DE19708441B4

DE19708441B4 - Verfahren zum Schreiben und Lesen von für den Betrieb einer Fahrzeugkomponente relevanten Betriebsparametern in einen bzw. aus einem Schreib/Lese-Speicher

Info

Publication number: DE19708441B4
Application number: DE19708441A
Authority: DE
Inventors: Friedrich Wilhelm Starkulla
Original assignee: Hella KGaA Huek and Co
Current assignee: Hella GmbH and Co KGaA
Priority date: 1997-03-01
Filing date: 1997-03-01
Publication date: 2005-05-12
Anticipated expiration: 2017-03-02
Also published as: DE19708441A1

Abstract

Verfahren zum Schreiben und Lesen von für den Betrieb einer Fahrzeugkomponente, insbesondere des Steuergeräts einer Klimaanlage relevanten Betriebsparametern in einen bzw. aus einem Schreib/Lese-Speicher, der mit einer Vielzahl von jeweils mehrere Zellen aufweisenden Speicherbereichen zum Schreiben und Lesen der Betriebsparameter versehen ist, wobei
– für mindestens einen Betriebsparameter ein Hauptspeicherbereich (26) und zusätzlich ein erster Verlagerungsspeicherbereich (28) vorgesehen ist,
– für jeden in einen Hauptspeicherbereich (26) zu schreibenden Betriebsparameter ein Fehlererkennungscode zum Erkennen und Korrigieren von Fehlern des nach einem Schreibzugriff in dem betreffenden Hauptspeicherbereich (26) befindlichen mehrere Bits umfassenden Datenworts generiert und abgespeichert wird, und
– im Bedarfsfall von dem betreffenden Hauptspeicherbereich (26) auf einen ersten Verlagerungsspeicherbereich umgeschaltet wird, wobei ab diesem Zeitpunkt der betreffende Betriebsparameter in den ersten Verlagerungsspeicherbereich (28) geschrieben und aus diesem gelesen wird,
dadurch gekennzeichnet, daß
– mittels des Fehlererkennungscodes eine Maximalanzahl von fehlerhaften Bits des Datenworts erkennbar und korrigierbar...

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Schreiben und Lesen von für den Betrieb einer Fahrzeugkomponente relevanten Betriebsparametern in einen bzw. aus einem Schreib/Lese-Speicher. Bei der Fahrzeugkomponente handelt es sich insbesondere um das Steuergerät für die Klimaanlage eines Fahrzeuges. Der Speicher verfügt lediglich über eine begrenzte Anzahl von Schreibzyklen, so daß sich seine Speicherzellen danach nicht mehr überschreiben, d. h. umprogrammieren, sondern lediglich noch auslesen lassen.

Seitens der KFZ-Hersteller wird in zunehmendem Maße gefordert, daß die Steuergeräte für die diversen Fahrzeugkomponenten bei ausgeschaltetem Fahrzeug von der Bordspannung abgeklemmt sind. Hierdurch soll die Höhe des Ruhestroms herabgesetzt und damit verhindert werden, daß sich die Batterie des Fahrzeuges entlädt. Für den Betrieb der Steuergeräte von Fahrzeugkomponenten ist es jedoch mitunter erforderlich, daß gewisse Daten abgespeichert sind, um stets zur Verfügung zu stehen. Da beim Ausschalten der Zündung des Fahrzeuges sogleich auch die Bordspannung nicht mehr anliegt, ist im Steuergerät keine Möglichkeit der Sicherung von Daten gegeben. Vielmehr müssen die Daten stets derart abgelegt werden, daß sie bei einem unmittelbar nach einer Abspeicherung erfolgenden Ausschalten der Zündung des Fahrzeuges erhalten bleiben.

In der Vergangenheit bediente man sich zur Abspeicherung der Betriebsparameter diverser RAM-Speicher, für deren Betrieb jedoch eine dauerhaft anliegende Versorgungsspannung erforderlich ist. Sollen die gespeicherten Daten auch dann erhalten bleiben, wenn die Bordspannung nicht zur Verfügung steht, so bedarf es spezieller Speicher, die ihren Inhalt auch ohne Anliegen einer Versorgungsspannung beibehalten. Als ein Beispiel für einen derartigen Speicher sei ein EEPROM (electrical erasable read only memory), also ein elektrisch löschbarer Nur-Lesespeicher genannt, der also, da er elektrisch löschbar ist, als Schreib/Lese-Speicher eingesetzt werden kann. Speziell EEPROM-Speicher haben jedoch den Nachteil, daß die Anzahl der Schreibzyklen im Gegensatz zü den Lesezyklen begrenzt ist. Ferner ist die maximal zulässige Anzahl von Schreibzyklen von mehreren Faktoren, insbesondere von der Umgebungstemperatur abhängig. Die Folge dieser beiden Eigenschaften eines EEPROM-Speichers ist es also, daß sich die einzelnen EEPROM-Speicherzellen nach einer nicht exakt vorherbestimmbaren Anzahl von Schreibzyklen nicht mehr umprogrammieren lassen. Typischerweise liegt die Anzahl von Schreibzyklen bei EEPROM-Speichern zwischen 10⁵ und 10⁶, kann jedoch in Abhängigkeit von den Umgebungsbedingungen um Größenordnungen geringer sein.

Aus DE 42 30 615 A1 und JP 08203292 A ist jeweils ein Verfahren zur Sicherung von Daten in nichtflüchtigen überschreibbaren Speichern bekannt, bei dem im Falle der Ermittlung eines Defekts einer Speicherzelle in einem Speicherbereich auf einen freien anderen Speicherbereich umgeschaltet wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Schreiben und Lesen von für den Betrieb einer Fahrzeugkomponente, insbesondere dem Steuergerät einer Klimaanlage, relevanten Betriebsparametern in einem Schreib/Lese-Speicher zu schaffen, der lediglich eine begrenzte und insbesondere nicht vorhersehbare Anzahl von Schreibzugriffen erlaubt, ohne daß die Funktionsfähigkeit der Fahrzeugkomponente durch einen Ausfall einzelner Speicherzellen des Schreib/Lese-Speichers beeinträchtigt ist.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird mit der Erfindung ein Verfahren zum Schreiben und Lesen von für den Betrieb einer Fahrzeugkomponente und insbesondere für den Betrieb des Steuergeräts einer Fahrzeugklimaanlage relevanten Betriebsparametern in einen bzw. aus einem lediglich eine begrenzte Anzahl von Schreibzugriffen erlaubenden Schreib/Lese-Speicher gemäß Anspruch 1 vorgeschlagen.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren werden die für den Betrieb der Fahrzeugkomponente relevanten Betriebsparameter in einzelne Speicherbereiche des Schreib/Lese-Speichers geschrieben. Diese Betriebsparameter verändern sich zum Teil fortlaufend während des Betriebs der Fahrzeugkomponente und müssen demzufolge von Zeit zu Zeit aktualisiert werden. Dabei existieren Betriebsparameter, die weitaus öfter als andere aktualisiert und abgespeichert werden müssen. Um im Folgenden zwischen diesen beiden Arten von Betriebsparametern unterscheiden zu können, werden diejenigen Betriebsparameter, die weniger oft abgespeichert werden, mit "erste" Betriebsparameter und der mindestens eine Betriebsparameter, der weitaus öfter als die ersten Parameter aktualisiert und abgespeichert werden muß, mit "zweiter" Betriebsparameter bezeichnet. Aufgrund der Häufigkeit der Abspeicherung muß bei Verwendung eines Schreib/Lese-Speichers mit lediglich begrenzter Anzahl von Schreibzyklen pro Speicherbereich dafür gesorgt werden, daß der Ausfall eines Speicherbereichs oder, genauer gesagt der Ausfall eines oder mehrerer seiner Bit-Zellen frühzeitig erkannt wird. Insbesondere muß der Fall einkalkuliert werden, daß eine besonders häufig überschriebene Speicherzelle des Schreib/Lese-Speichers innerhalb der zu erwartenden Lebensdauer der Fahrzeugkomponente ausfällt.

Um hier Vorkehrungen zu treffen, die auch beim Ausfall einer Speicherzelle des Schreib/Lese-Speichers die Funktionsfähigkeit der Fahrzeugkomponente nicht beeinträchtigt, wird erfindungsgemäß jedem zweiten Betriebsparameter ein Hauptspeicherbereich und zusätzlich ein erster Verlagerungsspeicherbereich zugeordnet. Bei jedem Überschreiben eines einem zweiten Betriebsparameter zugeordneten Hauptspeicherbereichs mit einem neuen dem aktuellen Wert des zweiten Betriebsparameters entsprechenden Datenwort wird neben diesem auch ein Fehlererkennungscode vorzugsweise im Hauptspeicherbereich mitabgespeichert. Anhand dieses Fehlererkennungscodes kann eine maximale Anzahl an Fehlern im im Hauptspeicherbereich abgespeicherten Datenwort ermittelt und korrigiert werden. Als ein Beispiel für einen Fehlererkennungscode, der dies leistet, sei der Hamming-Code genannt. Anstelle eines Hamming-Codes kann beispielsweise aber auch ein CRC-Code eingesetzt werden.

Der erfindungsgemäß mitabgespeicherte Fehlererkennungscode gibt Aufschluß über die Anzahl fehlerhafter Bit-Zellen des entsprechenden Hauptspeicherbereichs. Ferner gibt der Fehlercode an, in welcher Weise die Inhalte der fehlerhaften Bit-Zellen zu korrigieren sind. Erfindungsgemäß wird bei jedem Überschreiben eines Hauptspeicherbereichs überprüft, ob der abgespeicherte Inhalt fehlerhaft ist. Wird dabei festgestellt, daß die Fehleranzahl um 1 geringer ist als die Maximalfehleranzahl, so wird der Hauptspeicherbereich auf einen ihm zugeordneten Verlagerungsspeicherbereich umgespeichert. Die Umschaltung von Hauptspeicherbereich auf ersten Verlagerungsspeicherbereich erfolgt also zu einem Zeitpunkt, zu dem man sicher sein kann, daß jeder aufgetretene Fehler noch korrigiert werden kann. Wird durch den Fehlererkennungscode angezeigt, daß im Datenwort sich eine Anzahl von Fehlern befindet, die gleich der Maximalfehleranzahl ist, und können im Datenwort mehr Fehler auftreten als durch den Fehlererkennungscode angezeigt werden kann, so kann man sich nicht sicher sein, daß der Inhalt derjenigen Bit-Zellen, für die kein Fehler angezeigt worden ist, auch tatsächlich fehlerfrei ist. Würde man also erst in einem solchen Fall vom Hauptspeicherbereich auf den diesem zugeordneten ersten Verlagerungsspeicherbereich umschalten, so wäre das mit der Gefahr verbunden, daß der aus dem Hauptspeicherbereich ausgelesene Inhalt fehlerhaft ist. Daher wird bei der Erfindung bereits eine Stufe vorher, d. h. genau dann, wenn die Anzahl erkannter Fehler um mindestens 1 geringer ist als die Maximalfehleranzahl, der Hauptspeicherbereich als fehlerhaft betrachtet und auf den ersten Verlagerungsspeicherbereich umgeschaltet. Ab diesem Zeitpunkt werden also die aktualisierten zweiten Betriebsparameter nicht mehr in den betreffenden Hauptspeicherbereich sondern in den zugeordneten ersten Verlagerungsspeicherbereich geschrieben bzw. aus diesem ausgelesen.

Mit der Erfindung wird also das von dem Fehlererkennungscode gelieferte Ergebnis (Anzahl von Fehlern in einem Datenwort) genutzt, um eine Verlagerung eines bisher verwendeten Speicherbereichs auf einen bisher noch nicht verwendeten Speicherbereich auszulösen. Nachdem Fehlererkennungscodes zur Sicherung von gespeicherten Daten in Schreib/Lese-Speichern vielfach Anwendung finden, wird also mit der Erfindung eine an sich bekannte Maßnahme (nämlich die Fehlererkennung) ausgenutzt, um Ausfälle von Speicherbereichen bzw. Speicherzellen eines Schreib/Lese-Speichers frühzeitig zu erkennen, d. h. zu einem Zeitpunkt, zu dem noch mit an Sicherheit grenzender Wahrscheinlichkeit die Anzahl der in einem gespeicherten Datenwort befindlichen Fehler festgestellt und korrigiert werden kann. Wenn man also einen Fehlererkennungscode verwendet, der beispielsweise 4 Fehler pro Datenwort erkennt und korrigiert, so erfolgt die Umschaltung auf einen Verlagerungsspeicherbereich erfindungsgemäß spätestens in dem Augenblick, in dem im Datenwort der dritte Fehler erkannt wird. Bis zur Detektion von 3 Fehlern pro Datenwort erfolgt also keine Umschaltung; vielmehr werden diese Fehler mittels des Fehlererkennungscodes korrigiert.

Wie die Praxis zeigt, ist nicht jeder in einem abgespeicherten Datenwort festgestellte Fehler auf einen Defekt des Speichers zurückzuführen. So kann beispielsweise ein Fehler in einem abgespeicherten Datenwort auch auf eine fehlerhafte Datenübertragung zurückzuführen sein. Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird der Umstand, daß Fehler nicht notwendigerweise auf Defekte des Speichers zurückzuführen sind, dadurch berücksichtigt, daß die Verlagerung eines Hauptspeicherbereichs auf den ersten Verlagerungsspeicherbereich erst dann erfolgt, wenn für eine vorgebbare Anzahl von Schreibzugriffen, bei denen der Hauptspeicherbereich mit einem neuen Datenwort überschrieben wird, jeweils ein oder mehrere Fehler auftreten. Insbesondere ist es zweckmäßig, in kontinuierlicher Folge auftretende Ausfälle einzelner Bit-Zellen eines jeden Hauptspeicherbereichs zu erfassen und zahlenmäßig abzulegen. Die vorgebbare Anzahl liegt vorzugsweise zwischen 3 und 10. Pro Hauptspeicherbereich existiert also ein Fehlerzähler, der die im Hauptspeicherbereich in der Vergangenheit aufgetretenen Fehler zahlenmäßig erfaßt. Sobald die vorgegebene Anzahl erreicht ist, wird der Umstand des Auftretens der Fehler auf einen Defekt des Hauptspeicherbereichs zurückgeführt, so daß es zur Verlagerung bzw. Umschaltung kommt. Diese Vorgehensweise kann noch dahingehend verfeinert werden, daß neben der Anzahl von Fehlern auch abgespeichert wird, welche Bit-Zellen jeweils betroffen sind. Diesbezüglich ist es zweckmäßig, eine unter der vorgegebenen Anzahl liegende Schwelle vorzugeben, wenn festgestellt wird, daß wiederholt ein und dieselbe Bit-Zelle defekt ist. Wird nämlich dies wiederholt erkannt, so kann mit größerer Sicherheit davon ausgegangen werden, daß die Bit-Zelle defekt ist, weshalb auch eher auf den ersten Verlagerungsbereich umgeschaltet werden sollte. Tauchen also Fehler im abgespeicherten Datenwort in aufeinanderfolgenden Schreibzyklen auf, deren Anzahl gleich der vorgebbaren Anzahl ist, so wird die Umschaltung, d. h. die Verlagerung des Hauptspeicherbereichs auf den ersten Verlagerungsspeicherbereich ausgelöst.

Bei der zuvor beschriebenen Weiterbildung der Erfindung werden also bis zum Erreichen der vorgebbaren Anzahl Defekte der Bit-Zellen noch nicht sicher erkannt. Um der Fahrzeugkomponente aber dennoch einen für deren Betrieb erforderlichen Betriebsparameter (Datenwort) liefern zu können, ist es zweckmäßig, in dieser Phase anstelle des betreffenden Hauptspeicherbereichs Default-Datenwerte zu lesen, die vorzugsweise ebenfalls im Schreib/Lese-Speicher abgespeichert sind. Die durch diese Default-Datenworte repräsentierten Werte für die zweiten Betriebsparameter sind derart festgelegt, daß die Fahrzeugkomponente auf der Basis dieser Werte in vernünftiger Weise betrieben werden kann. In die Werte für diese Default-Datenworte gehen spezielle Worst-Case-Betrachtungen für den Betrieb der jeweiligen Fahrzeugkomponente ein, weshalb an dieser Stelle insoweit keine spezifischeren Ausführungen gemacht werden können.

Zweckmäßig ist es ferner, zusätzlich zu jedem ersten Verlagerungsspeicherbereich mindestens einen weiteren Verlagerungsspeicherbereich vorzusehen, auf den dann umgeschaltet wird, wenn im ersten Verlagerungsspeicherbereich eine Mindestanzahl (zumindest um eins geringer als die Maximalanzahl anzeigbarer und korrigierbarer Fehler) von auf Defekte von Bit-Zellen zurückzuführenden Fehlern erkannt worden ist. Die Überwachungsmechanismen zum Überwachen der ersten Verlagerungsspeicherbereiche und die Auslösemechanismen zum Umschalten eines ersten Verlagerungsspeicherbereichs auf einen weiteren Verlagerungsspeicherbereich sind gleich den oben anhand der Hauptspeicherbereiche erläuterten Mechanismen.

Im Hinblick auf den zur Abspeicherung des Fehlererkennungscodes noch vertretbaren Speicheraufwand ist es zweckmäßig, einen Fehlererkennungscode zu wählen, der maximal 2 Fehler pro Datenwort anzeigen und korrigieren kann.

In diesem Fall wird also, sobald ein Fehler in einem Hauptspeicherbereich erkannt wird, auf den ersten Verlagerungsspeicherbereich umgeschaltet, so daß in der Folgezeit der betreffende aktualisierte zweite Betriebsparameter in den ersten Verlagerungsspeicherbereich geschrieben und aus diesem gelesen wird. Wie bereits oben erwähnt, kann die Umschaltung in Abhängigkeit von der Anzahl von bei insbesondere aufeinanderfolgenden Schreibzyklen auftretenden Fehler erfolgen, d. h. daß nicht bereits bei dem ersten Auftreten eines Fehlers umgeschaltet wird.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ist es möglich, Schreib/Lese-Speicher, deren Speicherzellen lediglich eine begrenzte, jedoch nicht exakt vorhersehbare Anzahl von Schreibzyklen erlauben und danach nicht mehr überschrieben werden können, bis zum Versagen der Speicherzellen zu betreiben. Auf diese Weise kann also die Zeitdauer, innerhalb derer die gespeicherten Betriebsparameter zum Betreiben einer Fahrzeugkomponente korrekt abgespeichert im Schreib/Lese-Speicher vorliegen, verlängert werden, und zwar über die Anzahl der zulässigen Speicherzyklen pro Speicherzelle hinaus. Das erfindungsgemäße Verfahren läßt sich insbesondere mit Vorteil bei EEPROM-Speichern einsetzen, wie sie in zunehmendem Maße als Ersatz für die bisher verwendeten RAM-Speicher bei Fahrzeugkomponenten eingesetzt werden. Die Verwendung eines EEPROM-Speichers hat den Vorteil, daß dessen Speicherinhalt auch ohne Anliegen einer Versorgungsspannung beibehalten bleibt. Selbstverständlich ist die Erfindung nicht auf die Anwendung auf EEPROM-Speichern beschränkt sondern läßt sich vielmehr überall dort einsetzen, wo es darum geht, den Ausfall insbesondere stark belasteter (weil extrem oft überschriebener) Speicherzellen rechtzeitig zu erkennen, so daß es zu keinerlei Funktionseinschränkungen der mittels der in dem Speicher gespeicherten Daten betriebenen Fahrzeugkomponente kommt.

Nachfolgend wird anhand der Zeichnung ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert.
In der Zeichnung ist schematisch ein als EEPROM ausgeführter Schreib/Lese-Speicher 10 gezeigt, der mittels einer MMU-Einheit 12 (memory management unit) verwaltet wird. Über die MMU-Einheit 12 werden die über einen bidirektionalen Datenpfad 14 ankommenden Daten zur Abspeicherung in den Speicher 10 verteilt. Die MMU-Einheit 12 ist über bidirektionale Datenpfade 16 mit dem Speicher 10 verbunden.
In dem Speicher 10 befinden sich sowohl Nutzdaten als auch Verwaltungsdaten. Die Nutzdaten stellen die aktuellen Werte für Betriebsparameter ein, die zum Betreiben einer Fahrzeugklimaanlage in deren Steuergerät benötigt werden. Das Steuergerät weist eine Steuereinheit auf, die über die MMU-Einheit 12 auf den Speicher 10 zugreift und umgekehrt über die MMU-Einheit 12 aus dem Speicher 10 gespeicherte Daten erhält. Die Steuereinheit selbst ist ferner mit diversen Sensoren (Außentemperatursensor, Innenraumtemperatursensor, Sonnensensor, Ausblastemperatursensoren) verbunden, von denen sie Meßsignale erhält. Die Steuereinheit steuert in Abhängigkeit von den Meßsignalen und einem Regelalgorithmus Stellglieder für beispielsweise Klappen, die Heiz-/Kühlvorrichtung und das Gebläse der Klimaanlage. Aus Vereinfachungsgründen sind all diese Bestandteile einer Fahrzeugklimaanlage bzw. des zugehörigen Steuergeräts in der Zeichnung nicht wiedergegeben, da es im Rahmen dieser Erfindung in erster Linie auf die Verwaltung des Speichers 10 ankommt.
Für den Betrieb einer Klimaanlage sind eine Vielzahl von Betriebsparametern erforderlich. Unter diesen Betriebsparametern finden sich eine erste Art von Betriebsparametern, die verhältnismäßig selten aktualisiert und damit neu abgespeichert werden müssen. Neben diesen ersten Betriebsparametern existiert aber auch eine zweite Art von Betriebsparametern, die wesentlich häufiger abgefragt und abgespeichert, d. h. im Speicher aktualisiert abgelegt werden müssen. Zu diesen zweiten Betriebsparametern gehört bei einer Fahrzeugklimaanlage beispielsweise die (im Falle eines nicht vorhandenen Fehlers zu berechnende) Motortemperatur des Fahrzeuges und die Außentemperatur. Bei Fahrzeugen mit hohen Startzyklen, wie es beispielsweise bei Taxen anzutreffen ist, stellen auch die Anzahl der Fahrzyklen und die diversen Standzeit-Informationen Betriebsparameter dar, die häufig aktualisiert und damit im Speicher 10 überschrieben werden müssen.
Entsprechend der zu erwartenden Häufigkeit von Schreibzyklen weist der Speicher 10 eine erste Gruppe 18 von Speicherbereichen 20 auf, in denen die weniger oft zu aktualisierenden ersten Betriebsparameter abgespeichert werden. Neben diesen Speicherbereichen 20 existieren im Speicher 10 auch zweite und dritte Gruppen 22, 24, in denen wahlweise, nämlich in Abhängigkeit von den aufgetretenen Defekten des Speichers 10 die Werte für die zweiten Betriebsparameter gespeichert sind. Zunächst sind die zweiten Betriebsparameter in Hauptspeicherbereichen 26 der Speicherbereichsgruppe 22. Im dargestellten Beispiel weist diese Gruppe 22 vier Hauptspeicherbereiche 26 auf. Jedem Hauptspeicherbereich 26 sind ein erster Verlagerungsspeicherbereich 28 und ein zweiter Verlagerungsspeicherbereich 30 zugeordnet, die jeweils eine Speicherbereichsgruppe 24 bilden. Diese Verlagerungsspeicherbereiche 28, 30 übernehmen die Funktion der Hauptspeicherbereiche 26, wenn sich in den in diesen Hauptspeicherbereichen abgespeicherten Daten ein auf einen Defekt einer Zelle dieser Hauptspeicherbereiche 26 zurückzuführender Fehler befindet. Ferner weist der Speicher 10 eine Gruppe 32 mit in diesem Fall vier Zählerspeichern 34 auf, die die Anzahl von beim Abspeichern, d. h. Schreiben von zweiten Betriebsparametern in die Hauptspeicherbereiche 26 auftretenden Fehlern zählen. Schließlich weist der Speicher 10 einen weiteren Speicherbereich 36 auf, in dem abgespeichert ist, daß und auf welchen der beiden Verlagerungsspeicherbereiche 28, 30 ein Hauptspeicherbereich 26 verlagert ist.
Sämtliche im Speicher 10 abgespeicherten Daten sind durch einen Hamming-Code gesichert, mit Hilfe dessen pro Datenwort maximal zwei Fehler erkannt und korrigiert werden können. Mit Hilfe dieses Hamming-Codes werden u. a. defekte Speicherzellen in den einzelnen Speicherbereichen erkannt. Dabei wird davon ausgegangen, daß defekte Speicherzellen erst nach einer Mindestanzahl von Schreibzyklen, d. h. Schreibzugriffen im Bereich zwischen schlechtestenfalls 10⁴ und günstigstenfalls 10⁶ auftreten können. Diese Anzahl von möglichen Schreibzugriffen läßt sich im voraus leider nicht bestimmen und ist insbesondere stark von den Umgebungsparametern wie der Temperatur, denen der Speicher 10 ausgesetzt ist, abhängig. Aufgrund der Arbeitsweise einer Klimaanlage kann abgeschätzt werden, wie oft die einzelnen Betriebsparameter überschrieben werden müssen. Zusammen mit der zu erwartenden Lebensdauer der Klimaanlage wird dann festgelegt, welche Betriebsparameter öfter als die im ungünstigsten Fall noch mögliche Anzahl an Schreibzyklen beschrieben werden müssen. Für diese (nach der obigen Diktion zweiten) Betriebsparameter werden Ersatzspeicherbereiche in Form der Verlagerungsspeicherbereiche 28, 30 geschaffen. Die Speicherverwaltung des Speichers 10 erfolgt dabei wie folgt.
Bei jedem Schreibzugriff, d. h. bei jedem Überschreibvorgang eines in einem Hauptspeicherbereich 26 abgespeicherten zweiten Betriebsparameters wird das abgespeicherte Datenwort auf mögliche Fehler hin untersucht. Tritt in einer Bit-Zelle eines Hauptspeicherbereichs 26 ein Fehler auf (was anhand des Hamming-Codes erkannt werden kann), wird der Inhalt eines der Zählerspeicher 34, der dem betreffenden Hauptspeicherbereich 26 zugeordnet ist, inkrementiert. Ist eine vorbestimmte Anzahl (beispielsweise 3) an Speicherzugriffen erfolgt, bei denen im Datenwort anhand des Hamming-Codes ein Fehler ermittelt worden ist, so wird diese Fehlerhäufigkeit als Anzeichen dafür betrachtet, daß eine Speicherzelle des betreffenden Hauptspeicherbereichs 26 defekt ist. Solange lediglich eine Speicherzelle eines Hauptspeicherbereichs 26 defekt ist, ist dies an sich noch nicht tragisch, da mit dem Hamming-Code sogar 2 fehlerhafte Speicherzellen korrigiert werden könnten. Da man jedoch nur dann, wenn die Anzahl aufgetretener Fehler mindestens um 1 geringer ist als die maximal erkennbare Fehleranzahl, eine sichere Aussage über die Anzahl der tatsächlich aufgetretenen Fehler treffen kann und die Gewähr, daß das abgespeicherte Datenwort vollständig wiederhergestellt werden kann, höherrangig ist als die Gefahr, einen aufgetretenen Fehler nicht korrigieren zu können, wird bei dem hier beschriebenen Speicherverwaltungsverfahren bereits dann auf einen ersten Verlagerungsspeicherbereich 28 umgeschaltet, wenn man davon ausgehen kann, daß erst eine Speicherzelle, d. h. eine um eins kleinere als die maximal zulässige Anzahl korrigierbarer fehlerhafter Speicherzellen defekt ist.
Jedem Hauptspeicherbereich 26 sind dabei 2 Verlagerungsspeicherbereiche, nämlich ein erster und ein zweiter Verlagerungsspeicherbereich 28, 30 zugeordnet. Sobald ein Hauptspeicherbereich 26 nicht mehr zur Abspeicherung eines zweiten Betriebsparameters verwendet wird, sondern dafür der erste Verlagerungsspeicherbereich 28 eingesetzt wird, wird dies im Speicherbereich 36 des Speichers 10 vermerkt. Anhand des Inhalts dieses Speicherbereichs 36 kann also abgelesen werden, welcher Hauptspeicherbereich 26 verlagert worden ist.
Jeder erste Verlagerungsspeicherbereich 28 wird in der gleichen Weise wie die Hauptspeicherbereiche 26 untersucht. Das heißt, es werden wiederum die Anzahl fehlerhafter Schreibzyklen jedes ersten Verlagerungsspeicherbereichs 28 gezählt, um bei Erreichen einer vorgegebenen Anzahl eine defekte Speicherzelle des betreffenden ersten Verlagerungsspeicherbereichs 28 zu erkennen. Sobald dies eintritt, findet eine Verlagerung von einem ersten Verlagerungsspeicherbereich 28 auf einen diesem zugeordneten zweiten Verlagerungsspeicherbereich 30 statt. Auch die Umschaltung von einem ersten Verlagerungsspeicherbereich 28 auf einen zweiten Verlagerungsspeicherbereich 30 wird im Speicherbereich 36 des Speichers 10 vermerkt.
Man könnte nun noch weitere Verlagerungsspeicherbereiche vorsehen, um immer dann, wenn eine Speicherzelle eines Verlagerungsspeicherbereichs als fehlerhaft erkannt worden ist, auf den nächsten Verlagerungsspeicherbereich umzuschalten. Dieses Procedere wird letztendlich durch die im Speicher 10 vorgesehene Anzahl von Speicherbereichen beschränkt.
Wie bereits oben dargelegt, wird nicht sofort bei Auftreten des ersten Fehlers in einem Datenwort von einem Speicherbereich auf einen anderen umgeschaltet. Der Grund dafür liegt darin, daß nicht jeder Fehler auf eine defekte Speicherzelle zurückzuführen ist, es bei dem hier beschriebenen Verfahren aber in erster Linie genau darum geht, Speicherbereiche mit defekten Speicherzellen auszuschließen. Solange Schreibzyklen auf einen Hauptspeicherbereich 26 ausgeführt werden, ohne daß bereits auf eine defekte Speicherzelle erkannt worden ist, ist es vorteilhaft, wenn anstelle des in dem betreffenden Hauptspeicherbereich 26 abgespeicherten Datenworts ein Defaultwert geliefert wird, der vorzugsweise ebenfalls im Speicher 10 abgelegt ist. Die Größe dieses Defaultwerts wird anhand von Worst-Case-Betrachtungen für den Betrieb der Fahrzeugkomponente, hier der Klimaanlage festgelegt. Ein derartiger Defaultwert kann beispielsweise auch dann ausgelesen werden, wenn, noch bevor auf eine fehlerhafte Speicherzelle in einem Hauptspeicherbereich 26 erkannt worden ist, bei einem oder mehreren Schreibzyklen die maximale Anzahl an erkennbaren und korrigierbaren Fehlern im Datenwort aufgetreten ist.
Durch das hier vorgestellte Verfahren zur Verwaltung eines Schreib/Lese-Speichers 10 ist es möglich, diesen bis zum Versagen seiner Speicherzellen zu betreiben und damit die Zuverlässigkeit und Sicherheit der gespeicherten Datenworte ganz entscheidend zu erhöhen. Insbesondere ist es mit diesem Verfahren möglich, EEPROM-Speicher bei all denjenigen Fahrzeugkomponenten einzusetzen, bei denen Betriebsparameter relativ häufig aktualisiert und abgespeichert werden müssen. Durch das hier beschriebene Speicherverwaltungsverfahren ist die Einsatzdauer des Speichers, für die in diesen gespeicherte Daten korrekt und zuverlässig abgelegt werden, nicht mehr durch die herstellungstechnisch bedingte und durch Umweltbedingungen beeinflußte maximale Anzahl von Schreibzyklen pro Speicherzelle begrenzt.

10: Schreib/Lese-Speicher
12: MMU-Einheit
14: Datenpfad
16: Datenpfade
18: Gruppe von Speicherbereichen
20: Speicherbereiche
22: Gruppe von Hauptspeicherbereichen
24: Gruppen von Verlagerungsspeicherbereichen
26: Hauptspeicherbereich
28: erster Verlagerungsspeicherbereich
30: zweiter Verlagerungsspeicherbereich
32: Gruppe von Zählerspeichern
34: Zählerspeicher
36: Speicherbereich

Claims

Verfahren zum Schreiben und Lesen von für den Betrieb einer Fahrzeugkomponente, insbesondere des Steuergeräts einer Klimaanlage relevanten Betriebsparametern in einen bzw. aus einem Schreib/Lese-Speicher, der mit einer Vielzahl von jeweils mehrere Zellen aufweisenden Speicherbereichen zum Schreiben und Lesen der Betriebsparameter versehen ist, wobei – für mindestens einen Betriebsparameter ein Hauptspeicherbereich (26) und zusätzlich ein erster Verlagerungsspeicherbereich (28) vorgesehen ist, – für jeden in einen Hauptspeicherbereich (26) zu schreibenden Betriebsparameter ein Fehlererkennungscode zum Erkennen und Korrigieren von Fehlern des nach einem Schreibzugriff in dem betreffenden Hauptspeicherbereich (26) befindlichen mehrere Bits umfassenden Datenworts generiert und abgespeichert wird, und – im Bedarfsfall von dem betreffenden Hauptspeicherbereich (26) auf einen ersten Verlagerungsspeicherbereich umgeschaltet wird, wobei ab diesem Zeitpunkt der betreffende Betriebsparameter in den ersten Verlagerungsspeicherbereich (28) geschrieben und aus diesem gelesen wird, dadurch gekennzeichnet, daß – mittels des Fehlererkennungscodes eine Maximalanzahl von fehlerhaften Bits des Datenworts erkennbar und korrigierbar ist und – jeweils ab demjenigen Zeitpunkt, in dem mittels des Fehlererkennungscodes eine Fehleranzahl, die um mindestens 1 geringer ist als die Maximalfehleranzahl, in dem in einem Hauptspeicherbereich (26) geschriebenen Datenwort erkannt wird, von dem betreffenden Hauptspeicherbereich (26) auf einen ersten Verlagerungsspeicherbereich (28) umgeschaltet wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß erst dann von einem Hauptspeicherbereich (26) auf einen ersten Verlagerungsspeicherbereich (28) umgeschaltet wird, wenn eine vorgebbare Anzahl von fehlerhaften Schreibzugriffen auf den Hauptspeicherbereich (26), bei denen sich in dem in den Hauptspeicherbereich (26) geschriebenen Datenwort Fehler befinden, erfolgt sind.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß erst dann von einem Hauptspeicherbereich (26) auf einen ersten Verlagerungsspeicherbereich (28) umgeschaltet wird, wenn eine vorgebbare Anzahl von aufeinanderfolgenden fehlerhaften Schreibzugriffen auf den Hauptspeicherbereich (26), bei denen sich in dem in den Hauptspeicherbereich (26) geschriebenen Datenwort Fehler befinden, erfolgt sind.
Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß für jeden in einen ersten Verlagerungsspeicherbereich (28) zu schreibenden Betriebsparameter ein Fehlererkennungscode zum Erkennen von Fehlern des nach einem Schreibzugriff in dem betreffenden ersten Verlagerungsspeicherbereich (28) befindlichen, mehrere Bits umfassenden Datenworts generiert und abgespeichert wird, wobei mittels des Fehlererkennungscodes eine vorgebbare Maximalanzahl von fehlerhaften Bits des Datenworts erkennbar wird und korrigierbar ist.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß für den mindestens einen Betriebsparameter neben dem Hauptspeicherbereich (26) und dem ersten Verlagerungsspeicherbereich (28) ein weiterer Verlagerungsspeicherbereich (30) vorgesehen ist und daß jeweils ab demjenigen Zeitpunkt, in dem mittels des Fehlererkennungscodes in einem in einem ersten Verlagerungsspeicherbereich (28) gespeicherten Datenwort eine Fehleranzahl ermittelt wird, die mindestens um 1 geringer ist als die Maximalfehleranzahl, von dem ersten Verlagerungsspeicherbereich (28) auf den zweiten Verlagerungsspeicherbereich (30) umgeschaltet wird, wobei der betreffende Betriebsparameter ab diesem Zeitpunkt in den weiteren Verlagerungsspeicherbereich (30) geschrieben und aus diesem gelesen wird.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß erst dann von einem ersten Verlagerungsspeicherbereich (28) auf einen weiteren Verlagerungsspeicherbereich (30) umgeschaltet wird, wenn eine vorgebbare Anzahl von fehlerhaften Schreibzugriffen auf den ersten Verlagerungsspeicherbereich (28), bei denen sich in dem in den ersten Verlagerungsspeicherbereich (28) geschriebenen Datenwort Fehler befinden, erfolgt sind.
Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß erst dann von einem ersten Verlagerungsspeicherbereich (28) auf einen weiteren Verlagerungsspeicherbereich (30) umgeschaltet wird, wenn eine vorgebbare Anzahl von aufeinanderfolgenden fehlerhaften Schreibzugriffen auf den ersten Verlagerungsspeicherbereich (28), bei denen sich in dem in den ersten Verlagerungsspeicherbereich (28) geschriebenen Datenwort Fehler befinden, erfolgt sind.
Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem Lesezugriff auf einen Hauptspeicherbereich (26), einen ersten Verlagerungsspeicherbereich (28) oder, sofern vorhanden, einen weiteren Verlagerungsspeicherbereich (30) anstelle des in dem betreffenden dieser Speicherbereiche (26, 28, 30) gespeicherten Datenworts ein insbesondere ebenfalls im Schreib/Lese-Speicher (10) gespeichertes Default-Datenwort gelesen wird, wenn mittels des Fehlererkennungscodes eine Fehleranzahl, die gleich der Maximalfehleranzahl ist ermittelt wird.
Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 7, sofern auf Anspruch 2 oder 3 rückbezogen, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem Lesezugriff auf einen Hauptspeicherbereich (26), einen ersten Verlagerungsspeicherbereich (28) oder, sofern vorhanden, einen weiteren Verlagerungsspeicherbereich (30) anstelle des in dem betreffenden dieser Speicherbereiche (26, 28, 30) gespeicherten Datenworts ein insbesondere ebenfalls im Schreib/Lese-Speicher (10) gespeichertes Default-Datenwort gelesen wird, wenn mittels des Fehlererkennungscodes eine Fehleranzahl, die gleich der Maximalfehleranzahl ist, ermittelt wird und/oder die vorgebbare Anzahl von fehlerhaften Schreibzugriffen noch nicht erreicht ist.
Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß als maximale Anzahl an mittels des Fehlererkennungscodes gleichzeitig erkennbarer und korrigierbarer Fehler eines Datenworts zwei gewählt wird.
Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, sofern auf Anspruch 2 oder 3 rückbezogen, dadurch gekennzeichnet, daß als vorgebbare Anzahl von fehlerhaften Schreibzugriffen ein Wert zwischen 3 und 10 gewählt wird.
Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß neben dem mindestens einen Betriebsparameter für den im Schreib/Lese-Speicher (10) ein Hauptspeicherbereich (26), ein erster Verlagerungsspeicherbereich (28) und ggf. ein zweiter Verlagerungsspeicherbereich (30) vorgesehen ist auch Betriebsparameter existieren, für die im Schreib/Lese-Speicher (10) jeweils lediglich ein einziger Speicherbereich (20) vorgesehen ist.
Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß für diejenigen Betriebsparameter, für die jeweils lediglich ein einziger Speicherbereich (20) im Schreib/Lese-Speicher (10) vorgesehen ist, ein Fehlererkennungscode zum Erkennen und Korrigieren von Fehlern des nach einem Schreibzugriff in dem betreffenden Speicherbereich (20) befindlichen, mehrere Bits umfassenden Datenworts generiert und abgespeichert wird, wobei mittels des Fehlererkennungscodes eine Maximalanzahl von fehlerhaften Bits des Datenworts erkennbar und korrigierbar ist.
Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß als Fehlererkennungscode ein Hamming-Code gewählt wird.
Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Schreib/Lese-Speicher (10) ein EEPROM-Speicher ist.