WO2006005427A1 - Device and method for data exchange on several bus systems - Google Patents

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WO2006005427A1
WO2006005427A1 PCT/EP2005/006833 EP2005006833W WO2006005427A1 WO 2006005427 A1 WO2006005427 A1 WO 2006005427A1 EP 2005006833 W EP2005006833 W EP 2005006833W WO 2006005427 A1 WO2006005427 A1 WO 2006005427A1
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WO
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bus
functions
data
bus systems
control units
Prior art date
Application number
PCT/EP2005/006833
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German (de)
French (fr)
Inventor
Wolfgang Hauer
Gerd Vollbrecht
Original Assignee
Daimlerchrysler Ag
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Daimlerchrysler Ag filed Critical Daimlerchrysler Ag
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Priority to JP2007520694A priority patent/JP2008506204A/en
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    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F13/00—Interconnection of, or transfer of information or other signals between, memories, input/output devices or central processing units
    • G06F13/38—Information transfer, e.g. on bus
    • G06F13/40—Bus structure
    • G06F13/4004—Coupling between buses
    • G06F13/4027—Coupling between buses using bus bridges

Definitions

  • the invention relates to a device for data exchange on at least two bus systems according to the preamble of patent claim 1 and an associated method.
  • microcontrollers which, in addition to the primary control functions, also include the gateway functionality of the controller, i. perform the interface-related functions needed to exchange data. Therefore, the computing power of the microcontroller is normally burdened by occurring interrupts, since the microcontroller process the interrupt actions and all subsequent functionalities usually sequentially.
  • the processor unit includes in its functional structure a scalable arithmetic unit, a
  • Vehicle communication interface unit with at least two communication interfaces and a communication co-processor as a separate structural component.
  • the communication co-processor is between the scalable arithmetic unit and the
  • Vehicle communication interface unit connected and used to perform data communication operations between the scalable processing unit and the vehicle communication interface unit and directly between communication interfaces of the vehicle communication interface unit with each other.
  • DE 102 18 448 A1 describes an electronic control unit, in particular for a motor vehicle, which comprises a housing, a power supply and connection contacts.
  • a gateway for data exchange between different data networks is integrated.
  • the gateway is used with a common use of the power supply and the connection contacts in the housing of the control unit, wherein the gateway and the control unit each comprise separate microprocessors and memory modules.
  • DE 101 39 610 A1 describes a universal computer architecture for a means of transport with a microprocessor for processing control programs.
  • the computer architecture comprises memory means for the data calculated thereby and an interface which allows a connection of the computer to a data bus in the transport, wherein the computer has control programs for controlling devices intended in the transport and the control commands are transmitted via device interfaces to the device to be controlled, wherein the computer has a reconfigurable hardware that allows a nightly reconfiguration of peripheral components or an interface in the installed state of the computer.
  • transmission means are provided which transmit an algorithm for reconfiguring the hardware onto the storage means in the means of transport, so that a process for reconfiguring the hardware or the interface relating to the peripheral component can be carried out.
  • the object of the invention is to provide a device for exchanging data on different bus systems, which relieves an associated microcontroller and to specify an associated method for the data exchange.
  • the invention solves this problem by providing a device for data exchange on at least two bus systems with the features of patent claim 1 and by a method for data exchange on at least two bus systems with the features of patent claim 8.
  • At least two control units are designed as reconfigurable hardware units which execute interface-related functions for data exchange on at least two data bus systems in parallel, the interface-related functions
  • Network management functions and / or diagnostic functions and / or function management functions include
  • a plurality of control units are configured as reconfigurable hardware units and execute interface-related functions for data exchange on at least two data bus systems in parallel, the number of the control units corresponding to the number of data bus systems exchanging data with each other and the interface-related functions
  • Network management functions and / or diagnostic functions and / or function management functions include.
  • the embodiments of the data exchange device according to the invention advantageously allow a parallel processing of the interface-related functions, which are also referred to below as gateway functions or gateway functionality, i.
  • the invention takes over the complete gateway functionality and works in parallel. This relieves the burden on the microcontroller and the parallel processing of the gateway functionality ensures much better performance.
  • the device can also be completely reconfigured during runtime, ie during operation For example, to be adapted to new hardware and / or software components.
  • any number of bus systems can advantageously be connected to the device according to the invention by the parallel execution of the gateway functionality.
  • the associated microcontroller When used in a control unit, the associated microcontroller is completely freed from the interface interrupt load by the device according to the invention.
  • the device according to the invention is designed as an FPGA (Field Programmable Gate Array), wherein the control units can be arranged on a common FPGA or separately on at least two FPGAs.
  • FPGAs Field Programmable Gate Array
  • Such FPGAs have memory cells, such as flip-flops, which can change their function even after manufacture. These memory cells are freely configurable with each other, wherein electrically conductive connections are reconnected, so that various logical circuits can be constructed thereby.
  • the device according to the invention comprises at least one routing memory which is assigned to at least one bus system and in which information about the interface-related functions of the associated bus system is stored, which is provided by the at least one control unit for processing the interface-related Functions to be requested.
  • the storage of the gateway functionality in a memory ensures that the configuration of the device can also be changed at runtime.
  • At least one configuration memory is provided, which comprises configuration data for bus control circuits, which are each assigned to one of the bus systems.
  • the device comprises, for example, at least one bus management unit, each comprising a configuration unit and an Rx / Tx handler.
  • bus systems CAN and / or LIN and / or FLEXRAY and / or MOST and / or FIREWIRE and / or RS232 and / or USB and / or S-ATA can be connected to the device for data exchange.
  • the first control unit loads from an associated first or second routing memory the interface functionality belonging to the first message or the second message and processes the information.
  • the first control unit transfers the first message to the second bus system, according to the stored information from the first routing memory), and the second control unit transmits the second message to the first bus system, according to the information stored in the second routing memory.
  • Fig. 1 is a block diagram of an apparatus for
  • Fig. 3 is a block diagram of a control unit of
  • FIG. 4 is a block diagram of a routing memory of FIG.
  • FIG. 1 shows a device 1 for reconfigurable data exchange on various bus systems 2.1, 2.2, 2.3, which can be implemented in an ASIC, system on chip (SOC) or in any reconfigurable hardware, preferably in a field programmable gate array (FPGA). Because this module provides internally integrated memory resources which can be used directly because of the design of the device.
  • SOC system on chip
  • FPGA field programmable gate array
  • the device 1 forms a reconfigurable gateway between different bus systems 2.1, 2.2 and 2.3, ie the device operates interface-related functions in parallel, such as message routing functions and / or signal routing functions and / or signal extraction functions and / or protocol conversion functions and / or Network management functions and / or diagnostic functions and / or function management functions.
  • a corresponding control unit 8.1, 8.2 and 8.3 available ie the number of control units 8.1, 8.2, 8.3 corresponds to the number of data bus systems 2.1, 2.2, 2.3, with each other Exchange data.
  • These bus systems 2.1, 2.2, 2.3 can be located in a motor vehicle or in any electronically networked systems.
  • the device 1 can be used in any electronic system where the communication between different or several similar bus systems 2.1, 2.2, 2.3 must be ensured. This means that it can be connected by a bus system 2.1, 2.2, 2.3 more buses or only one. Each bus system has a special physical layer. Physical layers can be: CAN, LIN, FLEXRAY, MOST, FIREWIRE, RS232, USB, 5-ATA. The device 1 can thus realize a connection between any bus system 2.1, 2.2, 2.3.
  • the device 1 can change its functionality at runtime. This is possible since the complete functionality is stored in routing memories 9.1, 9.2, 9.3 and in configuration memories 7.1, 7.2, 7.3, ie the gateway functionality is completely configurable by the memory contents of these memory cells and can be changed during runtime.
  • Each of the routing memories 9.1, 9.2, 9.3 includes, for example, the complete information of the gateway functionality of a bus system 2.1, 2.2, 2.3.
  • Each bus system 2.1, 2.2, 2.3 which is connected to the device, a routing memory 9.1, 9.2, 9.3 assigned. This division ensures parallel processing and simplifies the creation of configuration files for the gateway functionality.
  • the received identification of the bus system 2.1, 2.2, 2.3 is directly to the address lines 9Al, 9Bl, 9Cl of the respective routing memory
  • the control unit 8.1, 8.2, 8.3 decodes the information and performs the corresponding function or action.
  • a message from one of the bus systems 2.1, 2.2, 2.3 is sent to the device 1 via a bus transceiver 3.1, 3.2, 3.3 assigned to the respective bus system, then it is read in and buffered by a bus controller 5.1, 5.2, 5.3 assigned to the respective bus system.
  • the respective bus management unit 6.1, 6.2, 6.3 comprises, as can be seen from FIG. 2, a configuration unit 6A and an Rx / Tx handler 6B.
  • the Rx / Tx handler retrieves the message and transmits it to a respective bus system 2.1, 2.2, 2.3 associated control unit 8.1, 8.2, 8.3, which processes and executes the corresponding functionality based on the information stored in the associated routing memory 9.1, 9.2, 9.3 ,
  • the corresponding bus transceiver 3.1, 3.2, 3.2 is connected in series or in parallel with the associated bus controller 5.1, 5.2, 5.3 and converts the message located on the bus 2, 1, 2, 2, 3 into a digital signal and transmits this message serial or parallel to the respective bus controller 5.1, 5.2, 5.3.
  • the respective bus controller 5.1, 5.2, 5.3 negotiates the bus protocol for receiving and sending messages. It receives the messages or data from the respective bus system 2.1, 2.2, 2.3, stores these messages in an internal memory and signals the associated
  • Bus Management Unit 6.1, 6.2, 6.3 that a new message has been received and ready for pickup. If the corresponding bus management unit 6.1, 6.2, 6.3 transmits a message to be sent by one of the control units 8.1, 8.2, 8.3 to the corresponding bus controller 5.1, 5.2, 5.3, the bus controller temporarily stores this message in an internal memory until the respective bus system 2.1 , 2.2, 2.3 is free to transmit this message.
  • the bus controller 5.1, 5.2, 5.3 includes various configuration registers in order to reinitialize the respective bus system 2.1, 2.2, 2.3 after a reset process.
  • the required configuration data is received by the respective bus controller 5.1, 5.2, 5.3 after the reset process via the configuration unit 6A from the associated bus management unit 6.1, 6.2, 6.3, which reads out the data from the associated configuration memory 7.1, 7.2, 7.3.
  • the respective bus management unit 6.1, 6.2, 6.3 comprises, as can be seen from FIG. 2, the configuration unit 6A and the Rx / Tx handler 6B for the respective bus controller 5.1, 5.2, 5.3.
  • the configuration unit 6A of the respective bus management unit 6.1, 6.2, 6.3 writes after a reset operation the configuration data for the respective bus system 2.1, 2.2, 2.3, which are stored in the associated configuration memory 7.1, 7.2, 7.3, in the associated bus controller 5.1, 5.2, 5.3 and start the corresponding bus system 2.1, 2.2, 2.3.
  • the Rx / Tx handler 6B of the respective bus management unit 6.1, 6.2, 6.3 ensures that messages received by the bus controllers 5.1, 5.2, 5.3 are forwarded to the corresponding one of the control units 8.1, 8.2, 8.3 and from one of the control units 8.1, 8.2, 8.3 data to be transmitted to the respective bus controller 5.1, 5.2, 5.3 are transmitted.
  • the Rx / Tx handler 6B supplements the received message additionally with a recognizable for the corresponding control unit 8.1, 8.2,8.3 identification.
  • ID an identification
  • the Rx / Tx handler 6B recognizes the respective bus management unit 6.1, 6.2, 6.3 on the basis of an identification transmitted by the corresponding control unit 8.1, 8.2, 8.3 in which time slot the message to be sent must be inserted and outputs this information to the relevant bus controller 5.1, 5.2, 5.3 continue.
  • the Rx / Tx handler 6B can also be provided with an internal memory for storing the messages to be sent and / or a time slot in the TDM method.
  • each of the bus management units 6.1, 6.2, 6.3 includes its own Rx / Tx Handler 6B, which is integrated, for example, in the module 6 and manages the received and to be sent messages and in each case to the bus controller 5.1, 5.2, 5.3 or to the control units 8.1, 8.2, 8.3 forwards.
  • the parallel processing of the individual bus systems 2.1, 2.2, 2.3 results in a considerable increase in performance.
  • the respective control unit 8.1, 8.2, 8.3 then processes the received messages. Due to the parallel processing, any number of bus systems can be connected to the device 1.
  • the control units 8.1, 8.2, 8.3 are responsible for the complete execution functionality and comprise, as can be seen from the blocks shown in FIG. 3, a message routing function 8A, a signal routing function 8B, a signal extraction function 8C, a protocol conversion function 8D, respectively
  • Network management function 8E a diagnostic function 8F and a function management function 8G.
  • the message routing function 8A forwards a message received from one of the bus systems 2.1, 2.2, 2.3 to another of the bus systems 2.1, 2.2, 2.3 or to an interface 10 of the device without changing the information content.
  • the signal routing function 8B extracts individual information (bits) from a received message and inserts them into a newly generated message. This new message is then transmitted to the desired one of the bus systems 2.1, 2.2, 2.3 or to the interface 10.
  • the signal extraction function 8C extracts individual information (bits) from a received message and transmits these to the interface 10 for further processing.
  • the protocol conversion function 8D ensures communication between bus systems 2.1, 2.2, 2.3 with different protocols. It ensures the compatibility of the different bus systems 2.1, .2.2, 2.3. In addition to the adaptation of the protocols of the different bus systems, the protocol conversion function 8d can take on additional tasks which can not be assumed by the Rx / Tx handler 6B, for example the temporary storage of messages for bus systems 2.1, 2.2, 2.3 with different transmission rates.
  • the network management function 8E undertakes special tasks, especially in a motor vehicle, as described, for example, in the OSEKIVDX Network Management Specification known to the person skilled in the art.
  • the diagnosis function 8F manages bus-specific diagnostic messages and carries out various actions depending on the stored functionality.
  • the function management function 8G coordinates, for example, the interaction of the individual functionalities of the corresponding control unit 8.1, 8.2 8.3.
  • the function management function 8G activates e.g. in the message routing, Signalrouting- and / or diagnostic function 8A, 8B, 8F between bus systems with different transmission methods automatically the
  • Protocol conversion function 8D Furthermore, the function management function 8G coordinates the communication between the The function management function coordinates the reconfiguration of the memories 7 and / or 9 possible at runtime, whereby during operation the functionality of the device 1 regarding message routing 8A, signal routing 8B, signal extraction 8C and diagnosis 8F as well as the configuration of the bus systems 2.1, 2.2, 2.3 can be changed.
  • the respective control unit 8.1, 8.2, 8.3 picks up the message received from the corresponding Rx / Tx handler 6B and identifies it based on the contained identification. With the identification, the respective control unit 8.1, 8.2, 8.3 can read in parallel the functionality associated with the message from the associated routing memory 9.1, 9.2, 9.3. On the basis of the functionality read out from the corresponding routing memory 9.1, 9.2, 9.3, the control unit 8.1, 8.2, 8.3 performs the corresponding functions such as message routing 8A, signal routing 8B, signal extraction 8C, network management 8E and / or diagnosis 8F with a possible protocol conversion 8D.
  • the interface 10 of the device 1 establishes a connection to the external periphery 11 or to further functional units 12 which are located in the same reconfigurable hardware, ASIC or SOC. Via the external periphery 11 or via further functional units 12, the gateway functionality can be changed during initialization or at runtime. Furthermore, the interface is used for data exchange of the different bus systems 2.1, 2.2, 2.3, with further functional units 12. In this data exchange complete messages or only individual signal information can be exchanged.
  • the interface 10 is usually adapted individually to the connected internal or external functional units. The exchange of information of the interface with other modules, for example, in the form of shared memory -zB a dual port RAM (when connecting an external microcontroller) or via a bus bridge.
  • gateway functionalities of the device 1 will be described below on the basis of an example for message routing.
  • On the bus systems 2.1 and 2.2 are simultaneously received messages with the bus transceivers 3.1, 3.2. These messages are forwarded by the two bus transceivers 3.1, 3.2 to the respective bus controllers 5.1, 5.2 of the device 1.
  • the control unit 8.1, 8.2 transfers the respective message to the Rx / Tx handler 6B belonging to the respective target bus system 2.1, 2.2, 2.3.
  • the associated bus controller 5.1, 5.2, 5.3 stores the corresponding message in an internal memory until the respective bus system 2.1, 2.2, 2.3 is free to send this message via the respective bus transceiver 3.1, 3.2, 3.3.
  • the device according to the invention for data exchange on at least two data bus systems comprises at least one control unit configured as a reconfigurable hardware unit for parallel processing of interface-related functions, such as message routing functions and / or signal routing functions and / or signal extraction functions and / or protocol conversion functions and / or network management functions and / or diagnostic functions and / or function management functions , whereby the performance of an associated microcontroller, especially in control units in a motor vehicle is increased.
  • the number of control units corresponds to the number of data bus systems which exchange data with each other via the device according to the invention.

Abstract

The invention relates to a device for data exchange on at least two data bus systems (2.1, 2.2, 2.3) comprising at least one control unit (8.1, 8.2, 8.3) for processing interface-related functions and to an associated method. Said invention is characterised in that it provides for at least two control units (8.1, 8.2, 8.3) embodied in the form of a reconfigurable hardware units which simultaneously carry out the interface-related functions on at least two data bus systems (2.1, 2.2, 2.3), wherein said interface-related functions comprise message routing functions and/or signal transmitting functions and/or signal extracting functions and/or protocol converting functions and/or network managing functions and/or diagnosis functions and/or function managing functions. In another embodiment, the control unit can be provided for each bus system.

Description

Vorrichtung und Verfahren zum Datenaustausch auf mehreren Device and method for data exchange on several
Bussystemenbus systems
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Datenaustausch auf mindestens zwei Bussystemen nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 und ein zugehöriges Verfahren.The invention relates to a device for data exchange on at least two bus systems according to the preamble of patent claim 1 and an associated method.
Heutige Steuergeräte, insbesondere für Fahrzeuge, umfassen Mikrocontroller, die neben den primären Steuerfunktionen auch die Gatewayfunktionalität des Steuergeräts, d.h. die schnittstellenbezogenen Funktionen, die zum Austausch von Daten benötigt werden ausführen. Deshalb wird normalerweise die Rechenleistung der Mikrocontroller durch auftretende Interrupts belastet, da die Mikrocontroller die Interrupt- Aktionen und alle nachfolgenden Funktionalitäten in der Regel sequentiell abarbeiten.Today's control devices, particularly for vehicles, include microcontrollers which, in addition to the primary control functions, also include the gateway functionality of the controller, i. perform the interface-related functions needed to exchange data. Therefore, the computing power of the microcontroller is normally burdened by occurring interrupts, since the microcontroller process the interrupt actions and all subsequent functionalities usually sequentially.
In der DE 197 50 662 C2 wird eine Prozessoreinheit für ein datenverarbeitungsgestütztes elektronisches Steuerungssystem in einem Kraftfahrzeug beschrieben. Die Prozessoreinheit beinhaltet in ihrer funktionalen Struktur eine skalierbare Recheneinheit, eineDE 197 50 662 C2 describes a processor unit for a data processing-supported electronic control system in a motor vehicle. The processor unit includes in its functional structure a scalable arithmetic unit, a
Fahrzeugkommunikationsschnittstelleneinheit mit wenigstens zwei Kommunikationsschnittstellen und einen Kommunikationscoprozessor als separate Strukturkomponente. Der Kommunikationscoprozessor ist zwischen die skalierbare Recheneinheit und dieVehicle communication interface unit with at least two communication interfaces and a communication co-processor as a separate structural component. The communication co-processor is between the scalable arithmetic unit and the
Fahrzeugkommunikationsschnittstelleneinheit geschaltet und dient zur Ausführung von Datenkommunikationsvorgängen zwischen der skalierbaren Recheneinheit und der Fahrzeugkommunikationsschnittstelleneinheit sowie direkt zwischen Kommunikationsschnittstellen der Fahrzeugkommunikationsschnittstelleneinheit untereinander.Vehicle communication interface unit connected and used to perform data communication operations between the scalable processing unit and the vehicle communication interface unit and directly between communication interfaces of the vehicle communication interface unit with each other.
In der DE 102 18 448 Al wird ein elektronisches Steuergerät, insbesondere für ein Kraftfahrzeug beschrieben, das ein Gehäuse, eine Spannungsversorgung und Anschlusskontakte umfasst. In das Steuergerät ist ein Gateway zum Datenaustausch zwischen unterschiedlichen Datennetzwerken integriert. Das Gateway ist unter einer gemeinsamen Nutzung der Spannungsversorgung und der Anschlusskontakte in das Gehäuse des Steuergeräts eingesetzt, wobei das Gateway und das Steuergerät jeweils separate Mikroprozessoren und Speichermodule umfassen.DE 102 18 448 A1 describes an electronic control unit, in particular for a motor vehicle, which comprises a housing, a power supply and connection contacts. In the control unit, a gateway for data exchange between different data networks is integrated. The gateway is used with a common use of the power supply and the connection contacts in the housing of the control unit, wherein the gateway and the control unit each comprise separate microprocessors and memory modules.
In der DE 101 39 610 Al wird eine universelle Rechnerarchitektur für ein Verkehrsmittel mit einem Mikroprozessor zur Abarbeitung von Steuerungsprogrammen beschrieben. Die Rechnerarchitektur umfasst Speichermittel für die dabei berechneten Daten und eine Schnittstelle, die eine Anbindung des Rechners an einen Datenbus im Verkehrsmittel zulässt, wobei der Rechner Steuerungsprogramme zur Steuerung von im Verkehrsmittel vorgesehnen Geräten aufweist und die Steuerbefehle über Geräteschnittstellen zu dem zu steuernden Gerät übertragen werden, wobei der Rechner eine rekonfigurierbare Hardware aufweist, die im eingebauten Zustand des Rechners ein nachtägliches Umkonfigurieren von peripheren Komponenten oder einer Schnittstelle zulässt. Zudem sind Übertragungsmittel vorgesehen, die einen Algorithmus zum Rekonfigurieren der Hardware auf das Speichermittel im Verkehrsmittel übertragen, so dass ein Prozess zur Umkonfigurierung der die peripheren Komponenten oder die Schnittstelle betreffenden Hardware durchführbar ist.DE 101 39 610 A1 describes a universal computer architecture for a means of transport with a microprocessor for processing control programs. The computer architecture comprises memory means for the data calculated thereby and an interface which allows a connection of the computer to a data bus in the transport, wherein the computer has control programs for controlling devices intended in the transport and the control commands are transmitted via device interfaces to the device to be controlled, wherein the computer has a reconfigurable hardware that allows a nightly reconfiguration of peripheral components or an interface in the installed state of the computer. In addition, transmission means are provided which transmit an algorithm for reconfiguring the hardware onto the storage means in the means of transport, so that a process for reconfiguring the hardware or the interface relating to the peripheral component can be carried out.
Die US 5,671,355 zeigt bereits ein Gateway zur Datenprotokollwandlung zwischen mehreren Datenbussystemen. Dabei kommt ein FPGA zum Einsatz.US 5,671,355 already shows a gateway for data protocol conversion between several data bus systems. An FPGA is used.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zum Datenaustausch auf verschiedenen Bussystemen zur Verfügung zu stellen, die einen zugehörigen MikroController entlastet und ein zugehöriges Verfahren für den Datenaustausch anzugeben.The object of the invention is to provide a device for exchanging data on different bus systems, which relieves an associated microcontroller and to specify an associated method for the data exchange.
Die Erfindung löst diese Aufgabe durch Bereitstellung einer Vorrichtung zum Datenaustausch auf mindestens zwei Bussystemen mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 und durch ein Verfahren zum Datenaustausch auf mindestens zwei Bussystemen mit den Merkmalen des Patentanspruchs 8.The invention solves this problem by providing a device for data exchange on at least two bus systems with the features of patent claim 1 and by a method for data exchange on at least two bus systems with the features of patent claim 8.
Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.Advantageous embodiments and further developments of the invention are specified in the dependent claims.
Erfindungsgemäß sind bei der Vorrichtung zum Datenaustausch mindestens zwei Steuereinheiten als rekonfigurierbare Hardwareeinheiten ausgeführt, welche schnittstellenbezogene Funktionen zum Datenaustausch auf mindestens zwei Datenbussystemen parallel abarbeiten, wobei die schnittstellenbezogenen FunktionenAccording to the invention, in the device for data exchange at least two control units are designed as reconfigurable hardware units which execute interface-related functions for data exchange on at least two data bus systems in parallel, the interface-related functions
Botschaftsroutingfunktionen und/oder Signalroutingfunktionen und/oder Signalextraktionsfunktionen und/oder Protokollwandlungsfunktionen und/oderMessage routing functions and / or signal routing functions and / or signal extraction functions and / or Protocol conversion functions and / or
Netzwerkmanagementfunktionen und/oder Diagnosefunktionen und/oder Funktionsmanagementfunktionen umfassenNetwork management functions and / or diagnostic functions and / or function management functions include
Bei einer alternativen Ausführungsform der Vorrichtung zum Datenaustausch auf mindestens zwei Datenbussystemen sind mehrere Steuereinheiten als rekonfigurierbare Hardwareeinheiten ausgeführt und schnittstellenbezogene Funktionen zum Datenaustausch auf mindestens zwei Datenbussystemen parallel abarbeiten, wobei die Anzahl der Steuereinheiten der Anzahl der Datenbussystemen entspricht, die miteinander Daten austauschen und die schnittstellenbezogenen FunktionenIn an alternative embodiment of the device for exchanging data on at least two data bus systems, a plurality of control units are configured as reconfigurable hardware units and execute interface-related functions for data exchange on at least two data bus systems in parallel, the number of the control units corresponding to the number of data bus systems exchanging data with each other and the interface-related functions
Botschaftsroutingfunktionen und/oder Signalroutingfunktionen und/oder Signalextraktionsfunktionen und/oder Protokollwandlungsfunktionen und/oderMessage routing functions and / or signal routing functions and / or signal extraction functions and / or protocol conversion functions and / or
Netzwerkmanagementfunktionen und/oder Diagnosefunktionen und/oder Funktionsmanagementfunktionen umfassen.Network management functions and / or diagnostic functions and / or function management functions include.
Die erfindungsgemäßen Ausführungsformen der Vorrichtung zum Datenaustausch ermöglichen in vorteilhafter Weise eine parallele Abarbeitung der schnittstellenbezogenen Funktionen, die nachfolgend auch als Gatewayfunktionen bzw. Gatewayfunktionalität bezeichnet werden, d.h. die Erfindung übernimmt die vollständige Gatewayfunktionalität und arbeitet diese parallel ab. Dadurch wird der MikroController entlastet und die parallele Abarbeitung der Gatewayfunktionalität sorgt für ein wesentlich besseres Leistungsvermögen.The embodiments of the data exchange device according to the invention advantageously allow a parallel processing of the interface-related functions, which are also referred to below as gateway functions or gateway functionality, i. The invention takes over the complete gateway functionality and works in parallel. This relieves the burden on the microcontroller and the parallel processing of the gateway functionality ensures much better performance.
Durch die Ausführung als rekonfigurierbare Hardwareeinheit kann die Vorrichtung auch während der Laufzeit, d.h. während des Betriebs vollständig neu konfiguriert werden, um beispielsweise an neue Hardware- und/oder Softwarekomponenten angepasst zu werden.By performing as a reconfigurable hardware unit, the device can also be completely reconfigured during runtime, ie during operation For example, to be adapted to new hardware and / or software components.
Da der vollständige Umfang der schnittstellenbezogenen Funktionen in der erfindungsgemäßen Vorrichtung realisiert ist, ist ein „Stand alone Betrieb" der Vorrichtung möglich.Since the full scope of interface-related functions is realized in the device according to the invention, a stand-alone operation of the device is possible.
Zudem können durch die parallele Abarbeitung der Gatewayfunktionalität in vorteilhafter Weise beliebig viele Bussysteme an die erfindungsgemäße Vorrichtung angeschlossen werden.In addition, any number of bus systems can advantageously be connected to the device according to the invention by the parallel execution of the gateway functionality.
Bei einem Einsatz in einem Steuergerät wird der zugehörige Mikrocontroller durch die erfindungsgemäße Vorrichtung vollständig von der Schnittstelleninterruptlast befreit.When used in a control unit, the associated microcontroller is completely freed from the interface interrupt load by the device according to the invention.
In Ausgestaltung ist die erfindungsgemäße Vorrichtung als FPGA (Field Programmable Gate Array) ausgeführt, wobei die Steuereinheiten auf einem gemeinsamen FPGA oder getrennt auf mindestens zwei FPGAs angeordnet sein können. Derartige FPGAs wiesen Speicherzellen, wie Flip Flops auf, die ihre Funktion auch nach der Herstellung verändern können. Diese Speicherzellen sind untereinander frei konfigurierbar, wobei elektrisch leitende Verbindungen neu beschaltet werden, so dass diverse logische Schaltungen dadurch aufgebaut werden können.In an embodiment, the device according to the invention is designed as an FPGA (Field Programmable Gate Array), wherein the control units can be arranged on a common FPGA or separately on at least two FPGAs. Such FPGAs have memory cells, such as flip-flops, which can change their function even after manufacture. These memory cells are freely configurable with each other, wherein electrically conductive connections are reconnected, so that various logical circuits can be constructed thereby.
In weiterer Ausgestaltung umfasst die erfindungsgemäße Vorrichtung mindestens einen Routingspeicher der mindestens einem Bussystems zugeordnet ist und in dem Informationen über die schnittstellenbezogenen Funktionen des zugeordneten Bussystems gespeichert sind, die von der mindestens einen Steuereinheit zur Abarbeitung der schnittstellenbezogenen Funktionen angefordert werden. Durch die Speicherung der Gatewayfunktionalität in einem Speicher wird sichergestellt, dass sich die Konfiguration der Vorrichtung auch zur Laufzeit verändern lässt.In a further embodiment, the device according to the invention comprises at least one routing memory which is assigned to at least one bus system and in which information about the interface-related functions of the associated bus system is stored, which is provided by the at least one control unit for processing the interface-related Functions to be requested. The storage of the gateway functionality in a memory ensures that the configuration of the device can also be changed at runtime.
In weiterer Ausgestaltung ist mindestens ein Konfigurationsspeicher vorgesehen, der Konfigurationsdaten für Bussteuerschaltungen umfasst, die jeweils einem der Bussysteme zugeordnet sind.In a further embodiment, at least one configuration memory is provided, which comprises configuration data for bus control circuits, which are each assigned to one of the bus systems.
Zur Anpassung an verschieden Bussysteme umfasst die erfindungsgemäße Vorrichtung beispielsweise mindestens eine Busmanagementeinheit, die jeweils eine Konfigurationseinheit und einen Rx/Tx-Handler umfasst.To adapt to different bus systems, the device according to the invention comprises, for example, at least one bus management unit, each comprising a configuration unit and an Rx / Tx handler.
An die Vorrichtung zum Datenaustausch können beispielsweise die Bussysteme CAN und/oder LIN und/oder FLEXRAY und/oder MOST und/oder FIREWIRE und/oder RS232 und/oder USB und/oder S-ATA angeschlossen werden.For example, the bus systems CAN and / or LIN and / or FLEXRAY and / or MOST and / or FIREWIRE and / or RS232 and / or USB and / or S-ATA can be connected to the device for data exchange.
Beim erfindungsgemäßen Verfahren zum Datenaustausch auf mindestens zwei Datenbussystemen eine erste Nachricht auf einem ersten Bussystem und eine zweite Nachricht auf einem zweiten Bussystem gleichzeitig empfangen. Anschließend wird die erste Nachricht an eine erste Steuereinheit und die zweite Nachricht an eine zweite Steuereinheit übergeben. Die jeweilige Steuereinheit lädt aus einem zugehörigen ersten oder zweiten Routingspeicher die zur ersten Nachricht oder zur zweiten Nachricht gehörende Schnittstellenfunktionalität und arbeitet die Informationen ab. Danach übergibt die erste Steuereinheit die erste Nachricht an das zweite Bussystem, gemäß den gespeicherten Informationen aus dem ersten Routingspeicher) , und die zweite Steuereinheit übergibt die zweite Nachricht an das erste Bussystem, gemäß den im zweiten Routingspeicher gespeicherten Informationen.In the method according to the invention for data exchange on at least two data bus systems receive a first message on a first bus system and a second message on a second bus system at the same time. Subsequently, the first message is passed to a first control unit and the second message to a second control unit. The respective control unit loads from an associated first or second routing memory the interface functionality belonging to the first message or the second message and processes the information. Thereafter, the first control unit transfers the first message to the second bus system, according to the stored information from the first routing memory), and the second control unit transmits the second message to the first bus system, according to the information stored in the second routing memory.
Eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird nachfolgend beschrieben.An advantageous embodiment of the invention is illustrated in the drawings and will be described below.
Dabei zeigen:Showing:
Fig. 1 ein Blockschaltbild einer Vorrichtung zumFig. 1 is a block diagram of an apparatus for
Datenaustausch auf mehreren Bussystemen, Fig. 2 ein Blockschaltbild einer Busmanagementeinheit der2 shows a block diagram of a bus management unit of the
Vorrichtung aus Fig. 1, Fig. 3 ein Blockschaltbild einer Steuereinheit derDevice of Fig. 1, Fig. 3 is a block diagram of a control unit of
Vorrichtung aus Fig. 1, und Fig. 4 ein Blockschaltbild eines Routingspeichers derFIG. 4 is a block diagram of a routing memory of FIG
Vorrichtung aus Fig. 1.Device of Fig. 1.
Fig. 1 zeigt eine Vorrichtung 1 zum rekonfigurierbaren Datenaustausch auf verschiedenen Bussystemen 2.1, 2.2, 2.3, die in einem ASIC, System On Chip (SOC) oder in einer beliebigen rekonfigurierbaren Hardware realisiert werden kann, vorzugsweise in einem Field Programable Gate Array (FPGA), da dieses Modul intern integrierte Speicherressourcen zur Verfügung stellt, welche aufgrund des Designs der Vorrichtung direkt verwendet werden können.1 shows a device 1 for reconfigurable data exchange on various bus systems 2.1, 2.2, 2.3, which can be implemented in an ASIC, system on chip (SOC) or in any reconfigurable hardware, preferably in a field programmable gate array (FPGA). because this module provides internally integrated memory resources which can be used directly because of the design of the device.
Die Vorrichtung 1 bildet ein rekonfigurierbares Gateway zwischen verschiedenen Bussystemen 2.1, 2.2 und 2.3, d.h. die Vorrichtung arbeitet schnittstellenbezogene Funktionen parallel ab, wie beispielsweise Botschaftsroutingfunktionen und/oder Signalroutingfunktionen und/oder Signalextraktionsfunktionen und/oder Protokollwandlungsfunktionen und/oder Netzwerkmanagementfunktionen und/oder Diagnosefunktionen und/oder Funktionsmanagementfunktionen. Bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ist für jedes Datenbussystem 2.1, 2.2, 2.3 eine entsprechende Steuereinheit 8.1, 8.2 und 8.3 vorhanden, d.h. die Anzahl der Steuereinheiten 8.1, 8.2, 8.3 entspricht der Anzahl der Datenbussystemen 2.1, 2.2, 2.3, die miteinander Daten austauschen. Diese Bussysteme 2.1, 2.2, 2.3 können sich in einem Kraftfahrzeug oder in beliebigen elektronisch vernetzten Systemen befinden. Die Vorrichtung 1 kann in jedem beliebigen elektronischen System eingesetzt werden, wo die Kommunikation zwischen verschiedenen oder mehreren gleichartigen Bussystemen 2.1, 2.2, 2.3 gewährleistet werden muss. Das bedeutet, es können von einem Bussystem 2.1, 2.2, 2.3 mehrere Busse oder nur einer angeschlossen sein. Jedes Bussystem besitzt einen speziellen Physical Layer. Physical Layer können z.B. sein: CAN, LIN, FLEXRAY, MOST, FIREWIRE, RS232, USB, 5-ATA. Die Vorrichtung 1 kann somit eine Verbindung zwischen jedem beliebigen Bussystem 2.1, 2.2, 2.3 realisieren.The device 1 forms a reconfigurable gateway between different bus systems 2.1, 2.2 and 2.3, ie the device operates interface-related functions in parallel, such as message routing functions and / or signal routing functions and / or signal extraction functions and / or protocol conversion functions and / or Network management functions and / or diagnostic functions and / or function management functions. In the embodiment shown in Fig. 1 for each data bus system 2.1, 2.2, 2.3, a corresponding control unit 8.1, 8.2 and 8.3 available, ie the number of control units 8.1, 8.2, 8.3 corresponds to the number of data bus systems 2.1, 2.2, 2.3, with each other Exchange data. These bus systems 2.1, 2.2, 2.3 can be located in a motor vehicle or in any electronically networked systems. The device 1 can be used in any electronic system where the communication between different or several similar bus systems 2.1, 2.2, 2.3 must be ensured. This means that it can be connected by a bus system 2.1, 2.2, 2.3 more buses or only one. Each bus system has a special physical layer. Physical layers can be: CAN, LIN, FLEXRAY, MOST, FIREWIRE, RS232, USB, 5-ATA. The device 1 can thus realize a connection between any bus system 2.1, 2.2, 2.3.
Aufgrund des besonderen Aufbaus kann die Vorrichtung 1 ihre Funktionalität zur Laufzeit ändern. Dies ist möglich, da die komplette Funktionalität in Routingspeichern 9.1, 9.2, 9.3 und in Konfigurationsspeichern 7.1, 7.2, 7.3 hinterlegt ist, d.h. die Gatewayfunktionalität ist komplett durch den Speicherinhalt dieser Speicherzellen konfigurierbar und zur Laufzeit veränderbar. Jeder der Routingspeicher 9.1, 9.2, 9.3 beinhaltet beispielsweise die vollständige Information der Gatewayfunktionalität eines Bussystems 2.1, 2.2, 2.3. Jedem Bussystem 2.1, 2.2, 2.3, das mit der Vorrichtung verbunden ist, ist ein Routingspeicher 9.1, 9.2, 9.3 zugewiesen. Diese Aufteilung gewährleistet die parallele Verarbeitung und vereinfacht das Erstellen der Konfigurationsdateien für die Gatewayfunktionalität. Die empfangene Identifikation eines der Bussystems 2.1, 2.2, 2.3 wird direkt an die Adressleitungen 9Al, 9Bl, 9Cl des jeweiligen RoutingspeichersDue to the special structure, the device 1 can change its functionality at runtime. This is possible since the complete functionality is stored in routing memories 9.1, 9.2, 9.3 and in configuration memories 7.1, 7.2, 7.3, ie the gateway functionality is completely configurable by the memory contents of these memory cells and can be changed during runtime. Each of the routing memories 9.1, 9.2, 9.3 includes, for example, the complete information of the gateway functionality of a bus system 2.1, 2.2, 2.3. Each bus system 2.1, 2.2, 2.3, which is connected to the device, a routing memory 9.1, 9.2, 9.3 assigned. This division ensures parallel processing and simplifies the creation of configuration files for the gateway functionality. The received identification of the bus system 2.1, 2.2, 2.3 is directly to the address lines 9Al, 9Bl, 9Cl of the respective routing memory
9.1, 9.2, 9.3 gelegt. An der entsprechenden Speicherstelle 9A, 9B, 9C, im Routingspeicher 9.1, 9.2, 9.3 befindet sich die kodierte Information, was mit der empfangenen Nachricht geschehen soll. Die Steuereinheit 8.1, 8.2, 8.3 dekodiert die Information und führt die entsprechende Funktion bzw. Aktion aus.9.1, 9.2, 9.3. At the corresponding memory location 9A, 9B, 9C, in the routing memory 9.1, 9.2, 9.3 is the coded information what should happen to the received message. The control unit 8.1, 8.2, 8.3 decodes the information and performs the corresponding function or action.
Kommt eine Nachricht von einem der Bussysteme 2.1, 2.2, 2.3 über einen dem jeweiligen Bussystem zugeordneten Bustransceiver 3.1, 3.2, 3.3 zur Vorrichtung 1, dann wird diese von einem dem jeweiligen Bussystem zugeordneten Buscontroller 5.1, 5.2, 5.3 eingelesen und zwischengespeichert. Der entsprechende Buscontroller 5.1,If a message from one of the bus systems 2.1, 2.2, 2.3 is sent to the device 1 via a bus transceiver 3.1, 3.2, 3.3 assigned to the respective bus system, then it is read in and buffered by a bus controller 5.1, 5.2, 5.3 assigned to the respective bus system. The corresponding bus controller 5.1,
5.2, 5.3 signalisiert einer zum entsprechenden Bussystem 2.1, 2.2, 2.3 gehörigen Busmanagementeinheit 6.1, 6.2, 6.3, dass eine neue Nachricht zur Verfügung steht. Die jeweilige Busmanagementeinheit 6.1, 6.2, 6.3 umfasst, wie aus Fig. 2 ersichtlich ist, eine Konfigurationseinheit 6A und einen Rx/Tx-Handler 6B. Der Rx/Tx-Handler holt die Nachricht ab und überträgt diese an eine dem jeweiligen Bussystem 2.1, 2.2, 2.3 zugeordneten Steuereinheit 8.1, 8.2, 8.3, welche anhand der im zugehörigen Routingspeicher 9.1, 9.2, 9.3 hinterlegten Informationen die entsprechende Funktionalität abarbeitet und ausführt.5.2, 5.3 signals to a corresponding bus system 2.1, 2.2, 2.3 bus management unit 6.1, 6.2, 6.3 that a new message is available. The respective bus management unit 6.1, 6.2, 6.3 comprises, as can be seen from FIG. 2, a configuration unit 6A and an Rx / Tx handler 6B. The Rx / Tx handler retrieves the message and transmits it to a respective bus system 2.1, 2.2, 2.3 associated control unit 8.1, 8.2, 8.3, which processes and executes the corresponding functionality based on the information stored in the associated routing memory 9.1, 9.2, 9.3 ,
Der entsprechende Bustransceiver 3.1, 3.2, 3.2 ist seriell oder parallel mit dem zugehörigen Buscontroller 5.1, 5.2, 5.3 verbunden und wandelt die auf dem Bus 2,1, 2.2, 2.3 befindliche Nachricht in ein digitales Signal um und sendet diese Nachricht seriell oder parallel an den jeweiligen Buscontroller 5.1, 5.2, 5.3.The corresponding bus transceiver 3.1, 3.2, 3.2 is connected in series or in parallel with the associated bus controller 5.1, 5.2, 5.3 and converts the message located on the bus 2, 1, 2, 2, 3 into a digital signal and transmits this message serial or parallel to the respective bus controller 5.1, 5.2, 5.3.
Der jeweilige Buscontroller 5.1, 5.2, 5.3 handelt das Busprotokoll zum Empfang und Versenden von Nachrichten ab. Er empfängt die Nachrichten bzw. Daten vom jeweiligen Bussystem 2.1, 2.2, 2.3, speichert diese Nachrichten in einem internen Speicher und signalisiert der zugehörigenThe respective bus controller 5.1, 5.2, 5.3 negotiates the bus protocol for receiving and sending messages. It receives the messages or data from the respective bus system 2.1, 2.2, 2.3, stores these messages in an internal memory and signals the associated
Busmanagementeinheit 6.1, 6.2, 6.3, dass eine neue Nachricht empfangen wurde und zur Abholung bereit steht. Wird dem entsprechenden Buscontroller 5.1, 5.2, 5.3 über die zugehörige Busmanagementeinheit 6.1, 6.2, 6.3 von einer der Steuereinheiten 8.1, 8.2, 8.3 eine zu versendende Nachricht übertragen, dann speichert der Buscontroller diese Nachricht in einem internen Speicher zwischen, bis das jeweilige Bussystem 2.1, 2.2, 2.3 frei ist, um diese Nachricht zu übertragen. Zudem umfasst der Buscontroller 5.1, 5.2, 5.3 verschiedene Konfigurationsregister, um nach einem Rücksetzvorgang das jeweilige Bussystem 2.1, 2.2, 2.3 neu zu initialisieren. Die erforderlichen Konfigurationsdaten empfängt der jeweilige Buscontroller 5.1, 5.2, 5.3 nach dem Rücksetzvorgang über die Konfigurationseinheit 6A aus der zugehörigen Busmanagementeinheit 6.1, 6.2, 6.3, welche die Daten aus dem zugeordneten Konfigurationsspeicher 7.1, 7.2, 7.3 ausliest. Dadurch ist nicht nur die Funktionalität der Vorrichtung 1 über die Routingspeicher 9.1, 9.2, 9.3, sondern auch die Konfiguration der einzelnen Bussysteme 2.1, 2.2, 2.3 über die Konfigurationsspeicher 7.1, 7.2, 7.3 frei konfigurierbar.Bus Management Unit 6.1, 6.2, 6.3 that a new message has been received and ready for pickup. If the corresponding bus management unit 6.1, 6.2, 6.3 transmits a message to be sent by one of the control units 8.1, 8.2, 8.3 to the corresponding bus controller 5.1, 5.2, 5.3, the bus controller temporarily stores this message in an internal memory until the respective bus system 2.1 , 2.2, 2.3 is free to transmit this message. In addition, the bus controller 5.1, 5.2, 5.3 includes various configuration registers in order to reinitialize the respective bus system 2.1, 2.2, 2.3 after a reset process. The required configuration data is received by the respective bus controller 5.1, 5.2, 5.3 after the reset process via the configuration unit 6A from the associated bus management unit 6.1, 6.2, 6.3, which reads out the data from the associated configuration memory 7.1, 7.2, 7.3. As a result, not only is the functionality of the device 1 via the routing memories 9.1, 9.2, 9.3, but also the configuration of the individual bus systems 2.1, 2.2, 2.3 freely configurable via the configuration memories 7.1, 7.2, 7.3.
Die jeweilige Busmanagementeinheit 6.1, 6.2, 6.3 umfasst wie aus Fig. 2 ersichtlich ist, die Konfigurationseinheit 6A und den Rx/Tx-Handler 6B für den jeweiligen Buscontroller 5.1, 5.2, 5.3. Die Konfigurationseinheit 6A der jeweiligen Busmanagementeinheit 6.1, 6.2, 6.3 schreibt nach einem Rücksetzvorgang die Konfigurationsdaten für das jeweilige Bussystem 2.1, 2.2, 2.3, welche im zugehörigen Konfigurationsspeicher 7.1, 7.2, 7.3 hinterlegt sind, in den zugehörigen Buscontroller 5.1, 5.2, 5.3 und starten das entsprechende Bussystem 2.1, 2.2, 2.3. Der Rx/Tx-Handler 6B der jeweiligen Busmanagementeinheit 6.1, 6.2, 6.3 sorgt dafür, dass von den Buscontrollern 5.1, 5.2, 5.3 empfangene Nachrichten an das entsprechende der Steuergeräte 8.1, 8.2, 8.3 weitergeleitet werden und von einem der Steuereinheiten 8.1, 8.2, 8.3 zu sendende Daten an den jeweiligen Buscontroller 5.1, 5.2, 5.3 übertragen werden. Besitzt die vom Buscontroller 5.1, 5.2, 5.3 empfangene Nachricht keine Identifizierung (ID) , beispielsweise wenn das entsprechende Bussystem kein nachrichtenorientiertes Übertragungsverfahren verwendet, sondern z.B. ein Time Division Multiplexing (TDM) Verfahren, dann ergänzt der Rx/Tx-Handler 6B die empfangene Nachricht zusätzlich mit einer für die entsprechende Steuereinheit 8.1, 8.2,8.3 erkennbaren Identifizierung. Beim Senden einer TDM-Nachricht erkennt der Rx/Tx-Handler 6B der jeweiligen Busmanagementeinheit 6.1, 6.2, 6.3 anhand einer von der entsprechenden Steuereinheit 8.1, 8.2, 8.3 übertragenen Identifikation, in welchen Zeitschlitz die zu sendende Nachricht eingefügt werden muss und gibt diese Information an den betreffenden Buscontroller 5.1, 5.2, 5.3 weiter. Somit kann je nach Bussystem der Rx/Tx-Handler 6B auch mit einem internen Speicher, zum Speichern der zu versenden Nachrichten und/oder einer Zeitscheibe beim TDM Verfahren, versehen sein.The respective bus management unit 6.1, 6.2, 6.3 comprises, as can be seen from FIG. 2, the configuration unit 6A and the Rx / Tx handler 6B for the respective bus controller 5.1, 5.2, 5.3. The configuration unit 6A of the respective bus management unit 6.1, 6.2, 6.3 writes after a reset operation the configuration data for the respective bus system 2.1, 2.2, 2.3, which are stored in the associated configuration memory 7.1, 7.2, 7.3, in the associated bus controller 5.1, 5.2, 5.3 and start the corresponding bus system 2.1, 2.2, 2.3. The Rx / Tx handler 6B of the respective bus management unit 6.1, 6.2, 6.3 ensures that messages received by the bus controllers 5.1, 5.2, 5.3 are forwarded to the corresponding one of the control units 8.1, 8.2, 8.3 and from one of the control units 8.1, 8.2, 8.3 data to be transmitted to the respective bus controller 5.1, 5.2, 5.3 are transmitted. If the message received from the bus controller 5.1, 5.2, 5.3 does not have an identification (ID), for example if the corresponding bus system does not use a message-oriented transmission method but, for example, a Time Division Multiplexing (TDM) method, the Rx / Tx handler 6B supplements the received message additionally with a recognizable for the corresponding control unit 8.1, 8.2,8.3 identification. When sending a TDM message, the Rx / Tx handler 6B recognizes the respective bus management unit 6.1, 6.2, 6.3 on the basis of an identification transmitted by the corresponding control unit 8.1, 8.2, 8.3 in which time slot the message to be sent must be inserted and outputs this information to the relevant bus controller 5.1, 5.2, 5.3 continue. Thus, depending on the bus system, the Rx / Tx handler 6B can also be provided with an internal memory for storing the messages to be sent and / or a time slot in the TDM method.
Zur parallelen Bearbeitung umfasst jede der Busmanagementeinheiten 6.1, 6.2, 6.3 einen eigenen Rx/Tx- Handler 6B, der beispielsweise in das Modul 6 integriert ist und die empfangenen und zu sendenden Nachrichten verwaltet und jeweils an die Buscontroller 5.1, 5.2, 5.3 oder an die Steuereinheiten 8.1, 8.2, 8.3 weiterleitet. Durch die parallele Abarbeitung der einzelnen Bussysteme 2.1, 2.2, 2.3 entsteht eine beachtliche Leistungssteigerung. Die jeweilige Steuereinheit 8.1, 8.2, 8.3 verarbeitet dann die empfangenen Nachrichten. Durch die parallele Abarbeitung, können beliebig viele Bussysteme an die Vorrichtung 1 angeschlossen werden.For parallel processing, each of the bus management units 6.1, 6.2, 6.3 includes its own Rx / Tx Handler 6B, which is integrated, for example, in the module 6 and manages the received and to be sent messages and in each case to the bus controller 5.1, 5.2, 5.3 or to the control units 8.1, 8.2, 8.3 forwards. The parallel processing of the individual bus systems 2.1, 2.2, 2.3 results in a considerable increase in performance. The respective control unit 8.1, 8.2, 8.3 then processes the received messages. Due to the parallel processing, any number of bus systems can be connected to the device 1.
Die Steuereinheiten 8.1, 8.2, 8.3 sind für die komplette Ablauffunktionalität verantwortlich und umfassen, wie aus den in Fig. 3 dargestellten Blöcken ersichtlich ist, jeweils eine Botschaftsroutingfunktion 8A, eine Signalroutingfunktion 8B, eine Signalextraktionfunktion 8C, eine Protokollwandlungsfunktions 8D, eineThe control units 8.1, 8.2, 8.3 are responsible for the complete execution functionality and comprise, as can be seen from the blocks shown in FIG. 3, a message routing function 8A, a signal routing function 8B, a signal extraction function 8C, a protocol conversion function 8D, respectively
Netzwerkmanagementfunktion 8E, eine Diagnosefunktion 8F und eine Funktionsmanagementfunktion 8G.Network management function 8E, a diagnostic function 8F and a function management function 8G.
Die Botschaftsroutingfunktion 8A leitet eine von einem der Bussysteme 2.1, 2.2, 2.3 empfangene Nachricht ohne Veränderung des Informationsinhaltes auf ein anderes der Bussysteme 2.1, 2.2, 2.3 oder auf eine Schnittstelle 10 der Vorrichtung weiter.The message routing function 8A forwards a message received from one of the bus systems 2.1, 2.2, 2.3 to another of the bus systems 2.1, 2.2, 2.3 or to an interface 10 of the device without changing the information content.
Die Signalroutingfunktion 8B extrahiert von einer empfangenen Nachricht einzelne Informationen (Bits) und fügt diese in eine neu erzeugte Nachricht ein. Diese neue Nachricht wird dann an das gewünschte der Bussysteme 2.1, 2.2, 2.3 oder an die Schnittstelle 10 übertragen. Die Signalextraktionfunktion 8C extrahiert von einer empfangenen Nachricht einzelne Informationen (Bits) überträgt diese zur Weiterverarbeitung an die Schnittstelle 10.The signal routing function 8B extracts individual information (bits) from a received message and inserts them into a newly generated message. This new message is then transmitted to the desired one of the bus systems 2.1, 2.2, 2.3 or to the interface 10. The signal extraction function 8C extracts individual information (bits) from a received message and transmits these to the interface 10 for further processing.
Die Protokollwandlungsfunktion 8D gewährleistet eine Kommunikation zwischen Bussysteme 2.1, 2.2, 2.3 mit unterschiedlichen Protokollen. Sie sorgt für die Kompatibilität der unterschiedlichen Bussysteme 2.1, .2.2, 2.3. Die Protokollwandlungsfunktion 8d kann neben der Anpassung der Protokolle der unterschiedlichen Bussysteme zusätzliche Aufgaben übernehmen, welche vom Rx/Tx-Handler 6B nicht übernommen werden können, beispielsweise die Zwischenspeicherung von Nachrichten für Bussysteme 2.1, 2.2, 2.3 mit unterschiedlichen Übertragungsraten.The protocol conversion function 8D ensures communication between bus systems 2.1, 2.2, 2.3 with different protocols. It ensures the compatibility of the different bus systems 2.1, .2.2, 2.3. In addition to the adaptation of the protocols of the different bus systems, the protocol conversion function 8d can take on additional tasks which can not be assumed by the Rx / Tx handler 6B, for example the temporary storage of messages for bus systems 2.1, 2.2, 2.3 with different transmission rates.
Die Netzwerkmanagementfunktion 8E übernimmt speziell in einem Kraftfahrzeug besondere Aufgaben, wie sie beispielsweise in der dem Fachmann bekannte OSEKIVDX Network Management Spezifikation beschrieben werden.The network management function 8E undertakes special tasks, especially in a motor vehicle, as described, for example, in the OSEKIVDX Network Management Specification known to the person skilled in the art.
Die Diagnosefunktion 8F verwaltet busspezifische Diagnosebotschaften und führt in Abhängigkeit von der hinterlegten Funktionalität verschiedene Aktionen aus.The diagnosis function 8F manages bus-specific diagnostic messages and carries out various actions depending on the stored functionality.
Die Funktionsmanagementfunktion 8G koordiniert beispielsweise das Zusammenspiel der einzelnen Funktionalitäten der entsprechenden Steuereinheit 8.1, 8.2 8.3. Die Funktionsmanagementfunktion 8G aktiviert z.B. bei der Botschaftsrouting-, Signalrouting- und/oder Diagnosefunktion 8A, 8B, 8F zwischen Bussystemen mit unterschiedlichen Übertragungsverfahren automatisch dieThe function management function 8G coordinates, for example, the interaction of the individual functionalities of the corresponding control unit 8.1, 8.2 8.3. The function management function 8G activates e.g. in the message routing, Signalrouting- and / or diagnostic function 8A, 8B, 8F between bus systems with different transmission methods automatically the
Protokollwandlungsfunktion 8D. Weiterhin koordiniert die Funktionsmanagementfunktion 8G die Kommunikation zwischen der jeweiligen Steuereinheit 8.1, 8.2, 8.3 und der Schnittstelle 10. Das Funktionsmanagementfunktion koordiniert die zur Laufzeit mögliche Rekonfiguration der Speicher 7 und/oder 9, wodurch während des Betriebs die Funktionalität der Vorrichtung 1 bezüglich Botschaftsrouting 8A, Signalrouting 8B, Signalextraktion 8C und Diagnose 8F sowie die Konfiguration der Bussysteme 2.1, 2.2, 2.3 geändert werden kann.Protocol conversion function 8D. Furthermore, the function management function 8G coordinates the communication between the The function management function coordinates the reconfiguration of the memories 7 and / or 9 possible at runtime, whereby during operation the functionality of the device 1 regarding message routing 8A, signal routing 8B, signal extraction 8C and diagnosis 8F as well as the configuration of the bus systems 2.1, 2.2, 2.3 can be changed.
Die jeweilige Steuereinheit 8.1, 8.2, 8.3 holt die vom entsprechenden Rx/Tx-Handler 6B empfangene Nachricht ab und identifiziert diese anhand der enthaltenen Identifikation. Mit der Identifikation kann die jeweilige Steuereinheit 8.1, 8.2, 8.3 parallel die zu der Nachricht gehörige Funktionalität aus dem zugehörigen Routingspeicher 9.1, 9.2, 9.3 auslesen. Aufgrund der aus dem entsprechenden Routingspeicher 9.1, 9.2, 9.3 ausgelesenen Funktionalität führt die Steuereinheit 8.1, 8.2, 8.3 die entsprechenden Funktionen wie Botschaftsrouting 8A, Signalrouting 8B, Signalextraktion 8C, Netzwerkmanagement 8E und/oder Diagnose 8F mit einer eventuellen Protokollwandlung 8D aus.The respective control unit 8.1, 8.2, 8.3 picks up the message received from the corresponding Rx / Tx handler 6B and identifies it based on the contained identification. With the identification, the respective control unit 8.1, 8.2, 8.3 can read in parallel the functionality associated with the message from the associated routing memory 9.1, 9.2, 9.3. On the basis of the functionality read out from the corresponding routing memory 9.1, 9.2, 9.3, the control unit 8.1, 8.2, 8.3 performs the corresponding functions such as message routing 8A, signal routing 8B, signal extraction 8C, network management 8E and / or diagnosis 8F with a possible protocol conversion 8D.
Die Schnittstelle 10 der Vorrichtung 1 stellt eine Verbindung zur externen Peripherie 11 oder zu weiteren Funktionseinheiten 12 her, welche sich in derselben rekonfigurierbaren Hardware, ASIC oder SOC befinden. Über die externe Peripherie 11 oder über weitere Funktionseinheiten 12 kann die Gatewayfunktionalität bei der Initialisierung oder zur Laufzeit geändert werden. Weiterhin dient die Schnittstelle zum Datenaustausch der unterschiedlichen Bussysteme 2.1, 2.2, 2.3, mit weiteren Funktionseinheiten 12. Bei diesem Datenaustausch können vollständige Nachrichten oder nur einzelne Signalinformationen ausgetauscht werden. Die Schnittstelle 10 wird in der Regel an die angeschlossenen internen oder externen Funktionseinheiten individuell angepasst. Der Informationsaustausch der Schnittstelle mit weiteren Modulen kann beispielsweise in Form von Shared Memory —z.B. eines Dual Port RAM (beim Anschluss eines externen MikroController) oder über eine Bus-Bridge erfolgen.The interface 10 of the device 1 establishes a connection to the external periphery 11 or to further functional units 12 which are located in the same reconfigurable hardware, ASIC or SOC. Via the external periphery 11 or via further functional units 12, the gateway functionality can be changed during initialization or at runtime. Furthermore, the interface is used for data exchange of the different bus systems 2.1, 2.2, 2.3, with further functional units 12. In this data exchange complete messages or only individual signal information can be exchanged. The interface 10 is usually adapted individually to the connected internal or external functional units. The exchange of information of the interface with other modules, for example, in the form of shared memory -zB a dual port RAM (when connecting an external microcontroller) or via a bus bridge.
Nachfolgend wird anhand eines Beispiels zum Botschaftsrouting die parallele Abarbeitung von Gatewayfunktionalitäten der Vorrichtung 1 beschrieben. Auf den Bussystemen 2.1 und 2.2 werden gleichzeitig Nachrichten mit den Bustransceivern 3.1, 3.2 empfangen. Diese Nachrichten werden von den beiden Bustransceivern 3.1, 3.2 an die jeweiligen Buscontroller 5.1, 5.2 der Vorrichtung 1 weitergeleitet. Die Buscontroller 5.1,The parallel processing of gateway functionalities of the device 1 will be described below on the basis of an example for message routing. On the bus systems 2.1 and 2.2 are simultaneously received messages with the bus transceivers 3.1, 3.2. These messages are forwarded by the two bus transceivers 3.1, 3.2 to the respective bus controllers 5.1, 5.2 of the device 1. Bus controllers 5.1,
5.2 speichern diese Nachrichten jeweils in einem internen Speicher und signalisieren der zu dem jeweiligen Bussystem 2.1, 2.2 gehörenden Busmanagementeinheit 6.1, 6.2, dass eine neue Nachricht empfangen wurde und zum Abholen bereit steht. Die jeweiligen Rx/Tx-Handler 6A in den Busmanagementeinheiten 6.1, 6.2 holen diese Nachrichten ab und übergeben diese an die jeweilige zum Bussystem 2.1, 2.2 gehörige Steuereinheit 8.1, 8.2. Die jeweilige Steuereinheit 8.1, 8.2 überprüft anhand der empfangenen Botschaftsidentifikation die auszuführende Gatewayfunktionalität, welche in der zum jeweiligen Bussystem 2.1, 2.2 zugehörigen Speicherzelle 9A, 9B, 9C des Routingspeichers 9.1, 9.2 steht. Aufgrund der in der Routingspeicherzelle 9A, 9B, 9C hinterlegten dekodierten Information zur „Botschaftsroutingfunktion", übergibt die Steuereinheit 8.1, 8.2 die jeweilige Nachricht an den zum jeweiligen Zielbussystem 2.1, 2.2, 2.3 gehörigen Rx/Tx- Handler 6B. Der Rx/Tx-Handler 6B des Zielbussystems 2.1, 2.2,5.2 store these messages in each case in an internal memory and signal to the respective bus system 2.1, 2.2 belonging bus management unit 6.1, 6.2 that a new message has been received and is ready to pick up. The respective Rx / Tx handlers 6A in the bus management units 6.1, 6.2 retrieve these messages and transfer them to the respective control unit 8.1, 8.2 belonging to the bus system 2.1, 2.2. The respective control unit 8.1, 8.2 checks on the basis of the message identification received the gateway functionality to be executed, which is in the respective bus system 2.1, 2.2 associated memory cell 9A, 9B, 9C of the routing memory 9.1, 9.2. On the basis of the decoded information on the "message routing function" stored in the routing memory cell 9A, 9B, 9C, the control unit 8.1, 8.2 transfers the respective message to the Rx / Tx handler 6B belonging to the respective target bus system 2.1, 2.2, 2.3. Handler 6B of the target bus system 2.1, 2.2,
2.3 sendet die entsprechende Nachricht an den zugehörigen Buscontroller 5.1, 5.2, 5.3 des Zielbussystems 2.1, 2.2, 2.3. Der zugehörige Buscontroller 5.1, 5.2, 5.3 speichert die entsprechende Nachricht in einem internen Speicher, bis das jeweilige Bussystem 2.1, 2.2, 2.3 frei ist, um diese Botschaft über den jeweiligen Bustransceiver 3.1, 3.2, 3.3 zu senden.2.3 sends the corresponding message to the associated bus controller 5.1, 5.2, 5.3 of the target bus 2.1, 2.2, 2.3. The associated bus controller 5.1, 5.2, 5.3 stores the corresponding message in an internal memory until the respective bus system 2.1, 2.2, 2.3 is free to send this message via the respective bus transceiver 3.1, 3.2, 3.3.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Datenaustausch auf mindestens zwei Datenbussystemen umfasst mindestens eine als rekonfigurierbare Hardwareeinheit ausgeführte Steuereinheit zur parallelen Abarbeitung von schnittstellenbezogenen Funktionen, wie Botschaftsroutingfunktionen und/oder Signalroutingfunktionen und/oder Signalextraktionsfunktionen und/oder Protokollwandlungsfunktionen und/oder Netzwerkmanagementfunktionen und/oder Diagnosefunktionen und/oder Funktionsmanagementfunktionen, wodurch das Leistungsvermögen eines zugehörigen MikroControllers, insbesondere bei Steuergeräten in einem Kraftfahrzeug erhöht wird. Um die parallele Abarbeitung zu gewährleisten entspricht bei einer alternativen Ausführungsform die Anzahl der Steuereinheiten der Anzahl der Datenbussysteme, die über die erfindungsgemäße Vorrichtung miteinander Daten austauschen. The device according to the invention for data exchange on at least two data bus systems comprises at least one control unit configured as a reconfigurable hardware unit for parallel processing of interface-related functions, such as message routing functions and / or signal routing functions and / or signal extraction functions and / or protocol conversion functions and / or network management functions and / or diagnostic functions and / or function management functions , whereby the performance of an associated microcontroller, especially in control units in a motor vehicle is increased. In order to ensure parallel processing, in an alternative embodiment, the number of control units corresponds to the number of data bus systems which exchange data with each other via the device according to the invention.

Claims

Patentansprüche claims
1. Vorrichtung zum Datenaustausch zwischen mindestens zwei Datenbussystemen (2.1, 2.2, 2.3) mit jeweils einem zugeordneten Buscontroller (5.1, 5.2, 5.3), der das Busprotokoll zum Empfangen und Versenden von Nachrichten auf dem Datenbus abhandelt, mit einem internen Speicher, der die Nachrichten bzw. Daten vom jeweiligen Bussystem (2.1, 2.2, 2.3) speichert, und mit einer zugehörigen Busmanagementeinheit (6.1, 6.2, 6.3), die die empfangenen Nachrichten an eine Steuereinheit (8.1, 8.2, 8.3) weiterleitet, um dort Signalroutingfunktionen und/oder Protokollwandlungsfunktionen von einem zum anderen Datenbus und umgekehrt ausführen, dadurch gekennzeichnet, dass jede der Steuereinheiten (8.1, 8.2, 8.3) als Hardwareeinheit ausgeführt ist, die die Signalroutingfunktionen und/oder Protokollwandlungsfunktionen zwischen den Datenbussystemen (2.1, 2.2, 2.3) zeitlich parallel zu einer der anderen parallel geschalteten Steuereinheiten abarbeitet und dass die Steuereinheiten (8.1, 8.2, 8.3) als eine oder mehrere rekonfigurierbare Hardwareeinheiten ausgeführt sind.1. Device for data exchange between at least two data bus systems (2.1, 2.2, 2.3), each with an associated bus controller (5.1, 5.2, 5.3), which handles the bus protocol for receiving and sending messages on the data bus, with an internal memory, the Messages or data from the respective bus system (2.1, 2.2, 2.3) stores, and with an associated bus management unit (6.1, 6.2, 6.3), which forwards the received messages to a control unit (8.1, 8.2, 8.3), there to signal routing functions and / or protocol conversion functions from one to the other data bus and vice versa, characterized in that each of the control units (8.1, 8.2, 8.3) is designed as a hardware unit, the time the signal routing functions and / or protocol conversion functions between the data bus systems (2.1, 2.2, 2.3) parallel to one of the other parallel control units and that the control units (8.1, 8.2, 8.3) act as one or more reconfigurable hardware units are executed.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheiten (8.1, 8.2, 8.3) die schnittstellenbezogenen Funktionen zum Datenaustausch zwischen den mindestens zwei Datenbussystemen (2.1, 2.2, 2.3) parallel abarbeiten, wobei die Anzahl der Steuereinheiten2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the control units (8.1, 8.2, 8.3) the interface-related functions for data exchange between the at least two data bus systems (2.1, 2.2, 2.3) work in parallel, wherein the number of control units
(8.1, 8.2, 8.3) der Anzahl der Datenbussystemen (2.1, 2.2, 2.3) entspricht, die miteinander Daten austauschen. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Teil der Vorrichtung (1) als FPGA (Field Programmable Gate Array) ausgeführt ist, wobei die Steuereinheiten (8.1, 8.2, 8.(8.1, 8.2, 8.3) corresponds to the number of data bus systems (2.1, 2.2, 2.3) exchanging data with each other. 3. Device according to claim 1, characterized in that a part of the device (1) as FPGA (Field Programmable Gate Array) is executed, wherein the control units (8.1, 8.2, 8.
3) auf einem gemeinsamen FPGA angeordnet sind oder getrennt auf mindestens zwei FPGAs angeordnet sind.3) are arranged on a common FPGA or are arranged separately on at least two FPGAs.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch mindestens einen Routingspeicher (9.1, 9.2, 9.3), der mindestens einem Bussystems (2.1, 2.2, 2.3) zugeordnet ist und in dem Informationen über die schnittstellenbezogenen Funktionen des zugeordneten Bussystems (2.1, 2.2, 2.3) gespeichert sind, die von der mindestens einen Steuereinheit (8.1, 8.2, 8.3) zur Abarbeitung der schnittstellenbezogenen Funktionen angefordert werden.4. Device according to one of claims 1 to 3, characterized by at least one routing memory (9.1, 9.2, 9.3), the at least one bus system (2.1, 2.2, 2.3) is assigned and in the information about the interface-related functions of the associated bus system (2.1 , 2.2, 2.3) are stored, which are requested by the at least one control unit (8.1, 8.2, 8.3) for processing the interface-related functions.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch mindestens einen Konfigurationsspeicher (7.1, 7.2, 7.3), der Konfigurationsdaten für5. Device according to one of claims 1 to 4, characterized by at least one configuration memory (7.1, 7.2, 7.3), the configuration data for
Bussteuerschaltungen (5.1, 5.2, 5.3) umfassen, die jeweils einem der Bussysteme (2.1, 2.2, 2.3) zugeordnet sind.Bus control circuits (5.1, 5.2, 5.3) include, which are each assigned to one of the bus systems (2.1, 2.2, 2.3).
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch mindestens eine Busmanagementeinheit (6.1, 6.2, 6.3), die jeweils eine Konfigurationseinheit und einen Rx/Tx-Handler umfasst.6. Device according to one of claims 1 to 5, characterized by at least one bus management unit (6.1, 6.2, 6.3), each comprising a configuration unit and an Rx / Tx handler.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Bussysteme (2.1, 2.2, 2.3) einen CAN und/oder LIN und/oder FLEXRAY und/oder MOST und/oder FIREWIRE und/oder RS232 und/oder USB und/oder S-ATA umfassen. 8. Verfahren zum Datenaustausch zwischen mindestens zwei Datenbussystemen (2.1, 2.2), gekennzeichnet durch, die Schritte:7. Device according to one of claims 1 to 6, characterized in that the bus systems (2.1, 2.2, 2.3) a CAN and / or LIN and / or FLEXRAY and / or MOST and / or FIREWIRE and / or RS232 and / or USB and / or S-ATA. 8. Method for data exchange between at least two data bus systems (2.1, 2.2), characterized by the steps:
Empfangen und Versenden von Nachrichten auf den Datenbussystemen (2.1, 2.2), Speichern der vom jeweiligen Bussystem (2.1, 2.2, 2.3) empfangenen Nachrichten bzw. Daten in einem internen Speicher und Weiterleiten der empfangenen Nachrichten an eine Steuereinheit (8.1, 8.2, 8.3), um dort Signalroutingfunktionen und/oder Protokollwandlungsfunktionen von einem zum anderen Datenbus und umgekehrt ausführen, dadurch gekennzeichnet, dass die Signalroutingfunktionen und/oder Protokollwandlungsfunktionen zwischen den Datenbussystemen (2.1, 2.2, 2.3) zeitlich parallel zu einer der anderen parallel geschalteten Steuereinheiten abgearbeitet werden und dass die Hardware der Steuereinheiten (8.1, 8.2, 8.3) als eine oder mehrere rekonfigurierbare Hardwareeinheiten ausgeführt sind, die durch eine Hardwarebeschreibungssprache konfiguriert wird und deren Hardware so umkonfiguriert werden kann, dass weitere Steuereinheiten (8.1, 8.2, Receiving and sending messages on the data bus systems (2.1, 2.2), storing the messages or data received from the respective bus system (2.1, 2.2, 2.3) in an internal memory and forwarding the received messages to a control unit (8.1, 8.2, 8.3) to perform signal routing functions and / or protocol conversion functions from one to the other data bus and vice versa, characterized in that the signal routing functions and / or protocol conversion functions between the data bus systems (2.1, 2.2, 2.3) are executed in parallel to one of the other control units connected in parallel and the hardware of the control units (8.1, 8.2, 8.3) are implemented as one or more reconfigurable hardware units which is configured by a hardware description language and whose hardware can be reconfigured such that further control units (8.1, 8.2,
8.3) mit Signalroutingfunktionen und/oder Protokollwandlungsfunktionen hinzugefügt werden. 8.3) with signal routing functions and / or protocol conversion functions.
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