Datenübertragungsverfahren und Datenübertragungssystem

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Datenübertragungsverfahren nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1, ein entsprechendes Sendesystem, ein entsprechendes Empfangssystem, ein Datenübertragungssystem, ein Computerprogramm sowie ein

Computerprogrammprodukt.

Stand der Technik

Nachfolgend wird im wesentlichen auf den Kraftfahrzeugbau Bezug genommen, ohne dass das Verfahren auf diese Anwendung beschränkt ist.

In der heutigen Zeit werden in Kraftfahrzeugen (Kfz) viele unterschiedliche Funktionen durch Computer- bzw. Mikroprozessorprogramme realisiert. Die

Mikroprozessorprogramme sind in vielen fahrzeugtechnischen Einrichtungen, wie z.B. Steuergeräten, enthalten. Bei der Wartung eines Kraftfahrzeugs ist es deshalb zunehmend notwendig, auch Mikroprozessorprogramme zu warten (Ersatz, Update).

Es ist notwendig, die entsprechenden Mikroprozessorprogramme in das Kfz zu übertragen. Die übertragung erfordert dabei je nach Umfang der entsprechenden Software mehr oder weniger Zeit und Kosten. Daher ist es vorteilhaft, die Menge der zu übertragenden Daten so gering wie möglich vorzusehen. Es ist bekannt, nur Softwarekomponenten zum Zielsystem (beispielsweise einem Steuergerät) zu übertragen,

die entsprechend dem Software-Update erneuert werden müssen. Dazu ist im Zielsystem ein entsprechendes Softwaresystem notwendig, das aus einzelnen austauschbaren Einheiten besteht (z.B. Bibliotheken, DLL's), wobei die kleinste austauschbare Einheit die Menge der zu übertragenden Daten bestimmt. Die zu übertragende Software bzw. Datenmenge ist in diesem Fall im wesentlichen immer größer als die tatsächlich vorzunehmenden änderungen im Zielsystem, da immer mindestens eine Softwareeinheit übertragen wird. Die Größe der kleinsten austauschbaren Softwareeinheit wird in den bekannten Lösungen allerdings nicht nach übertragungsgesichtspunkten ausgewählt, sondern ergibt sich automatisch bei der Erstellung des Softwaresystems. Handelt es sich beispielsweise um sogenannte Embedded Systems, wie z.B. Steuergeräte, wird im Stand der Technik bei einer Softwareaktualisierung der gesamte Datenbestand ausgetauscht.

In der TW-556094 A ist ein Verfahren zur Aktualisierung von Software offenbart, bei dem eine drahtlose Datenübertragung verwendet wird. Die neuen und alten Versionen der Software werden beim Sender verglichen, anschließend werden die sich unterscheidenden

Dateien komplett übertragen. Auch bei dieser Lösung wird eine Datenübertragung durchgeführt, die sich an den vorgegebenen Dateigrößen orientiert.

Es stellt sich somit das Problem, ein Datenübertragungsverfahren und -System anzugeben, mit dem die Menge der zu übertragenden Daten reduziert werden kann.

Erfindungsgemäß werden ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1, ein Sendesystem mit den Merkmalen des Patentanspruchs 14, ein Empfangssystem mit den Merkmalen des Patentanspruchs 15, ein Datenübertragungssystem mit den Merkmalen des Patentanspruchs 19, ein Computerprogramm gemäß Anspruch 21 sowie ein

Computerprogrammprodukt gemäß Anspruch 22 vorgeschlagen. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich jeweils aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung.

Vorteile der Erfindung

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren sind erste Daten dafür vorgesehen, an einer ersten Stelle zweite Daten zu ersetzen. Es wird ein Vergleich der ersten und der zweiten Daten

durchgeführt und es werden dritte Daten von einer zweiten Stelle zu der ersten Stelle übertragen, wobei die dritten Daten aus einem Vergleich auf Kodierungsebene der ersten Daten und der zweiten Daten bestimmt werden. Der Begriff "Stelle" umfasst dabei insbesondere einen Teilnehmer in einem Netzwerk, eine Recheneinheit (PC, Steuergerät, ...) mit einer Speichereinrichtung, bspw. RAM, ROM, Flash-Speicher, Festplatte, usw., eine Speichereinrichtung selbst, eine Adresse in einem Speicher bzw. einer Speichereinrichtung. Typischerweise umfassen die dritten Daten die Differenz der ersten und zweiten Daten sowie Steuer- bzw. Metadaten, die Informationen darüber enthalten, wie aus den Differenzdaten und den zweiten Daten die ersten Daten bestimmt werden können. Durch die erfindungsgemäße Maßnahme kann erreicht werden, nur die Datenbzw. Softwareanteile (und evtl. Metadaten) zu übertragen, die sich tatsächlich unterscheiden. Es ist nicht notwendig, auf vorgegebene Bestandteile des Softwaresystems, z.B. einzelne Dateien, zurückzugreifen. Auf diese Weise können die Menge der zu übertragenden Daten und damit die notwendige Zeit und die aufzuwendenden Kosten minimiert werden. Es versteht sich, dass die zweiten, zu ersetzenden Daten auch fehlen können, wobei dann die ersten Daten insgesamt als dritte Daten verwendbar sind. Eine derartige Situation ist insbesondere bei einer Erstbestückung oder Erstbeschreibung anzutreffen.

Vorteilhafterweise wird ein Vergleich der ersten und zweiten Daten auf binärer Ebene durchgeführt. Es wird eine binäre Differenz gebildet, d.h. insbesondere die Positionen in den ersten Daten bestimmt, an denen eine Abweichung von den zweiten Daten besteht.

Ebenso vorteilhaft wird ein Vergleich der ersten und zweiten Daten auf Zeichenebene, insbesondere ASCII, Unicode (UTF-8, 16, 32), ISO 8859 usw., durchgeführt. Es wird eine Zeichendifferenz gebildet, d.h. insbesondere die Positionen in den ersten Daten bestimmt, an denen eine Abweichung von den zweiten Daten besteht, sowie das abweichende Zeichen.

Vorteilhaft ist auch die Verwendung einer Beschreibungssprache, mit der Abweichungen verschiedener Kategorien (Datenblöcke mit Abweichungen, fehlende Datenblöcke, Verschiebungen von Datenblöcken usw.) beschrieben werden. In dieser Beschreibungssprache ist als Grenzfall auch die übertragung der kompletten ersten Daten enthalten, wenn die übertragung der Differenz nicht effizient ist.

Vorteilhaft ist auch die Verwendung von Differenzverfahren zur Quellcodierung von Bild- und/oder Audiosignalen.

Es ist zweckmäßig, wenn die erste Stelle mit einem, insbesondere erfindungsgemäßen,

Empfangssystem oder einer Empfangsvorrichtung in Beziehung steht. Darunter ist zu verstehen, dass es sich bei der ersten Stelle um ein derartiges Empfangssystem oder Komponenten davon handeln kann oder die erste Stelle mit einem derartigen Empfangssystem verbunden ist. Das Empfangssystem kann beispielsweise die zweiten Daten von einem Zielsystem einlesen, für das die ersten Daten vorgesehen sind, oder es kann eine Tabelle, Liste, o.a. gespeichert haben, in der die Softwarestände (Versionen) oder Softwaresysteme (gesamte Software) des Zielsystems gespeichert sind.

Es ist ebenso zweckmäßig, wenn die zweite Stelle mit einem, insbesondere erfindungsgemäßen, Sendesystem oder einer Sendevorrichtung in Beziehung steht.

Darunter ist zu verstehen, dass es sich bei der zweiten Stelle um ein derartiges Sendesystem oder Komponenten davon handeln kann oder die zweite Stelle mit einem derartigen Sendesystem verbunden ist. Dem Sendesystem kann ein Quellsystem zugeordnet sein, das die ersten Daten erstellt und an das Sendesystem weitergibt. Ebenso kann das Sendesystem die ersten Daten selbst erstellen. Um die ersten Daten mit den zweiten Daten zu vergleichen, kann das Sendesystem, das Quellsystem oder ein weiteres Vergleichssystem vorgesehen sein.

Vorteilhafterweise sind bei dem erfindungsgemäßen Verfahren die zweiten Daten an der zweiten Stelle gespeichert. Es ist zweckmäßig, wenn das System, das den Vergleich durchführt, Kenntnis über die Quelldaten und die aktuellen Daten des Zielsystems hat. Es kann dazu ebenfalls eine Tabelle, Liste, o.a. gespeichert haben, in der die Softwarestände (Versionen) oder Softwaresysteme (gesamte Software) des Zielsystems enthalten sind.

Ebenso zweckmäßig kann es sein, wenn bei dem erfindungsgemäßen Verfahren die zweiten Daten vor dem Vergleich der ersten und zweiten Daten von der ersten Stelle zur zweiten Stelle übertragen werden. Es ist zweckmäßig, wenn das System, das den Vergleich durchführt, Kenntnis über die Quelldaten und die aktuellen Daten des

Zielsystems hat. Es kann dazu die entsprechenden Daten vom Zielsystem, vorzugsweise über das Empfangssystem, abrufen.

Es ist auch vorteilhaft, wenn einem Empfangssystem mehrere Zielsysteme zugeordnet sind. Beispielsweise können in einem Kfz mehrere Steuergeräte oder andere elektronische

Einheiten einem Empfangssystem als Zielsysteme zugeordnet und beispielsweise über einen CAN-Bus verbunden sein. Es ist aber ebenso vorteilhaft, wenn ein Zielsystem bereits mit einem Empfangssystem integriert ausgebildet wird.

Die der ersten Stelle bzw. dem Empfangssystem zugeordneten Einheiten werden in ihrer

Gesamtheit als Empfangsseite bezeichnet. Ebenso werden die der zweiten Stelle bzw. dem Sendesystem zugeordneten Einheiten in ihrer Gesamtheit als Sendeseite bezeichnet. Es ist besonders vorteilhaft, wenn von der Empfangsseite die Softwarestände des Zielsystems als Versions-Nummern abgerufen werden, und auf der Sendeseite die gesamten Softwaresysteme zu jeder einzelnen Versions-Nummer bereitstehen und dem

Vergleich zugeführt werden.

Ein einer bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens werden nach der übertragung aus den dritten Daten und den zweiten Daten die ersten Daten bestimmt.

Es ist zweckmäßig, wenn bei dem erfindungsgemäßen Verfahren die ersten Daten derart erstellt werden, dass sie sich auf Kodierungsebene, insbesondere binär oder auf Zeichenebene, möglichst wenig von den zweiten Daten unterscheiden. Dies ist insbesondere durch geeignete, beispielsweise im Vergleich zur vorhergehenden Erstellung unveränderte, Compiler- und Linkereinstellungen zu erreichen. Bei der

Erzeugung der ersten Daten kann auch als Randbedingung berücksichtigt werden, dass ein Algorithmus zur Differenzbildung nachgeordnet ist.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann besonders vorteilhaft für eine drahtlose übertragung verwendet werden. Darunter fällt insbesondere eine Funk-, Infrarot-,

WLAN- oder Bluetooth-übertragung. Eine draht- oder kabellose übertragung weist im allgemeinen nicht die Bandbreite einer kabelgebundenen übertragung auf. Eine Verminderung der zu übertragenden Datenmenge ist daher insbesondere bei drahtloser Kommunikation von Vorteil. Auch andere drahtlose übertragungsstandards, die hier

nicht explizit aufgeführt werden, fallen in den Schutzbereich dieser Erfindung. Ebenso jedes kabelgebundene übertragungsverfahren.

Vorteilhafterweise sind bei dem erfindungsgemäßen Verfahren die ersten Daten sicherheitskritische Daten. Dadurch, dass nur Datendifferenzen als dritte Daten übermittelt werden, sind die dritten Daten für einen potentiellen Angreifer wertlos, da sich ohne Kenntnis der zweiten Daten die ersten Daten nicht bestimmen lassen. Dies bietet somit eine erhöhte Sicherheit.

Es ist besonders vorteilhaft, das erfindungsgemäße Verfahren im Bereich des

Kraftfahrzeugbaus zu verwenden. Durch die immer weiter zunehmende Ausstattung eines Kfz's mit Mikroprozessoren werden immer umfangreichere Datenübertragungen notwendig. Hier kann somit das erfindungsgemäße Verfahren besonders zur Verminderung der zu übertragenden Daten beitragen.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann besonders vorteilhaft zur übertragung von Software für Recheneinheiten, insbesondere Steuergeräte oder Embedded Systems, in einem Kraftfahrzeug verwendet werden.

Ein erfindungsgemäßes Sendesystem für ein Datenübertragungssystem weist auf:

- Mittel zum Aufbewahren von ersten und zweiten Daten, insbesondere eine Speichereinheit. Es ist dabei zweitrangig, wie die ersten und die zweiten Daten zu der Sendevorrichtung gelangen. Sie kann die Daten jeweils von weiteren Einrichtungen, insbesondere Quellsystemen bzw. Zielsystemen, abrufen oder erhalten oder bereits aufbewahrt haben.

- Mittel zum Vergleichen der ersten Daten mit den zweiten Daten. Diese Mittel führen einen Vergleich auf Kodierungsebene der ersten und der zweiten Daten durch.

- Mittel zum Erstellen von dritten Daten als Differenz der ersten Daten und der zweiten Daten auf Kodierungsebene. Ebenso können an dieser Stelle wiederum die bereits oben erläuterten Metadaten mit eingeführt werden.

- Mittel zum Senden, insbesondere drahtlosen oder drahtgebundenen übertragen oder andersartigen Ausgeben, der dritten Daten, beispielsweise eine Sendevorrichtung.

Der Vergleich und die Differenzbildung auf Kodierungsebene umfasst insbesondere die im Zusammenhang mit dem erfϊndungsgemäßen Verfahren aufgeführten Möglichkeiten, nämlich binär, auf Zeichenebene, Beschreibungssprache usw.

Ein erfindungsgemäßes Empfangssystem für ein Datenübertragungssystem weist auf:

- Mittel zum Empfangen, insbesondere drahtlosen oder drahtgebundenen Empfangen oder andersartigen Aufnehmen von dritten Daten, beispielsweise eine Empfangsvorrichtung.

- Mittel zum Aufbewahren, insbesondere Speichern, von zweiten und den dritten Daten. Es ist wiederum zweitrangig, wie die zweiten Daten zu der Empfangsvorrichtung gelangen. Sie kann die Daten jeweils von weiteren Einrichtungen, insbesondere

Zielsystemen, abrufen oder erhalten oder bereits aufbewahrt haben.

- Mittel zum Bestimmen von ersten Daten aus den zweiten Daten und den dritten Daten (inkl. Metadaten). Dadurch, dass die dritten Daten eine bekannte Differenz der ersten und der zweiten Daten darstellen, ist eine reversible Berechnung auf einfache Weise durchzuführen.

- Mittel zum Ausgeben, insbesondere Senden, übertragen, Ausgeben, der ersten Daten. Die Ausgabe kann dabei an ein Zielsystem erfolgen, wenn die Empfangsvorrichtung nicht in das Zielsystem integriert ist, oder an die nachfolgende Einheit, die die neu berechneten ersten Daten ihrer Verwendung zuführt.

In einer bevorzugten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Lösung ist ein Empfangssystem in einem Kfz vorgesehen.

Eine erfindungsgemäße Recheneinheit, insbesondere ein Steuergerät oder Embedded System für ein Kfz, weist ein darin integriert ausgebildetes erfindungsgemäßes

Empfangssystem auf.

Es ist auch vorteilhaft, wenn einem erfindungsgemäßen Empfangssystem mehrere Zielsysteme zugeordnet sind. Beispielsweise können in einem Kfz mehrere Steuergeräte, Embedded Systems oder andere elektronische Einheiten einem Empfangssystem als

Zielsysteme zugeordnet und beispielsweise über einen CAN-Bus verbunden sein. Das Empfangssystem empfängt dann die dritten Daten für das jeweilige Zielsystem und übermittelt diese dritten Daten oder die daraus bestimmten ersten Daten weiter.

Ein erfindungsgemäßes Kraftfahrzeug weist ein erfindungsgemäßes Empfangssystem oder eine erfindungsgemäße Recheneinheit, z.B. Steuergerät oder Embedded System, auf.

Ein erfindungsgemäßes Datenübertragungssystem weist ein erfindungsgemäßes Sendesystem und ein erfindungsgemäßes Empfangssystem auf.

Es ist besonders bevorzugt, wenn ein erfindungsgemäßes Datenübertragungssystem zum Durchführen eines erfindungsgemäßen Verfahrens ausgebildet ist.

Für alle erfindungsgemäßen Vorrichtungen, Systeme und deren vorteilhafte

Ausgestaltungen gelten die Vorteile und Möglichkeiten, die im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren genannt wurden, in gleicher Weise.

Ein erfindungsgemäßes Computer- bzw. Mikroprozessorprogramm enthält Programmcodemittel, um das erfindungsgemäße Verfahren durchzuführen, wenn das

Programm auf einem Computer, einem Mikroprozessor oder einer entsprechenden Rechnereinheit, insbesondere einem erfindungsgemäßen Sendesystem oder einem erfindungsgemäßen Empfangssystem, ausgeführt wird.

Ein erfindungsgemäßes Computer- bzw. Mikroprozessorprogrammprodukt beinhaltet

Programmcodemittel, die auf einem maschinen- bzw. computerlesbaren Datenträger gespeichert sind, um ein erfindungsgemäßes Verfahren durchzuführen, wenn das Programmprodukt auf einem Computer, einem Mikroprozessor oder auf einer entsprechenden Rechnereinheit, insbesondere einem erfindungsgemäßen Sendesystem oder einem erfindungsgemäßen Empfangssystem, ausgeführt wird. Geeignete Datenträger sind insbesondere Disketten, Festplatten, Flash-Speicher, EEPROMs, CD-ROMs, u.a.m. Auch ein Download eines Programms über Computernetze (Internet, Intranet usw.) ist möglich.

Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und der beiliegenden Zeichnung.

Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen

Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.

Die Erfindung ist anhand eines Ausfuhrungsbeispiels in der Zeichnung schematisch dargestellt und wird im folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnung ausführlich beschrieben.

Figurenbeschreibung

Figur 1 zeigt eine schematische Darstellung einer bevorzugten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Datenübertragungssystems; und

Figur 2 zeigt ein Flussdiagramm einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens.

In Figur 1 ist eine bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Datenübertragungssystems insgesamt mit 100 bezeichnet. Das Datenübertragungssystem 100 weist ein Sendesystem (102 bis 104) und ein Empfangssystem (105 bis 106) auf. Weiterhin ist ein Quellsystem 101 dargestellt, das als herkömmlicher Personal Computer ausgebildet ist, und eine aktuelle Software- Version V _n bereitstellt. Schließlich ist ein Zielsystem 107 abgebildet, das beispielsweise als Steuergerät oder Embedded System in einem Kfz ausgebildet ist.

Das Sendesystem weist ein Speichersystem 102, beispielsweise einen Festplattenspeicher, ein Vergleichssystem bzw. einen Differenzbilder 103 und eine Sendevorrichtung 104 auf. Das Empfangssystem weist eine Empfangsvorrichtung 105 und einen Integrator bzw. eine Integrationsvorrichtung 106 auf.

Der PC 101 stellt dem Vergleichssystem 103 die ersten Daten als aktuelle Software-

Version zur Verfügung. Der aktuelle Stand der Software bzw. die Version wird als V _n gekennzeichnet.

Der Festplattenspeicher 102 stellt dem Vergleichssystem 103 die älteren Sottware- Versionen zur Verfugung. Die vorausgehende Sottware- Version, die sich auf dem Steuergerät 107 befindet, wird als V _n-I gekennzeichnet. Das Vergleichssystem 103 berechnet aus den Sottware- Versionen V _n und V _n-I die Differenzdaten und Metadaten bzw. die dritten Daten V _n -V _n-I und stellt diese der Sendevorrichtung 104 bereit.

Die Sendevorrichtung 104 überträgt die dritten Daten drahtlos an die Empfangsvorrichtung 105. Die Empfangsvorrichtung 105 leitet die dritten Daten V _n -V _n-I an den Integrator 106 weiter, der die Daten zwischenspeichert. Der Integrator 106 erhält vom Steuergerät 107 die Sottware des Steuergeräts als zweite Daten V _n-I und speichert diese ebenfalls. Statt dieser passiven Methode kann der Integrator auch aktiv über eine entsprechende Schnittstelle die Sottware des Steuergeräts auslesen.

Anschließend berechnet der Integrator 106 aus den dritten Daten V _n -V _n-I und den zweiten Daten V _n-I die ersten Daten V _n und überträgt diese an das Steuergerät 107.

Normalerweise wird er dazu über eine entsprechende Schnittstelle die berechneten ersten Daten in das Zielsystem schreiben.

Die Funktionsweise des erfindungsgemäßen Datenübertragungssystems wird anhand des in Figur 2 dargestellten Flussdiagramms beschrieben.

Das in Figur 2 dargestellte Flussdiagramm eines erfindungsgemäßen Datenübertragungsverfahrens beginnt in einem Schritt 200. In einem Schritt 201 werden erste Daten, beispielsweise auf einem PC, als Quelldaten erstellt. In einem Schritt 202 wird die momentane Sottware- Version des Zielsystems abgefragt. Dazu kann beispielsweise ein Abfragebefehl über die Sendevorrichtung 104 und die Empfangsvorrichtung 105 an das Steuergerät 107 gesandt werden, woraufhin das Steuergerät seine momentane Software- Version zurückgibt. Ebenso kann die momentane Software- Version des Zielsystems auf der Sendeseite hinterlegt sein.

Nachdem die aktuelle Software- Version des Steuergeräts bekannt ist, werden die zugehörigen zweiten Daten in einem Schritt 203 aus dem Festplattenspeicher 102 gelesen. Anschließend werden in einem Schritt 204 aus den zweiten Daten V _n-I und den ersten Daten V _n die dritten Daten als binäre Differenz V _n -V _n-I erstellt.

In einem Schritt 205 werden die dritten Daten von der Sendevorrichtung 104 drahtlos übertragen und von der Empfangsvorrichtung 105 in einem Schritt 206 empfangen.

Anschließend werden in einem Schritt 207 die aktuellen Daten des Steuergeräts 107 als zweite Daten V _n-I aus dem Zielsystem ausgelesen.

In einem Schritt 208 werden ausgehend von den empfangenen dritten Daten V _n -V _n-I und den ausgelesen zweiten Daten V _n-I die ersten Daten V _n berechnet. In einem Schritt 209 werden die berechneten ersten Daten dem Steuergerät 107 zugeführt. Das Verfahren endet in einem Schritt 210.

Ein wesentliches Merkmal der Erfindungen ist, dass die Einheiten Differenzbilder 103 und Integrator 106 aufeinander abgestimmt sind, d.h. der Integrator muss aus dem vom Differenzbilder erzeugten Datensatz und dem aktuellen Software-Stand des Zielsystems den neuen Stand bzw. die ersten Daten erzeugen können.

Durch die beschriebenen Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Softwaresystems und des erfindungsgemäßen Verfahrens können die zu übertragende Datenmenge vorteilhaft vermindert werden.