EP2932636A1 - Synchronization of data packets in a data communication system of a vehicle - Google Patents

Synchronization of data packets in a data communication system of a vehicle

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EP2932636A1
EP2932636A1 EP13802919.4A EP13802919A EP2932636A1 EP 2932636 A1 EP2932636 A1 EP 2932636A1 EP 13802919 A EP13802919 A EP 13802919A EP 2932636 A1 EP2932636 A1 EP 2932636A1
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EP
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data
clock
clocked
data packets
communication network
Prior art date
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Ceased
Application number
EP13802919.4A
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German (de)
French (fr)
Inventor
Josef Nöbauer
Helge ZINNER
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Continental Automotive GmbH
Original Assignee
Continental Automotive GmbH
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Publication date
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    • H04L2012/40273—Bus for use in transportation systems the transportation system being a vehicle

Definitions

  • the invention relates to a method for synchronizing data packets, or applications and systems, from an untagged, event-controlled or non-time-controlled data communication network with a clocked data communication network and a data communication system for
  • Electronic systems of a vehicle can be subdivided into subsystems. For example, engine and transmission control are assigned to the driveline (powertrain), the electronic brake to the chassis (chassis), and comfort functions such as air conditioning to the body area.
  • powertrain powertrain
  • chassis chassis
  • comfort functions such as air conditioning to the body area.
  • Subsystem-spanning functions typically require networking of electronic subsystems across subsystem boundaries; This can be realized by one or more system interfaces or gateways.
  • Ethernet can also be used in the vehicle.
  • High bandwidth Ethernet, high flexibility, and worldwide standardization will be an important system interface of an automobile and such a gateway controller over the next few years.
  • ether net-based data communication networks previously used only spora ⁇ disch in automobiles.
  • gateways can mediate between the above communication buses.
  • the quality and temporal assignability of the data are lost during data transport or data exchange from one communication bus to the other.
  • the challenge may be that the clock cycles of the clocked or timed bus system such as MOST should not be lost during transport via the gateway. If, for example, data from an Ethernet network is to be fed into a MOST network, this can mean a high outlay on memory and / or sample rate conversion. a. can lead to a latency of the data transport. As a result, the quality of the data may be worse and the data may no longer be usable in the event of a disaster.
  • gateways For vehicle data communication systems, there are implementations referred to as gateways, inter alia, equipped for switching between a clocked and an un-clocked data communication network.
  • the time information is lost, that is, while data originating in a timed data communication network is sent to an unpitched data communication network, and vice versa, the temporal synchronization of the data is lost.
  • a quality of service of data is not given by these implementations as soon as they leave a switched data communication network. For example, the mapping of data packets to fixed timestamps would have to be preserved. For example, parameters such as delay and jitter can be used to evaluate the quality of service of data.
  • Ethernet / Ethernet AVB is currently not used in the vehicle as a network technology, but the bus system MOST is used exclusively in this industry.
  • One aspect of the invention relates to a method for synchronizing data packets and a clock from an untimed data communication network to a switched data communication network.
  • the timed data communication network may be a MOST Net.
  • MOST 150 ie the third generation of MOST, can be used as such kommu ⁇ nikationsnetztechnik.
  • the untimed or non-timed data communication network may be an Ethernet Net.
  • Ethernet-AVB can be used as the protocol.
  • the method comprises the steps of: receiving clocked data packets from the timed data communication network in a gateway at timings of the timed data communication network;
  • (first) data from MOST data packets can be sent to the receiver node via Ethernet.
  • the receiver node then decodes the received Ethernet packets and reconstructs their clocks. It should be understood that a clock may periodically have clock cycles at which data packets are sent.
  • the receiver is to send (second) data into the MOST network, this data is then synchronized with the reconstructed data.
  • structured time clock from the receiver node (for first data), which in this case is a transmitter node (for second data). It is also possible to create data packets from this data synchronized to the reconstructed time cycle in the receiver node.
  • the receptions and seminars ⁇ ger node outgoing (second) data synchronized by means of the clock pulse of the received (first) data or data stream.
  • the time information may be transmitted from the timed data communication network to the untimed data communication network.
  • This time information can be used to send data from the non-clocked kommunika ⁇ tion network synchronous to the clocked data communication network, and then synchronized this data then fed into the clocked data communication ⁇ network.
  • the unscheduled data communications ⁇ network may operate so transparent that the quality of service scheduling data is not distorted.
  • an untimed data communications network such as MOST
  • an inherently untimed data communications network such as IEEE 802.3 Ethernet
  • the gateway or the interface between the two data communication networks can be regarded as a QoS gateway that can mediate between different clocked data communication networks and non-clocked data communication networks. Due to the nature of the data exchange, the quality of service of the respective transmitting data communication network (or of the data to be transmitted) is not violated during transport into the other data communication network.
  • the timing of the clocked data communication network for example, in the case of a MOST Net zwerkes be a MOST clock with 44.1 kHz or 48 kHz.
  • This time clock can be transmitted to the receiver node via a suitable transport protocol.
  • the time clock is recovered in the receiver node and is thus available to various services.
  • the reproduction of data from the MOST network in the Ethernet network can thus take place synchronously with the MOST network.
  • the method further comprises the step of: synchronizing a clock of the gateway and a clock of the receiver node via the Unmated data communications network.
  • synchronization of the clocks or clocks of both network technologies may be necessary before the data transmission , 1 kHz or 48 kHz) as a house clock in the AVB network and thus to clock the data streams.
  • the MOST time clock derived from the MOST-Net zwerk and then through an AVB transport protocol in the Ethernet -Net zwerk be transferred.
  • the method further comprises the steps of: collecting a plurality of clocked data packets; Packaging the data of the collected data packets in an untimed data packet. It is not necessary that every non-synchronized data packet is exactly ordered a clocked data packet to ⁇ .
  • the transport volume of the non-synchronized data communication network may be larger than that of the kommuni ⁇ cation network, the data of several DA can tenvolutione from the clocked data communication network at the same time are transmitted via the unswitched data communications network.
  • the method further comprises the steps of: receiving the second non-clocked one
  • Data packets in the gateway Creating clocked data packets from data of the second uncatched data packets; Feeding the clocked data packets into the clocked data communication network at clocks that are synchronous at the time clock at which the second idle data packets were generated in the receiver node.
  • the method makes it possible for the data sent by the receiver node to be fed into the timed data communication network synchronously for transmission, without this data having to be buffered and / or that the data packets have to be recoded in a complicated manner.
  • data transported with the data packets is part of a stream of media data, for example audio and / or video data.
  • the reconstructed clock can then be used to clock the playback of audio and / or video streams.
  • this clock cycle can be used to clock audio and / or video streams of an Ethernet device (ie a device connected to the Ethernet node) and / or to feed it into the Ethernet network in synchronism with the MOST clocking.
  • the gateway and / or receiver node comprises a codec which generates (non-clocked and / or clocked) data packets of a stream of media data in synchronism with the clock of the clocked data communication network, or converts from analog to digital and vice versa ,
  • the analog media stream can be generated with a codec, using the reconstructed timing clock from the digital media stream.
  • the gateway includes a codec that generates the clocked from the received data packets un- clocked data packets syn ⁇ chron can be fed without any intermediate storage to the time clock.
  • Another aspect of the invention relates to a kommuni- cation system for a vehicle, such as a car, truck or bus.
  • the data communication system comprises a gateway for connecting a clocked data communication network and a non-synchronized data ⁇ communication network and a receiver node in unge ⁇ clocked data communication network, wherein the gateway and the receiver node are configured to perform the method as it is described above and below.
  • FIG. 1 shows schematically a data communication system according to an embodiment of the invention.
  • FIG. 2 is a diagram explaining a method for synchronizing data packets according to an embodiment of the invention.
  • 3 schematically shows a data communication system according to an embodiment of the invention.
  • FIG. 4 is a diagram explaining a method of synchronizing data packets according to an embodiment of the invention.
  • Fig. 1 shows schematically a data communication system 10, which includes a MOST Net zwerk 12 as a clocked data communication network 12 and an Ethernet Net zwerk 14 as ungetaktetes kommu ⁇ nikationsnetztechnik 14.
  • the MOST Net zwerk 12 which has the topology of a ring is thereby operated with a MOST time clock, d. H.
  • MOST time clock d. H.
  • data packets are sent between the MOST nodes 16, which may each be part of a vehicle control unit 18.
  • the Ethernet Net zwerk 14 includes a plurality of nodes 20, which may include ⁇ example, a switch 22 or an Ethernet interface 24 of a vehicle control unit 26.
  • the two networks 12, 14 are connected by means of a gateway 28 which comprises both a MOST node 16 and an Ethernet node 20, for example in the form of a switch.
  • the MOST ring 12 is characterized by a temporal synchronicity with a clock rate of 44.1 kHz (audio clock rate a CD) or 48 kHz (clock rate of a DVD-Audio).
  • this clock is provided by a timing master and all participants of the MOST Net zwerkes 12 synchronize to this clock, ie all work in sync to this master clock. Therefore, it is possible to set up a synchronous data stream between source and sink, for example between two of the controllers 18.
  • the gateway 28 may be the master providing the master clock. However, if data streaming is to be performed by the controller 26 to one of the controllers 18, then synchrony issues may occur.
  • control unit 26 can also generate a working cycle of, for example, 44.1 kHz (eg by means of oscillator circuits, etc.), the cycle generally does not have to be synchronized with the MOST network 12, ie deviations may occur this clock and the
  • MOST network clock for example MOST: 44.101 kHz, control unit 44.099 kHz.
  • MOST network clock for example MOST: 44.101 kHz, control unit 44.099 kHz.
  • Fig. 2 is a diagram explaining a method for synchronizing data packets.
  • the gateway 28 receives MOST data packets from the clocked MOST network 12, each arriving at times defined by the MOST clock.
  • the MOST data packets may be based on a first audio or video data stream.
  • the gateway then packages the data from the clocked data packets into Ethernet data packets and provides them with a time stamp from which the time at which the respective MOST data packet arrives at the gateway can be reconstructed.
  • step 32 the Ethernet data packets are sent over the Ethernet network 14 to the receiver node 24.
  • the encoded in the Ethernet data packets MOST clock is transported over the Ethernet Net zwerk 14.
  • the receiver node reads the timestamps from the Ethernet data packets together with the transmission frequency of the Ethernet data, the number of packets received and the local clock and reconstructs the MOST clock of the MOST Net 12 zwerkes from this data, for example by means of Timestamp, the transmission frequency and / or the number of packets. In this way, the MOST clock in the controller 26 and in the receiver node 24 can be recovered.
  • the Ethernet node 24 In step 36, the Ethernet node 24 generates Ethernet data packets that are based for example on a further, second audio ⁇ or video data stream, which is for example sent from the controller 26 to a controller 18 which is connected to the MOST Net 12 zwerk. These second Ethernet data packets are provided with a time stamp which is based on the re ⁇ constructed MOST clock.
  • the second Ethernet data packets are synchronized based on a timing synchronous with the reconstructed MOST clock. In this way, the second Ethernet data packets are sent with a derived time clock that is synchronous to the MOST clock.
  • the gateway 38 receives the second Ethernet data packets and obtains the time clock of these data packets on the basis of their time stamp, transmission rate, number of packets and / or access time. help with his local tact.
  • the data contained in the second Ethernet data packets can be fed synchronously to the MOST clock of the MOST Net 12 zwerkes without caching in the MOST Net 12 zwerk.
  • Fig. 2 illustrates the transport of the MOST clock in the accounts 24 of the Ethernet Net zwerkes 14.
  • the MOST clock can be restored there and used there to synchronize other applications.
  • the data communication system 10 may be in a MOST clock domain 40 and a
  • Ethernet clock domain 42 are divided.
  • the MOST clock domain 40 extends virtually over the MOST Net zwerk 12 to the receiving node 24. If, as just described, the timing of the MOST network 12 is transmitted via the gateway 28 to the controller 28 and the controller 28 this time clock used to generate the data streaming ⁇ works, the source (receiving node 24 and control unit 28) with the same time clock as the sink, or parts of the sink (control unit 18). Therefore, it is possible, without the use of mechanisms such as insertion or omission of audio data or a clock rate conversion, the data streaming of the controller 28 via the gateway 28 in the time-controlled MOST Net zwerk 12 bring and send to the sink.
  • Ethernet Net zwerk 14 for example, IEEE802.1AS in combination with IEEE1722 to synchronize the clock rates (the timer of the gateway and the node 24) and IEEE1722 to transfer the data.
  • the Ethernet data packets can be transmitted with the IEEE1722 protocol, which has a fixed transmission cycle. Audio data is typically transmitted in a regular 8 kHz cycle. These fixed transmission cycles allow a planning of the data transport. Fig. 3 shows parts of the data communication system 10 de ⁇ tailored. The statements made below regarding audio data also apply to video data or streamed data in general.
  • the MOST clock (for example 48 kHz) and the uncompressed audio data are transmitted to the A / V codec 52 of the gateway 28 via the I2S -BU S 50 of the MOST node 16 or MOST controller 16.
  • the MOST controller 16 of the gateway 28 as the I2S master before the clock to the A / V codec 52 and thus clocks it finally.
  • the audio data is packaged by a packetizer 54 in IEEE1722 data packets and sent via the Ethernet interface 20 in synchronism with the I2S-BU S 50 via an Ethernet clock (which originates from a system clock 56).
  • the controller 26 receives this data and regenerates the timing of the audio data.
  • the system clock 58 of the controller 26 previously synchronized with the gateway 28
  • the data from the audio stream are used.
  • the audio data of an application 62 can also be made available analogously via the DAC (Digital to Analog) converter and can be reproduced synchronously with the MOST clock.
  • the regenerated timing clock may now also be used to trigger audio data output from the controller 26. This data can in turn be transmitted back to the gateway 28 and fed into the MOST Net 12 zwerk.
  • An application 64 thereby generates analog audio data which are packaged by an audio codec 66 into data packets which are sent from the Ethernet interface 24 to the gateway 28.
  • the packaging and sending of the data packets is controlled by a clock module 68 which reconstructs 12 of the data packets with the data from the MOST Net 12 the MOST clock and has restored.
  • the clock module 68 thus provides the Ethernet data packets with a derived MOST clock.
  • Ethernet data packets are received in the Ethernet interface 20 in the gateway 28, and by means of the in the Ethernet-Da ⁇ tenzige encoded derived MOST clock processed ketene to MOST pa- (for example, with an IC codec 52) and in the MOST-Net zwerk 12 fed.
  • a clock module 70 evaluates the Ethernet data packets to the derived MOST clock processed ketene to MOST pa- (for example, with an IC codec 52) and in the MOST-Net zwerk 12 fed.
  • a clock module 70 evaluates the Ethernet data packets to the derived
  • the MOST clock transmitted to the Ethernet network 14 may be referred to as "house clock” and is available to the audio systems and video systems within the Ethernet Net 12 as drivers of data processing and data transfer
  • a “sample clock” may indicate the sample rate used to convert an analog to the digital signal in the codec 66 and also to restore the analog signal in the DAC converter 60 after digital transmission.
  • FIG. 4 shows a diagram with data packets that can be sent in the two networks 12 and 14. In the diagram of FIG. 4, the time is plotted to the right.
  • the data packets 72 of the MOST network 12 are shown, which are each sent to a MOST clock 70.
  • the bus frequency or the time clock 70 and thus the transmission rate of the MOST network 12 is 48 kHz.
  • the clock of 48 kHz was chosen.
  • the second line of the diagram shows data packets 74 of the
  • the clock frequency 76 of the IEEE1722 protocol is 8 kHz in the first version of the standard, ie exactly six times slower than the MOST clock 70.
  • the data of six data packets 72 can thus be transmitted in an IEEE 1722 cycle in a data packet 74.
  • the third row of the diagram shows reconstructed data packets 78, which are generated in the control unit 26 from the Ethernet data packets 74 and which at the same time provide a reconstructed time clock 80.
  • the fourth row of the diagram shows data packets 82 which have a derived clock 84 which has been synchronized with the MOST clock 70 via the reconstructed clock 80.
  • the fifth line of the diagram shows data packets 88 having an asynchronous timing 90 that has not been synchronized with the MOST clock 70.
  • FIG. 4 also shows three data streams 92, 94, 96 which may be analog audio streams and which are explained below.
  • the data flow through the gateway 28 is shown in the first two lines.
  • the MOST data packets 72 are received by the gateway 28, and the data stream 92 is transmitted to the control unit 26 by the IEEE 1722 transport protocol into the Ethernet network 12, as explained above.
  • This data stream 72 is thus provided by means of QoS guarantees (provided by AVB)
  • the controller 26 restores the clock 70 of the MOST Net 12 and thus generates the reconstructed clock 80, with which the DAC converter 60 is operated to restore the data stream 92.
  • the data stream 92 restored in the control unit 26 is now synchronous with the original MOST clock 70.
  • the data packets 78 are delayed due to the processing and implementation in the gateway 28 in comparison to the data packets 72.
  • the clock 80 can now be used in the control unit 26 as already mentioned "house clock", in order to derive therefrom a clock 84 which controls the generation of the data stream 94.
  • the data stream 94 is then synchronous with the data stream 92 and thereby also synchronous with the MOST Clock 70.
  • the data stream 96 is shown as an example of a data stream that is not in sync with the "house clock” and therefore the MOST clock 70.
  • the frequency 90 of the data stream 96 is almost 48 kHz, for example 47.9 kHz data stream
  • the gateway 28 Since the data stream 96 is not synchronous with the clock 70 and thus the transmission frequency of the IEEE1722 protocol, in part only five data packets 88 can be collected and transmitted in the cycle of 8 kHz (125 ps). As a result, a data packet 88 '(temporally) is lost, as shown by way of example. If the data stream 96 is an audio stream, this effect will be reflected in the streaming of the data

Abstract

A method for synchronizing data packets from an unclocked data communication network (14) with a clocked data communication network (12) comprises the steps: receiving clocked data packets (72) from the clocked data communication network (12) in a gateway (28) at clock cycles (70) of the clocked data communication network (12); packing data from the clocked data packets (72) into first unclocked data packets (74) for the unclocked data communication network (14) in the gateway (28); providing the unclocked data packets (74) with one time stamp each, from which a clock cycle of a clocked data packet (72), the data of which have been packed into a respective first unclocked data packet (74), can be reconstructed; transmitting the first unclocked data packets (74) via the unclocked data communication network (14) to a receiver node (24) of the unclocked data communication network (14); reading the time stamps out of the first unclocked data packets (74) and reconstructing the clock cycle (80) of the clocked data communication network (12) from the time stamps, a transmission frequency, a number of clocked data packets and/or a local clock in the receiver node (24); and transmitting second unclocked data packets in a clock cycle (84) which is synchronous with the reconstructed clock cycle (84).

Description

Beschreibung description
Synchronisieren von Datenpaketen in einem Datenkommunikationssystem eines Fahrzeugs Synchronizing data packets in a data communication system of a vehicle
Gebiet der Erfindung: Field of the invention:
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Synchronisieren von Datenpaketen, bzw. Anwendungen und Systemen, aus einem unge- takteten, ereignisgesteuertem bzw. nicht-zeitgesteuertem Da- tenkommunikationsnet zwerk mit einem getakteten Datenkommunikationsnetzwerk sowie ein Datenkommunikationssystem für  The invention relates to a method for synchronizing data packets, or applications and systems, from an untagged, event-controlled or non-time-controlled data communication network with a clocked data communication network and a data communication system for
Fahrzeug . Vehicle.
Hintergrund der Erfindung: Background of the invention:
Elektronische Systeme eines Fahrzeugs lassen sich in Subsysteme gliedern. So werden beispielsweise Motor- und Getriebesteuerung dem Antriebstrang (Powertrain) , die elektronische Bremse dem Fahrwerksbereich (Chassis), und Komfortfunktionen wie Klimaanlage dem Body-Bereich zugeordnet. Electronic systems of a vehicle can be subdivided into subsystems. For example, engine and transmission control are assigned to the driveline (powertrain), the electronic brake to the chassis (chassis), and comfort functions such as air conditioning to the body area.
Aufgrund unterschiedlicher Anforderungen hinsichtlich Sicherheit, Bandbreite, Antwortzeit und Kosten sind diese Sub¬ systeme und die damit verbundenen Datenkommunikationsnetzwerke, wie etwa spezielle Kommunikationsbusse (CAN, LIN, MOST, FlexRay) häufig strikt voneinander getrennt. Due to different requirements in terms of security, bandwidth, response time and costs, these sub ¬ systems and the associated data communication networks, such as special communication buses (CAN, LIN, MOST, FlexRay) are often strictly separated.
Subsystemübergreifende Funktionen erfordern in der Regel eine Vernetzung der elektronischen Subsysteme über die Subsystemgrenzen hinweg; dies kann durch eine oder mehrere System- schnittstellen bzw. Gateways realisiert werden. Subsystem-spanning functions typically require networking of electronic subsystems across subsystem boundaries; This can be realized by one or more system interfaces or gateways.
Neben typischen Kommunikationsbussystemen aus dem Automotivebereich kann auch Ethernet im Fahrzeug eingesetzt werden. Ethernet mit hoher Bandbreite, hohem Maße an Flexibilität und weltweiter Standardisierung wird in den nächsten Jahren eine wichtige Systemschnittstelle eines Automobils und eines solchen Gateways- Steuergerätes darstellen. Allerdings werden Ether- net-basierte Datenkommunikationsnetzwerke bislang nur spora¬ disch im Automobil eingesetzt. In addition to typical communication bus systems from the automotive sector, Ethernet can also be used in the vehicle. High bandwidth Ethernet, high flexibility, and worldwide standardization will be an important system interface of an automobile and such a gateway controller over the next few years. However, ether net-based data communication networks previously used only spora ¬ disch in automobiles.
Verschiedene Gateway-Typen können zwischen den oben genannten Kommunikationsbussen vermitteln. Jedoch gehen bei diesen Gateway-Typen beim Datentransport bzw. Datenaustausch von einem in den anderen Kommunikationsbus die Güte und zeitliche Zuorden- barkeit der Daten verloren. Bei Übertragen von MOST-Daten auf ein Ethernet-Net zwerk kann die Herausforderung bestehen, dass die Taktzyklen des getakteten bzw. zeitgesteuerten Bussystems wie MOST beim Transport über den Gateway nicht verloren gehen sollen. Sollen beispielsweise Daten eines Ethernet-Net zwerkes in ein MOST-Net zwerk eingespeist werden, kann dies andernfalls einen hohen Aufwand an Speicher und/oder Sampleraten-Konvertierung bedeuten was u. a. zu einer Latenz des Datentransportes führen kann. Dies kann zur Folge haben, dass die Qualität der Daten schlechter wird und damit die Daten im Schlechtfall nicht mehr verwertet werden können. Different types of gateways can mediate between the above communication buses. However, in the case of these gateway types, the quality and temporal assignability of the data are lost during data transport or data exchange from one communication bus to the other. When transferring MOST data to an Ethernet network, the challenge may be that the clock cycles of the clocked or timed bus system such as MOST should not be lost during transport via the gateway. If, for example, data from an Ethernet network is to be fed into a MOST network, this can mean a high outlay on memory and / or sample rate conversion. a. can lead to a latency of the data transport. As a result, the quality of the data may be worse and the data may no longer be usable in the event of a disaster.
Für Fahrzeug-Datenkommunikationssysteme gibt es Realisierungen, die als Gateways bezeichnet werden, die unter anderem zur Vermittlung zwischen einem getakteten und einem ungetakteten Datenkommunikationsnetzwerk ausgestattet sind. Allerdings gehen bei diesen Realisierungen die ZeitInformationen verloren, d. h. es werden zwar Daten, die in einem getakteten Datenkommunikationsnetzwerk entstanden sind, in ein ungetaktetes Datenkommunikationsnetzwerk versendet und umgekehrt, aber die zeitliche Synchronisierung der Daten geht dabei verloren. Eine Dienstgüte von Daten ist durch diese Realisierungen nicht gegeben, sobald sie ein getaktetes Datenkommunikationsnetzwerk verlassen. Beispielsweise müsste die Zuordnung von Datenpaketen zu fixen Zeitmarken beibehalten werden. Für die Bewertung der Dienstgüte von Daten können beispielsweise Parameter wie Ver- zögerung und Jitter herangezogen werden. Für ungetaktete Datenkommunikationsnetzwerke ist bekannt, eine gemeinsame Zeitbasis beispielsweise mittels PTP (Precision Time Protocol) herzustellen. Spezielle Ausführungen hiervon sind standardisiert beispielsweise über IEEE1588, IEEE1588v2 und IEEE802.1AS. Auf Basis dieser zeitlichen Synchronität werden diese ZeitInformationen in Protokollen wie IEEE1722 und IEEE1733 genutzt, um den dazugehörigen Daten einen fixen absoluten Zeitstempel im Datenkommunikationsnetzwerk mitzugeben. Der Bedarf einer zeitlichen Synchronität in einem ungetakteten Datenkommunikationsnetzwerk ist bekannt und daher gibt es hierfür verschiedene Verfahren, die beispielsweise zu ver¬ schiedenen Echt zeit-Ethernet-Varianten geführt haben. Eine spezielle Variante ist hierbei Ethernet-AVB (Audio Video Bridging) . For vehicle data communication systems, there are implementations referred to as gateways, inter alia, equipped for switching between a clocked and an un-clocked data communication network. However, in these implementations, the time information is lost, that is, while data originating in a timed data communication network is sent to an unpitched data communication network, and vice versa, the temporal synchronization of the data is lost. A quality of service of data is not given by these implementations as soon as they leave a switched data communication network. For example, the mapping of data packets to fixed timestamps would have to be preserved. For example, parameters such as delay and jitter can be used to evaluate the quality of service of data. For untimed data communication networks it is known to produce a common time base, for example by means of PTP (Precision Time Protocol). Specific embodiments thereof are standardized, for example, via IEEE1588, IEEE1588v2 and IEEE802.1AS. Based on this temporal synchronicity, this time information is used in protocols such as IEEE1722 and IEEE1733 to give the associated data a fixed absolute timestamp in the data communication network. The need for time synchronization in a non-synchronized data communication network is known and therefore there are several different methods that have led for example to ver ¬ different real-time Ethernet variants. A special variant here is Ethernet AVB (Audio Video Bridging).
Ethernet /Ethernet AVB wird im Moment als Netzwerktechnologie noch nicht im Fahrzeug eingesetzt, das Bussystem MOST aber ausschließlich in diesem Industriezweig. Ethernet / Ethernet AVB is currently not used in the vehicle as a network technology, but the bus system MOST is used exclusively in this industry.
Zusammenfassung der Erfindung: Summary of the invention:
Es ist Aufgabe der Erfindung, Daten hoher Güte zwischen verschiedenen Datenkommunikationssystemen eines Fahrzeugs bereitzustellen.  It is an object of the invention to provide high quality data between different data communication systems of a vehicle.
Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand der unabhängigen An¬ sprüche gelöst. Weitere Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen und aus der folgenden Beschreibung . This object is achieved by the subject matter of the independent claims to ¬. Further embodiments of the invention will become apparent from the dependent claims and from the following description.
Ein Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Synchronisieren von Datenpaketen und eines Taktes aus einem ungetakteten Datenkommunikationsnetzwerk mit einem getakteten Datenkommunikationsnetzwerk . One aspect of the invention relates to a method for synchronizing data packets and a clock from an untimed data communication network to a switched data communication network.
Das getaktete bzw. zeitgesteuerte Datenkommunikationsnetzwerk kann ein MOST-Net zwerk sein. Beispielsweise MOST 150, d. h. die dritte Generation von MOST, kann als derartiges Datenkommu¬ nikationsnetzwerk verwendet werden. The timed data communication network may be a MOST Net. For example, MOST 150, ie the third generation of MOST, can be used as such Datenkommu ¬ nikationsnetzwerk.
Das ungetaktete bzw. nicht-zeitgesteuerte Datenkommunikati- onsnetzwerk kann ein Ethernet-Net zwerk sein. Dabei kann beispielsweise als Protokoll Ethernet-AVB verwendet werden. The untimed or non-timed data communication network may be an Ethernet Net. In this case, for example, Ethernet-AVB can be used as the protocol.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung umfasst das Verfahren die Schritte von: Empfangen von getakteten Datenpaketen aus dem getakteten Datenkommunikationsnetzwerk in einem Gateway zu Zeittakten des getakteten Datenkommunikationsnetzwerkes; According to one embodiment of the invention, the method comprises the steps of: receiving clocked data packets from the timed data communication network in a gateway at timings of the timed data communication network;
Verpacken von Daten aus den getakteten Datenpaketen in erste ungetaktete Datenpakete für das ungetaktete Datenkommunika¬ tionsnetzwerk in dem Gateway; Versehen der ungetakteten Da- tenpakete mit jeweils einem Zeitstempel, aus dem aufsynchro¬ nisierten Takt des ungetakteten Netzwerkes auf Basis getakteten Netzwerks, dessen Daten in ein jeweiliges erstes ungetaktetes Datenpaket verpackt wurden, rekonstruierbar ist; Versenden der ersten ungetakteten Datenpakete über das ungetaktete Daten- kommunikationsnet zwerk zu einem Empfänger-Knoten des unge¬ takteten Datenkommunikationsnetzwerkes; Auslesen der Zeit¬ stempel und weiterer Protokollinformationen aus den ersten ungetakteten Datenpaketen und Rekonstruieren des Zeittaktes des getakteten Datenkommunikationsnetzwerkes aus den Zeitstempeln, Senderate und Anzahl der Pakete in dem Empfänger-Knoten; und Versenden von zweiten ungetakteten Datenpaketen in einem Zeittakt, der mit dem rekonstruierten Zeittakt synchron ist. Packing data from the clocked data packets into first non-clocked data packets for the untacted Datenkommunika ¬ tion network in the gateway; Providing the unclocked DA tenpakete each with a time stamp from the aufsynchro ¬ nized clock of the non-synchronized network clocked based network whose data were packaged in a respective first unclocked data packet can be reconstructed; Sending the first non-clocked data packets via the non-clocked Daten- kommunikationsnet zwerk to a receiver node of unge ¬ clocked data communication network; Reading out the time stamp ¬ and other protocol information from the first non-synchronized data packets and reconstructing the time cycle of the clocked data communication network from the time stamps, transmission rate, and number of packets in the receiver node; and sending second idle data packets in a clock that is synchronous with the reconstructed clock.
Beispielsweise können (erste) Daten aus MOST-Datenpaketen über Ethernet an den Empfänger-Knoten geschickt werden. Der Empfänger-Knoten decodiert dann die empfangenen Ethernet-Pakete und rekonstruiert deren Zeittakte. Dabei ist zu verstehen, dass ein Zeittakt regelmäßig Taktzyklen aufweisen kann, zu denen Datenpakete verschickt werden. For example, (first) data from MOST data packets can be sent to the receiver node via Ethernet. The receiver node then decodes the received Ethernet packets and reconstructs their clocks. It should be understood that a clock may periodically have clock cycles at which data packets are sent.
Wenn der Empfänger (zweite) Daten in das MOST-Net zwerk schicken soll, werden diese Daten dann synchronisiert zu dem rekon- struierten Zeittakt von dem Empfänger-Knoten (für erste Daten) versendet, der in diesem Fall ein Sender-Knoten (für zweite Daten) ist. Es können auch Datenpakete aus diesen Daten synchronisiert zu dem rekonstruierten Zeittakt im Empfänger-Knoten erstellt werden. Auf diese Weise synchronisiert der Empfän¬ ger-Knoten die ausgehenden (zweiten) Daten mittels des Zeittakts der empfangenen (ersten) Daten bzw. Datenstromes. If the receiver is to send (second) data into the MOST network, this data is then synchronized with the reconstructed data. structured time clock from the receiver node (for first data), which in this case is a transmitter node (for second data). It is also possible to create data packets from this data synchronized to the reconstructed time cycle in the receiver node. Thus, the receptions and seminars ¬ ger node outgoing (second) data synchronized by means of the clock pulse of the received (first) data or data stream.
Mit dem Verfahren können die ZeitInformation aus dem getakteten Datenkommunikationsnetzwerk in das ungetaktete Datenkommunikationsnetzwerk übertragen werden. Diese ZeitInformation kann dazu genutzt werden, um aus dem ungetakteten Datenkommunika¬ tionsnetzwerk synchron zum getakteten Datenkommunikationsnetzwerk Daten zu verschicken, und diese Daten dadurch dann wieder synchronisiert in das getaktete Datenkommunikations¬ netzwerk einzuspeisen. Das ungetaktete Datenkommunikations¬ netzwerk kann dabei so transparent arbeiten, dass die Dienstgüte der zeitgesteuerten Daten nicht verfälscht wird. Mit dieser Erfindung kann das Problem eines Datenaustausches zwischen einem ungetakteten Datenkommunikationsnetzwerk (wie etwa MOST) und einem an sich ungetakteten Datenkommunikationsnetzwerk (wie etwa Ethernet nach IEEE 802.3) unter Bewahrung der zeitlichen Synchronität adressiert werden. With the method, the time information may be transmitted from the timed data communication network to the untimed data communication network. This time information can be used to send data from the non-clocked Datenkommunika ¬ tion network synchronous to the clocked data communication network, and then synchronized this data then fed into the clocked data communication ¬ network. The unscheduled data communications ¬ network may operate so transparent that the quality of service scheduling data is not distorted. With this invention, the problem of data exchange between an untimed data communications network (such as MOST) and an inherently untimed data communications network (such as IEEE 802.3 Ethernet) can be addressed while preserving temporal synchrony.
Insbesondere in einer Übergangszeit können die Netzwerktech¬ nologien MOST und Ethernet-AVB parallel eingesetzt werden. Weiterhin kann ein Bedarf nach Migrationszenarien von MOST zu Ethernet bestehen. Mit dem Verfahren können diese Szenarien ohne Verlust von Dienstgüte (im Speziellen einer Audio/Video-Quali¬ tät) und ohne zusätzliche kostenverursachende Komponenten wie zusätzlichem Speicher bzw. einem Sampleratenkonverter, oder einer spürbaren Zeitverzögerung umgesetzt werden. Insgesamt können mit dem Verfahren unterschiedliche Netz¬ werktechnologien vereinheitlicht werden. Dies kann zu einer insgesamt kostengünstigeren Vernetzung aufgrund von Skalen- effekten führen. Auf einen Sampleratenkonverter und einen größeren Speicherpuffer für die Daten kann verzichtet werden. Die Qualität der Daten bei der Übertragung kann erhalten bleiben. Zusätzlich besteht die Möglichkeit, auf eine Vereinheitlichung der verwendeten Vernetzungstechnologien hinzuarbeiten, d. h. bestehende Netzwerke sukzessive durch ein einheitliches Netzwerk zu ersetzen. Especially in a transitional period, Netzwerktech ¬ technologies MOST and Ethernet AVB can be used in parallel. Furthermore, there may be a need for migration scenarios from MOST to Ethernet. With the method, these scenarios without loss of quality of service (in particular an audio / video Quali ¬ ity) and without additional cost-causing components such as additional memory or a sample rate converter, or a noticeable time delay can be implemented. Overall, different network ¬ plant technologies can be unified with the procedure. This can lead to an overall lower cost of interconnection due to scale effects. A sample rate converter and a larger memory buffer for the data can be dispensed with. The quality of the data during transmission can be maintained. In addition, it is possible to work towards a standardization of the networking technologies used, ie to successively replace existing networks with a uniform network.
Das Gateway bzw. die Schnittstelle zwischen den beiden Da- tenkommunikationsnet zwerken kann als QoS-Gateway aufgefasst werden, das zwischen verschiedenen getakteten Datenkommunikationsnetzwerken und ungetakteten Datenkommunikationsnetzwerken vermitteln kann. Durch die Art des Datenaustausches wird die Dienstgüte des jeweiligen sendenden Datenkommunikations- netzwerkes (bzw. der zu übertragenden Daten) nicht beim Transport in das andere Datenkommunikationsnetzwerk verletzt. The gateway or the interface between the two data communication networks can be regarded as a QoS gateway that can mediate between different clocked data communication networks and non-clocked data communication networks. Due to the nature of the data exchange, the quality of service of the respective transmitting data communication network (or of the data to be transmitted) is not violated during transport into the other data communication network.
Der Zeittakt des getakteten Datenkommunikationsnetzwerkes kann beispielsweise im Falle eines MOST-Net zwerkes ein MOST-Takt mit 44,1 kHz oder 48 kHz sein. Dieser Zeittakt kann über ein geeignetes Transportprotokoll zum Empfänger-Knoten übertragen werden. Dabei wird der Zeittakt im Empfänger-Knoten zurückgewonnen und steht somit verschiedenen Diensten zur Verfügung. Die Wiedergabe von Daten aus dem MOST-Net zwerk im Ethernet- Netzwerk kann somit synchron zum MOST-Net zwerk erfolgen. Weiter ist es möglich, Anwendungen, die auf dem Ethernet-basierenden Empfänger-Knoten laufen, mit diesem Zeittakt zu betreiben und deren Daten dann über ein geeignetes Transportprotokoll über das Gateway in das MOST-Net zwerk einzuspeisen. Da sich der Ur- sprungszeittakt dieser Anwendung bzw. der transportierten Daten auf das MOST-Net zwerk zurückführen lässt und zu diesem synchron ist, können die Daten ohne QoS-Verlust in dem MOST-Net zwerk verwendet werden. Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung umfasst das Verfahren weiter den Schritt von: Synchronisieren eines Taktgebers des Gateways und eines Taktgebers des Empfänger-Knotens über das ungetaktete Datenkommunikationsnetzwerk. Um beispielsweise Nachrichten zwischen MOST und Ethernet-AVB unter Beibehaltung der Dienstgüte zu übertragen, kann vor der Datenübertragung noch eine Synchronisation der Uhren („Clock") bzw. Taktgeber beider Netzwerktechnologien nötig sein. Hierbei besteht die Möglichkeit, den MOST-Zeittakt (beispielsweise 44,1 kHz oder 48 kHz) als House-Taktgeber in das AVB-Netzwerk zu überführen und damit die Datenströme zu takten. Dazu kann der MOST-Zeittakt aus dem MOST-Net zwerk abgeleitet und dann durch ein AVB-Transportpro- tokoll in das Ethernet-Net zwerk übertragen werden. The timing of the clocked data communication network, for example, in the case of a MOST Net zwerkes be a MOST clock with 44.1 kHz or 48 kHz. This time clock can be transmitted to the receiver node via a suitable transport protocol. The time clock is recovered in the receiver node and is thus available to various services. The reproduction of data from the MOST network in the Ethernet network can thus take place synchronously with the MOST network. Furthermore, it is possible to operate applications running on the Ethernet-based receiver node with this timing and then to feed their data via a suitable transport protocol via the gateway into the MOST network. Since the origin timing of this application or the transported data can be traced back to the MOST network and is synchronous with it, the data can be used in the MOST network without loss of QoS. According to an embodiment of the invention, the method further comprises the step of: synchronizing a clock of the gateway and a clock of the receiver node via the Unmated data communications network. For example, in order to transmit messages between MOST and Ethernet AVB while maintaining the quality of service, synchronization of the clocks or clocks of both network technologies may be necessary before the data transmission , 1 kHz or 48 kHz) as a house clock in the AVB network and thus to clock the data streams.To do this, the MOST time clock derived from the MOST-Net zwerk and then through an AVB transport protocol in the Ethernet -Net zwerk be transferred.
Durch eine genaue ZeitSynchronisation (z. B. durch Verwendung von IEEE802.1AS) der Ethernet-Knoten untereinander und somit auch der Gateways, ist es möglich, einen zum MOST synchronen Zeittakt im Ethernet-Net zwerk bzw . im Empfänger-Knoten zurückzugewinnen, der einen Jitter kleiner als 1 ps aufweist. By an exact time synchronization (eg by using IEEE802.1AS) of the Ethernet nodes with each other and thus also the gateways, it is possible, a synchronous to the MOST clock in the Ethernet Net zwerk or. in the receiver node having a jitter less than 1 ps.
Es ist zu verstehen, dass es nicht notwendig ist, die Systemtakte beider Netzwerke miteinander zu synchronisieren, was einen hohen Aufwand verursachen kann. Mit dem Verfahren wird lediglich ein Anwendungstakt transportiert. Dieser kann dem Ethernet-Net zwerk bzw. dem Empfänger-Knoten zur Verfügung gestellt werden und kann zum synchronen Übertragen von Daten zum MOST-Net zwerk genutzt werden. Weiterhin steht dem Ethernet-Net zwerk völlig offen, einen eigenen Zeittakt zu generieren. Die beiden Systeme können unabhängig voneinander arbeiten. It should be understood that it is not necessary to synchronize the system clocks of both networks, which can be costly. With the method, only one application clock is transported. This can be made available to the Ethernet network or the receiver node and can be used to synchronously transmit data to the MOST network. Furthermore, the Ethernet Net zwerk is completely open to generate its own time clock. The two systems can work independently.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung umfasst der Zeitstempel und die dazugehörige Frequenz der Datenübertragung, mit dem ein ungetaktetes Datenpaket versehen wird, einen Zeittakt des getakteten Datenpaketes, dessen Daten in das ungetaktete Da¬ tenpaket verpackt werden. Mit anderen Worten kann der Wert des Zeittaktes bzw. der Zeitpunkt des Zeittaktes direkt in das ungetaktete Datenpaket kodiert werden. Beispielsweise ist es möglich, dass das im Gateway umgesetzte Transportprotokoll den MOST-Takt am Gateway digitalisiert und beim Empfänger-Knoten der MOST-Takt daraus zurückgewonnen wird. Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung umfasst das Verfahren weiter die Schritte von: Sammeln mehrerer getakteter Datenpakete; Verpacken der Daten der gesammelten Datenpakete in einem ungetakteten Datenpaket. Es ist nicht notwendig, dass jedem ungetakteten Datenpaket genau ein getaktetes Datenpaket zu¬ geordnet wird. Da das Transportvolumen des ungetakteten Datenkommunikationsnetzwerkes größer als das des Datenkommuni¬ kationsnetzwerkes sein kann, können die Daten mehrerer Da- tenpakete aus dem getakteten Datenkommunikationsnetzwerk gleichzeitig über das ungetaktete Datenkommunikationsnetzwerk übertragen werden. According to one embodiment of the invention comprises the time stamp and the corresponding frequency of the data transmission with which an unclocked data packet is provided a timing of the clocked data packet whose data are packed in the unclocked Since ¬ tenpaket. In other words, the value of the clock or the time of the clock can be coded directly into the clock without data. For example, it is possible for the transport protocol implemented in the gateway to digitize the MOST clock at the gateway and to recover the MOST clock at the receiver node. According to an embodiment of the invention, the method further comprises the steps of: collecting a plurality of clocked data packets; Packaging the data of the collected data packets in an untimed data packet. It is not necessary that every non-synchronized data packet is exactly ordered a clocked data packet to ¬. Since the transport volume of the non-synchronized data communication network may be larger than that of the Datenkommuni ¬ cation network, the data of several DA can tenpakete from the clocked data communication network at the same time are transmitted via the unswitched data communications network.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung umfasst das Verfahren weiter die Schritte von: Empfang der zweiten ungetaktetenAccording to an embodiment of the invention, the method further comprises the steps of: receiving the second non-clocked one
Datenpakete in dem Gateway; Erstellen von getakteten Datenpaketen aus Daten der zweiten ungetakteten Datenpakete; Einspeisen der getakteten Datenpakete in das getaktete Datenkommunikationsnetzwerk zu Zeittakten, die zu dem Zeittakt, mit denen die zweiten ungetakteten Datenpakete im Empfänger-Knoten erzeugt wurden, synchron sind. Mit dem Verfahren ist möglich, dass die vom Empfänger-Knoten versendeten Daten synchron zum Versenden in das getaktete Datenkommunikationsnetzwerk eingespeist werden, ohne dass diese Daten zwischengespeichert werden müssen und/oder dass die Datenpakete in komplizierter Art und Weise umkodiert werden müssen. Data packets in the gateway; Creating clocked data packets from data of the second uncatched data packets; Feeding the clocked data packets into the clocked data communication network at clocks that are synchronous at the time clock at which the second idle data packets were generated in the receiver node. The method makes it possible for the data sent by the receiver node to be fed into the timed data communication network synchronously for transmission, without this data having to be buffered and / or that the data packets have to be recoded in a complicated manner.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung sind mit den Datenpaketen transportierte Daten Teil eines Stroms von Me- diendaten, beispielsweise von Audio- und/oder Videodaten. Der rekonstruierte Zeittakt kann dann zur Taktung der Wiedergabe von Audio- und/oder Videoströmen verwendet werden. Weiterhin kann dieser Zeittakt dazu genutzt werden, um Audio- und/oder Videoströme eines Ethernet-Gerätes (d. h. eines mit dem Ether- net-Knoten verbundenen Geräts) zu takten und/oder synchron zur MOST-Taktung ins Ethernet-Net zwerk einzuspeisen. Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung umfasst der Gateway und/oder Empfänger-Knoten einen Codec, das (ungetaktete und/oder getaktete) Datenpakete eines Stroms von Mediendaten synchron zu dem Zeittakt des getakteten Datenkommunikationsnetzwerkes er- zeugt, bzw. von analog nach digital wandelt und umgekehrt. Im Empfänger-Knoten kann der analoge Medienstrom mit einem Codec erzeugt werden, unter Zuhilfenahme desrekonstruierten Zeittaktes aus dem digitalen Medienstrom. Weiter ist es möglich, dass das Gateway einen Codec umfasst, das aus den empfangenen unge- takteten Datenpaketen getaktete Datenpakete erzeugt, die syn¬ chron zum Zeittakt ohne Zwischenspeicherung eingespeist werden können . According to one embodiment of the invention, data transported with the data packets is part of a stream of media data, for example audio and / or video data. The reconstructed clock can then be used to clock the playback of audio and / or video streams. Furthermore, this clock cycle can be used to clock audio and / or video streams of an Ethernet device (ie a device connected to the Ethernet node) and / or to feed it into the Ethernet network in synchronism with the MOST clocking. According to one embodiment of the invention, the gateway and / or receiver node comprises a codec which generates (non-clocked and / or clocked) data packets of a stream of media data in synchronism with the clock of the clocked data communication network, or converts from analog to digital and vice versa , In the receiver node, the analog media stream can be generated with a codec, using the reconstructed timing clock from the digital media stream. Further, it is possible that the gateway includes a codec that generates the clocked from the received data packets un- clocked data packets syn ¬ chron can be fed without any intermediate storage to the time clock.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Datenkommuni- kationssystem für ein Fahrzeug, beispielsweise einen Pkw, Lkw oder Bus . Another aspect of the invention relates to a Datenkommuni- cation system for a vehicle, such as a car, truck or bus.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung umfasst das Datenkommunikationssystem ein Gateway zum Verbinden eines getakteten Datenkommunikationsnetzwerkes und eines ungetakteten Daten¬ kommunikationsnetzwerkes und einen Empfänger-Knoten im unge¬ takteten Datenkommunikationsnetzwerk, wobei das Gateway und der Empfänger-Knoten dazu ausgeführt sind, das Verfahren durchzuführen, so wie es obenstehend und untenstehend beschrieben ist. According to one embodiment of the invention, the data communication system comprises a gateway for connecting a clocked data communication network and a non-synchronized data ¬ communication network and a receiver node in unge ¬ clocked data communication network, wherein the gateway and the receiver node are configured to perform the method as it is described above and below.
Es ist zu verstehen, dass Merkmale des Verfahrens so wie obenstehend und untenstehend beschrieben auch Merkmale des Datenkommunikationssystems sein können und umgekehrt. Kurze Beschreibung der Figuren: It should be understood that features of the method as described above and below may also be features of the data communication system and vice versa. Brief description of the figures:
Im Folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung mit Bezug auf die beiliegenden Figuren detailliert beschrieben.  Embodiments of the invention will now be described in detail with reference to the accompanying drawings.
Fig. 1 zeigt schematisch ein Datenkommunikationssystem gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. Fig. 2 zeigt ein Diagramm, dass ein Verfahren zum Synchronisieren von Datenpaketen gemäß einer Ausfüh rungsform der Erfindung erläutert. Fig. 3 zeigt schematisch ein Datenkommunikationssystem gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. Fig. 1 shows schematically a data communication system according to an embodiment of the invention. FIG. 2 is a diagram explaining a method for synchronizing data packets according to an embodiment of the invention. 3 schematically shows a data communication system according to an embodiment of the invention.
Fig. 4 zeigt ein Diagramm, dass ein Verfahren zum Synchronisieren von Datenpaketen gemäß einer Ausfüh rungsform der Erfindung erläutert. 4 is a diagram explaining a method of synchronizing data packets according to an embodiment of the invention.
Grundsätzlich sind identische oder ähnliche Teile mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Basically, identical or similar parts are provided with the same reference numerals.
Detaillierte Beschreibung von Ausführungsbeispielen: DETAILED DESCRIPTION OF EMBODIMENTS
Fig. 1 zeigt schematisch ein Datenkommunikationssystem 10, das ein MOST-Net zwerk 12 als getaktetes Datenkommunikationsnetzwerk 12 und ein Ethernet-Net zwerk 14 als ungetaktetes Datenkommu¬ nikationsnetzwerk 14 umfasst. Fig. 1 shows schematically a data communication system 10, which includes a MOST Net zwerk 12 as a clocked data communication network 12 and an Ethernet Net zwerk 14 as ungetaktetes Datenkommu ¬ nikationsnetzwerk 14.
Das MOST-Net zwerk 12, das die Topologie eines Rings aufweist, wird dabei mit einem MOST-Zeittakt betrieben, d. h. zu jedem regelmäßigem Zeitpunkt, den der MOST-Zeittakt vorgibt, werden zwischen den MOST-Knoten 16, die jeweils Bestandteil eines Fahrzeug-Steuergeräts 18 sein können, Datenpakete versendet. The MOST Net zwerk 12, which has the topology of a ring is thereby operated with a MOST time clock, d. H. At each regular time that the MOST clock specifies, data packets are sent between the MOST nodes 16, which may each be part of a vehicle control unit 18.
Das Ethernet-Net zwerk 14 umfasst mehrere Knoten 20, die bei¬ spielsweise einen Switch 22 oder eine Ethernet-Schnittstelle 24 eines Fahrzeug-Steuergeräts 26 umfassen können. The Ethernet Net zwerk 14 includes a plurality of nodes 20, which may include ¬ example, a switch 22 or an Ethernet interface 24 of a vehicle control unit 26.
Die beiden Netzwerke 12, 14 sind mittels eines Gateways 28 verbunden, der sowohl einen MOST-Knoten 16, als auch einen Ethernet-Knoten 20 beispielsweise in der Form eines Switches umfasst . The two networks 12, 14 are connected by means of a gateway 28 which comprises both a MOST node 16 and an Ethernet node 20, for example in the form of a switch.
Der MOST-Ring 12 ist gekennzeichnet durch eine zeitliche Synchronität mit einer Taktrate von 44,1 kHz (Audio-Taktrate einer CD) bzw. 48 kHz (Taktrate einer DVD-Audio) . Bei MOST wird dieser Takt von einem Timing-Master zur Verfügung gestellt und alle Teilnehmer des MOST-Net zwerkes 12 synchronisieren sich auf diesen Takt, d. h. alle arbeiten synchron zu diesem Master-Takt . Daher besteht die Möglichkeit, ein synchrones Datenstreaming zwischen Quelle und Senke aufzusetzen, beispielsweise zwischen zwei der Steuergeräte 18. Beispielsweise kann der Gateway 28 der Master sein, der den Master-Takt bereitstellt. Wenn nun ein Datenstreaming von dem Steuergerät 26 zu einem der Steuergeräte 18 durchgeführt werden soll, können allerdings Synchronitätsprobleme auftreten. Das Steuergerät 26 kann zwar auch einen Arbeitstakt von beispielsweise 44,1 kHz generieren (z. B. durch Oszillatorschaltungen, usw.), der Takt muss in der Regel aber nicht zeitlich synchron zum MOST-Net zwerk 12 sein, d. h. es kann Abweichungen zwischen diesem Takt und dem The MOST ring 12 is characterized by a temporal synchronicity with a clock rate of 44.1 kHz (audio clock rate a CD) or 48 kHz (clock rate of a DVD-Audio). In MOST this clock is provided by a timing master and all participants of the MOST Net zwerkes 12 synchronize to this clock, ie all work in sync to this master clock. Therefore, it is possible to set up a synchronous data stream between source and sink, for example between two of the controllers 18. For example, the gateway 28 may be the master providing the master clock. However, if data streaming is to be performed by the controller 26 to one of the controllers 18, then synchrony issues may occur. Although the control unit 26 can also generate a working cycle of, for example, 44.1 kHz (eg by means of oscillator circuits, etc.), the cycle generally does not have to be synchronized with the MOST network 12, ie deviations may occur this clock and the
MOST-Netzwerk-Takt geben (Beispielsweise MOST: 44,101 kHz, Steuergerät 44,099 kHz) . Falls nun ein Datenstreaming vom Steuergerät 26 zu einem der Steuergeräte 18 durchgeführt wird, ist es in diesem Fall notwendig, Taktraten in dem Gateway 28 anzugleichen. Dies kann beispielsweise durch das Einfügen bzw. Weglassen von Audiodaten oder durch eine aufwendige Konvertierung der Taktraten geschehen. Beide Verfahren haben Auswirkungen auf die Audio-Qualität aufweisen und/oder erzeugen zusätzliche Kosten für das Gateway 28. Diese Probleme können mit einem Verfahren, wie es etwa in Bezug auf die Fig. 2 beschrieben wird, umgangen werden. Give MOST network clock (for example MOST: 44.101 kHz, control unit 44.099 kHz). In this case, if data streaming from the controller 26 to one of the controllers 18 is performed, it is necessary to equalize clock rates in the gateway 28. This can be done for example by inserting or omitting audio data or by a complicated conversion of the clock rates. Both methods have an impact on audio quality and / or add additional costs to the gateway 28. These problems can be circumvented by a method such as described with respect to FIG. 2.
Fig. 2 zeigt ein Diagramm, das ein Verfahren zum Synchronisieren von Datenpaketen erläutert. Fig. 2 is a diagram explaining a method for synchronizing data packets.
Im Schritt 30 empfängt das Gateway 28 MOST-Datenpakete aus dem getakteten MOST-Net zwerk 12, die jeweils zu Zeitpunkten eintreffen, die durch den MOST-Takt definiert sind. Die MOST-Da- tenpakete können beispielsweise auf einem ersten Audio- oder Videodatenstrom beruhen. Der Gateway 28 verpackt dann die Daten aus den getakteten Datenpaketen in Ethernet-Datenpakete und versieht diese mit einem Zeitstempel, aus dem der Zeitpunkt rekonstruiert werden kann, an dem das jeweilige MOST-Datenpaket am Gateway 28 ein- getroffen ist. In step 30, the gateway 28 receives MOST data packets from the clocked MOST network 12, each arriving at times defined by the MOST clock. For example, the MOST data packets may be based on a first audio or video data stream. The gateway then packages the data from the clocked data packets into Ethernet data packets and provides them with a time stamp from which the time at which the respective MOST data packet arrives at the gateway can be reconstructed.
Im Schritt 32 werden die Ethernet-Datenpakete über das Ether- net-Netzwerk 14 zu dem Empfänger-Knoten 24 gesendet. Der in den Ethernet-Datenpaketen kodierte MOST-Takt wird dabei über das Ethernet-Net zwerk 14 transportiert. In step 32, the Ethernet data packets are sent over the Ethernet network 14 to the receiver node 24. The encoded in the Ethernet data packets MOST clock is transported over the Ethernet Net zwerk 14.
Im Schritt 34 liest der Empfänger-Knoten die Zeitstempel aus den Ethernet-Datenpaketen zusammen mit der Sendefrequenz der Ethernetdaten, der Anzahl der empfangenen Pakete und des lokalen Taktes und rekonstruiert den MOST-Takt des MOST-Net zwerkes 12 aus diesen Daten, beispielsweise mittels der Zeitstempel, der Sendefrequenz und/oder der Anzahl der Pakete. Auf diese Weise kann der MOST-Takt im Steuergerät 26 bzw. im Empfänger-Knoten 24 zurückgewonnen werden. In step 34, the receiver node reads the timestamps from the Ethernet data packets together with the transmission frequency of the Ethernet data, the number of packets received and the local clock and reconstructs the MOST clock of the MOST Net 12 zwerkes from this data, for example by means of Timestamp, the transmission frequency and / or the number of packets. In this way, the MOST clock in the controller 26 and in the receiver node 24 can be recovered.
Im Schritt 36 erzeugt der Ethernet-Knoten 24 Ethernet-Datenpakete, die beispielsweise auf einem weiteren, zweiten Audio¬ oder Videodatenstrom beruhen, der beispielsweise von dem Steuergerät 26 an ein Steuergerät 18 gesendet wird, das mit dem MOST-Net zwerk 12 verbunden ist. Diese zweiten Ethernet-Datenpakete werden mit einem Zeitstempel versehen, der auf dem re¬ konstruierten MOST-Takt beruht. In step 36, the Ethernet node 24 generates Ethernet data packets that are based for example on a further, second audio ¬ or video data stream, which is for example sent from the controller 26 to a controller 18 which is connected to the MOST Net 12 zwerk. These second Ethernet data packets are provided with a time stamp which is based on the re ¬ constructed MOST clock.
Im Schritt 38 werden die zweiten Ethernet-Datenpakete auf Basis eines Zeittakts synchron versendet, der mit dem rekonstruierten MOST-Takt synchron ist. Auf diese Weise werden die zweiten Ethernet-Datenpakete mit einem abgeleiteten Zeittakt, der zum MOST-Takt synchron ist, versendet. Im Schritt 40 empfängt das Gateway 38 die zweiten Ethernet- Datenpakete und gewinnt den Zeittakt dieser Datenpakete auf Basis deren Zeitstempel, Senderate, Anzahl der Pakete und/oder Zu- hilfenahme seines lokalen Taktes zurück. Die in den zweiten Ethernet-Datenpaketen enthaltenen Daten können synchron zum MOST-Takt des MOST-Net zwerkes 12 ohne Zwischenspeicherung in das MOST-Net zwerk 12 eingespeist werden. In step 38, the second Ethernet data packets are synchronized based on a timing synchronous with the reconstructed MOST clock. In this way, the second Ethernet data packets are sent with a derived time clock that is synchronous to the MOST clock. In step 40, the gateway 38 receives the second Ethernet data packets and obtains the time clock of these data packets on the basis of their time stamp, transmission rate, number of packets and / or access time. help with his local tact. The data contained in the second Ethernet data packets can be fed synchronously to the MOST clock of the MOST Net 12 zwerkes without caching in the MOST Net 12 zwerk.
Zusammenfassend verdeutlicht Fig. 2 den Transport des MOST- Taktes in den Konten 24 des Ethernet-Net zwerkes 14. Der MOST-Takt kann dort wiederhergestellt und dort zum Synchronisieren weiterer Anwendungen verwendet werden. Somit kann das Daten- kommunikationssystem 10 in eine MOST-Taktdomäne 40 und eineIn summary, Fig. 2 illustrates the transport of the MOST clock in the accounts 24 of the Ethernet Net zwerkes 14. The MOST clock can be restored there and used there to synchronize other applications. Thus, the data communication system 10 may be in a MOST clock domain 40 and a
Ethernet-Taktdomäne 42 eingeteilt werden. Die MOST-Taktdomäne 40 reicht dabei virtuell über das MOST-Net zwerk 12 bis in den Empfangsknoten 24. Wenn, wie eben beschrieben, der Zeittakt des MOST-Netzwerkes 12 über den Gateway 28 an das Steuergerät 28 übertragen wird und das Steuergerät 28 diesen Zeittakt dazu verwendet, um das Daten¬ streaming zu generieren, arbeitet die Quelle (Empfangsknoten 24 bzw. Steuergerät 28) mit demselben Zeittakt wie die Senke, bzw. Teile der Senke (Steuergerät 18) . Daher ist es möglich, das Datenstreaming des Steuergerät 28, ohne Verwendung von Mechanismen wie Einfügen bzw. Weglassen von Audiodaten oder einer Taktraten-Konvertierung, über den Gateway 28 in das zeitgesteuerte MOST-Net zwerk 12 einzubringen und an die Senke zu schicken. Ethernet clock domain 42 are divided. The MOST clock domain 40 extends virtually over the MOST Net zwerk 12 to the receiving node 24. If, as just described, the timing of the MOST network 12 is transmitted via the gateway 28 to the controller 28 and the controller 28 this time clock used to generate the data streaming ¬ works, the source (receiving node 24 and control unit 28) with the same time clock as the sink, or parts of the sink (control unit 18). Therefore, it is possible, without the use of mechanisms such as insertion or omission of audio data or a clock rate conversion, the data streaming of the controller 28 via the gateway 28 in the time-controlled MOST Net zwerk 12 bring and send to the sink.
Die hierbei im Ethernet-Net zwerk 14 verwendeten Protokolle sind beispielsweise IEEE802.1AS in Kombination mit IEEE1722 zur Synchronisierung der Taktraten (der Zeitgeber des Gateways und des Knotens 24) und IEEE1722 zur Übertragung der Daten. The protocols used here in the Ethernet Net zwerk 14, for example, IEEE802.1AS in combination with IEEE1722 to synchronize the clock rates (the timer of the gateway and the node 24) and IEEE1722 to transfer the data.
Die Ethernet-Datenpakete können mit dem IEEE1722-Protokoll übertragen werden, was einen fixen Sendezyklus aufweist. Audiodaten werden typischerweise in einem regulären 8-kHz-Zyklus übertragen. Diese fixen Sendezyklen erlauben eine Planung des Datentransports . Die Fig. 3 zeigt Teile des Datenkommunikationssystems 10 de¬ taillierter. Die im Folgenden gemachten Aussagen über Audiodaten gelten auch für Videodaten bzw. gestreamte Daten im Allgemeinen . Über den I2S -BU S 50 des MOST- Knotens 16 bzw. MOST-Controllers 16 werden der MOST-Takt (z. B . 48 kHz) und die unkomprimierten Audiodaten an den A/V-Codec 52 des Gateways 28 übertragen. Hierbei gibt der MOST-Controller 16 des Gateways 28 als I2S- Master den Zeittakt dem A/V-Codec 52 vor und taktet diesen damit schließlich. The Ethernet data packets can be transmitted with the IEEE1722 protocol, which has a fixed transmission cycle. Audio data is typically transmitted in a regular 8 kHz cycle. These fixed transmission cycles allow a planning of the data transport. Fig. 3 shows parts of the data communication system 10 de ¬ tailored. The statements made below regarding audio data also apply to video data or streamed data in general. The MOST clock (for example 48 kHz) and the uncompressed audio data are transmitted to the A / V codec 52 of the gateway 28 via the I2S -BU S 50 of the MOST node 16 or MOST controller 16. In this case, the MOST controller 16 of the gateway 28 as the I2S master before the clock to the A / V codec 52 and thus clocks it finally.
Die Audiodaten werden durch einen Packetizer 54 in IEEE1722- Datenpakete verpackt und mithilfe eines Ethernet-Taktgebers (welcher von einem Systemtaktgeber 56 ausgeht) synchron zum I2S -BU S 50 über die Ethernet-Schnittstelle 20 versendet. The audio data is packaged by a packetizer 54 in IEEE1722 data packets and sent via the Ethernet interface 20 in synchronism with the I2S-BU S 50 via an Ethernet clock (which originates from a system clock 56).
Das Steuergerät 26 empfängt diese Daten und regeneriert den Zeittakt der Audiodaten. Hierfür werden der Systemtaktgeber 58 des Steuergeräts 26 (der vorher mit dem Gateway 28 synchronisiert wurde) und die Daten aus dem Audiostrom verwendet. Über den DAC (Digital zu Analog) -Konverter können letztendlich die Audiodaten einer Anwendung 62 auch analog zur Verfügung gestellt werden und synchron zum MOST-Takt wiedergegeben werden. Der regenerierte bzw. rekonstruierte Zeittakt kann nun auch verwendet werden, um Audiodaten zu triggern, die von dem Steuergerät 26 ausgegeben werden. Diese Daten können wiederum zurück zum Gateway 28 übertragen werden und in das MOST-Net zwerk 12 eingespeist werden. The controller 26 receives this data and regenerates the timing of the audio data. For this purpose, the system clock 58 of the controller 26 (previously synchronized with the gateway 28) and the data from the audio stream are used. Finally, the audio data of an application 62 can also be made available analogously via the DAC (Digital to Analog) converter and can be reproduced synchronously with the MOST clock. The regenerated timing clock may now also be used to trigger audio data output from the controller 26. This data can in turn be transmitted back to the gateway 28 and fed into the MOST Net 12 zwerk.
Eine Anwendung 64 erzeugt dabei analoge Audiodaten, die von einem Audio-Codec 66 in Datenpakete verpackt werden, die von der Ethernet-Schnittstelle 24 an den Gateway 28 gesendet werden. Das Verpacken und Versenden der Datenpakete wird dabei von einem Taktgeber-Modul 68 gesteuert, das aus den Datenpaketen mit den Daten aus dem MOST-Net zwerk 12 den MOST-Takt rekonstruiert und wiederhergestellt hat. Das Taktgeber-Modul 68 versieht die Ethernet-Datenpakete somit mit einem abgeleiteten MOST-Takt . An application 64 thereby generates analog audio data which are packaged by an audio codec 66 into data packets which are sent from the Ethernet interface 24 to the gateway 28. The packaging and sending of the data packets is controlled by a clock module 68 which reconstructs 12 of the data packets with the data from the MOST Net 12 the MOST clock and has restored. The clock module 68 thus provides the Ethernet data packets with a derived MOST clock.
Die Ethernet-Datenpakete werden in der Ethernet-Schnittstelle 20 im Gateway 28 empfangen, und mittels des in die Ethernet-Da¬ tenpakete kodierten abgeleiteten MOST-Takts zu MOST-Datenpa- keten verarbeitet (beispielsweise mit einem IC-Codec 52) und in das MOST-Net zwerk 12 eingespeist. Ein Taktgeber-Modul 70 wertet dabei die Ethernet-Datenpakete aus, um den abgeleiteten The Ethernet data packets are received in the Ethernet interface 20 in the gateway 28, and by means of the in the Ethernet-Da ¬ tenpakete encoded derived MOST clock processed ketene to MOST Datenpa- (for example, with an IC codec 52) and in the MOST-Net zwerk 12 fed. A clock module 70 evaluates the Ethernet data packets to the derived
MOST-Takt zu ermitteln und damit das IC-Codec zu steuern. To determine MOST clock and thus to control the IC codec.
Es ist zu verstehen, dass der MOST-Takt, der in das Ethernet- Netzwerk 14 übertragen wird, als „House Clock" bezeichnet werden kann und den Audiosystemen und Videosystemen innerhalb des Ethernet-Net zwerkes 14 als Treiber der Datenverarbeitung und Datenübertragung zur Verfügung steht . Im Gegensatz dazu kann eine „Sample Clock" die Samplerate kennzeichnen, die zum Konvertieren eines analogen in das digitale Signal im Codec 66 und auch zum Wiederherstellen des analogen Signales im DAC-Konverter 60 nach der digitalen Übertragung dient. It should be understood that the MOST clock transmitted to the Ethernet network 14 may be referred to as "house clock" and is available to the audio systems and video systems within the Ethernet Net 12 as drivers of data processing and data transfer In contrast, a "sample clock" may indicate the sample rate used to convert an analog to the digital signal in the codec 66 and also to restore the analog signal in the DAC converter 60 after digital transmission.
Fig. 4 zeigt ein Diagramm mit Datenpaketen, die in den beiden Netzwerken 12 und 14 versendet werden können. In dem Diagramm der Fig. 4 ist die Zeit nach rechts aufgetragen. 4 shows a diagram with data packets that can be sent in the two networks 12 and 14. In the diagram of FIG. 4, the time is plotted to the right.
In der ersten Zeile des Diagramms sind die Datenpakete 72 des MOST-Netzwerkes 12 dargestellt, die jeweils zu einem MOST-Takt 70 versendet werden. Die Busfrequenz bzw. der Zeittakt 70 und damit die Senderate des MOST-Netzwerkes 12, beträgt 48 kHz. Zur besseren Darstellung und im Hinblick auf MOST150 wurde der Takt von 48 kHz gewählt. In the first line of the diagram, the data packets 72 of the MOST network 12 are shown, which are each sent to a MOST clock 70. The bus frequency or the time clock 70 and thus the transmission rate of the MOST network 12, is 48 kHz. For better illustration and with regard to MOST150, the clock of 48 kHz was chosen.
Die zweite Zeile des Diagramms zeigt Datenpakete 74 des The second line of the diagram shows data packets 74 of the
Ethernet-Net zwerkes 14. Die Taktfrequenz 76 des IEEE1722- Protokolls beträgt in der ersten Version des Standards 8 kHz, d. h. exakt sechsmal langsamer als der MOST-Takt 70. Die Daten von sechs Datenpaketen 72 können so in einem IEEE1722-Zyklus in einem Datenpaket 74 übertragen werden. Die dritte Zeile des Diagramms zeigt rekonstruierte Datenpakete 78, die im Steuergerät 26 aus den Ethernet-Datenpaketen 74 erzeugt werden und die gleichzeitig einen rekonstruierten Zeittakt 80 liefern. Die vierte Zeile des Diagramms zeigt Datenpakete 82, die einen abgeleiteten Zeittakt 84 aufweisen, der über den rekonstruierten Zeittakt 80 mit dem MOST-Takt 70 synchronisiert wurde. Ethernet-Net zwerkes 14. The clock frequency 76 of the IEEE1722 protocol is 8 kHz in the first version of the standard, ie exactly six times slower than the MOST clock 70. The data of six data packets 72 can thus be transmitted in an IEEE 1722 cycle in a data packet 74. The third row of the diagram shows reconstructed data packets 78, which are generated in the control unit 26 from the Ethernet data packets 74 and which at the same time provide a reconstructed time clock 80. The fourth row of the diagram shows data packets 82 which have a derived clock 84 which has been synchronized with the MOST clock 70 via the reconstructed clock 80.
Die fünfte Zeile des Diagramms zeigt Datenpakete 88, die einen asynchronen Zeittakt 90 aufweisen, der nicht mit dem MOST-Takt 70 synchronisiert wurde. The fifth line of the diagram shows data packets 88 having an asynchronous timing 90 that has not been synchronized with the MOST clock 70.
In der Fig. 4 sind darüber hinaus drei Datenströme 92, 94, 96 dargestellt, die analoge Audioströme sein können und die im Folgenden erläutert werden. FIG. 4 also shows three data streams 92, 94, 96 which may be analog audio streams and which are explained below.
In den beiden ersten Zeilen ist der Datenfluss durch das Gateway 28 gezeigt. Für den ersten Datenstrom 92 werden die MOST-Da- tenpakete 72 vom Gateway 28 empfangen und der Datenstrom 92 wird durch das IEEE1722-Transportprotokoll in das Ethernet-Net zwerk 14, so wie weiter oben erläutert, bis zum Steuergerät 26 übertragen. Dieser Datenstrom 72 wird somit mittels QoS-Ga- rantien (die durch AVB bereitgestellt werden) durch das The data flow through the gateway 28 is shown in the first two lines. For the first data stream 92, the MOST data packets 72 are received by the gateway 28, and the data stream 92 is transmitted to the control unit 26 by the IEEE 1722 transport protocol into the Ethernet network 12, as explained above. This data stream 72 is thus provided by means of QoS guarantees (provided by AVB)
Ethernet-Net zwerk 14 übertragen. Ethernet Net zwerk 14 transferred.
Das Steuergerät 26 stellt den Zeittakt 70 des MOST-Net zwerkes 12 wieder her und erzeugt so den rekonstruierten Zeittakt 80, mit dem der DAC-Konverter 60 betrieben wird, um den Datenstrom 92 wieder herzustellen. Der im Steuergerät 26 wieder hergestellte Datenstrom 92 ist nun synchron zum originalen MOST-Takt 70. Die Datenpakete 78 sind bedingt durch die Verarbeitung und Umsetzung im Gateway 28 im Vergleich zu den Datenpaketen 72 verzögert. Der Zeittakt 80 kann nun im Steuergerät 26 als bereits erwähnte „House Clock" genutzt werden, um daraus einen Zeittakt 84 abzuleiten, mit dem das Erzeugen des Datenstroms 94 gesteuert wird. Der Datenstrom 94 ist dann synchron zum Datenstrom 92 und dadurch auch synchron zum MOST-Takt 70. The controller 26 restores the clock 70 of the MOST Net 12 and thus generates the reconstructed clock 80, with which the DAC converter 60 is operated to restore the data stream 92. The data stream 92 restored in the control unit 26 is now synchronous with the original MOST clock 70. The data packets 78 are delayed due to the processing and implementation in the gateway 28 in comparison to the data packets 72. The clock 80 can now be used in the control unit 26 as already mentioned "house clock", in order to derive therefrom a clock 84 which controls the generation of the data stream 94. The data stream 94 is then synchronous with the data stream 92 and thereby also synchronous with the MOST Clock 70.
Der Datenstrom 94 kann nun zum Gateway 28 übertragen werden und nach Regeneration seines Zeittakts synchron in das MOST-Net zwerk 12 eingespeist werden. Durch seine Synchronität zum MOST-Takt 70 ist hierbei die Beibehaltung der Qualität garantiert. Es sind keine Sampleratekonverter oder zusätzlicher Speicherpuffer im Gateway 28 notwendig. The data stream 94 can now be transmitted to the gateway 28 and, after regeneration of its clock cycle synchronously fed into the MOST Net 12 zwerk. Due to its synchronism with the MOST clock 70, the quality is guaranteed. There are no sample rate converters or additional memory buffers in the gateway 28 necessary.
Der Datenstrom 96 ist als Beispiel für einen Datenstrom gezeigt, der nicht synchron zur „House Clock" und damit zum MOST-Takt 70 ist. Die Frequenz 90 des Datenstroms 96 beträgt nahezu 48 kHz, beispielsweise 47,9 kHz . Der Datenstrom 96 wird analog DatenstromThe data stream 96 is shown as an example of a data stream that is not in sync with the "house clock" and therefore the MOST clock 70. The frequency 90 of the data stream 96 is almost 48 kHz, for example 47.9 kHz data stream
95 in IEEE1722-Datenpakete verpackt und durch das Ethernet- Netzwerk 14 an den Gateway 28 übertragen. Da der Datenstrom 96 nicht synchron zum Zeittakt 70 und damit der Sendefrequenz des IEEE1722-Protokolls ist, können teilweise nur fünf Datenpakete 88 im Zyklus von 8 kHz (125 ps) eingesammelt und versendet werden. Dadurch geht ein Datenpaket 88' (zeitlich) verloren, wie exemplarisch dargestellt ist. Ist der Datenstrom 96 ein Audiostrom, wird dieser Effekt bei der Wiedergabe des Datenstroms95 packed in IEEE1722 data packets and transmitted through the Ethernet network 14 to the gateway 28. Since the data stream 96 is not synchronous with the clock 70 and thus the transmission frequency of the IEEE1722 protocol, in part only five data packets 88 can be collected and transmitted in the cycle of 8 kHz (125 ps). As a result, a data packet 88 '(temporally) is lost, as shown by way of example. If the data stream 96 is an audio stream, this effect will be reflected in the streaming of the data
96 im MOST-Net zwerk 12 deutlich hörbar, da der Audiostrom aussetzt. Im gezeigten Fall ist die Frequenz des Datenstroms 96 kleiner als die des MOST-Net zwerkes 70. Im umgekehrten Fall müsste das MOST-Net zwerk 12 Datenpakete 88 verwerfen, was auch zu ähnlich hörbaren Effekten führen würde. 96 in the MOST Net zwerk 12 clearly audible, since the audio stream stops. In the case shown, the frequency of the data stream 96 is smaller than that of the MOST Net zwerkes 70. In the opposite case would have the MOST Net zwerk 12 data packets 88 discard, which would also lead to similar audible effects.
Ergänzend ist darauf hinzuweisen, dass „umfassend" keine anderen Elemente oder Schritte ausschließt und „eine" oder „ein" keine Vielzahl ausschließt. Ferner sei darauf hingewiesen, dassIn addition, it should be noted that "comprehensive" does not exclude other elements or steps, and "a" or "an" does not exclude a multitude
Merkmale oder Schritte, die mit Verweis auf eines der obigen Ausführungsbeispiele beschrieben worden sind, auch in Kombi- nation mit anderen Merkmalen oder Schritten anderer oben beschriebener Ausführungsbeispiele verwendet werden können. Bezugszeichen in den Ansprüchen sind nicht als Einschränkung anzusehen . Features or steps that have been described with reference to one of the above embodiments, also in combination nation with other features or steps of other embodiments described above. Reference signs in the claims are not to be considered as limiting.

Claims

Patentansprüche claims
Verfahren zum Synchronisieren von Datenpaketen aus einem ungetakteten Datenkommunikationsnetzwerk (14) mit einem getakteten Datenkommunikationsnet zwerk (12), das Verfahren umfassend die Schritte: A method for synchronizing data packets from an untimed data communications network (14) to a clocked data communications network (12), the method comprising the steps of:
Empfangen von getakteten Datenpaketen (72) aus dem getakteten Datenkommunikationsnetzwerk (12) in einem Gateway (28) zu Zeittakten (70) des getakteten Datenkommunika¬ tionsnetzwerkes (12); Receiving clocked data packets (72) from the clocked data communication network (12) in a gateway (28) at timings (70) of the clocked Datenkommunika ¬ tion network (12);
Verpacken von Daten aus den getakteten Datenpaketen (72) in erste ungetaktete Datenpakete (74) für das ungetaktete Datenkommunikationsnetzwerk (14) in dem Gateway (28); Versehen der ungetakteten Datenpakete (74) mit jeweils einem Zeitstempel, aus dem ein Zeittakt eines getakteten Datenpaketes (72), dessen Daten in ein jeweiliges erstes ungetaktetes Datenpaket (74) verpackt wurden, rekon¬ struierbar ist; Packaging data from the clocked data packets (72) into first non-clocked data packets (74) for the untimed data communication network (14) in the gateway (28); Is provided to the unclocked data packets (74) each having a time stamp from which a timing of a clocked data packet (72) whose data were packaged in a respective first unclocked data packet (74), rekon ¬ struierbar;
Versenden der ersten ungetakteten Datenpakete (74) über das ungetaktete Datenkommunikationsnetzwerk (14) zu einem Empfänger-Knoten (24) des ungetakteten Datenkommunikationsnetzwerkes (14);  Sending the first idle data packets (74) over the untimed data communication network (14) to a receiver node (24) of the untimed data communication network (14);
Auslesen der Zeitstempel aus den ersten ungetakteten Datenpaketen (74) und Rekonstruieren des Zeittaktes (80) des getakteten Datenkommunikationsnetzwerkes (12) aus den Zeitstempeln, einem Sendezyklus, einer Anzahl der getakteten Datenpakete und/oder einem lokalen Takt in dem Empfänger-Knoten (24);  Retrieving the timestamps from the first uncatched data packets (74) and reconstructing the timing clock (80) of the timed data communication network (12) from the timestamps, a transmission cycle, a number of the timed data packets, and / or a local clock in the receiver node (24) ;
Versenden von zweiten ungetakteten Datenpaketen in einem Zeittakt (84), der mit dem rekonstruierten Zeittakt (84) synchron ist .  Sending second idle data packets in a clock (84) synchronous with the reconstructed clock (84).
Verfahren nach Anspruch 1, weiter umfassend den Schritt: Synchronisieren eines Taktgebers (56) des Gateways (28) und eines Taktgebers (68) des Empfänger-Knotens (24) über das ungetaktete Datenkommunikationsnetzwerk (14). Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Zeitstempel, mit dem die ungetakteten Datenpakete (74) versehen werden, synchron zu einen Zeittakt (70) eines getakteten Datenpaketes (72) umfasst, dessen Daten in das ungetaktete Datenpaket verpackt wurden. The method of claim 1, further comprising the step of: synchronizing a clock (56) of the gateway (28) and a clock (68) of the receiver node (24) over the untimed data communication network (14). The method of claim 1 or 2, wherein the timestamp provided to the non-clocked data packets (74) is synchronous with a clock (70) of a clocked data packet (72) whose data has been packaged in the uncatched data packet.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, weiter umfassend die Schritte: Method according to one of the preceding claims, further comprising the steps:
Sammeln mehrerer getakteter Datenpakete (70, 82);  Collecting a plurality of clocked data packets (70, 82);
Verpacken der Daten der gesammelten Datenpakete in einem ungetakteten Datenpaket (74). Packing the data of the collected data packets in an untimed data packet (74).
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, weiter umfassend die Schritte: Method according to one of the preceding claims, further comprising the steps:
Empfang der zweiten ungetakteten Datenpakete in dem Gateway (28) ;  Receiving the second idle data packets in the gateway (28);
Erstellen von getakteten Datenpaketen aus Daten der zweiten ungetakteten Datenpakete;  Creating clocked data packets from data of the second uncatched data packets;
Einspeisen der getakteten Datenpakete in das getaktete Datenkommunikationsnetzwerk (12) zu Zeittakten (84), die zu dem Zeittakt (80), mit dem die zweiten ungetakteten Datenpakete im Empfänger-Knoten (24) erzeugt wurden, synchron sind .  Feeding the clocked data packets into the clocked data communications network (12) at clocks (84) synchronous with the clock (80) at which the second idle data packets were generated at the receiver node (24).
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei mit den Datenpaketen transportierte Daten Teil eines Stroms (92, 94) von Mediendaten sind. Method according to one of the preceding claims, wherein data transported with the data packets are part of a stream (92, 94) of media data.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Gateway (28) und/oder Empfänger-Knoten (24) ein Codec (52, 66) umfassen, das Datenpakete eines Stroms von Me¬ diendaten synchron zu dem Zeittakt des getakteten Datenkommunikationsnetzwerkes erzeugt . Method according to one of the preceding claims, wherein (28) generates the gateway and / or receiver node (24), a codec (52, 66), the data packets of a stream of Me ¬ serving data in synchronism with the timing of the clocked data communication network.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das getaktete Datenkommunikationsnetzwerk (12) ein Method according to one of the preceding claims, wherein the clocked data communication network (12) ein
MOST-Netzwerk ist. MOST network is.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das ungetaktete Datenkommunikationsnetzwerk (14) ein Ethernet-Net zwerk ist. 9. The method according to any one of the preceding claims, wherein the non-clocked data communication network (14) is an Ethernet Net zwerk.
10. Datenkommunikationssystem (10) für ein Fahrzeug, das A data communication system (10) for a vehicle that
DatenkommunikationsSystem umfassend :  Data communication system comprising:
ein Gateway (28) zum Verbinden eines getakteten Datenkommunikationsnetzwerkes (12) und eines ungetakteten Datenkommunikationsnetzwerkes (14) ;  a gateway (28) for connecting a clocked data communication network (12) and an untimed data communication network (14);
einen Empfänger-Knoten (24) im ungetakteten Datenkommunikationsnetzwerk ;  a receiver node (24) in the untimed data communication network;
wobei das Gateway (28) und der Empfänger-Knoten (24) dazu ausgeführt sind, das Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9 durchzuführen.  wherein the gateway (28) and the receiver node (24) are adapted to perform the method of any one of claims 1 to 9.
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