Recherche Images Maps Play YouTube Actualités Gmail Drive Plus »
Connexion
Les utilisateurs de lecteurs d'écran peuvent cliquer sur ce lien pour activer le mode d'accessibilité. Celui-ci propose les mêmes fonctionnalités principales, mais il est optimisé pour votre lecteur d'écran.

Brevets

  1. Recherche avancée dans les brevets
Numéro de publicationDE102004040229 A1
Type de publicationDemande
Numéro de demandeDE200410040229
Date de publication23 févr. 2006
Date de dépôt18 août 2004
Date de priorité18 août 2004
Autre référence de publicationDE102004040229B4
Numéro de publication0410040229, 200410040229, DE 102004040229 A1, DE 102004040229A1, DE 2004/10040229 A1, DE-A1-102004040229, DE0410040229, DE102004040229 A1, DE102004040229A1, DE2004/10040229A1, DE200410040229
InventeursGrzegorz Olender, Anton Dr. Schedl
DéposantBayerische Motoren Werke Ag
Exporter la citationBiBTeX, EndNote, RefMan
Liens externes: DPMA (Office allemand des brevets et des marques), Espacenet
Secure unsynchronised bus subscriber data communication procedure matches access time intervals to gaps in other user accesses
DE 102004040229 A1
Résumé
A secure unsynchronised bus subscriber data communication procedure matches access time intervals (3) to a fixed time cycle depending on the position of the access interval (5, 6) in a reference interval (4) limited by a previous other user interval (2) and the next interval (3).
Revendications(8)  Langue du texte original : Allemand
  1. Verfahren zur Durchführung einer sicheren Datenkommunikation der Teilnehmer eines nicht zeitlich synchronisierten Datenbusses, welche im Wesentlichen zyklisch innerhalb von durch den jeweiligen Teilnehmer angeforderten Buszugriffsintervallen auf den Datenbus zugreifen, dadurch gekennzeichnet , dass der zeitliche Abstand eines von einem Teilnehmer anzufordernden Buszugriffsintervalls zum vorigen Buszugriffsintervall desselben Teilnehmers gegenüber einer festen Teilnehmerzykluszeit angepasst wird in Abhängigkeit von der Lage des vorigen Buszugriffsintervalls des Teilnehmers in einem Bezugszeitintervall, welches begrenzt ist durch das dem vorigen Buszugriffsintervall des Teilnehmers unmittelbar vorausgehende Buszugriffsintervall eines anderen Teilnehmers und das dem vorigen Buszugriffsintervall des Teilnehmers unmittelbar nachfolgende Buszugriffsintervall eines anderen Teilnehmers. A method for performing a secure data communication participants in a time-synchronized data bus, which cyclically access essentially within requested by the respective participant Buszugriffsintervallen on the data bus, characterized in that the time interval of from one participant to be requested Buszugriffsintervalls to the previous Buszugriffsintervall same participant against a fixed subscriber cycle time is adjusted depending on the location of the previous Buszugriffsintervalls the participant in a reference time interval, which is limited by the previous Buszugriffsintervall the participant immediately preceding Buszugriffsintervall of another participant and the previous Buszugriffsintervall the participant immediately following Buszugriffsintervall of another participant.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der zeitliche Abstand des anzufordernden Buszugriffsintervalls zum vorigen Buszugriffsintervall desselben Teilnehmers gegenüber der Teilnehmerzykluszeit verringert wird, wenn das vorige Buszugriffsintervall des Teilnehmers in der zweiten Hälfte des Bezugszeitintervalls gelegen hat, und dass der zeitliche Abstand des anzufordernden Buszugriffsintervalls zum vorigen Buszugriffsintervall desselben Teilnehmers gegenüber einer festen Teilnehmerzykluszeit vergrößert wird, wenn das vorige Buszugriffsintervall des Teilnehmers in der ersten Hälfte des Bezugszeitintervalls gelegen hat. A method according to claim 1, characterized in that the time interval of the set to be requested Buszugriffsintervalls is reduced to the previous Buszugriffsintervall the same participant with respect to the subscriber cycle time as the previous Buszugriffsintervall the participant has lain in the second half of the reference interval, and that the time interval of the set to be requested Buszugriffsintervalls to previous Buszugriffsintervall same participant is increased relative to a fixed subscriber cycle time as the previous Buszugriffsintervall the participant has lain in the first half of the reference interval.
  3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der zeitliche Abstand des anzufordernden Buszugriffsintervalls zum vorigen Buszugriffsintervall desselben Teilnehmers gewählt wird als die Summe aus einer festen Teilnehmerzykluszeit und der mit einem Schrittweitenfaktor gewichteten Differenz zwischen dem zeitlichen Abstand des vorigen Buszugriffsintervall des Teilnehmers von dem diesem unmittelbar nachfolgenden Buszugriffsintervall eines anderen Teilnehmers und dem zeitlichen Abstand des vorigen Buszugriffsintervall des Teilnehmers von dem diesem unmittelbar vorausgehenden Buszugriffsintervall eines anderen Teilnehmers. Method according to one of claims 1 or 2, characterized in that the time interval between the to be requested Buszugriffsintervalls is selected to the previous Buszugriffsintervall the same participant as the sum of a fixed subscriber cycle time, and the weighted with a step width factor difference between the time interval of the previous Buszugriffsintervall the subscriber of the immediately following this Buszugriffsintervall of another device and the time interval between the last Buszugriffsintervall the participant of the immediately preceding this Buszugriffsintervall of another participant.
  4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Schrittweitenfaktor größer als Null und kleiner als 0,5 gewählt wird. A method according to claim 3, characterized in that the step width factor is selected to be greater than zero and less than 0.5.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der zeitliche Abstand des anzufordernden Buszugriffsintervalls zum vorigen Buszugriffsintervall desselben Teilnehmers gleich der Teilnehmerzykluszeit gewählt wird, wenn innerhalb eines Zeitintervalls der Länge der Teilnehmerzykluszeit seit dem vorigen Buszugriffsintervall des Teilnehmers kein anderer Teilnehmer auf den Bus zugegriffen hat. Method according to one of claims 1 to 4, characterized in that the time interval between the to be requested Buszugriffsintervalls the subscriber cycle time is chosen to the previous Buszugriffsintervall of the same subscriber same when within a time interval of the length of the subscriber cycle time since the previous Buszugriffsintervall the subscriber no other station on the bus has accessed.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der zeitliche Abstand des anzufordernden Buszugriffsintervalls zum vorigen Buszugriffsintervall desselben Teilnehmers größer als die Teilnehmerzykluszeit gewählt wird, wenn innerhalb eines Zeitintervalls der Länge der Teilnehmerzykluszeit seit dem vorigen Buszugriffsintervall des Teilnehmers kein anderer Teilnehmer auf den Bus zugegriffen hat. Method according to one of claims 1 to 4, characterized in that the time interval between the to be requested Buszugriffsintervalls greater to the previous Buszugriffsintervall of the same subscriber as the subscriber cycle time is chosen, if within a time interval of the length of the subscriber cycle time since the previous Buszugriffsintervall the subscriber no other subscriber to the bus is accessed.
  7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass durch einen Teilnehmer des Datenbusses vorerst keine Nachricht gesendet wird, wenn innerhalb eines Zeitintervalls der Länge der Teilnehmerzykluszeit seit dem vorigen Buszugriffsintervall des Teilnehmers kein anderer Teilnehmer auf den Bus zugegriffen hat. Method according to one of claims 1 to 4, characterized in that no message is sent by a subscriber of the data bus for the time being, when since the previous Buszugriffsintervall the subscriber no other station has accessed the bus within a time interval of the length of the subscriber cycle time.
  8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass durch einen Teilnehmer des Datenbusses in dem Fall, dass innerhalb eines Zeitintervalls der Länge der Teilnehmerzykluszeit seit dem vorigen Buszugriffsintervall des Teilnehmers kein anderer Teilnehmer auf den Bus zugegriffen hat, das Ausbleiben der Buszugriffe anderer Teilnehmer an einen anderen Teilnehmer oder an eine zentrale Kontrolleinheit mitgeteilt und/oder mittels einer dazu geeigneten Anzeigeeinheit angezeigt wird. Method according to one of claims 1 to 7, characterized in that on the other by a subscriber of the data bus in the event that within a time interval of the length of the subscriber cycle time since the previous Buszugriffsintervall the subscriber no other station has accessed the bus, the absence of bus accesses Participants will be communicated to another party or to a central control unit and / or displayed by means of a more suitable display unit.
Description  Langue du texte original : Allemand
  • [0001] [0001]
    Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Durchführung einer sicheren Datenkommunikation der Teilnehmer eines nicht zeitlich synchronisierten Datenbusses, welche im Wesentlichen zyklisch innerhalb von durch den jeweiligen Teilnehmer angeforderten Buszugriffsintervallen auf den Datenbus zugreifen. The invention relates to a method for performing a secure data communication between the participants in a time-synchronized data bus, which cyclically access essentially within requested by the respective participant Buszugriffsintervallen on the data bus.
  • [0002] [0002]
    Bei herkömmlichen ereignisgesteuerten Datenbussen (z. B. CAN) werden die von den Teilnehmern des Datenbusses zum Versenden von Nachrichten angeforderten Buszugriffsintervalle zwar hinsichtlich der Vermeidung von Kollisionen, nicht aber hinsichtlich der Vermeidung einer zeitlichen Verdichtung von Buszugriffen unterschiedlicher Teilnehmer kontrolliert. In conventional event-driven data buses (z. B. CAN), the sending messages requested by the participants of the data bus Buszugriffsintervalle apparently inspected with regard to the prevention of collisions, but not in terms of preventing a temporal compression of bus accesses different participants.
  • [0003] [0003]
    In dem Fall, dass solche Verdichtungen nicht vermieden werden können, kann es bei anderen Teilnehmern, welche z. B. im Abfragebetrieb arbeiten, sporadisch zu Datenverlusten kommen, indem Nachrichten, welche zeitlich sehr eng aufeinander folgen von anderen Teilnehmern „überhört" werden. Grund hierfür ist der zu geringe zeitliche Abstand zwischen benachbarten Buszugriffsintervallen unterschiedlicher Teilnehmer. Das Verhalten des Datenbusses kann unter solchen Umständen undeterministisch sein. In the event that such compaction can not be avoided, it can with other participants, which, for. Example, are in Query mode, sporadically lose data by messages which follow each other very rapidly be "ignored" by other participants. Basic this is the insufficient time interval between adjacent Buszugriffsintervallen different subscribers. The behavior of the data bus may be undeterministisch under such circumstances.
  • [0004] [0004]
    Unter der Voraussetzung, dass die über den Datenbus kommunizierenden Teilnehmer einen im Wesentlichen zyklischen Kommunikationsbedarf besitzen, sind solche Verdichtungen jedoch prinzipiell vermeidbar und die Sicherheit der Kommunikation somit verbesserbar. Assuming that the communicating via the data bus operator to obtain a substantially cyclic communication needs, such condensations but the security of communications are basically unavoidable and thus improved. Hierzu existieren Verfahren, in welchen die Teilnehmer zum Zweck der gegenseitigen Synchronisation über den Datenbus Nachrichten mit einer zentralen Kontrolleinheit oder mit anderen Teilnehmern austauschen. For this purpose, there are methods in which the participants exchange for the purpose of mutual synchronization of the data bus messages to a central control unit or with other participants. Solche Verfahren besitzen jedoch den Nachteil, dass die zeitliche Synchronisation der Teilnehmer ein zusätzliches Datenaufkommen auf dem Datenbus verursacht und eine Spezifikation der diesbezüglich auszutauschenden Information erfordert. However, such methods have the disadvantage that the time synchronization of the subscribers causing additional data traffic on the data bus and requires a specification of the information to be exchanged in this regard. Durch die Notwendigkeit einer solchen Spezifikation wird der Anschluss von Teilnehmern an den Datenbus erschwert, welche nicht in die bisherige Spezifikation einbezogen sind. Due to the need for such a specification of the connection of subscribers to the data bus is complicated, which are not included in the current specification.
  • [0005] [0005]
    Aufgabe der Erfindung ist es, ein einfaches Verfahren zur sicheren Datenkommunikation der Teilnehmer eines nicht zeitlich synchronisierten Datenbusses zu schaffen, durch welches die zeitliche Verdichtung von Buszugriffen unterschiedlicher Teilnehmer auf dem Datenbus vermieden wird, ohne zusätzliches Datenaufkommen zu verursachen. The object of the invention is to provide a simple method for secure data communication between the participants in a time-synchronized data bus through which the temporal compression of bus accesses different participants is avoided on the data without causing additional data traffic.
  • [0006] [0006]
    Die Aufgabe wird gelöst, indem der zeitliche Abstand eines von einem Teilnehmer anzufordernden Buszugriffsintervalls zum vorigen Buszugriffsintervall desselben Teilnehmers gegenüber einer festen Teilnehmerzykluszeit, welche sich aus dem zyklischen Kommunikationsbedarf der Teilnehmer ergibt, verändert wird. The problem is solved by the time interval of from one participant to be requested Buszugriffsintervalls is the previous Buszugriffsintervall the same participant with respect to a fixed subscriber cycle time, which results from the cyclic communication needs of the participants changed. Die Veränderung erfolgt im Sinne einer Anpassung in Abhängigkeit von der Lage des vorigen Buszugriffsintervalls des Teilnehmers in einem Bezugszeitintervall, welches begrenzt ist durch das dem vorigen Buszugriffsintervall des Teilnehmers unmittelbar vorausgehende Buszugriffsintervall eines anderen Teilnehmers und das dem vorigen Buszugriffsintervall des Teilnehmers unmittelbar nachfolgende Buszugriffsintervall eines anderen Teilnehmers. The change was done in accordance to adjustment depending on the location of the previous Buszugriffsintervalls the participant in a reference time interval, which is limited by the previous Buszugriffsintervall the participant immediately preceding Buszugriffsintervall of another participant and the previous Buszugriffsintervall the participant immediately following Buszugriffsintervall of another participant ,
  • [0007] [0007]
    Bevorzugt wird der zeitliche Abstand des anzufordernden Buszugriffsintervalls zum vorigen Buszugriffsintervall desselben Teilnehmers gegenüber der Teilnehmerzykluszeit verringert, wenn das vorige Buszugriffsintervall des Teilnehmers in der zweiten Hälfte des Bezugszeitintervalls gelegen hat. Preferably, the time interval between the Buszugriffsintervalls be requested to the previous Buszugriffsintervall same participant is compared with the subscriber cycle time is reduced when the previous Buszugriffsintervall the participant has lain in the second half of the reference interval. Dagegen wird der zeitliche Abstand des anzufordernden Buszugriffsintervalls zum vorigen Buszugriffsintervall desselben Teilnehmers gegenüber einer festen Teilnehmerzykluszeit vergrößert, wenn das vorige Buszugriffsintervall des Teilnehmers in der ersten Hälfte des Bezugszeitintervalls gelegen hat. On the other hand, the time interval of the previous Buszugriffsintervall Buszugriffsintervalls to be requested from the same user is relative to a fixed subscriber cycle time increased as the previous Buszugriffsintervall the participant has lain in the first half of the reference interval.
  • [0008] [0008]
    Durch ein solches Verfahren kann erreicht werden, dass das Buszugriffsintervall des Teilnehmers bei unverändertem Kommunikationsverhalten der anderen Teilnehmer nach mehreren erfindungsgemäßen Anpassungen etwa in der Mitte des Bezugszeitintervalls liegt oder sich dieser annähert. By such a method can be achieved that the Buszugriffsintervall the subscriber is the natural communication behavior of other participants after several adjustments invention is about in the middle of the reference time interval or approaching this.
  • [0009] [0009]
    Gemäß einer besonders vorteilhaften und in einfacher Weise computerimplementiert umsetzbaren Ausführungsform der Erfindung wird der zeitliche Abstand des anzufordernden Buszugriffsintervalls zum vorigen Buszugriffsintervall desselben Teilnehmers gewählt als die Summe aus einer festen Teilnehmerzykluszeit und der mit einem Schrittweitenfaktor gewichteten Differenz zwischen dem zeitlichen Abstand des vorigen Buszugriffsintervall des Teilnehmers von dem diesem unmittelbar nachfolgenden Buszugriffsintervall eines anderen Teilnehmers und dem zeitlichen Abstand des vorigen Buszugriffsintervall des Teilnehmers von dem diesem unmittelbar vorausgehenden Buszugriffsintervall eines anderen Teilnehmers. According to a particularly advantageous and easily computer-implemented actionable embodiment of the invention, the time interval of the set to be requested Buszugriffsintervalls elected last Buszugriffsintervall the same user as the sum of a fixed subscriber cycle time and the weighted with a step width factor difference between the time interval of the previous Buszugriffsintervall the participant of the immediately following this Buszugriffsintervall of another device and the time interval between the last Buszugriffsintervall the participant of the immediately preceding this Buszugriffsintervall of another participant.
  • [0010] [0010]
    Mit mathematischen Mitteln kann gezeigt werden, dass ein Verfahren gemäß der beschriebenen vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung konvergiert, wenn der Schrittweitenfaktor, bei Bildung der Differenz in der angegebenen Art, größer als Null und kleiner als 0,5 gewählt wird. Mathematically it can be shown that a method converges according to the described advantageous embodiment of the invention, when the step width factor, is selected to be greater than zero and less than 0.5 at the formation of the difference in the kind specified.
  • [0011] [0011]
    Der Schrittweitenfaktor kann für alle Teilnehmer eines Datenbusses gleich oder für unterschiedliche Teilnehmer unterschiedlich gewählt werden. The step width factor can be chosen differently for all participants of a data bus for the same or different participants. Ein Schrittweitenfaktor gleich Null entspricht einer Vorgehensweise gemäß dem Stand der Technik, dh es wird keine Anpassung vorgenommen. A step width factor equal to zero corresponds to a procedure according to the prior art, ie no adjustment is made.
  • [0012] [0012]
    Der wesentliche Vorteil eines erfindungsgemäßen Verfahrens liegt darin, dass das Verfahren selbstorganisierend ablaufen kann, dh durch die Anwendung des Verfahrens auf jeden einzelnen Teilnehmer des Datenbusses ergibt sich eine Form der systemweiten zeitlichen Synchronisation, und somit Organisation, der Teilnehmer, ohne dass eine gegenseitige Abstimmung erfolgen muss. The main advantage of the method according to the invention is that the method can proceed in a self-organizing, ie by applying the method to each participant of the data bus results in a form of system-wide time synchronization, and thus the organization, the participants carried out a consistent framework, without must.
  • [0013] [0013]
    Auch die Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens auf nur einen Teil der Teilnehmer eines Datenbusses trägt bereits in erheblichem Maße zur Vermeidung einer zeitlichen Verdichtung von Buszugriffen und somit zu einer Erhöhung der Sicherheit der Kommunikation durch eine Absenkung der Gefahr von Datenverlusten bei. The application of the method to only a portion of the participants of a data bus is already contributing significantly to avoid temporal compression of bus accesses and thus to increase the security of communications by lowering the risk of data loss.
  • [0014] [0014]
    Die Einfachheit eines erfindungsgemäßen Verfahrens erlaubt die Realisierung des Verfahrens alleine durch die Hardware der Teilnehmer eines Datenbusses. The simplicity of a method according to the invention allows the realization of the process alone by the hardware of the participants of a data bus.
  • [0015] [0015]
    Ein weiterer Vorteil eines erfindungsgemäßen Verfahrens liegt darin, dass auch die Hinzunahme neuer Teilnehmer zu einem Datenbus-System, dessen bisherige Teilnehmer gemäß einem erfindungsgemäßen Verfahren kommunizieren, erleichtert wird. Another advantage of a method according to the invention is that the addition of a new member becomes a data bus system, whose previous participants communicate according to a method according to the invention is facilitated. Es wird vorausgesetzt, dass der neu hinzugenommene Teilnehmer zunächst nicht selbst auf den Datenbus zugreift, sondern nur „zuhört". In dem Fall, dass die bisher über den Datenbus kommunizierenden Teilnehmer gemäß einem Verfahren nach dem Stand der Technik betrieben werden, ist es insbesondere bei hoher Teilnehmerzahl für einen neuen Teilnehmer sehr schwierig, Gesetzmäßigkeiten der Busbelegung zu erkennen und die Gefahr einer zeitlichen Verdichtung durch eigene Buszugriffe zu vermeiden. Durch die Selbstorganisation im Datenbus-System bei Anwendung eines erfindungsgemäßen Verfahrens stellen sich hingegen auf Dauer in etwa gleiche Abstände zwischen aufeinanderfolgenden Buszugriffsintervallen ein. Dementsprechend einfach kann ein neuer Teilnehmer bereits nach kurzer Zeit des „Zuhörens" diese Gesetzmäßigkeit erkennen und sein erstes Buszugriffsintervall zeitlich konfliktfrei festlegen. It is assumed that the newly taken subscriber initially is not accessing itself onto the data bus, but only "listens". In the case that the previously communicating via the data bus slaves can be operated by a method according to the prior art, it is in particular at very difficult to identify high number of participants for a new participant laws of bus usage, and to avoid the risk of temporal compression by own bus accesses. Due to the self-organization in the bus system when using a method of the invention arise, however, in the long run approximately equal intervals between successive Buszugriffsintervallen a. Accordingly simply can detect a new subscriber after a short period of "listening" this law and set his first Buszugriffsintervall time without conflict. Ist dem neuen Teilnehmer die Anwendung eines erfindungsgemäßen Verfahrens durch die bisherigen Teilnehmer bekannt, entfällt auch die Notwendigkeit zur Erkennung der Gesetzmäßigkeit. Is the new participant using a method according to the invention by the participants so far known, also eliminates the need for recognition of the law. In diesem Fall genügt meist das Abwarten von nur zwei Buszugriffen anderer Teilnehmer, um ein erstes eigenes Buszugriffsintervall konfliktfrei zu planen. In this case usually sufficient biding of only two bus accesses other participants to plan a first own Buszugriffsintervall conflict.
  • [0016] [0016]
    Nach der Aufnahme des Buszugriffs auch durch den neu hinzugefügten Teilnehmer tritt bei Anwendung eines erfindungsgemäßen Verfahrens auf alle Teilnehmer des Datenbusses ein neuer Prozess der schrittweisen Selbstorganisation ein. After taking a bus access by the newly added participant joins using a method according to the invention to all participants of the data bus, a new process of gradual self-organization.
  • [0017] [0017]
    Alternativ zur Hinzunahme eines Teilnehmers im laufenden Kommunikationsbetrieb kann zur Hinzunahme eines oder mehrerer neuer Teilnehmer eine vollständige Neuinitialisierung erfolgen. As an alternative to adding a participant in the current communication operation can be made for adding one or more new participants a complete reinitialization. Da ein erfindungsgemäßes Verfahren unabhängig ist von der Zahl der Teilnehmer des Datenbusses wird sich das Datenbus-System in jeder beliebigen Konstellation schrittweise selbst organisieren. As an inventive method is independent of the number of participants of the data bus, the bus system is organized in any constellation itself gradually.
  • [0018] [0018]
    Zur konfliktfreien Initialisierung kann ein erfindungsgemäßes Verfahren problemlos mit verschiedenen an sich bekannten Verfahren zur Initialisierung eines oder mehrerer Teilnehmer eines Datenbusses kombiniert werden. For conflict-free initialization, an inventive method be easily combined with various known methods for initializing one or more nodes of a data bus.
  • [0019] [0019]
    Ist in einem Datenbus, dessen Teilnehmer nach einem erfindungsgemäßen Verfahren betrieben werden, ein stabiler zeitlich organisierter, dh synchronisierter, Zustand erreicht, wird dieser durch die Hinzunahme neuer Teilnehmer zunächst verlassen. Is in a bus, whose participants are operated by a method according to the invention, a stable temporally organized, ie Synchronized state is reached, it is stopped by the addition of new participants first. Nach einer endlichen Anzahl von Schritten des erfindungsgemäßen Verfahrens stellt sich jedoch ein neuer synchronisierter Zustand ein. After a finite number of steps of the method of the invention, however, sets a new synchronized state. Ein Datenbus, dessen Teilnehmer nach einem erfindungsgemäßen Verfahren betrieben werden, ist somit als anpassbares zeitsynchrones Kommunikationssystem anzusehen. A data bus, the participants will be operated by a method according to the invention is therefore to be regarded as a customizable time-synchronous communication system.
  • [0020] [0020]
    Bei einem im Wesentlichen zyklischen Kommunikationsverhalten mehrerer Teilnehmer eines Datenbusses kann in der Regel davon ausgegangen werden, dass innerhalb eines Zeitintervalls der Länge der Teilnehmerzykluszeit seit dem vorigen Buszugriffsintervall eines Teilnehmers ein Buszugriff eines anderen Teilnehmers erfolgt. At a substantially cyclic communication behavior of several participants in a data bus can be considered generally assumed that since the previous Buszugriffsintervall a participant is an access to the bus of another user within a time interval of the length of the subscriber cycle time. Sollte ein solcher Buszugriff dennoch nicht erfolgen oder nicht von dem Teilnehmer festgestellt werden, kann in unterschiedlicher Weise verfahren werden. Should such a bus access still not done or not be detected by the subscriber can be moved in different ways. Zum einen kann zur regulären Fortsetzung der Kommunikationsfunktion des Teilnehmers der zeitliche Abstand des anzufordernden Buszugriffsintervalls zum vorigen Buszugriffsintervall desselben Teilnehmers gleich der Teilnehmerzykluszeit gewählt werden. Firstly, regular continuation of the communication function of the participant, the time interval of Buszugriffsintervalls be requested to the previous Buszugriffsintervall same participant equal to the subscriber cycle time can be selected. Zum anderen kann der zeitliche Abstand des anzufordernden Buszugriffsintervalls zum vorigen Buszugriffsintervall des Teilnehmers gezielt verlängert werden, um lediglich eine Restfunktion aufrechtzuerhalten. On the other hand, the time interval of the set to be requested Buszugriffsintervalls can be extended to the previous Buszugriffsintervall the participant targeted to only maintain a residual function. Schließlich kann der Buszugriff des Teilnehmers vollständig unterbleiben, wenn innerhalb eines Zeitintervalls der Länge der Teilnehmerzykluszeit seit dem vorigen Buszugriffsintervall des Teilnehmers kein Buszugriff eines anderen Teilnehmers erfolgt. Finally, the bus access the subscriber can completely be omitted if since the last Buszugriffsintervall the participant is no bus access of another user within a time interval of the length of the subscriber cycle time.
  • [0021] [0021]
    Bei jeder der beschriebenen Vorgehensweisen kann es sinnvoll sein, das Ausbleiben der Buszugriffe anderer Teilnehmer an einen anderen Teilnehmer des Datenbusses oder an eine zentrale Kontrolleinheit mitzuteilen und/oder mittels einer dazu geeigneten Anzeigeeinheit anzuzeigen. In any of the procedures described, it may be useful to inform the absence of bus accesses other participants to another participant of the data bus or to a central control unit and / or indicate by means of a more suitable display unit.
  • [0022] [0022]
    Anhand der beigefügten Zeichnungen wird die Erfindung weiter erläutert. With reference to the accompanying drawings, the invention will be further explained. Dabei zeigen jeweils schematisch This is shown schematically
  • [0023] [0023]
    1 1 die Buszugriffsintervalle mehrerer Teilnehmer eines zeitlich nicht synchronisierten Datenbusses und die in einem erfindungsgemäßen Verfahren verwendeten Zeitintervalle, the Buszugriffsintervalle several participants in a temporally synchronized data bus and the time intervals used in a method according to the invention,
  • [0024] [0024]
    2 2 beispielhaft einen Ausschnitt aus einem Busdiagramm für einen Datenbus mit drei Teilnehmern, welches sich unter Anwendung eines Verfahrens gemäß dem Stand der Technik ergibt und example of a section of a Busdiagramm for a bus with three participants, which would arise using a method according to the prior art and
  • [0025] [0025]
    3 3 beispielhaft einen Ausschnitt aus einem Busdiagramm für einen Datenbus mit drei Teilnehmern, welches sich unter Anwendung eines erfindungsgemäßen Verfahrens ergibt. example of a section of a Busdiagramm for a bus with three participants, which results using a method according to the invention.
  • [0026] [0026]
    1 1 zeigt auf einer Zeitachse aufgetragen die Buszugriffsintervalle mehrerer Teilnehmer eines zeitlich nicht synchronisierten Datenbusses. shows on a time axis the Buszugriffsintervalle several participants in a temporally synchronized data bus. Das Buszugriffsintervall The Buszugriffsintervall 3 3 eines Teilnehmers liegt dabei zwischen den Buszugriffsintervallen a participant is between the Buszugriffsintervallen 1 1 und and 2 2 anderer Teilnehmer. other participants. Die Buszugriffsintervalle The Buszugriffsintervalle 1 1 und and 2 2 können dabei demselben anderen Teilnehmer oder unterschiedlichen anderen Teilnehmern zugeordnet sein. can in this case be assigned to the same or different other party other participants. Das Zeitintervall The time interval 4 4 zwischen dem unmittelbar vorausgehenden Buszugriffsintervall eines anderen Teilnehmers between the immediately preceding Buszugriffsintervall of another participant 1 1 und dem unmittelbar nachfolgenden Buszugriffsintervallen eines anderen Teilnehmers and the immediately following Buszugriffsintervallen of another participant 2 2 wird als Bezugszeitintervall des Buszugriffsintervalls is used as reference time interval of Buszugriffsintervalls 3 3 bezeichnet. referred to. Die Lage des Buszugriffsintervalls The location of the Buszugriffsintervalls 3 3 im Bezugszeitintervall during the time interval 4 4 wird eindeutig beschrieben durch die Länge des Zeitintervalls is uniquely described by the length of the time interval 5 5 zwischen dem unmittelbar vorausgehenden Buszugriffsintervall eines anderen Teilnehmers between the immediately preceding Buszugriffsintervall of another participant 1 1 und dem Buszugriffsintervall and the Buszugriffsintervall 3 3 sowie die Länge des Zeitintervalls and the length of the time interval 6 6 zwischen dem Buszugriffsintervall between the Buszugriffsintervall 3 3 und dem unmittelbar nachfolgenden Buszugriffsintervall eines anderen Teilnehmers and the immediately following Buszugriffsintervall of another participant 2 2 . ,
  • [0027] [0027]
    Es wird vorausgesetzt, dass alle Teilnehmer des Datenbusses einen im Wesentlichen zyklischen Kommunikationsbedarf besitzen. It is assumed that all participants of the data bus having a substantially cyclic communication needs. Ferner wird vorausgesetzt, dass die Zykluszeit, welche für Buszugriffe eines Teilnehmers im Wesentlichen einzuhalten ist, im Folgenden Teilnehmerzykluszeit genannt, für alle Teilnehmer gleich sei. Furthermore, it is assumed that the cycle time, which is observed for bus accesses a participant in essence, hereinafter referred to as subscriber cycle time is the same for all participants.
  • [0028] [0028]
    Gemäß dem Stand der Technik greifen in einem solchen Fall sämtliche Teilnehmer jeweils innerhalb von Buszugriffsintervallen, die mit fester Teilnehmerzykluszeit voneinander beabstandet sind, auf den Datenbus zu. According to the state of the art resort in such a case all participants both within Buszugriffsintervallen spaced fixed subscriber cycle time of each other, on the data bus. 2 2 zeigt ein beispielhaftes Busdiagramm für ein Verfahren gemäß dem Stand der Technik mit drei Teilnehmern. shows an exemplary Busdiagramm for a method according to the prior art with three participants. Buszugriffe unterschiedlicher Teilnehmer sind dabei durch unterschiedliche Schraffuren gekennzeichnet. Bus accesses different participants are identified by different hatchings. Bei der Verwendung einer festen Teilnehmerzykluszeit für alle Teilnehmer können jedoch, wie in When using a fixed subscriber cycle time for all participants, however, may as 2 2 zu erkennen, zeitliche Verdichtungen auf dem Datenbus entstehen, wodurch wiederum Datenverluste verursacht werden können. to recognize temporal compressions occur on the data bus, which in turn can cause data loss.
  • [0029] [0029]
    Erfindungsgemäß wird der Abstand des von einem Teilnehmer angeforderten Buszugriffsintervalls zum vorigen Buszugriffsintervall desselben Teilnehmers nun in Abhängigkeit von der Lage des vorigen Buszugriffsintervalls des Teilnehmers in dessen Bezugszeitintervall gegenüber der Teilnehmerzykluszeit angepasst. According to the invention, the distance from a subscriber of the requested Buszugriffsintervalls is now adapted to the previous Buszugriffsintervall of the same subscriber in dependence on the position of the last Buszugriffsintervalls of the subscriber in the reference time interval with respect to the subscriber cycle time. Der Abstand wird verkleinert, wenn das vorige Buszugriffsintervall in der zweiten Hälfte seines Bezugszeitintervalls gelegen hat. The distance is reduced when the previous Buszugriffsintervall has located in the second half of its reference time interval. Der Abstand wird vergrößert, wenn das vorige Buszugriffsintervall in der ersten Hälfte seines Bezugszeitintervalls gelegen hat. The distance is increased when the previous Buszugriffsintervall has located in the first half of its reference time interval. Bei einem geeignet gewählten Ausmaß dieser Anpassung und wiederholter Anwendung einer solchen Anpassung strebt die Lage der Buszugriffsintervalle des Teilnehmers im jeweiligen Bezugszeitintervall somit der Mitte des Bezugszeitintervalls entgegen. With a suitably chosen degree of adaptation and repeated use of such adjustment thus the position of the Buszugriffsintervalle the subscriber in the respective reference time interval strives against the middle of the reference time interval. Bei Anwendung des Verfahrens auf sämtliche Teilnehmer eines Datenbusses ergibt sich nach einer Vielzahl von Schritten eine gleichmäßige zeitliche Verteilung der Buszugriffe aller Teilnehmer ohne zeitliche Verdichtungen. When applying the method to all participants of a data bus is given by a plurality of steps, a uniform distribution over time of bus accesses all participants without time consolidations.
  • [0030] [0030]
    Da ein erfindungsgemäßes Verfahren keinen Austausch von der Synchronisation dienenden Nachrichten unter den Teilnehmern vorsieht, kann ein erfindungsgemäßes Verfahren als selbstorganisierend bezeichnet werden. As a method of the invention does not provide for the exchange of synchronization messages serving among the participants, a method of the invention can be described as self-organizing.
  • [0031] [0031]
    Je größer das Ausmaß der Anpassung gewählt wird, umso schneller kann der Zustand der gleichmäßigen zeitlichen Verteilung erreicht werden. The greater the degree of adaptation is chosen, the quicker the condition of uniform time distribution can be achieved. Wird das Ausmaß der Anpassung jedoch zu groß gewählt, droht eine Divergenz des Verfahrens bzw. ein instabiles Verhalten. If the degree of adaptation, however, is too large, threatens a divergence of the method or unstable behavior.
  • [0032] [0032]
    Ein erfindungsgemäßes Verfahren kann in einfacher Weise computerimplementiert umgesetzt werden, wenn die Anpassung folgendermaßen erfolgt: Der zeitliche Abstand des anzufordernden Buszugriffsintervalls zum vorigen Buszugriffsintervall desselben Teilnehmers wird gewählt als die Summe aus der Teilnehmerzykluszeit und der mit einem Schrittweitenfaktor gewichteten Differenz zwischen dem zeitlichen Abstand des vorigen Buszugriffsintervall des Teilnehmers von dem diesem unmittelbar nachfolgenden Buszugriffsintervall eines anderen Teilnehmers und dem zeitlichen Abstand des vorigen Buszugriffsintervall des Teilnehmers von dem diesem unmittelbar vorausgehenden Buszugriffsintervall eines anderen Teilnehmers. An inventive method can be implemented computer-implemented in a simple manner, if the adjustment is as follows: The time interval of the set to be requested Buszugriffsintervalls to the previous Buszugriffsintervall same participant is chosen as the sum of the subscriber cycle time and the weighted with a step width factor difference between the time interval of the previous Buszugriffsintervall the participant of the immediately following this Buszugriffsintervall of another device and the time interval between the last Buszugriffsintervall the participant of the immediately preceding this Buszugriffsintervall of another participant.
  • [0033] [0033]
    Unter Einführung der Benennungen Introduction of terms
    • • T(i) für den festzulegenden Abstand zwischen dem Buszugriffsintervalls eines Teilnehmers im Zeitschritt i vom Buszugriffsintervall desselben Teilnehmers im Zeitschritt i – 1, • T (i) for the determined distance between the Buszugriffsintervalls a participant in the time step i Buszugriffsintervall from the same participant in the time step i - 1,
    • • T Z für die Teilnehmerzykluszeit, • T Z for the subscriber cycle time,
    • • dT(i) für die Anpassung des Abstands T(i) gegenüber der Teilnehmerzykluszeit, • dT (i), for the adjustment of the distance T (i) with respect to the subscriber cycle time
    • • T (i) für den zeitlichen Abstand des Buszugriffsintervalls eines Teilnehmers im Zeitschritt i vom unmittelbar vorhergehenden Buszugriffsintervall eines anderen Teilnehmers (vgl. Länge des Zeitintervalls • T -. (I) for the time interval of Buszugriffsintervalls a participant in the time step i of the immediately preceding Buszugriffsintervall of another participant (see length of the time interval 5 5 in in 1 1 ), )
    • • T + (i) für den zeitlichen Abstand des Buszugriffsintervalls eines Teilnehmers im Zeitschritt i vom unmittelbar nachfolgenden Buszugriffsintervall eines anderen Teilnehmers (vgl. Länge des Zeitintervalls • T + (i) for the time interval of Buszugriffsintervalls a participant in the time step i of the immediately succeeding Buszugriffsintervall of another participant (see FIG. Length of the time interval 6 6 in in 1 1 ) und ) And
    • • a für den Schrittweitenfaktor • a is the step width factor
    kann ein solcher Algorithmus formelmäßig folgendermaßen ausgedrückt werden: such an algorithm may be expressed as a formula as follows: T(i) = T Z + dT(i) T (i) = Z T + dT (i) mit with dT(i) = a·(T + (i – 1) – T (i – 1)) DT (i) = a · (T + (i - 1) - T - (i - 1))
  • [0034] [0034]
    Als Startwerte für das schrittweise ablaufende Verfahren werden die Größen T + (–1) und T (–1) im Zeitschritt –1 als gleich vorausgesetzt (T + (–1) = T (–1)). As initial values for the gradual draining process, the sizes T + (-1) and T - (-1) in the time step -1 assumed to be equal to (T + (-1) = T - (-1)). Der festzulegende Abstand T(0) im Zeitschritt 0 wird somit gleich der Teilnehmerzykluszeit festgelegt (T(0) = T Z ). The distance to be determined T (0) in the time step 0 is thus equal to the subscriber cycle time set (T (0) = T Z).
  • [0035] [0035]
    3 3 zeigt, ausgehend vom gleichen Anfangszustand wie shows, starting from the same initial state as 2 2 , ein Busdiagramm, welches sich bei Anwendung des beschriebenen Algorithmus unter Verwendung einer Schrittweite a=0,2 ergibt. A Busdiagramm, which results from applying the algorithm described using a step size a = 0.2.
  • [0036] [0036]
    Nach einer Phase des „Einschwingens", in welcher die Abstände zwischen den Buszugriffsintervallen eines Teilnehmers gegenüber der Teilnehmerzykluszeit teils deutlich angepasst werden, greifen alle Teilnehmer zyklisch mit in etwa der Teilnehmerzykluszeit auf den Datenbus zu. Die Differenz T + (i – 1) – T (i – 1) und somit der Term dT(i) für die Anpassung des Abstands geht für alle Teilnehmer gegen Null. After a period of "settling" in which the distances between the Buszugriffsintervallen a subscriber by the subscriber cycle time can be partly adapted clear all participants engage cyclically with approximately the subscriber cycle time on the bus to the difference T + (i - 1) -. T - (i - 1) and therefore the term dT (i) for the adjustment of the spacing goes to zero for all participants.
  • [0037] [0037]
    Mathematisch kann gezeigt werden, dass der Algorithmus bei Schrittweiten a ≤ 0,5 konvergiert. Mathematically, it can be shown that the algorithm converges in increments a ≤ 0.5.
  • [0038] [0038]
    Statt der Verwendung eines festen Schrittweitenfaktors kann es zur Beschleunigung der Konvergenz eines erfindungsgemäßen Verfahrens und/oder zur Gewährleistung eines deterministischen Verhaltens sinnvoll sein, den Schrittweitenfaktor im Verlauf des Verfahrens anzupassen. Instead of using a fixed step-size factor, it may be useful to accelerate the convergence of a method according to the invention and / or to guarantee a deterministic behavior, adjust the step width factor in the course of the procedure. Bevorzugt werden die ersten Schritte eines erfindungsgemäßen Verfahrens beispielsweise zunächst unter Verwendung eines kleinen Schrittweitenfaktors durchgeführt. The first steps of a method according to the invention are preferably for example, first performed using a small step-size factor. Im Verlauf des Verfahrens wird dieser erhöht. During the process of this is increased. Das Verfahren kann dann auch konvergieren, wenn der Schrittweitenfaktor a auf Werte größer als 0,5 erhöht wird. The method may also converge, when the step width factor a is increased to values greater than 0.5.
  • [0039] [0039]
    Die Anwendung eines erfindungsgemäßen Verfahrens verursacht eine Form der zeitlichen Selbstorganisation in einem Datenbus-System. The application of a method according to the invention causes a form of temporal self-organization in a data bus system. Durch ein erfindungsgemäßes Verfahren werden ausgehend von einem weitgehend konfliktfreien Anfangszustand zeitliche Verdichtungen in der Auslastung eines Datenbusses abgebaut. Through a process of the invention temporal condensations in the utilization of a data bus are reduced from a largely conflict-free initial state. Zeitliche Konflikte, welche durch die Initialisierung mehrerer Teilnehmer mit zeitlich überlappenden Buszugriffsintervallen verursacht werden, können durch ein erfindungsgemäßes Verfahren nicht vermieden werden. Temporal conflicts caused by the initialization of several participants with temporally overlapping Buszugriffsintervallen can not be avoided by an inventive method. Ein erfindungsgemäßes Verfahren kann jedoch problemlos mit verschiedenen an sich bekannten Verfahren zur Initialisierung eines oder mehrerer Teilnehmer eines Datenbusses kombiniert werden. However, a method of the invention can be easily combined with various known methods for initializing one or more nodes of a data bus. Auf die Erleichterung der Hinzunahme eines einzelnen Teilnehmers zu einem Datenbus-System, dessen bisherige Teilnehmer gemäß einem erfindungsgemäßen Verfahren kommunizieren, wurde bereits an früherer Stelle eingegangen. To facilitate the addition of a single participant to a data bus system, whose previous participants communicate according to a method according to the invention has already been discussed earlier.
Citations de brevets
Brevet cité Date de dépôt Date de publication Déposant Titre
DE10000302A1 *5 janv. 200012 juil. 2001Bosch Gmbh RobertData communication between two subscribers connected with bus system, involves stopping transmission of message from first subscriber to second subscriber at the end of first cycle
DE10132971A1 *6 juil. 200124 oct. 2002Techem Service AgEnergy-saving switching method for unused functions of consumption data monitoring device with timed on-off switching dependent on day of week or time of day
DE10157680A1 *24 nov. 200112 juin 2003Daimler Chrysler AgAngle synchronous bus system, especially for motor vehicles, has cycle manager that synchronizes sending of cycle start packets with cycle start trigger signal from trigger source
US5052029 *5 avr. 199024 sept. 1991Apple Computer, Inc.Self-correcting synchronization signal method and apparatus
Classifications
Classification internationaleH04L12/40
Classification coopérativeH04L12/417
Classification européenneH04L12/417
Événements juridiques
DateCodeÉvénementDescription
23 févr. 2006OM8Search report available as to paragraph 43 lit. 1 sentence 1 patent law
18 août 2011R012Request for examination validly filed
Effective date: 20110512
22 juil. 2014R016Response to examination communication
12 août 2014R018Grant decision by examination section/examining division
3 juil. 2015R020Patent grant now final