ES2302191T3 - Pasarela y sistema de transmision de datos para una red de diagnostico de un vehiculo automovil. - Google Patents
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Abstract
Pasarela de transmisión de datos para red de diagnóstico de vehículo automóvil, estando la pasarela (11) destinada a ser instalada en un enlace común de la red de diagnóstico entre un emisor (10) y un receptor (12) de datos, caracterizada porque tiene medios de emisión (3) de un flujo de datos simulado, idéntico a un flujo de datos enviado por el receptor (12) como respuesta al flujo de datos emitido por el emisor (10) y transmitido por la pasarela (11).
Description
Pasarela y sistema de transmisión de datos para
una red de diagnóstico de un vehículo automóvil.
El presente invento se refiere al intercambio de
información de diagnóstico en una red de diagnóstico de un vehículo
automóvil, tal como una red de tipo CAN (del inglés "Controller
Area Network").
Estas redes de diagnóstico tienen clásicamente
un conjunto de dispositivos emisores de datos de diagnóstico que
comunican con un conjunto correspondiente de dispositivos
receptores.
Las informaciones que circulan en esta red pasan
a veces por pasarelas que conectan la red con subredes. Estas
pasarelas están instaladas en el enlace común de la red, entre un
emisor y un receptor de datos.
Las informaciones de diagnóstico transportadas
en una red de este tipo permiten identificar un defecto o un mal
funcionamiento de un sistema a bordo de un vehículo automóvil
gracias al análisis de los tiempos de transmisión entre un emisor y
un receptor.
Se sabe, por la solicitud de patente US
2003093727, un dispositivo de diagnóstico y de corrección de errores
compuesto por un bloque de control del enlace común provisto de un
receptor para el registro de las señales que circulan por el enlace
común de datos y medios para detectar los errores de comunicación o
para compensar los errores contenidos en las informaciones
transmitidas. El dispositivo está conectado en la interconexión
central del enlace común, formando así una pasarela. Además, un
bloque de diagnóstico está integrado en la pasarela para controlar
la regularidad de las correcciones del bloque de control del enlace
común.
Tal dispositivo no tiene en cuenta el tiempo de
transmisión de un flujo de datos y no prevé por tanto mejorar el
caudal de transmisión de datos debido a la duración no despreciable
de los tiempos de transferencia dentro del dispositivo. En efecto,
la presencia de una pasarela alarga considerablemente el tiempo de
transmisión de un flujo de datos del emisor al receptor. Este
tiempo es tanto más largo cuanto más importante es el mensaje.
El documento EP-1244252 describe
una pasarela que conecta una primera y una segunda redes que tienen
características diferentes para asegurar un intercambio de
informaciones entre las dos redes. La pasarela envía y recibe, por
una parte, un mensaje que se transmite periódicamente, y, por otra
parte, un mensaje transmitido en respuesta a un acontecimiento, a
una solicitud o incluso a una demanda. El dispositivo descrito
recibe mensajes de la primera red, los almacena y después los envía
a la segunda red a la recepción de un acontecimiento ligado al
cambio de un valor denominado mensaje.
El documento US-2003/149715
describe un dispositivo denominado nudo de comunicación capaz de
actuar sobre el modo de comunicación en el caso de un protocolo
TCP. El caso del modo denominado de reconocimiento anticipado
("early anticipation"), el nudo de comunicación transmite
mensajes de reconocimiento anticipado de los datagramas que todavía
no han alcanzado el nudo, con el fin de evitar la saturación de la
memoria del nudo de comunicación. Estos mensajes anticipados están
asociados a los mensajes transmitidos por la red pero no son
similares a estos
últimos.
últimos.
El presente invento tiene como objeto
suministrar una pasarela y un sistema de transmisión de datos
mejorados para red de diagnóstico de vehículo automóvil. El
presente invento tiene también como objeto remediar ciertos
inconvenientes de los sistemas conocidos y reducir el tiempo de
transferencia a un valor próximo del tiempo de transferencia en
ausencia de pasarela de transmisión y hacer este tiempo
independiente de la longitud del mensaje y del número de pasarelas
atravesadas.
Con este objeto, el invento se refiere a una
pasarela de transmisión de datos para una red de diagnóstico de
vehículo automóvil (CAN) destinada a ser instalada en un enlace
común de la red de diagnóstico entre un emisor y un receptor de
datos. Esta pasarela tiene medios de emisión de un flujo de datos
simulado, idéntico a un flujo de datos enviado por el receptor en
respuesta al flujo de datos emitido por el emisor y transmitido por
la pasarela.
El envío de este mensaje ficticio por la
pasarela permite simular el control de flujo emitido por el
destinatario, por ejemplo un calculador, antes de que éste lo haya
recibido. El flujo de datos simulado por la pasarela hacia el
emisor permite a este último emitir la serie del mensaje que se va a
transmitir. De esta forma se minimizan los tiempos de espera de
recopia y de respuesta de las subredes.
Por otra parte, con el fin de transmitir
simultáneamente el flujo de datos simulado hacia el emisor y el
flujo de datos correspondiente al mensaje que hay que transmitir al
receptor, la pasarela tiene medios de sincronización.
Según una variante del invento la pasarela de
transmisión de flujo de datos puede estar integrada en una caja
electrónica dedicada a la función de pasarela.
Como variante, la función realizada por la
pasarela de transmisión de flujo de datos puede ser aplicada dentro
de un calculador electrónico que contiene otras funciones.
El invento tiene también como objeto un sistema
de transmisión de mensajes de diagnóstico que tiene al menos una
pasarela de transmisión destinada a ser instalada en un enlace común
de una red de diagnóstico (CAN) de un vehículo automóvil, un emisor
y un receptor instalados en este enlace común. Además la pasarela
tiene un sistema de emisión de un flujo simulado idéntico al flujo
de datos emitido por el emisor, y transmitido por la pasarela al
emisor, transmitiéndose este flujo de datos en el mismo tiempo que
el flujo transmitido del emisor hacia el receptor por la
pasarela.
Finalmente, según otro aspecto más, el invento
tiene como objeto un procedimiento de transmisión de mensajes de
diagnóstico (CAN) en una red de diagnóstico de un vehículo automóvil
por medio de una o varias pasarelas de transmisión instaladas en un
enlace común de la red de diagnóstico (CAN), que tiene las
siguientes etapas:
- -
- emisión de los datos de un emisor hacia la pasarela,
- -
- transmisión de los datos de la pasarela hacia un receptor, y
- -
- emisión, simultáneamente a la etapa de transmisión de los datos de la pasarela hacia el receptor, de un flujo de datos simulado idéntico a un flujo de datos enviado por el receptor en respuesta al flujo de datos transmitido por el emisor.
Según un modo de aplicación, el procedimiento de
la transmisión de las tramas que constituyen los mensajes de
diagnóstico de vehículo automóvil tiene las etapas que consisten
en:
- -
- emitir cada flujo correspondiente a la trama n del mensaje del receptor hacia la pasarela situada entre el emisor y el receptor;
- -
- esperar la respuesta verdadera para la trama n-1 enviada por el receptor a la pasarela, salvo para la primera trama; y
- -
- desde su recepción, enviar una respuesta simulada de la trama n, de la pasarela hacia el emisor y transmitir en paralelo la trama n hacia el receptor, constituyendo dicha respuesta simulada una simulación de la trama n.
El procedimiento de transmisión de mensaje de
diagnóstico procede al envío del mensaje por tramas sucesivas de 7
octetos hasta el fin del mensaje.
Otras ventajas y características del invento
aparecerán por el examen de la descripción detallada de un modo de
realización del invento de ningún modo limitativo, y de los dibujos
anejos, en los que:
- la figura 1 es un esquema sinóptico de una
pasarela de transmisión de datos; y
- la figura 2 ilustra el procedimiento de
transmisión de datos según el invento.
En la figura 1 se ha representado el esquema
funcional de una pasarela 11 de transmisión de datos para red de
diagnóstico de vehículo automóvil (CAN). Esta pasarela comprende
controladores primero y segundo CAN por los que se comunica con la
red CAN. La pasarela 11 comprende también un microprocesador 3 que
comunica con los controladores 2 y 4.
Con referencia igualmente a la figura 2, en la
que se ha representado la evolución en función del tiempo de una
parte de un sistema de transmisión de mensajes de diagnóstico al que
pertenece la pasarela de la figura 1, el primer controlador CAN1 2
está destinado a recibir mensajes entrantes procedentes de un emisor
distante 10, constituido por un útil de diagnóstico del vehículo, e
igualmente a transmitir mensajes hacia este útil 10.
El segundo controlador CAN2 4 se encarga del
envío de los mensajes recibidos hacia un receptor distante,
constituido por un calculador 12, e igualmente de recibir mensajes
procedentes de este calculador.
El sistema de transmisión de mensajes de
diagnóstico al que pertenece la pasarela tiene, en efecto, un
conjunto de emisores 10 y de receptores 12 correspondientemente
conectados en red en la red CAN del vehículo. Estos emisores y
receptor se comunican entre sí gracias a enlaces comunes de
transmisión de datos en los que están situadas las pasarelas 11.
Los intercambios de datos entre un emisor 10 y un receptor 12
correspondiente se efectúan en forma de tramas sucesivas de datos
de diagnóstico.
Este sistema puede tener varios enlaces comunes
de transmisión de datos que funcionan en paralelo y asociados cada
uno de ellos a varias pasarelas 11.
La asociación de dos o varias pasarelas 11 no
implica modificaciones de éstas. Cada una trabaja como si estuviera
aislada. Por otra parte, esta asociación de varias pasarelas tiene
poco efecto en los resultados.
\newpage
El microprocesador 3 está debidamente programado
de forma que emita, conjuntamente con el primer controlador CAN1,
un mensaje simulado hacia el emisor 10, en sincronía con la
retransmisión hacia el receptor 12, de un mensaje de diagnóstico
entrante recibido procedente de este emisor.
En particular, con el fin de gestionar los
tiempos muertos de transmisión, la pasarela 11 va a intentar
utilizar al máximo las capacidades de carga de los enlaces comunes.
De esta forma, se acelera la transmisión de datos para un resultado
próximo a una transmisión sin pasarela.
Para esto, la pasarela 11 de transmisión de
datos tiene medios de emisión de un flujo simulado 15. Tal flujo es
idén-
tico al flujo de datos 17 enviado por el receptor 12 en respuesta al flujo de datos 13, 14, 16, emitido por el emisor 10.
tico al flujo de datos 17 enviado por el receptor 12 en respuesta al flujo de datos 13, 14, 16, emitido por el emisor 10.
En efecto, la respuesta del destinatario 12 es
conocida por adelantado. La pasarela 11 puede, por tanto, enviarla
al emisor 10 antes de recibirla. Así, como se ve en la figura 2 que
ilustra los intercambios de mensajes en un enlace común de
transmisión de datos entre la emisión de una primera trama 13 y la
de una última trama 19, y en la que las flechas representan las
transmisiones de tramas entre un emisor y un receptor, pasando por
una pasarela, la transmisión de un mensaje tiene varias etapas.
Durante la primera etapa, los datos de
diagnóstico son enviados del emisor 10 hacia la pasarela 11 en la
forma de un primer mensaje 13. Estos datos son entonces
transmitidos de la pasarela 11 hacia el receptor 12. Simultáneamente
a la transmisión de los datos de la pasarela 11 hacia el receptor
12, el microprocesador 3 y el controlador 2 provocan la emisión,
con destino a la pasarela después del emisor 10, de un flujo de
datos simulado 15 que corresponde a la respuesta FC 17 del receptor
12. Esta respuesta ficticia es así transmitida al emisor 10 antes
incluso de que sea emitida por el receptor.
Además, el invento funciona utilizando el troceo
de los mensajes de diagnóstico según una variante del protocolo
denominado "diagnostic on CAN". Esta variante utiliza un tamaño
de bloque BS igual a 1. En otros términos, para cada trama emitida
por el emisor 10, una trama debe ser enviada en respuesta por el
destinatario hacia la pasarela.
Según este troceo, se trocea un mensaje con
objeto de formar las tramas siguientes:
- -
- SF (Trama Única, "Single Frame", en inglés): se trata de un mensaje de 7 octetos totalmente contenido en una trama CAN cuyo primer octeto es de la forma Ox;
- -
- FF (Primera Trama, "First Frame", en inglés): se trata de un comienzo de un mensaje que empieza por 1xyz, donde xyz es el número de octetos del mensaje;
- -
- CF (Trama Consecutiva "Consecutive Frame", en inglés): esta trama corresponde a una respuesta del receptor. Comienza por 2x;
- -
- FC (Flujo Controlado "Flow Control", en inglés): esta trama corresponde a una respuesta simulada enviada por la pasarela al emisor. Comienza por 3.
El segundo octeto se denomina BS e indica que
cada trama emitida es recibida por un FC. El mensaje así troceado
es transmitido entre un emisor y un receptor de la siguiente
forma.
En primer lugar, una primera trama 13,
constituida por la trama FF resultante del troceo del mensaje, es
emitida a t_{init}. Para esta primera trama, la pasarela 11
transmite el flujo de datos emitido 14 hacia el receptor 12 y
elabora simultáneamente un flujo 15 de datos simulados FC que
retransmite hacia el emisor.
Para una trama n de un mensaje CF 16, la
pasarela espera la respuesta del receptor 12, que es emitida por
este último en respuesta a la trama n-1. Después
reenvía una respuesta simulada FC 15 para esta trama n, hacia el
emisor 10.
En lo referente a la última trama 19, el
receptor 12 no envía ninguna respuesta. Igualmente, la pasarela 11
no envía ningún mensaje simulado.
Se observará que en el curso de la transmisión
de estos mensajes, la pasarela 11 controla el número de mensajes FC
17 que recibe. Se asegura así de que una sola trama es emitida por
adelantado, lo que le evita disponer de circuitos de memoria
intermedia importantes.
En el ejemplo de realización descrito
anteriormente, el troceo de los mensajes se ha efectuado utilizando
una serie de bloques BS igual a 1.
Es igualmente posible, como variante, utilizar
un tamaño de bloque superior a 1. En este caso, el algoritmo de la
pasarela se completa de forma que se conserve un modo de
funcionamiento similar al anteriormente descrito ocultando al
emisor 10 que el tamaño de bloque real es diferente de 1, de forma
que éste se comporte de la misma manera que si el tamaño de bloque
fuera igual a 1.
De esta forma, en el caso en el que el receptor
12 desee que el troceo se efectúe según un tamaño de bloque
superior a 1, la transmisión se efectúa según el principio
siguiente.
En primer lugar, se emite una primera trama FF
13 del emisor hacia la pasarela 11.
Como respuesta, la pasarela 11 transmite un
flujo controlado FC 15 al emisor 10 con una variable BS colocada en
1. Simultáneamente, transmite la primera trama FF 14 al receptor
12.
Como respuesta, el receptor 12 transmite un
flujo controlado FC 17 a la pasarela 11 con una variable BS colocada
en 2. En este instante, la pasarela recibe una primera trama
consecutiva 18 procedente del emisor 10.
La pasarela 11 retransmite entonces, por una
parte, una trama de flujo controlado FC 15 al emisor 10 con un
tamaño de bloque igual a 1, y, por otra parte, la trama consecutiva
CF 18 al receptor 12.
El emisor 10 envía a continuación una segunda
trama consecutiva 16. A la terminación de un periodo de tiempo
ST_{min}, la pasarela 11 retransmite la trama de flujo controlado
15 al emisor 10 con un tamaño de bloque igual a 1 y retransmite
igualmente la trama consecutiva 18 al receptor 12.
El proceso se repite así hasta la última trama
19.
Como se ha pensado, el emisor 10 no ve más que
las tramas para las que el tamaño de bloque es igual a 1.
Por otra parte, ninguna trama es emitida antes
de asegurarse previamente de que un recurso de recepción está
disponible.
Se observará también que, según el
funcionamiento que acaba de ser descrito, la pasarela 11 debe
proceder a un tratamiento adicional ligado al valor específico del
tamaño de bloque.
No obstante, el hecho de gestionar
sistemáticamente la comunicación con el emisor 10 utilizando un
tamaño de bloque igual a 1 libera la pasarela 11 de cualquier
gestión o de cualquier almacenamiento temporal de la trama, y
permite así compensar los inconvenientes ligados al tratamiento
condicionado por un tamaño de bloque diferente a 1.
Claims (8)
1. Pasarela de transmisión de datos para red de
diagnóstico de vehículo automóvil, estando la pasarela (11)
destinada a ser instalada en un enlace común de la red de
diagnóstico entre un emisor (10) y un receptor (12) de datos,
caracterizada porque tiene medios de emisión (3) de un flujo
de datos simulado, idéntico a un flujo de datos enviado por el
receptor (12) como respuesta al flujo de datos emitido por el emisor
(10) y transmitido por la pasarela (11).
2. Pasarela según la reivindicación 1,
caracterizada por el hecho de que posee medios de
sincronización para transmitir simultáneamente el flujo de datos
simulado al emisor y el flujo de datos al receptor.
3. Pasarela según una de las reivindicaciones 1
y 2, caracterizada por el hecho de que dicha pasarela (11)
está integrada en una caja electrónica dedicada a la función de
pasarela.
4. Pasarela según una de las reivindicaciones 1
y 2, caracterizada porque la función realizada por dicha
pasarela (11) está aplicada dentro de un calculador electrónico que
contiene otras funciones.
5. Sistema de transmisión de mensajes de
diagnóstico que tiene al menos una pasarela (11) de transmisión,
según la reivindicación 1, destinada a ser instalada en un enlace
común de una red de diagnóstico de un vehículo automóvil, un emisor
(10) y un receptor (12) instalados en este enlace común,
caracterizado porque dicha pasarela (11) tiene un sistema de
emisión (3) de un flujo simulado, idéntico al flujo de datos enviado
por el receptor (12) como respuesta al flujo de datos emitido por
el emisor (10) y transmitido por la pasarela (11) al emisor (10),
siendo emitido este flujo de datos simulado en el mismo tiempo que
el flujo transmitido del emisor (10) hacia el receptor (12) por
dicha pasarela (11).
6. Procedimiento de transmisión de mensajes de
diagnóstico en una red de diagnóstico de un vehículo automóvil por
medio de una o varias pasarelas (11) de transmisión instaladas en un
enlace común de la red de diagnóstico, que tiene las etapas
consistentes en:
- -
- emitir los datos de un emisor (10) hacia la pasarela (11);
- -
- transmitir los datos de la pasarela (11) hacia el receptor (12); y
caracterizado porque
- -
- simultáneamente a la etapa de transmisión de los datos de la pasarela (11) hacia el receptor (12), se emite un flujo de datos simulado idéntico a un flujo de datos enviado por el receptor (12) como respuesta al flujo de datos transmitido por el emisor (10).
7. Procedimiento de la transmisión según la
reivindicación 6, caracterizado porque tiene las etapas
consistentes en:
- -
- emitir cada flujo (CF) correspondiente a una trama n del mensaje, del receptor (12) hacia la pasarela (11) situada entre el emisor (10) y el receptor (12);
- -
- esperar la respuesta verdadera (17) a la trama n-1 enviada por el receptor (12) a la pasarela (11), salvo para la primera trama (FF), y
- -
- a partir de la recepción de la respuesta verdadera, enviar una respuesta simulada (15) de la pasarela (11) hacia el emisor (10) y transmitir en paralelo la trama n hacia el receptor (12), constituyendo dicha respuesta simulada una simulación de la trama n.
8. Procedimiento de transmisión según una
cualquiera de las reivindicaciones 6 a 7, caracterizado
porque se procede al envío del mensaje por tramas sucesivas de 7
octetos hasta el fin del mensaje.
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