KR100499168B1 - 계산유닛의기능체크방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 소정 시간 간격으로 소정 수의 데이터 비트를 가진 데이터 워드가 제 2 계산 유닛으로부터 제 1 계산 유닛으로 공급되는 방식의, 제 1제 1 계산 유닛의 기능 체크 방법에 관한 것이다. 각각의 데이터 비트에는 하나의 기능이 할당된다. 제 1 계산 유닛은 하나의 기능을 처리한 후에 관련 데이터 비트를 반전시키고 하나의 타임 슬라이스 끝에서 데이터 워드를 제 2 계산 유닛으로 전송하며, 상기 제 2 계산 유닛은 전송된 데이터 워드를 체크한다.
Description
본 발명은 청구범위 제 1항의 전문에 따른 계산 유닛의 기능 체크 방법에 관한 것이다.
특히 자동차에서 안전에 중요한 기능이 계산 유닛에 의해 제어되는 경향이 늘고 있다. 따라서, 계산 유닛의 정확한 기능이 체크되어야 한다. 계산 유닛의 정확한 기능은 예컨대 동작 시간 모니터링에 의해 체크되는 미리 주어진 기능의 정확한 시간적 처리를 포함한다.
독일 특허 공개 제 41 14 999 A1호에는 자동차의 제어 시스템이 공지되어 있다. 이 시스템에는 자동차의 제어 데이터를 결정하기 위한 제 1 계산 유닛 및 제 1 계산 유닛을 모니터링하기 위한 제 2 계산 유닛이 제공된다. 제 1 계산 유닛 및 제 2 계산 유닛은 각각 독립적인 타임 베이스에 접속된다. 제 2 계산 유닛은 제 1 계산 유닛에 제 1 데이터를 제공하고, 제 1 계산 유닛은 상기 데이터로부터 계산 규칙에 따라 결과를 산출하여, 그 결과를 다시 제 2 계산 유닛에 제공한다. 제 2 계산 유닛은 제 1 계산 유닛으로부터 공급된 데이터가 정확히 그리고 정확한 시간에 반환되는지를 체크한다.
도 1은 자동차용 제어 장치의 개략적인 구성도이고,
도 2는 본 발명에 따른 방법을 실행하기 위한 프로그램 흐름의 개략도.
도 3은 안전에 중요한 기능의 데이터 워드를 나타낸다.
본 발명의 목적은 제 1 계산 유닛의 정확한 기능을 체킹하는 개선된 방법을 제공하는 것이다.
상기 목적은 청구범위 제 1항의 특징에 의해 달성된다.
본 발명의 중요한 장점은 제 1 계산 유닛에 의해 처리되는 개별 기능의 처리가 체크된다는 것이다.
본 발명의 바람직한 실시예는 청구범위 종속항에 제시된다.
본 발명을 첨부된 도면을 참고로 구체적으로 설명하면 하기와 같다.
먼저, 자동자의 제어를 위한 장치를 개략적으로 도시한 도 1을 참고로 본 발명을 설명한다. 도 1에는 자동차내에서 제어되는 제어 구성요소를 개략적으로 나타내는 자동차 블록(1)이 도시된다. 자동차 블록(1)은 예컨대 전자 출력 제어 장치, 전자 브레이크 시스템 또는 자동 주행속도 제어장치를 포함한다. 또한, 자동차 블록(1)은 액추에이터의 위치 및 자동차 및 주변의 작동 파라메터를 검출하는 적합한 센서 및 송신기를 포함한다.
자동차 블록(1)의 액추에이터 및 센서는 데이터 버스(4)를 통해 제 1 계산 유닛(2)에 접속된다. 바람직하게는 자동차 블록(1)의 액추에이터 및 센서가 데이터 버스(4)를 통해 제 2 계산 유닛(3)에 접속된다. 제 1 및 제 2 계산 유닛(2), (3)은 양방향성 데이터 라인(8)을 통해 서로 접속된다.
또한, 제 1 계산 유닛(2)은 제어 라인(6)을 통해 자동차 블록(1)의 액추에이터에 접속된다. 제 2 계산 유닛(3)은 제어 라인(5)을 통해 제 1 계산 유닛(2)에 접속되고, 바람직하게는 제 2 제어 라인(7)을 통해 자동차 블록(1)의 액추에이터에 접속된다. 제 1 계산 유닛(2)은 제1 메모리(9)에, 제2 계산 유닛(3)은 제2 메모리(10)에 각각 접속된다.
이하에서, 도 1의 장치를 스로틀 밸브(throttle valve)를 가진 내연기관의 전자 출력 제어의 예로 설명한다: 스로틀 밸브에는 송신기가 배치된다. 상기 송신기는 데이터 버스(4)를 통해 스로틀 밸브의 위치를 제 1 계산 유닛(2)으로 전달한다. 또한, 제 1 계산 유닛(2)은 자동차 블록(1)의 센서를 통해 자동차의 작동 상태에 대한 정보, 및 바람직하게는 예컨대 주변 온도, 도로의 습기 등과 같은 외부 상태에 대한 부가 정보를 공급받는다.
제 1 계산 유닛(2)은 자동차의 작동 상태를 기초로 제 1 메모리(9)에 저장된 소정 함수 및/또는 표에 따라 스로틀 밸브(1)가 취해야 하는 제어 위치를 계산한다. 제어 위치의 계산에 근거하여, 제 1 계산 유닛(2)은 제어 라인(6)을 통해 계산된 위치에 상응하는 신호에 의해 스로틀 밸브에 할당된 제어 구성요소를 제어한다.
간단한 실시예에서 제 2 계산 유닛(3)은 데이터 버스(4)에 접속되지 않거나 또는 제 2 제어 라인(7)을 이용할 수 없다. 이 경우에는 제 2 계산 유닛(3)이 제 2 메모리(10)에 저장된 소정 방법에 따라 데이터 라인(8)을 통한 데이터 교환에 의해 제 1 계산 유닛(2)의 정확한 기능을 체크한다.
본 발명의 바람직한 실시예에서, 제 2 계산 유닛(3)은 데이터 버스(4)에 접속되고 제 2 제어 라인(7)을 이용한다. 이 경우에, 제 2 계산 유닛(3)은 자동차의 센서에서 공급된 작동 상태와 저장된 함수 및/또는 테이블을 이용하여 일정한 제어 구성요소들에 대한 새로운 제어 위치를 계산한다. 새로운 제어 위치의 계산에 근거하여, 제 2 계산 유닛(3)은 제 2 제어 라인(7)을 통해 상응하는 제어 구성요소를 적절히 제어한다. 제어 구성요소들의 위치를 계산하기 위한 함수 및/또는 표는 제 2 메모리(10)에 저장된다.
도 2에는 제 2 계산 유닛(3)이 데이터 교환을 통해 제 1 계산 유닛(2)의 정확한 기능, 특히 소정 기능이 시간적으로 정확히 처리되는지를 체크하는 프로그램 흐름이 도시된다. 도시된 실시예에서는 시간의 흐름이 타임 슬라이스로 분할된다. 타임 슬라이스의 시작시 제 2 계산 유닛(3)은 데이터 워드(13)를 제 1 계산 유닛(2)에 공급하고, 타임 슬라이스의 종료시 제 1 계산 유닛(2)이 안전 워드를 제 2 계산 유닛(3)에 반환한다. 하나의 타임 슬라이스는 소정의 지속시간, 바람직하게는 10ms 동안 지속된다.
제 1 타임 슬라이스(10)에서, 제 1 계산 유닛(2)은 이 경우에는 8 비트로 이루어진 안전 워드(14)를 시점(T0)에서 제 2 계산 유닛(3)에 제공한다.
그리고 나서, 제 2 계산 유닛(3)은 제 2 타임 슬라이스(20)의 시작시 시점(T1)에서 데이터 워드(13)를 제 1 계산 유닛(2)으로 전달한다. 제 1 계산 유닛(2)은 데이터 워드(13)를 제 1 메모리(9)에 저장된 기준 워드(12)와 비교한다. 상기 비교에서 데이터 워드(13)의 개별 비트가 기준 워드(12)의 상응하는 개별 비트와 비교된다. 데이터 워드(13)의 하나의 비트가 기준 워드(12)의 대응하는 비트와 다른 값을 가지면, 데이터 워드의 대응하는 비트의 값이 제 1 계산 유닛(2)에 의해 제 1 메모리(9)에 저장된 안전 워드(safeguard word, 14)의 대응하는 위치에 기록된다.
비트 위치는 우측으로부터 좌측으로 위치 1 내지 8로 표시된다. 기준 워드(12)는 제 1 위치에 값 1을, 제 2 위치에 값 1을, 제 3 위치에 값 0을, 제 4 위치에 값 0을, 제 5 위치에 값 0을, 제 6 위치에 값 1을, 제 7 위치에 값 1을 그리고 제 8 위치에 값 0을 갖는다.
데이터 워드(13)는 제 1 위치에 값 0을, 제 2 위치에 값 0을, 제 3 위치에 값 1을, 제 4 위치에 값 1을, 제 5 위치에 값 1을, 제 6 위치에 값 0을, 제 7 위치에 값 0을 그리고 제 8 위치에 값 0을 갖는다.
따라서, 데이터 워드의 비트는 제 1 위치로부터 제 7 위치까지 기준 워드(12)의 대응하는 비트와 다르다. 즉, 제 1 계산 유닛(2)은 데이터 워드(13)의 상응하는 처음 7개의 비트 값을 안전 워드(14)의 대응하는 처음 7개의 위치내로 기록한다. 이것은 도 2에 대응하는 비트의 빗금으로 표시된다.
데이터 워드(13) 및 안전 워드(14)는 각각의 비트가 적어도 하나의 기능, 특히 자동차의 기능에 할당되도록 구성된다. 도시된 실시예에서, 제 1 위치의 비트는 스로틀 밸브의 위치 제어에, 제 2 위치의 비트는 스로틀 밸브의 위치를 허용 범위와 비교하는 방식의 스로틀 밸브 모니터링에, 제 4 위치의 비트는 브레이크 페달의 작동에, 그리고 제 6 위치의 비트는 페달 위치를 허용 범위와 비교하는 방식의 페달값 송신기 모니터링(PWG-모니터링)에 할당된다.
제 1 계산 유닛(2)이 하나의 기능을 수행하면, 기능의 수행 후에 상기 기능에 상응하는 안전 워드(14)의 비트가 데이터 워드(13)의 상응하는 비트의 값에 대해 반전된다. 그러나, 안전 워드(14)가 기능의 수행 전에 또는 기능의 수행 도중에 변경될 수도 있다. 반전된 비트는 미리 주어진 시점에 프로그램이 소정의 지점에 도달되었는지를 나타낸다.
예컨대, 제 2 타임 슬라이스(20)에서 스로틀 밸브 모니터링(DK-모니터링)의 수행 후에, 안전 워드(14)의 제 2 위치에 있는 비트가 값 0으로부터 값 1로 반전된다. 마찬가지로 페달 값 송신기 모니터링의 수행 후에, 안전 워드(14)의 제 6 위치에 있는 비트가 값 0으로부터 값 1로 반전된다. 위치 제어(위치 제어기) 및 브레이크 페달(조작 스위치)에서도 상응하게 처리된다.
제 1 계산 유닛(2)은 제 2 타임 슬라이스(20)에서 입력된 데이터 워드(13)를 제 3 타임 슬라이스(30)에 대한 새로운 기준 워드(12)로 저장한다.
제 1 계산 유닛(2)의 기능이 두번 연속해서 수행되면, 안전 워드(14)의 상응하는 비트의 값이 첫 번째 경우만 데이터 워드(13)의 값에 대해 반전되고, 두 번째 경우에는 처음에 반전된 값이 유지되는데, 그 이유는 제 1 계산 유닛(2)이 기능의 처리 후에 안전 워드(14)의 상응하는 비트내에 데이터 워드(13)의 상응하는 비트의 반전된 값을 기록하기 때문이다. 이것은 제 2 타임 슬라이스(20)에서 위치 제어의 예로 구체적으로 나타난다.
제 1 계산 유닛(2)은 기능의 처리에 의해 상응하게 반전된 안전 워드(14)를 제 2 타임 슬라이스(20)의 끝의 소정 시점(T2)에서 제 2 계산 유닛(3)으로 전달한다. 전술한 실시예에서 안전 워드(14)는 데이터 워드(13)를 받은 후에 바람직하게는 10ms 후에 제 2 계산 유닛(3)으로 출력된다.
제 2 계산 유닛(3)은 제 1 계산 유닛(2)의 어떤 기능이 주어진 시점에서 처리됨으로써 상응하는 비트가 데이터 워드(13)에 대해 반전된 값을 가져야 하는지를 제시하는 소정의 표에 의해 안전 워드(14)의 비트를 체크한다. 상응하는 비트의 값이 반전되지 않으면, 상응하는 비트의 기능에 할당된 카운터가 제 2 계산 유닛(3)에 의해 값을 증가시킨다. 카운터가 최대값을 초과하면, 상응하는 기능의 에러가 검출된다.
제 1 계산 유닛(2)에 의해 처리될 기능은 바람직하게는 주기적으로 상이한 시간 간격으로 처리된다. 전술한 실시예에서 데이터 워드(13) 및 안전 워드(14)의 처음 2개의 비트에 상응하는 위치 제어 및 스로틀 밸브 모니터링은 모두 5ms 동안 수행된다. 따라서, 안전 워드(14)의 처음 2개의 비트는 매 타임 슬라이스 후에 제 2 계산 유닛(3)에 의해 체크되고, 데이터 워드(13)의 처음 2개의 비트는 매 타임 슬라이스 전에 반전된다.
그러나, 제 1 계산 유닛(2)은 매 타임 슬라이스 중에 수행되지 않는 기능도 처리한다. 예컨대, PWG 모니터링은 매 10ms 마다 수행된다. 하나의 타임 슬라이스(10)가 10ms이기 때문에, 하나의 타임 슬라이스 중에 PWG 모니터링이 수행되지 않기도 한다. 이 경우, 제 2 계산 유닛(3)이 예컨대 제 1 타임 슬라이스(10) 중에 데이터 워드(13)의 제 6 비트를 마지막 데이터 워드(13)에 대해 반전시켜 제 1 계산 유닛(2)으로 전달한다. 그러나, 제 2 계산 유닛(3)은 제 3 타임 슬라이스(30) 후에야 안전 워드(14)의 상응하는 비트가 데이터 워드(13)의 상응하는 비트에 대해 반전되었는지의 여부를 체크한다. 따라서, 안전 워드(14)의 한 비트가 매 타임 슬라이스 후에 체크되지 않는다.
제 2 계산 유닛(3)은 바람직하게는 기능의 처리, 및 기능 처리의 반복 주파수의 2배의 시간 간격 동안 데이터 워드(13)에 대한 안전 워드(14)의 상응하는 비트의 반전을 체크한다. 이렇게 함으로써, 제 1 및 제 2 계산 유닛(2), (3) 사이의 작은 클록 이동에 의해, 제 1 계산 유닛(2)이 정확히 동작함에도 불구하고 에러가 검출되는 것이 방지된다.
그러나, 데이터 워드(13)의 비트의 반전과 안전 워드(14)의 상응하는 비트의 체크 사이의 시간 간격은 처리될 기능에 따라 조정될 수 있다.
데이터 워드(13)의 제 8 비트 및 안전 워드(14)의 제 8 비트에 상응하는 속도 제어의 기능은 모두 100ms 동안 수행되어야 한다. 안전 워드(14)의 제 8 비트는 데이터 워드(13)의 상응하는 비트의 반전 후에 200ms 동안 데이터 워드(13)의 비트에 대한 반전에 대해 체크된다.
제 2 계산 유닛(3)은 제 3 타임 슬라이스(30) 동안 시점(T3)에서 새로운 데이터 워드(13)를 제 1 계산 유닛(2)으로 전달한다. 새로운 데이터 워드(13)는 제 2 타임 슬라이스(20) 동안 제 1 계산 유닛(2)에 공급된 데이터 워드(13)로부터 하기와 같이 결정된다: 제 2 계산 유닛(3)에 의해 마지막으로 체크된 비트들 및 그 기능이 이 시점에서 제 1 계산 유닛(2)에 의해 처리되어야 하는 비트들은 새로운 데이터 워드에서 이전의 데이터 워드(13)에 대해 반전된다. 다른 비트는 제 2 타임 슬라이스(20)의 데이터 워드(13)로부터 인수된다.
제 1 계산 유닛(2)은 제 3 타임 슬라이스(30) 중에 데이터 워드(13)를 제 2 타임 슬라이스(20)의 데이터 워드(13)에 상응하는 기준 워드(12)와 비교한다. 데이터 워드(13)에서 기준 워드(12)와 다른 비트는 제 2 타임 슬라이스(20)의 반전된 안전 워드(14)에 상응하는 제 3 타임 슬라이스(30)의 안전 워드(14)내로 전송된다.
제 3 타임 슬라이스(30)에서 데이터 워드(13)의 제 1 및 제 2 비트가 기준 워드(12)와 다르다. 따라서, 제 1 계산 유닛(2)은 데이터 워드(13)의 제 1 및 제 2 비트를 안전 워드(14)내에 기록한다. 이것은 제 3 타임 슬라이스(30)에서 안전 워드(14)의 제 1 및 제 2 비트에 대한 빗금으로 도시된다.
제 3 타임 슬라이스(30)에서 안전 워드(14)의 제 1 내지 제 7 비트의 기능은 제 1 계산 유닛(2)에 의해 수행된다.
안전 워드(14)의 제 1 비트에 위치 제어가, 제 2 비트에 스로틀 밸브의 모니터링이, 제 3 비트에 제 1 계산 유닛의 동작 제어가, 제 4 비트에 조작 스위치가, 제 5 비트에 충전 조정기가, 제 6 비트에 페달 값 송신기 모니터링이 그리고 제 7 비트에 페달값 송신기 평가가 할당된다. 제 1 계산 유닛(2)이 처음 7개의 비트의 기능을 수행하기 때문에, 안전 워드(14)의 처음 7개의 비트가 제 1 계산 유닛(2)에 의해 반전된다. 이것은 제 3 타임 슬라이스(30)에서 처음 7개의 비트에 대한 빗금으로 표시된다.
제 3 타임 슬라이스(30)의 끝인, 시점(T4)에서 반전된 안전 워드(14)가 다시 제 2 계산 유닛(3)으로 전달된다. 제 2 계산 유닛(3)은 이 시점에서 표에 따라 제 1 계산 유닛(2)에 의해 처리되었어야 하는 안전 워드(14)의 비트를 데이터 워드(13)의 비트와 비교한다.
상기 처리는 제 2 타임 슬라이스(20)로부터 제 3 타임 슬라이스(30)로의 변동과 유사하게 제 3 타임 슬라이스(30)로부터 제 4 타임 슬라이스(40)로의 변동시에 수행된다.
데이터 워드(13) 및 안전 워드(14)의 개별 비트가 규칙적인 시간 간격으로 반전되기 때문에, 제 1 및 제 2 계산 유닛(2,3) 사이의 라인에서 단락 또는 고정 값으로 전압의 잘못된 홀딩이 확실하게 검출된다. 따라서, 제 1 및 제 2 계산 유닛(2, 3) 사이의 라인 접속 에러도 체크된다.
도 3은 괄호내에 표시된 시간 간격으로 규칙적으로 제 1 계산 유닛(2)에 의해 처리되는 소정 수의 기능에 대한 데이터 워드(13)가 개략적으로 도시된다.
바람직하게는 데이터 워드(13)의 비트는 적어도 하나의 비트가 값 1을 그리고 적어도 하나의 비트가 값 0을 갖도록 선택된다. 따라서, 제 1 및 제 2 계산 유닛(2, 3) 사이에서 발생하며 모든 비트의 값을 1로, 즉 높은 전위로 또는 0으로, 즉 낮은 전위로 결정하는 단락과 같은 라인 장애가 검출될 수 있다.
Claims (7)
- 제 1 계산 유닛의 기능을 체크하는 방법으로서,제 2 계산 유닛으로부터 제 1 계산 유닛으로 데이터 워드를 전송하는 단계;상기 데이터 워드를 상기 제 1 계산 유닛에 저장하는 단계;상기 데이터 워드의 적어도 하나의 비트를 소정의 기능에 할당하는 단계;상기 제 1 계산 유닛에 의해 상기 소정의 기능이 실행될 경우, 상기 제1 프로세서가 상기 데이터 워드를 반전시키는 단계; 및상기 제 2 계산 유닛이, 상기 데이터 워드가 특정 시점까지 상기 제 1 계산 유닛에 의해 반전되었는 지를 모니터링하는 단계를 포함하는 제 1 계산 유닛의 기능을 체크하는 방법.
- 제 1항에 있어서, 제 2 계산 유닛(3)이 미리 주어진 시점(T1, T3)에서 데이터 워드(13)를 전달하고, 제 1 계산 유닛(2)이 데이터 워드(13)를 기준 워드(12)와 비교하며, 기준 워드(12)의 대응하는 비트와 서로 다른 비트가 안전 워드(14)에 기록되고, 제 1 계산 유닛(2)이 하나의 기능을 처리한 후에 상기 기능에 할당된 안전 워드(14)의 비트를 반전시키며, 제 1 계산 유닛(2)이 소정 시점(T3, T4)에서 안전 워드(14)를 제 2 계산 유닛(3)으로 출력하는 제1 계산 유닛의 기능 체크 방법.
- 제 1항에 있어서, 제 2 계산 유닛(3)이 지금까지의 데이터 워드로부터 새로운 데이터 워드를 검출하여 이것을 미리 주어진 시점(T3)에 제 1 계산 유닛(2)에 전달하고, 제 2 계산 유닛(3)은 지금까지의 데이터 워드와 비교하여 새로운 데이터 워드에서 적어도 제 1 계산 유닛(2)에 의해 미리 주어진 시간 동안 처리되어야 하는 기능을 가진 비트를 반전시키는 제1 계산 유닛의 기능 체크 방법.
- 제 1항에 있어서, 제 1 계산 유닛(2)이 제 2 계산 유닛(3)으로부터 공급된 데이터 워드(13)를 기준 워드(12)로서 저장하고, 다음에 공급되는 데이터 워드(13)와 비교시 기준 워드(12)로 사용하는 제1 계산 유닛의 기능 체크 방법.
- 제 1항에 있어서, 제 1 계산 유닛(2)에서 반전된 데이터 워드(13)를 안전 워드(14)로서 제 2 계산 유닛(3)에 제공하고, 제 2 계산 유닛(3)에서 안전 워드(14)의 적어도 하나의 비트와 비교값을 비교하는 제1 계산 유닛의 기능 체크 방법.
- 제 5항에 있어서, 제 2 계산 유닛(3)이 안전 워드(14)의 비트를 상기 비트에 할당된 기능에 따른 미리 주어진 시간 간격 동안 체크하는 제1 계산 유닛의 기능 체크 방법.
- 제 1항에 있어서, 데이터 워드(13)의 적어도 하나의 비트가 값 1, 즉 하이 상태를, 그리고 데이터 워드(13)의 적어도 하나의 비트가 값 0, 즉 로우 상태를 갖는 제1 계산 유닛의 계산 체크 방법.
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