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Die vorliegende Offenbarung betrifft Kommunikationsnetze und Verfahren zum Kommunizieren in einem Kommunikationsnetz.
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Für Hersteller von Fahrzeugen ist es wünschenswert, dass Slave-Module eines Fahrzeugbussystems für eine bestimmte Anwendung (z. B das Steuern von Klimaklappen oder Beleuchtungselementen) als identische Module behandelt werden können, um den Aufwand für Lagerung und Lieferung zu verringern. Hierzu wurden Auto-Adressierungsverfahren entwickelt, so dass Slave-Module nicht aufgrund der Adresse unterschieden werden müssen. Allerdings können Auto-Adressierungsverfahren eine Architektur erforderlich machen, die die Anfälligkeit für eine Unterbrechung der Verbindung eines oder mehrerer Slave-Module zum zentralen Steuergerät erhöhen. Es ist wünschenswert, derartige Verbindungsunterbrechungen im Zusammenhang mit der Auto-Adressierung oder dem Betrieb eines Bussystems zu vermeiden.
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Gemäß einer Ausführungsform wird ein Kommunikationsnetz bereitgestellt mit einer ersten Busschnittstelle, einer zweiten Busschnittstelle, einem Bus, welcher die erste Busschnittstelle und die zweite Busschnittstelle verbindet, einem oder mehreren mit dem Bus verbundenen Empfänger(n), einem Detektor, der dafür ausgelegt ist zu erkennen, ob eine erste von der ersten Busschnittstelle über den Bus gesendete Nachricht den einen oder die mehreren Empfänger erreicht hat; und einem Steuergerät, das dafür ausgelegt ist zu veranlassen, dass, wenn die erste Nachricht den einen oder die mehreren Empfänger nicht erreicht hat, die zweite Busschnittstelle mindestens eine zweite Nachricht über den Bus an mindestens einen des einen Empfängers oder der mehreren Empfänger sendet.
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In einer Ausgestaltung kann der Detektor dafür ausgelegt sein zu erkennen, ob die erste Nachricht den einen oder die mehreren Empfänger erreicht hat, indem er erkennt, ob die erste Nachricht von der zweiten Busschnittstelle empfangen wurde. In noch einer Ausgestaltung kann der Detektor dafür ausgelegt sein zu erkennen, ob die erste Nachricht den einen oder die mehreren Empfänger erreicht hat, indem er erkennt, ob der eine oder die mehreren Empfänger die erste Nachricht empfangen hat/haben. In noch einer Ausgestaltung kann der Detektor dafür ausgelegt sein zu erkennen, ob die erste Nachricht den einen oder die mehreren Empfänger erreicht hat, indem er erkennt, ob der eine oder die mehreren Empfänger den Empfang der ersten Nachricht quittiert hat/haben. In noch einer Ausgestaltung kann der Detektor dafür ausgelegt sein zu erkennen, ob der eine oder die mehreren Empfänger den Empfang der ersten Nachricht quittiert hat/haben, indem er die Anzahl der Empfangsquittungen für die erste Nachricht zählt und die Anzahl mit der Anzahl der Empfänger vergleicht. In noch einer Ausgestaltung kann der eine oder können die mehreren Empfänger an einem oder mehreren Anschaltpunkt(en) des Busses, die zwischen den Anschaltpunkten der ersten Busschnittstelle und der zweiten Busschnittstelle an den Bus liegen, mit dem Bus verbunden sein. In noch einer Ausgestaltung kann das Kommunikationsnetz ferner einen ersten Sender/Empfänger aufweisen, der mit der ersten Busschnittstelle gekoppelt und dafür ausgelegt ist, die erste Nachricht an die erste Busschnittstelle bereitzustellen. In noch einer Ausgestaltung kann der erste Sender/Empfänger mit dem Detektor gekoppelt und dafür ausgelegt sein, den Detektor über die Sendung der ersten Nachricht zu informieren. In noch einer Ausgestaltung kann der erste Sender/Empfänger dafür ausgelegt sein, die zweite Nachricht bereitzustellen, und mittels eines Schalters mit der zweiten Busschnittstelle gekoppelt ist und das Steuergerät kann dafür ausgelegt sein, den Schalter derart zu steuern, dass die zweite Nachricht an die zweite Busschnittstelle bereitgestellt wird, wenn die erste Nachricht den einen oder die mehreren Empfänger nicht erreicht hat. In noch einer Ausgestaltung kann der erste Sender/Empfänger als Busmaster fungieren. In noch einer Ausgestaltung kann das Kommunikationsnetz ferner einen zweiten Sender/Empfänger aufweisen, der mit der zweiten Busschnittstelle gekoppelt ist, wobei das Steuergerät dafür ausgelegt ist, wenn die erste Nachricht den einen oder die mehreren Empfänger nicht erreicht hat, die zweite Busschnittstelle derart zu steuern, dass sie die mindestens eine zweite Nachricht über den Bus an mindestens einen des einen oder der mehreren Empfänger sendet, indem der zweite Empfänger veranlasst wird, die zweite Nachricht an die zweite Busschnittstelle bereitzustellen. In noch einer Ausgestaltung kann das Kommunikationsnetz ferner einen zweiten Sender/Empfänger aufweisen, der mit der zweiten Busschnittstelle gekoppelt ist, wobei der zweite Sender/Empfänger mit dem Detektor gekoppelt und dafür ausgelegt ist, den Detektor über den Empfang der ersten Nachricht zu informieren, und wobei der Detektor dafür ausgelegt ist zu erkennen, ob die erste Nachricht den einen oder die mehreren Empfänger erreicht hat, indem er erkennt, ob der zweite Sender/Empfänger die erste Nachricht empfangen hat. In noch einer Ausgestaltung kann das Steuergerät dafür ausgelegt sein, wenn der zweite Sender/Empfänger die erste Nachricht nicht empfangen hat, den zweiten Sender/Empfänger aus einem Slave-Modus, in dem er als Bus-Slave fungiert, in einen Master-Modus zu schalten, in dem er als Busmaster fungiert. In noch einer Ausgestaltung kann der zweite Sender/Empfänger, wenn er sich im Master-Modus befindet, dafür ausgelegt sein, die Busnutzung durch den einen oder die mehreren Empfänger zu steuern. In noch einer Ausgestaltung kann die erste Nachricht an den mindestens einen des einen oder der mehreren Empfänger adressiert sein. In noch einer Ausgestaltung kann die zweite Nachricht an den mindestens einen des einen oder der mehreren Empfänger adressiert sein. In noch einer Ausgestaltung kann die zweite Nachricht eine Anfragenachricht sein. In noch einer Ausgestaltung kann die erste Nachricht eine Testnachricht sein, um zu testen, ob die zweite Busschnittstelle von der ersten Busschnittstelle über den Bus erreichbar ist. In noch einer Ausgestaltung kann die zweite Nachricht eine Adresszuweisungsnachricht sein, um dem mindestens einen des einen oder der mehreren Empfänger eine Adresse zuzuweisen. In noch einer Ausgestaltung kann die zweite Nachricht eine Kommunikationssteuerungsnachricht sein, um die Nutzung des Busses durch den mindestens einen des einen oder der mehreren Empfänger zu steuern. In noch einer Ausgestaltung kann die zweite Nachricht eine Datenanforderungsnachricht sein, um Daten von dem mindestens einen des einen oder der mehreren Empfänger anzufordern. In noch einer Ausgestaltung kann der Bus ein „Local Interconnect Network“ (LIN)-Bus sein. In noch einer Ausgestaltung kann der eine oder können die mehreren Empfänger als Bus-Slave(s) fungieren. In noch einer Ausgestaltung kann das Kommunikationsnetz ferner ein Steuergerät aufweisen, das dafür ausgelegt ist, die erste Nachricht an die erste Busschnittstelle bereitzustellen und, wenn die erste Nachricht den einen oder die mehreren Empfänger nicht erreicht hat, die zweite Nachricht an die zweite Busschnittstelle bereitzustellen. In noch einer Ausgestaltung kann das Steuergerät ein zentrales Steuergerät eines Fahrzeugs sein und der eine oder die mehreren Empfänger können Steuergeräte sein, die dafür ausgelegt sind, Fahrzeugkomponenten zu steuern. In noch einer Ausgestaltung kann das Kommunikationsnetz ferner mindestens einen Schalter zum Unterbrechen des Busses aufweisen. In noch einer Ausgestaltung kann eine Mehrzahl von Empfängern aufweisen, wobei der mindestens eine Schalter so angeordnet ist, dass er den Bus zwischen zwei Empfängern der Mehrzahl von Empfängern unterbrechen kann. In noch einer Ausgestaltung können die erste Busschnittstelle und die zweite Busschnittstelle die Endpunkte des Busses bilden.
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In verschiedenen Ausführungsbeispielen wird ein Verfahren zum Kommunizieren in einem Kommunikationsnetz bereitgestellt, aufweisend: Senden einer ersten Nachricht über einen Bus, der eine erste Busschnittstelle und eine zweite Busschnittstelle verbindet, mittels der ersten Busschnittstelle; Erkennen, ob die erste Nachricht von einem oder mehreren an den Bus angeschlossenen Empfänger(n) empfangen worden ist; und wenn die erste Nachricht den einen oder die mehreren Empfänger nicht erreicht hat, Senden einer zweiten Nachricht mittels der zweiten Busschnittstelle über den Bus an mindestens einen des einen oder der mehreren Empfänger.
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In den Zeichnungen beziehen sich gleiche Bezugszeichen in den verschiedenen Abbildungen in der Regel auf dieselben Komponenten. Die Zeichnungen sind nicht notwendigerweise maßstabsgetreu; Schwerpunkt ist im Allgemeinen vielmehr die Veranschaulichung der Prinzipien der Erfindung. In der nachfolgenden Beschreibung werden verschiedene Aspekte unter Bezugnahme auf die folgenden Zeichnungen beschrieben; hierbei gilt:
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zeigt ein Kommunikationsnetz.
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zeigt ein Kommunikationsnetz.
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zeigt ein Slave-Modul.
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zeigt ein Kommunikationsnetz.
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zeigt ein Ablaufdiagramm.
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zeigt ein Kommunikationsnetz.
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zeigt ein LIN-Sender/Empfänger-Modul.
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Die folgende ausführliche Beschreibung bezieht sich auf die beigefügten Zeichnungen, die zu Veranschaulichungszwecken spezifische Einzelheiten und Aspekte der vorliegenden Patentanmeldung darstellen, in denen die Erfindung praktisch ausgeführt werden kann. Diese Aspekte der vorliegenden Patentanmeldung werden mit ausreichender Genauigkeit beschrieben, um es Fachleuten zu ermöglichen, die Erfindung praktisch zu nutzen. Andere Aspekte dieser Patentanmeldung können verwendet werden, und strukturelle, logische und elektrische Änderungen können vorgenommen werden, ohne den Schutzbereich der vorliegenden Erfindung zu verlassen. Die verschiedenen Aspekte der vorliegenden Patentanmeldung schließen sich nicht notwendigerweise gegenseitig aus, da einige Aspekte dieser Patentanmeldung mit einem oder mehreren anderen Aspekt(en) der Patentanmeldung kombiniert werden können, um neue Aspekte zu bilden.
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In modernen Fahrzeugen können verschiedene Bussysteme zum Einsatz kommen. Beispielsweise sind dies CAN (Controller Area Network), Flexray und das LIN (Local Interconnect Network), das auch als LIN-Bus bezeichnet wird.
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Das LIN ist ein serielles Kommunikationssystem, das für die kostengünstige Kommunikation zwischen intelligenten Sensoren und Aktoren in Fahrzeugen entwickelt wurde. Es basiert auf einem Eindrahtbus und kann als Feldbus eingestuft werden. Ein typisches Anwendungsgebiet ist die Vernetzung in einer Fahrzeugtür, eines Sitzes, von Klimaklappen oder der verschiedenen Lichtquellen eines Innenbeleuchtungssystems.
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Ein LIN kommt üblicherweise dort zum Einsatz, wo die größere Bandbreite und die größere Flexibilität des CAN nicht erforderlich sind. Die LIN-Spezifikation beinhaltet das LIN-Protokoll, ein vereinheitlichtes Format zur Beschreibung des LIN insgesamt sowie der Schnittstelle zwischen einem LIN und der jeweiligen Anwendung.
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In ist ein LIN dargestellt.
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zeigt ein Kommunikationsnetz 100.
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Das Kommunikationsnetz 100 ist in diesem Beispiel ein LIN-Netz (Local Interconnect Network).
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Ein LIN wird gebildet von einem Busmaster, der in diesem Beispiel von einem zentralen Steuergerät 101 gebildet wird, z. B. einem zentralen Steuergerät in einem Fahrzeug, beispielsweise zum Steuern der Beleuchtung und/oder der Klimatechnik im Fahrzeug, etwa einem HVAC(Heating, Ventilation and Air Conditioning; Heizung, Lüftung, Klimatechnik)-Steuergerät oder einem BCM (Body Control Module, Karosseriesteuergerät) eines Fahrzeugs, sowie einem oder mehreren Slave(s), in diesem Beispiel einer Mehrzahl von Knoten 102. Jeder Knoten weist beispielsweise ein Steuergerät und eine LED (Light Emitting Diode, Leuchtdiode) oder ein Steuergerät und eine Klimaklappe auf. Das zentrale Steuergerät 101 und die Knoten 102 sind über einen Bus 103 in Reihe geschaltet.
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Das zentrale Steuergerät 101 besitzt (als Busmaster) Informationen zur zeitlichen Planung der Übertragung zwischen dem zentralen Steuergerät 101 und den Knoten (Slaves) 102. Ein Knoten 102 sendet Daten, sobald er von dem zentralen Steuergerät 101 dazu aufgefordert wird. Das zentrale Steuergerät 101 sendet hierzu ein Kopfsegment, das mit einer bestimmten Adresse gekennzeichnet ist. Als Antwort hierauf stellt der Knoten 102 die zu sendenden Daten an den Bus 103 bereit. Jeder Knoten 102 besitzt eine eindeutige Adresse, über die er von dem zentralen Steuergerät 101 angesteuert werden kann.
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Die Module (d. h. das zentrale Steuergerät 101 und die Knoten 102) weisen jeweils einen LIN-Sender/Empfänger auf, der die zu sendenden Daten (z. B. von einer Mikrosteuerung des Moduls) in 12-V-Signale übersetzt, welche dann über den LIN-Bus 103 an ein anderes Modul übertragen werden. Im Fall einer Anwendung in einer Tür oder einem Sitz eines Fahrzeugs können dies verschiedene Knoten (Slaves) 102 sein, die über den LIN-Bus kommunizieren.
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Im Gegensatz hierzu sind im Fall der Klimaanlage oder (Innen-)Beleuchtung die Slaves 102 üblicherweise identisch. Beispielsweise kann das Kommunikationsnetz 100 eine Mehrzahl identischer Slaves 102 aufweisen, die jeweils eine Klimaklappe steuern und jeder eine eigene (Mikro-)Steuerung, eine eigene Stromversorgung und einen eigenen LIN-Sender/Empfänger aufweisen. Im Fall der Innenbeleuchtung weist das Kommunikationsnetz 100 beispielsweise eine Mehrzahl identischer Slaves 102 auf, wobei jeder Slave 102 eine gedruckte Schaltung mit einer LED, einer Stromversorgung, einer Mikrosteuerung und einem LIN-Sender/Empfänger aufweist. Bei beiden Anwendungen, Klimaanlage und Beleuchtung, kann eine Vielzahl solcher identischer Module verwendet werden, z. B. mehr als 30.
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In dem Kommunikationsnetz 100 können die identischen Module anhand ihrer Adressen unterschieden werden. Es ist für den Fahrzeughersteller jedoch wünschenswert, dass die Module am Lager als identisch behandelt werden können anstatt z. B. 30 oder mehr Slave-Module als verschiedene Module zu behandeln. Hierfür wurde das Konzept der Auto-Adressierung der Slave-Module entwickelt. Nach diesem Konzept besitzt ein Slave-Modul keine feste Adresse, sondern ihm wird in einem Startzyklus eine Adresse zugewiesen (z. B. beim Starten des Fahrzeugs oder einmalig im Rahmen einer Erstkonfigurationsphase nach der Herstellung des Fahrzeugs, wonach die Adresse in einem Speicher des Slave-Moduls gespeichert bleibt). Die Auto-Adressierung der Slave-Module kann mittels der „Bus Shunt“-Methode (BSM) oder der „Extra Wire Daisy Chain“(XWDC)-Methode erfolgen. Ein weiterer Lösungsansatz ist das so genannte Busschalterkonzept. Die entsprechende Busstruktur ist in dargestellt.
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zeigt ein Kommunikationsnetz 200.
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Ähnlich wie das Kommunikationsnetz 100 weist das Kommunikationsnetz 200 ein zentrales Steuergerät 201 und eine Mehrzahl von Knoten 202, 206 auf, die über einen Bus 203 miteinander verbunden sind. In ist ferner ein LIN-Sender/Empfänger 206 des zentralen Steuergeräts 201 dargestellt, der über den Bus 203 Daten an die Knoten 202 senden und Daten von den Knoten 202 empfangen kann. Der LIN-Sender/Empfänger 206 fungiert als Busmaster (oder anders ausgedrückt, das zentrale Steuergerät 201 übernimmt mithilfe des LIN-Senders/Empfängers 206 die Funktion des Busmasters).
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Gemäß dem Auto-Adressierungsansatz nach dem Busschalterprinzip kann der Bus 203 an jedem Zwischenknoten 202, d. h. an jedem Knoten 202 mit Ausnahme des letzten Knotens in der Reihe 205 (d. h. in der Reihe von Knoten 202), von einem Schalter 204 des jeweiligen Knotens 202 unterbrochen sein.
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Der Aufbau des Zwischenknotens 202 ist in detaillierter dargestellt.
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zeigt ein Slave-Modul 300.
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Das Slave-Modul 300 beinhaltet einen LIN-Sender/Empfänger 301 und eine Mikrosteuerung 302, die je nach Anwendung beispielsweise zum Steuern einer LED oder einer Klimaklappe dient. Der LIN-Sender/Empfänger 301 besitzt eine Busverbindung 303 zu dem vorhergehenden Knoten 202 in der Reihe von Knoten 202 sowie eine Busverbindung 304 über einen Schalter 305 zu dem nachfolgenden Knoten 202, 205 in der Reihe von Knoten 202. Die Mikrosteuerung 302 betätigt den Schalter 305, indem sie ihn z.B. schließt, sobald dem Slave-Modul 300 eine Adresse zugewiesen worden ist.
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Zu Beginn der Auto-Adressierungsprozedur im Auto-Adressierungsverfahren nach dem Busschalterprinzip sind die Schalter 204 aller Zwischenknoten 202 geöffnet und sind den Knoten 202 noch keine Adressen zugewiesen. Die Auto-Adressierungsprozedur beginnt damit, dass das zentrale Steuergerät 201 den ersten Knoten 202 in der Reihe von Knoten 202, 205 kontaktiert und diesem Knoten 202 eine Adresse zuweist. Danach schließt der erste Knoten 202 seinen Schalter 204, so dass das zentrale Steuergerät 201 nun den zweiten Knoten 202 in der Reihe von Knoten 202, 205 kontaktieren kann, um diesem Knoten 202 eine Adresse zuzuweisen, und so fort, bis allen Knoten 202, 205 eine Adresse zugewiesen ist.
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Bei diesem Aufbau besteht jedoch die Gefahr, dass der Schalter 204 eines der Zwischenknotenmodule 202 oder seine Steuerlogik ausfällt, d. h. nicht schließt, nachdem das Knotenmodul 202 eine Adresse erhalten hat, oder sich nach einiger Zeit öffnet, und dass die nachfolgenden Knotenmodule der Reihe von Knotenmodulen 202, 205 die Verbindung zum zentralen Steuergerät 201 verlieren, d. h. ausfallen. Der Bus kann darüber hinaus an jedem beliebigen anderen Punkt unterbrochen werden, was dazu führt, dass einige oder alle Knotenmodule 202 die Verbindung zum zentralen Steuergerät 201 verlieren.
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Gemäß einer Ausführungsform wird diese Problem gelöst, indem der Bus 203 an seinem Endpunkt (d. h. an dem letzten Knoten in der Reihe 205) zurück auf das zentrale Steuergerät 201 verbunden wird, z. B. auf einen zweiten LIN-Sender/Empfänger (z. B. als Fehler-LIN-Sender/Empfänger bezeichnet) des zentralen Steuergeräts 101, der gleichermaßen als Master und als Slave für den Bus 203 betrieben werden kann.
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Eine Ausführungsform wird nachstehend unter Bezugnahme auf beschrieben.
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zeigt ein Kommunikationsnetz 400.
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Das Kommunikationsnetz 400 beinhaltet eine erste Busschnittstelle 401, eine zweite Busschnittstelle 402 und einen Bus 403, der die erste Busschnittstelle 401 und die zweite Busschnittstelle 402 verbindet.
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Das Kommunikationsnetz 400 beinhaltet ferner einen oder mehrere Empfänger 404, die mit dem Bus 403 verbunden sind, und einen Detektor 405, der dafür ausgelegt ist zu erkennen, ob eine erste von der ersten Busschnittstelle 401 über den Bus 403 gesendete Nachricht den einen oder die mehreren Empfänger 404 erreicht hat.
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Ferner beinhaltet das Kommunikationsnetz 400 ein Steuergerät 406, das dafür ausgelegt ist zu veranlassen, dass, wenn die erste Nachricht den einen oder die mehreren Empfänger 404 nicht erreicht hat, die zweite Busschnittstelle 402 mindestens eine zweite Nachricht (z. B. in einer der ersten Nachricht entgegengesetzten Richtung) über den Bus 403 an mindestens einen des einen oder der mehreren Empfänger 404 sendet.
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Gemäß einer Ausführungsform werden mit anderen Worten eine erste Busschnittstelle 401 und eine zweite Busschnittstelle 402, z. B. desselben zentralen Steuergeräts 406, für einen Bus 403 bereitgestellt, wobei die zweite Busschnittstelle 402 aktiv wird, z. B. eine Nachricht an einen oder mehrere an den Bus 403 angeschlossene Empfänger 404 (z. B. Slaves) sendet, wenn festgestellt wird, dass eine von der ersten Busschnittstelle 401 gesendete Nachricht bei dem einen oder den mehreren Empfänger(n) 404 nicht angekommen ist (z. B. aufgrund einer Unterbrechung des Busses 403, z. B. durch den Ausfall eines Schalters in einem der Slaves).
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Die erste Nachricht kann an mindestens einen des einen oder der mehreren Empfänger 404 adressiert sein (z. B. an denselben mindestens einen des einen oder der mehreren Empfänger, an den auch die zweite Nachricht adressiert wird), kann jedoch auch eine Testnachricht sein, um zu testen, ob der Bus 403 unterbrochen ist, und z. B. an die zweite Busschnittstelle 402 adressiert sein.
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Der Bus 403 kann ein LIN-Bus zum Verbinden der Komponenten in einem Fahrzeug sein wie in den Beispielen oben und weiter unten, kann jedoch auch ein anderer, in einem anderen Szenario eingesetzter Bus 403 sein, z. B. ein nicht für den Kfz-Bereich vorgesehener Bus 403, der verschiedene Systeme in einem Haus (z. B. Licht, Rollläden, Heizung etc.) miteinander verbindet.
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Der eine oder die mehreren Empfänger 404 sind beispielsweise an einem oder mehreren Anschaltpunkt(en) des Busses 403, die zwischen den Anschaltpunkten der ersten Busschnittstelle 401 und der zweiten Busschnittstelle 402 an den Bus 403 liegen, mit dem Bus 403 verbunden. Mit anderen Worten, die Empfänger 404 sind Knoten, die zwischen der ersten Busschnittstelle 401 und der zweiten Busschnittstelle 402 angeordnet sind.
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Der Detektor 405 ist beispielsweise dafür ausgelegt zu erkennen, ob die erste Nachricht den einen oder die mehreren Empfänger 404 erreicht hat, indem er erkennt, ob die erste Nachricht von der zweiten Busschnittstelle 402 empfangen wurde.
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Gemäß einer Ausführungsform ist der Detektor 405 dafür ausgelegt zu erkennen, ob die erste Nachricht den einen oder die mehreren Empfänger 404 erreicht hat, indem er erkennt, ob der eine oder die mehreren Empfänger 404 die erste Nachricht empfangen hat/haben.
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Der Detektor 405 ist beispielsweise dafür ausgelegt zu erkennen, ob die erste Nachricht den einen oder die mehreren Empfänger 404 erreicht hat, indem er erkennt, ob der eine oder die mehreren Empfänger 404 den Empfang der ersten Nachricht quittiert hat/haben.
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Beispielsweise ist der Detektor 405 dafür ausgelegt zu erkennen, ob der eine oder die mehreren Empfänger 404 den Empfang der ersten Nachricht quittiert hat/haben, indem er die Anzahl der Empfangsquittungen für die erste Nachricht zählt und die Anzahl mit der Anzahl der Empfänger 404 vergleicht.
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Der eine oder die mehreren Empfänger 404 ist/sind beispielsweise an einem oder mehreren Anschaltpunkt(en) des Busses 403, die zwischen den Anschaltpunkten der ersten Busschnittstelle 401 und der zweiten Busschnittstelle 402 an den Bus 403 liegen, mit dem Bus 403 verbunden.
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Das Kommunikationsnetz 400 kann ferner einen ersten Sender/Empfänger umfassen, der mit der ersten Busschnittstelle 401 gekoppelt und dafür ausgelegt ist, die erste Nachricht an die erste Busschnittstelle 401 bereitzustellen.
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Beispielsweise ist der erste Sender/Empfänger mit dem Detektor 405 gekoppelt und dafür ausgelegt, den Detektor 405 über die Sendung der ersten Nachricht zu informieren.
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Der erste Sender/Empfänger ist beispielsweise dafür ausgelegt, die zweite Nachricht bereitzustellen, und ist beispielsweise mittels eines Schalters mit der zweiten Busschnittstelle 402 gekoppelt, und das Steuergerät 406 ist beispielsweise dafür ausgelegt, den Schalter derart zu steuern, dass die zweite Nachricht an die zweite Busschnittstelle 402 bereitgestellt wird, wenn die erste Nachricht den einen oder die mehreren Empfänger 404 nicht erreicht hat. Der erste Sender/Empfänger sendet beispielsweise die erste Nachricht sowohl über die erste Busschnittstelle 401 als auch über die zweite Busschnittstelle 402.
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Der erste Sender/Empfänger fungiert beispielsweise als Bus-Master.
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Gemäß einer Ausführungsform umfasst das Kommunikationsnetz 400 ferner einen zweiten Sender/Empfänger, der mit der zweiten Busschnittstelle 402 gekoppelt ist, wobei das Steuergerät 406 dafür ausgelegt ist, wenn die erste Nachricht den einen oder die mehreren Empfänger 404 nicht erreicht hat, die zweite Busschnittstelle 402 derart zu steuern, dass sie die mindestens eine zweite Nachricht über den Bus 403 an den mindestens einen des einen oder der mehreren Empfänger 404 sendet, indem der zweite Sender/Empfänger veranlasst wird, die zweite Nachricht an die zweite Busschnittstelle 402 bereitzustellen.
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Der mindestens eine des einen oder der mehreren Empfänger 404 kann als ein Empfänger verstanden werden, der von dem ersten Sender/Empfänger und dem zweiten Sender/Empfänger verschieden ist und z. B. zwischen dem ersten Sender/Empfänger und dem zweiten Sender/Empfänger auf dem Bus 403 angeordnet ist. Der eine oder die mehreren Empfänger 404 sind beispielsweise Bus-Slaves, während der erste Sender/Empfänger beispielsweise ein Busmaster ist.
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Gemäß einer Ausführungsform umfasst das Kommunikationsnetz ferner einen zweiten Sender/Empfänger, der mit der zweiten Busschnittstelle 402 gekoppelt ist, wobei der zweite Sender/Empfänger mit dem Detektor 405 gekoppelt und dafür ausgelegt ist, den Detektor 405 über den Empfang der ersten Nachricht zu informieren und wobei der Detektor 405 dafür ausgelegt ist zu erkennen, ob die erste Nachricht den einen oder die mehreren Empfänger erreicht hat, indem er erkennt, ob die erste Nachricht von dem zweiten Sender/Empfänger empfangen wurde.
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Beispielsweise ist das Steuergerät 406 dafür ausgelegt, wenn der zweite Sender/Empfänger die erste Nachricht nicht empfangen hat, den zweiten Sender/Empfänger aus dem Slave-Modus, in dem er als Bus-Slave fungiert, in den Master-Modus zu schalten, in dem er als Busmaster fungiert.
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Beispielsweise ist der zweite Sender/Empfänger im Master-Modus dafür ausgelegt, die Busnutzung durch den einen oder die mehreren Empfänger 404 zu steuern.
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Die erste Nachricht ist beispielsweise an den mindestens einen des einen oder der mehreren Empfänger 404 adressiert.
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Die zweite Nachricht ist beispielsweise an den mindestens einen des einen oder der mehreren Empfänger 404 adressiert.
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Die zweite Nachricht ist beispielsweise eine Anfragenachricht.
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Gemäß einer Ausführungsform ist die erste Nachricht eine Testnachricht, um zu testen, ob die zweite Busschnittstelle von der ersten Busschnittstelle 401 über den Bus 403 erreichbar ist, und z. B. an die zweite Busschnittstelle 402 oder den zweiten Sender/Empfänger adressiert.
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Die zweite Nachricht ist beispielsweise eine Adresszuweisungsnachricht, um dem mindestens einen des einen oder der mehreren Empfänger eine Adresse zuzuweisen.
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Die zweite Nachricht kann eine Kommunikationssteuerungsnachricht sein, um die Nutzung des Busses 403 durch den mindestens einen des einen oder der mehreren Empfänger 404 zu steuern.
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Gemäß einer Ausführungsform ist die zweite Nachricht eine Datenanforderungsnachricht, um Daten von dem mindestens einen des einen oder der mehreren Empfänger 404 anzufordern.
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Der Bus 403 ist beispielsweise ein „Local Interconnect Network“(LIN)-Bus.
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Der eine oder die mehreren Empfänger 404 fungieren beispielsweise als Slaves des Busses 403.
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Gemäß einer Ausführungsform umfasst das Kommunikationsnetz ferner ein Steuergerät 406 (welches z. B. den ersten Sender/Empfänger und/oder den zweiten Sender/Empfänger umfasst), das dafür ausgelegt ist, die erste Nachricht an die erste Busschnittstelle 401 bereitzustellen und, wenn die erste Nachricht den einen oder die mehreren Empfänger 404 nicht erreicht hat, die zweite Nachricht an die zweite Busschnittstelle 402 bereitzustellen.
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Das Steuergerät 406 ist beispielsweise ein zentrales Steuergerät 406 eines Fahrzeugs, und der eine oder die mehreren Empfänger 404 sind Steuergeräte, die dafür ausgelegt sind, Fahrzeugkomponenten zu steuern.
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Das Kommunikationsnetz 400 kann ferner mindestens einen Schalter zum Unterbrechen des Busses 403 umfassen.
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Beispielsweise umfasst das Kommunikationsnetz eine Mehrzahl von Empfängern 404, wobei der mindestens eine Schalter so angeordnet ist, dass er den Bus 403 zwischen zwei Empfängern der Mehrzahl von Empfängern 404 unterbrechen kann.
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Die erste Busschnittstelle 401 und die zweite Busschnittstelle 402 bilden beispielsweise die Endpunkte des Busses 403.
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Die Komponenten des Kommunikationsnetzes (z. B. die Busschnittstellen, die Sender/Empfänger, die Empfänger, der Detektor, das Steuergerät etc.) können beispielsweise durch eine oder mehrere Schaltungen realisiert werden. Eine „Schaltung“ kann als eine beliebige Art einer Logikimplementierungsentität verstanden werden, wobei es sich hierbei um eine Spezialschaltung handeln kann oder um einen Prozessor, der eine Software ausführt, die in einem Speicher, einer Firmware oder einer beliebigen Kombination davon gespeichert ist. Somit kann es sich bei einer „Schaltung“ um eine festverdrahtete logische Schaltung oder eine programmierbare logische Schaltung handeln, beispielsweise einen programmierbaren Prozessor, z. B. einen Mikroprozessor (z. B. einen Prozessor des Typs CISC (Complex Instruction Set Computer) oder einen Prozessor des Typs RISC (Reduced Instruction Set Computer)). Eine "Schaltung" kann auch ein Prozessor sein, der eine Software ausführt, z. B. jede beliebige Art von Computerprogramm, z. B. ein Computerprogramm, das einen Code für virtuelle Maschinen verwendet, z. B. Java. Jede andere Art der Implementierung der jeweiligen Funktionen, die nachstehend ausführlicher beschrieben werden, kann ebenfalls als eine „Schaltung“ verstanden werden.
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Das Computernetz 400 führt beispielsweise ein Verfahren wie in dargestellt aus.
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zeigt ein Ablaufdiagramm 500.
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Das Ablaufdiagramm veranschaulicht ein Verfahren zum Kommunizieren in einem Kommunikationsnetz, z. B. einem Bussystem.
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In 501 wird eine erste Nachricht über einen Bus, der eine erste Busschnittstelle und eine zweite Busschnittstelle verbindet, mittels der ersten Busschnittstelle gesendet.
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In 502 wird erkannt, ob die erste Nachricht von einem oder mehreren an den Bus angeschlossenen Empfänger(n) empfangen worden ist.
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In 503 wird, wenn die erste Nachricht den einen oder die mehreren Empfänger nicht erreicht hat, eine zweite Nachricht mittels der zweiten Busschnittstelle über den Bus an mindestens einen des einen oder der mehreren Empfänger gesendet. Falls erkannt wird, dass der zweite Sender/Empfänger die erste Nachricht empfangen hat, kehrt der Prozess beispielsweise zu 501 zurück und der erste Sender/Empfänger sendet eine nächste (erste) Nachricht. Beispielsweise sendet der zweite Sender/Empfänger nur dann, wenn eine von dem ersten Sender/Empfänger gesendete Nachricht von dem zweiten Sender/Empfänger nicht empfangen wird, eine oder mehrere zweite Nachricht(en) zusätzlich an den Empfänger.
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Es sollte beachtet werden, dass die im Zusammenhang mit dem Computernetz 400 beschriebene Ausführungsformen analog auch für das Verfahren gelten, das in veranschaulicht ist, und umgekehrt.
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Der Fall, dass der Bus ein LIN-Bus ist, ist in dargestellt.
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zeigt ein Kommunikationsnetz 600.
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Ähnlich wie das Kommunikationsnetz 200 weist das Kommunikationsnetz 600 ein zentrales Steuergerät 601 und eine Mehrzahl von Knoten 602, 605 auf, die über einen Bus 603 miteinander verbunden sind, wobei jeder Zwischenknoten 602 einen Schalter 604 besitzt, um den Bus 603 an dem jeweiligen Knoten 602 zu unterbrechen.
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Das zentrale Steuergerät 601 weist einen ersten LIN-Sender/Empfänger 606 auf, über den es als Master für den Bus 603 fungiert, ähnlich dem LIN-Sender/Empfänger 206, sowie einen zweiten LIN-Sender/Empfänger 607, die die Endpunkte des Busses 603 bilden. Alternativ können ihre (Bus-)Schnittstellen zum Bus als die Endpunkte des Busses bildend angesehen werden. Der zweite LIN-Sender/Empfänger 607 fungiert als Slave für den Bus 603. Mit anderen Worten, im Vergleich zum Kommunikationsnetz 200 ist der Bus 603 von dem letzten Knoten in der Reihe 605 auf das zentrale Steuergerät 601, nämlich den zweiten LIN-Sender/Empfänger 607, zurück verbunden.
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Sobald alle Schalter 604 ordnungsgemäß geschlossen sind (z. B. nachdem das Auto-Adressierungsverfahren ausgeführt worden ist), kann das zentrale Steuergerät 601 mit sich selbst kommunizieren, indem es Nachrichten von dem ersten LIN-Sender/Empfänger 606 über den Bus 604 an den zweiten LIN-Sender/Empfänger (Fehler-LIN-Sender/Empfänger) 607 sendet. Auf diese Weise kann das Steuergerät 601 überprüfen, ob der Bus an irgendeinem der Knoten 602 unterbrochen ist. Wenn ein Knoten 602 ausfällt (z. B. weil sein Schalter 604 nicht schließt oder er den Bus 603 aufgrund des Ausfalls auf andere Weise unterbricht), kann das zentrale Steuergerät 601 dies erkennen, da eine von dem ersten Sender/Empfänger 601 gesendete Nachricht von dem zweiten Sender/Empfänger 602 nicht empfangen werden kann, und kann dann den zweiten Sender/Empfänger 602 selbst als Busmaster nutzen, um die Knoten 602 zu versorgen, die aufgrund des Ausfalls keine Verbindung zu dem ersten Sender/Empfänger 601 haben. In dem Fall beispielsweise, dass der Bus an dem zweiten Knoten 602 in der Reihe von Knoten 602 unterbrochen ist, z.B. eine Unterbrechung zwischen dem LIN-Sender/Empfänger 301 und der Busverbindung 304 zu dem nachfolgenden Knoten 602, 605, z. B. aufgrund eines Ausfalls des Schalters 305, fungiert der erste Sender/Empfänger 606 als Master für den ersten Knoten 602 und den zweiten Knoten 602, und der zweite Sender/Empfänger wird in den Master-Modus umgeschaltet und fungiert als Master (z. B. setzt die Kommunikation fort) mit dem dritten bis n-ten Slave 602, 605 in der Reihe von Slaves 602. Sollen Daten an einen Slave 602, 605 gesendet werden, kann das Steuergerät 601 beispielsweise die Daten an den Sender/Empfänger 606, 607 bereitstellen, der den Slave 602, 605 versorgt, d. h. der als Master für den Slave 602, 605 fungiert.
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Für die Erkennung, ob eine von dem ersten Sender/Empfänger 606 gesendete Nachricht von dem zweiten Sender/Empfänger 607 empfangen wurde, kann der zweite Sender/Empfänger 607 beispielsweise einen Detektor des Steuergeräts 601 über alle empfangenen Nachrichten informieren, und der Detektor vergleicht diese Informationen mit den von dem ersten Sender/Empfänger 606 gesendeten Nachrichten. Alternativ wird der zweite Sender/Empfänger 607 über von dem ersten Sender/Empfänger 606 gesendete Nachrichten informiert und zeigt an, dass eine Nachricht nicht empfangen wurde, wenn eine von dem ersten Sender/Empfänger 606 gesendete Nachricht an dem zweiten Sender/Empfänger 607 nicht angekommen ist.
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Ein Beispiel für den zweiten Sender/Empfänger 607 ist in dargestellt.
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zeigt ein LIN-Sender/Empfänger-Modul 700.
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Das LIN-Sender/Empfänger-Modul 700 kann gleichermaßen als Busmaster wie auch als Bus-Slave ausgelegt sein.
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Das Sender/Empfänger-Modul 700 weist einen LIN-Sender/Empfänger 701, einen Spannungsregler 702 und eine Mikrosteuerung 703 auf.
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Der LIN-Sender/Empfänger 701 beinhaltet einen Busanschluss 704, der mit einem LIN-Bus 705 verbunden ist, einen Aktivierungseingang 706, über den die Mikrosteuerung 703 den LIN-Sender/Empfänger 701 aktivieren kann, einen Dateneingang 707 zum Empfangen von Daten, die von dem LIN-Sender/Empfänger 701 über den Bus 705 von der Mikrosteuerung 703 gesendet werden sollen, einen Datenausgang 708, um von dem LIN-Sender/Empfänger 701 über den Bus 705 empfangene Daten an die Mikrosteuerung 703 bereitzustellen, einen Sperranschluss 709, der mit einem Sperranschluss 710 des Spannungsreglers 702 verbunden ist, um eine Leistungsanforderung an den Spannungsregler 702 zu senden, und einen Wecksignaleingang 711 zum Empfangen eines Signals, um den Sender/Empfänger 701 aufzuwecken, wenn er sich im Ruhemodus befindet.
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Der Spannungsregler 702 hat einen Spannungseingang 712, der über eine Diode 723 mit einer Stromversorgungsleitung 713 (die z. B. an eine Fahrzeugbatterie angeschlossen ist) verbunden ist, einen Spannungsausgang 714 zum Versorgen der Mikrosteuerung 703, der mit der Mikrosteuerung 703 verbunden und über einen ersten Widerstand 715 und einen Erdanschluss 716 mit dem Datenausgang 708 des LIN-Senders/Empfängers verbunden ist. Der Spannungsausgang ist ferner über einen ersten Kondensator 717 und einen zweiten Kondensator 718 mit Erde verbunden. Der Spannungseingang 712 ist über einen dritten Kondensator 719, einen vierten Kondensator 720 und einen fünften Kondensator 721 mit Erde verbunden.
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Der LIN-Sender/Empfänger 701 ist über die Diode 723 mit der Stromversorgungsleitung 705 verbunden. Der Wecksignaleingang 711 ist über einen zweiten Widerstand 724 mit dem Spannungseingang 712 und über einen ersten Schalter 725 mit Erde verbunden. Der erste Schalter 725 kann dazu verwendet werden, den LIN-Sender/Empfänger 701 aufzuwecken. Der Busanschluss 704 ist über einen sechsten Kondensator 726 mit Erde verbunden.
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Ein zweiter Schalter 727 ist zwischen den Spannungseingang 712 und, über eine zweite Diode 728 und einen dritten Widerstand 729, den Busanschluss 704 geschaltet. Wenn der zweite Schalter 727 geöffnet ist, fungiert das LIN-Sender/Empfänger-Modul 700 als Slave. Ist der zweite Schalter 727 geschlossen (z. B. als Reaktion auf ein Steuersignal von dem Steuergerät 601 aufgrund der Tatsache, dass eine Unterbrechung des Busses 603 an einem der Slaves 602 erkannt wurde), fungiert das LIN-Sender/Empfänger-Modul 700 als Master.
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Gemäß einer Ausführungsform kann, anstatt einen zweiten LIN-Sender/Empfänger 607 bereitzustellen und ihn bei einer Unterbrechung des Busses 603 umzuschalten, sodass er als Master fungiert, der erste LIN-Sender/Empfänger 606 mit beiden Endpunkten des Busses 603 verbunden werden (z. B. durch Schließen eines entsprechenden Schalters), wenn eine Unterbrechung des Busses 603 vorliegt, sodass von dem ersten LIN-Sender/Empfänger 606 bereitgestellte Nachrichten von beiden Enden her in den Bus 603 eingespeist werden und die Slaves auch im Fall einer Unterbrechung erreichen können. In dieser Ausführungsform kann eine Unterbrechung des Busses 603 von dem ersten Sender/Empfänger dadurch erkannt werden, dass er erkennt, ob von allen Slaves 602 Empfangsquittungen für eine von dem ersten Sender/Empfänger gesendete Nachricht empfangen werden.
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Obwohl vorstehend bestimmte Aspekte beschrieben worden sind, ist für den Fachmann auf diesem Gebiet der Technik leicht einzusehen, dass verschiedene Veränderungen in Form und Detail daran vorgenommen werden können, ohne den Geist und Schutzbereich der Aspekte dieser Patentanmeldung zu verlassen, der durch die beigefügten Patentansprüche definiert ist. Der Schutzbereich wird somit durch die beigefügten Patentansprüche definiert, und alle in die Begriffsinhalte und Begriffsumfänge der Patentansprüche fallenden Änderungen sollen hierin inbegriffen sein.
