic data carriers

Definitions

  • the invention relates to a speed data transmission device in a motor vehicle, comprising a measuring head for detecting a movement, from which a corresponding measurement signal can be supplied to both an application control device and a safety control device, wherein the measurement signal can be processed by the application control device and the processed data is displayed in real time a comparator of a control unit can be forwarded and wherein the measurement signal can be processed in the security control device and the processed data can be encrypted in an encryption unit and the encrypted data can be encrypted in an encryption unit
  • Memory unit can be stored and the memory contents of the memory unit is forwarded to the control unit at certain intervals, with a decryption unit of the control unit for decrypting the supplied memory contents and forwarding the decrypted memory contents to the comparator of the controller, through which the decrypted memory contents with the data of the application control device are comparable and in case of deviation a warning signal can be generated.
  • the z. B. tachographs may be the detected Movement data are supplied tamper-proof the control units.
  • the object of the invention is therefore to provide a speed data transmission device of the type mentioned, which has a high degree of tamper resistance.
  • the integrated structure has no connections between the modules, so that there is no manipulation possible.
  • the integrated structure leads to a reduction of the required installation space.
  • Such a safety system makes the speed data transmission device suitable for certification of ITSEC level E3H or CC.
  • the security architecture of the speed transmission device results in a division of tasks, according to which all or at least the critical security elements in the Speed data transmission device to be processed. These are essentially the support of the encryption calculations such. Symmetric or asymmetric encryption algorithms, nonvolatile storage of the data, keys, parameters and identifications, and analog gauge velocity and computation and test signal testing.
  • Circuit unit has all or part of the elements of the application control device.
  • the integrated circuit unit is a monolithic circuit unit.
  • the integrated circuit unit is an integrated hybrid circuit unit, in which the individual components can be constructed in hybrid form on substrates made of plastic, PCB (printed circuit board), ceramic or semiconductor in three-dimensional design as Molded Interconnected Device. The individual components are thereby electrically interconnected with interconnects, bonding wires and / or corresponding adhesive bonds.
  • the active chip surfaces can be glued against each other and are thus protected against external interference with contact needles.
  • the controller may be a tachograph or a toll unit or an odometer or an accident data store that requires all manipulation-free motion measurement data.
  • any suitable type of measuring head can be used.
  • the measuring head is a Hall measuring head or an inductive measuring head or a GMR measuring head (Giant Magneto Resistance measuring head).
  • Particularly secure encryption takes place when the encryption unit and the decryption unit are cryptographically encrypting and decrypting units.
  • the circuit unit can be connected to a stage having a power supply unit and an output stage, wherein the circuit unit and the stage comprising the power supply unit and the output stage can form a structural unit in order to reduce the construction and assembly costs.
  • the assembly shown has a circuit unit 1 and a stage 2, wherein the stage 2 includes a power supply and an output stage.
  • Stage 2 may also include reverse polarity protection and ESD protection (Electrostatic Sensitive Device) as well as an adaptation to an explosion protection.
  • ESD protection Electrostatic Sensitive Device
  • the circuit unit 1 is a highly integrated circuit unit 1 formed monolithically from a single chip, which consists of the elements of a measuring head 3 for detecting a movement, in particular a rotational movement, the elements of a safety control device 4 and the elements of an application control device 5.
  • a transmission line 9 is arranged.
  • a measuring signal is generated by the measuring head, which is supplied via a connection 6 both to the safety control device 4 and to the application control device 5.
  • the measurement signal is processed and fed in real time via the stage 2 and a signal output 7 a comparator in a control unit, not shown.
  • the measurement signal supplied to the safety control device 4 is likewise processed there and encrypted in an encryption unit, in order then to be stored in a memory unit of the safety control device 4.
  • the control unit has a decryption unit for decrypting the memory contents, wherein the decrypted memory contents are also supplied to the comparator. If the comparator determines a deviation when comparing the data of the application control device 5 with the data of the safety control device 4, it triggers a warning signal which indicates a manipulation of the speed data transmission device.

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Arrangements For Transmission Of Measured Signals (AREA)
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  • Small-Scale Networks (AREA)

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf eine Geschwindigkeitsdatenübertragungseinrichtung in einem Kraftfahrzeug, mit einem Messkopf 3 zur Erfassung einer Bewegung, von dem ein entsprechendes Messsignal sowohl einer Applikationssteuereinrichtung 5 als auch einer Sicherheitssteuereinrichtung 4 zuleitbar ist. Dabei ist das Messsignal durch die Applikationssteuereinrichtung 5 aufbereitbar und die aufbereiteten Daten in Echtzeit an einen Vergleicher eines Steuergerätes weiterleitbar, wobei das Messsignal in der Sicherheitssteuereinrichtung 4 aufbereitbar und die aufbereiteten Daten in einer Verschlüsselungseinheit verschlüsselbar und die verschlüsselten Daten in einer Speichereinheit speicherbar sind. Der Speicherinhalt der Speichereinheit ist in bestimmten Zeitabständen an das Steuergerät weiterleitbar. Das Steuergerät weist eine Entschlüsselungseinheit zur Entschlüsselung des zugeleiteten Speicherinhalts und Weiterleitung des entschlüsselten Speicherinhalts an den Vergleicher des Steuergeräts auf, durch den der entschlüsselte Speicherinhalt mit den Daten der Applikationssteuereinrichtung 5 vergleichbar ist und bei Abweichung ein Warnsignal erzeugbar ist. Alle Elemente des Messkopfes 3 und der die Verschlüsselungseinheit und die Speichereinheit aufweisenden Sicherheitssteuereinrichtung 4 sind innerhalb einer einzigen integrierten Schaltungseinheit 1 angeordnet.

Description

Beschreibung
Geschwindigkeitsdatenübertragungseinrichtung
Die Erfindung bezieht sich auf eine Geschwindigkeitsdaten- Übertragungseinrichtung in einem Kraftfahrzeug, mit einem Messkopf zur Erfassung einer Bewegung, von dem ein entsprechendes Messsignal sowohl einer Applikationssteuereinrichtung als auch einer Sicherheitssteuereinrichtung zuleitbar ist, wobei das Messsignal durch die Applikationssteuereinrichtung aufbereitbar und die aufbereiteten Daten in Echtzeit an einen Vergleicher eines Steuergeräts weiterleitbar sind und wobei das Messsignal in der Sicherheitssteuereinrichtung aufbereitbar und die aufbereiteten Daten in einer Verschlüsselungsein- heit verschlüsselbar und die verschlüsselten Daten in einer
Speichereinheit speicherbar sind sowie der Speicherinhalt der Speichereinheit in bestimmten Zeitabständen an das Steuergerät weiterleitbar ist, mit einer Entschlüsselungseinheit des Steuergeräts zur Entschlüsselung des zugeleiteten Speicherin- halts und Weiterleitung des entschlüsselten Speicherinhalts an den Vergleicher des Steuergeräts, durch den der entschlüsselte Speicherinhalt mit den Daten der Applikationssteuereinrichtung vergleichbar sind und bei Abweichung ein Warnsignal erzeugbar ist.
Bei derartigen Geschwindigkeitsdatenübertragungseinrichtungen ist es bekannt, die einzelnen Baugruppen diskret aufzubauen und die gesamte Einrichtung durch eine Gehäuse gegen externe Eingriffe und Manipulationen zu schützen.
Durch Öffnen des Gehäuses ist es aber möglich, die einzelnen Baugruppen der Geschwindigkeitsdatenübertragungseinrichtung sowie an deren Verbindungen durch externe Eingriffe Manipulationen vorzunehmen.
Da die erfassten Bewegungsdaten Steuergeräten zugeleitet werden, die z. B. Tachographen sein können, müssen die erfassten Bewegungsdaten manipulationssicher den Steuergeräten zugeführt werden.
Aufgabe der Erfindung ist daher, eine Geschwindigkeitsdaten- Übertragungseinrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die ein hohes Maß an Manipulationssicherheit aufweist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass alle oder ein Teil der Elemente des Messkopfes und der die Ver- schlüsselungseinheit und die nichtflüchtige Speichereinheit aufweisenden Sicherheitssteuereinrichtung innerhalb einer einzigen integrierten, insbesondere hochintegrierten Schaltungseinheit angeordnet sind.
Durch den integrierten Aufbau der Elemente des Messkopfes und der Sicherheitssteuereinrichtung innerhalb eines einzigen Chips sind diese Baugruppen nicht separat definiert und somit mangels einer Zugriffsmöglichkeit auch nicht manipulierbar.
Der integrierte Aufbau weist keine Verbindungen zwischen den Baugruppen auf, so dass auch dort keine Manipulation möglich ist.
Dies ermöglicht es auch ein Gehäuse der Geschwindigkeitsda- tenübertragungseinrichtung konstruktiv einfach auszubilden, da es keine Sicherheitsfunktion zu erfüllen hat.
Weiterhin führt der integrierte Aufbau zu einer Reduzierung des erforderlichen Bauraums.
Durch ein solches Sicherheitssystem ist die Geschwindigkeits- datenübertragungseinrichtung zur Zertifizierung von ITSEC- Level E3H oder nach CC geeignet.
Durch die Sicherheitsarchitektur der Geschwindigkeitsübertra- gungseinrichtung ergibt sich eine Aufgabenteilung, wonach alle oder zumindest die kritischen Sicherheitselemente in der Geschwindigkeitsdatenübertragungseinrichtung abgearbeitet werden. Diese sind im Wesentlichen die Unterstützung der Verschlüsselungsberechnungen wie z. B. symmetrische oder asymmetrische Verschlüsselungsalgorythmen, die nichtflüchtige Speicherung der Daten, die Schlüssel, Parameter und Identifikationen und Berechnungen und Tests zum Analog- Geschwindigkeitssignal des Messkopfes.
Eine noch höhere Integration und damit noch größere Sicher- heit wird dadurch erreicht, dass die einzige integrierte
Schaltungseinheit alle oder einen Teil der Elemente der Applikationssteuereinrichtung aufweist .
Eine Ausbildungsmöglichkeit besteht darin, dass die integ- rierte Schaltungseinheit eine monolithische Schaltungseinheit ist. Es ist aber auch möglich, dass die integrierte Schaltungseinheit eine integrierte Hybridschaltungseinheit ist, bei der die einzelnen Komponenten in hybrider Form an Substraten aus Kunststoff, PCB (printed circuit board) , Keramik oder Halbleiter in dreidimensionaler Gestaltung als Moulded Interconnected Device aufgebaut sein können. Die einzelnen Komponenten werden dabei untereinander mit Leiterbahnen, Bonddrähten und/oder entsprechenden Klebeverbindungen elektrisch verbunden.
Auch ist es dabei möglich, einzelne Chips aufeinander zu kleben und über Bonddrähte oder partiell aufgebrachten leitfähigen Kleber miteinander elektrisch zu verbinden.
Dabei können die aktiven Chipflächen gegeneinander geklebt werden und sind somit gegen äußere Eingriffe mit Kontaktnadeln geschützt.
Allen Ausführungsformen ist gemeinsam, dass der Versuch einer Manipulation zur Zerstörung oder Beschädigung der Geschwin- digkeitsdatenübertragungseinrichtung führt . Zwischen Sicherheitssteuereinrichtung und Applikationssteuereinrichtung kann eine Übertragungsleitung angeordnet sein.
Das Steuergerät kann ein Tachograph oder eine Mauteinheit oder ein Kilometerzähler oder ein Unfalldatenspeicher sein, die alle manipulationsfreie Bewegungsmessdaten benötigen.
Grundsätzlich kann jede geeignete Art von Messkopf verwandt werden .
Vorteilhaft ist es, wenn der Messkopf ein Hall-Messkopf oder ein induktiver Messkopf oder ein GMR-Messkopf (Giant-Magneto Resistance-Messkopf) ist.
Es ist aber auch eine Kombination von mehreren Messköpfen möglich .
Eine besonders sichere Verschlüsselung erfolgt, wenn die Verschlüsselungseinheit und die Entschlüsselungseinheit krypto- logisch ver- und entschlüsselnde Einheiten sind.
Zur Stromversorgung und zur Datenausgabe kann die Schaltungseinheit mit einer ein Netzteil und eine Ausgangsstufe aufweisenden Stufe verbunden sein, wobei zur Reduzierung der Bau- große und des Montageaufwandes die Schaltungseinheit und die das Netzteil und die Ausgangsstufe aufweisende Stufe eine Baueinheit bilden können.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im Folgenden näher beschrieben. Die einzige Figur der Zeichnung zeigt eine Prinzipdarstellung einer Baueinheit .
Die dargestellte Baueinheit weist eine Schaltungseinheit 1 und eine Stufe 2 auf, wobei die Stufe 2 ein Netzteil und eine Ausgangsstufe beinhaltet. Die Stufe 2 kann weiterhin einen Verpolschutz und einen ESD-Schutz (Electrostatic Sensitive Device) sowie eine Anpassung an einen Explosionsschutz aufweisen .
Die Schaltungseinheit 1 ist eine aus einem einzigen Chip mo- nolithisch gebildete hochintegrierte Schaltungseinheit 1, die aus den Elementen eines Messkopfes 3 zur Erfassung einer Bewegung, insbesondere einer Drehbewegung, den Elementen einer Sicherheitssteuereinrichtung 4 und den Elementen einer Applikationssteuereinrichtung 5 besteht.
Zwischen der Sicherheitssteuereinrichtung 4 und der Applikationssteuereinrichtung 5 ist eine Übertragungsleitung 9 angeordnet .
Entsprechend der erfassten Bewegung wird von dem Messkopf ein Messsignal generiert, das über eine Verbindung 6 sowohl der Sicherheitssteuereinrichtung 4 als auch der Applikationssteuereinrichtung 5 zugeführt wird.
In der Applikationssteuereinrichtung 5 wird das Messsignal aufbereitet und in Echtzeit über die Stufe 2 und einen Signalausgang 7 einem Vergleicher in einem nicht dargestellten Steuergerät zugeführt.
Das der Sicherheitssteuereinrichtung 4 zugeführte Messsignal wird dort ebenfalls aufbereitet und in einer Verschlüsselungseinheit verschlüsselt, um dann in einer Speichereinheit der Sicherheitssteuereinrichtung 4 gespeichert zu werden.
In bestimmten Zeitabständen wird dann der verschlüsselte
Speicherinhalt über die Stufe 2 und einen zweiten Signalausgang 8 dem Steuergerät zugeführt.
Das Steuergerät weist eine Entschlüsselungseinheit zum Ent- schlüsseln des Speicherinhalts auf, wobei der entschlüsselte Speicherinhalt ebenfalls dem Vergleicher zugeführt wird. Stellt der Vergleicher bei einem Vergleich der Daten der Applikationssteuereinrichtung 5 mit den Daten der Sicherheitssteuereinrichtung 4 eine Abweichung fest, löst er ein Warnsignal aus, das auf eine Manipulation der Geschwindigkeitsda- tenübertragungseinrichtung hinweist.

Claims

Patentansprüche
1. Geschwindigkeitsdatenübertragungseinrichtung in einem Kraftfahrzeug, mit einem Messkopf zur Erfassung einer Bewegung, von dem ein entsprechendes Messsignal sowohl einer Applikationssteuereinrichtung als auch einer Sicherheitssteuereinrichtung zuleitbar ist, wobei das Messsignal durch die Applikationssteuereinrichtung aufbereitbar und die aufbereiteten Daten in Echtzeit an einen Vergleicher eines Steuergeräts weiterleitbar sind und wobei das Messsignal in der Sicherheitssteuereinrichtung aufbereitbar und die aufbereiteten Daten in einer Verschlüsselungseinheit verschlüsselbar und die verschlüsselten Daten in einer Speichereinheit spei- cherbar sind sowie der Speicherinhalt der Speichereinheit in bestimmten Zeitabständen an das Steuergerät weiterleitbar ist, mit einer Entschlüsselungseinheit des Steuergeräts zur Entschlüsselung des zugeleiteten Speicherinhalts und Weiterleitung des entschlüsselten Speicherinhalts an den Vergleicher des Steuergeräts, durch den der entschlüsselte Speicherinhalt mit den Daten der Applikationssteuereinrichtung vergleichbar sind und bei Abweichung ein Warnsignal erzeugbar ist, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass alle oder ein Teil der Elemente des Messkopfs (3) und der die Verschlüsselungseinheit und die nichtflüchtige Speichereinheit aufweisenden Sicherheitssteuereinrichtung (4) innerhalb einer einzigen integrierten, insbesondere hochintegrierten Schaltungseinheit (1) angeord- net sind.
2. Geschwindigkeitsdatenübertragungseinrichtung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die einzige integrierte Schaltungseinheit (1) alle oder einen Teil der Elemente der Applikationssteuereinrichtung (5) aufweist.
3. Geschwindigkeitsdatenübertragungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 und 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die integrierte Schaltungseinheit eine monolithische Schaltungseinheit (1) ist.
4. Geschwindigkeitsdatenübertragungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 und 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die integrierte Schaltungseinheit eine integrierte Hybridschaltungseinheit ist.
5. Geschwindigkeitsdatenübertragungseinrichtung nach Anspruch 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass zwischen Sicherheitssteuereinrichtung (4) und Applikationssteuereinrichtung (5) eine Übertragungslei- tung (9) angeordnet ist.
6. Geschwindigkeitsdatenübertragungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass das Steuergerät ein Ta- chograph oder eine Mauteinheit oder ein Kilometerzähler oder ein Unfalldatenspeicher ist.
7. Geschwindigkeitsdatenübertragungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e - k e n n z e i c h n e t , dass der Messkopf (1) ein
Hall-Messkopf oder ein induktiver Messkopf oder ein GMR-Messkopf ist.
8. Geschwindigkeitsdatenübertragungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Verschlüsselungseinheit und die Entschlüsselungseinheit kryptologisch ver- und entschlüsselnde Einheiten sind.
9. Geschwindigkeitsdatenübertragungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Schaltungseinheit (1) mit einer ein Netzteil und eine Ausgangsstufe aufweisenden Stufe (2) verbunden ist.
10. Geschwindigkeitsdatenübertragungseinrichtung nach Anspruch 9, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Schaltungseinheit (1) und die das Netzteil und die Ausgangsstufe aufweisende Stufe (2) eine Baueinheit bilden .
EP08804708A 2007-09-27 2008-09-25 Geschwindigkeitsdatenübertragungseinrichtung Ceased EP2195663A2 (de)

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DE102007048284A DE102007048284A1 (de) 2007-09-27 2007-10-08 Geschwindigkeitsdatenübertragungseinrichtung
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