THALLER, Karl (Stumpergasse 48/28, Wien, A-1060, AT)
MAISCHBERGER, Oliver (Stumpergasse 48/28, Wien, A-1060, AT)
POKORNY, Gregor (Stumpergasse 48/28, Vienna, A-1060, AT)
FUCHS, Emmerich (Stumpergasse 48/28, Wien, A-1060, AT)
THALLER, Karl (Stumpergasse 48/28, Wien, A-1060, AT)
MAISCHBERGER, Oliver (Stumpergasse 48/28, Wien, A-1060, AT)
POKORNY, Gregor (Stumpergasse 48/28, Vienna, A-1060, AT)
Patentansprüche :
1. Verfahren zur Erfassung der Synchronität von Kommunikations- teilnehmern (A 1 ) in einem Kommunikationsnetzwerk (1) mit echt- zeitfähigem, zeitgesteuertem Kommunikationsprotokoll, wobei jeder Kommunikationsteilnehmer (A 1 ) über eine Steuereinheit (S 1 ) mit dem Kommunikationsnetzwerk (1) verbunden ist, und zwischen Kommunikationsteilnehmern (A 1 ) Kommunikationselemente (F n ) übertragen werden, welche Kommunikationselemente (F n ) eine eindeutige Identifikation (Id n ) enthalten, wobei die die Kommunikation bestimmende Zeitbasis (tj von der Steuereinheit (S 1 ) des das Kommunikationselement (F n ) sendenden Kommunikationsteilnehmers (A 1 ) festgelegt wird, dadurch gekennzeichnet, dass eine Messeinrichtung (2) an das Kommunikationsnetzwerk (1) angeschlossen wird, von der Messeinrichtung (2) zumindest ein Kommunikationselement
(F n ) anhand dessen Identifikation (Id n ) automatisch ausgewählt wird, aus jedem Kommunikationselement (F n ) die Zeitbasis (tj des das jeweilige Kommunikationselement (F n ) sendenden Kommunikationsteilnehmers (A 1 ) bestimmt und allenfalls gemittelt wird, und als Zeitbasis (t m ) für die Messeinrichtung (2) übernommen wird, und Unterschiede zwischen der Zeitbasis (t m ) der Messeinrichtung (2) und den Zeitbasen (tj ausgewählter Kommunikationsteilnehmer (A 1 ) des Kommunikationsnetzwerkes (1) als Maß für die Synchronität erfasst werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Teil der im Kommunikationsnetzwerk (1) übertragenen Kommunikationselemente (F n ) mit auf der durch die Messeinrichtung
(2) ermittelten Zeitbasis (t m ) basierenden Zeitstempeln versehen und aufgezeichnet wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Messeinrichtung (2) basierend auf der ermittelten Zeitbasis (t m ) aktiv an der Kommunikation im Kommunikationsnetzwerk
(1) teilnimmt.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass von der Messeinrichtung (2) mehrere Kommunikationselemente (F n ) anhand einer Liste automatisch ausgewählt werden.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Liste zur automatischen Auswahl der Komitiunikationselemente (F n ) während des Betriebes veränderlich ist.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass Unterschiede in der Frequenz der Zeitbasis (t m ) der Messeinrichtung (2) und den Zeitbasen (tj der ausgewählten Kommunikationsteilnehmer (AJ des Kommunikationsnetzwerkes (1) erfasst werden.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass Unterschiede in der Phase der Zeitbasis (t m ) der Messeinrichtung (2) und den Zeitbasen (tj der ausgewählten Kommunikationsteilnehmer (A 1 ) des Kommunikationsnetzwerkes (1) erfasst werden.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass eine vorgegebene Anzahl (x) an Kommunikationsteilnehmern (A 1 ) des Kommunikationsnetzwerkes (1) ausgewählt wird, und hintereinander die Zeitbasis (t x ) jedes ausgewählten Kommunikationsteilnehmers (A 1 ) bestimmt und als Zeitbasis (t m ) für die Messeinrichtung (2) übernommen wird, und die Unterschiede zwischen jeder Zeitbasis (t m ) der Messeinrichtung (2) und der Zeitbasis (tj jedes ausgewählten Kommunikationsteilnehmers (A 1 ) zu allen anderen ausgewählten Kommunikationsteilnehmern (A : ) erfasst und in Form einer Matrix ausgegeben werden.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass von der Messeinrichtung (2) zumindest ein Kommunikationselement (F n ) nach dem FlexRay-Protokoll automatisch ausgewählt wird, wobei ein Kommunikationselement (F n ) gemäß dem FlexRay-Protokoll einen Synchronisations-Indikator (Synclnd) und einen Startup-Indikator (Startuplnd) enthält.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass von der Messeinrichtung (2) zumindest ein Kommunikationselement (F n ) nach dem FlexRay-Protokoll automatisch aus der Gruppe der so genannten statischen FlexRay-Rahmen ausgewählt wird.
11. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass von der Messeinrichtung (2) zumindest ein Kommunikationselement (F n ) nach dem FlexRay-Protokoll, bei dem der Synchronisations-Indikator (Synclnd) gesetzt ist, automatisch ausgewählt wird.
12. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass von der Messeinrichtung (2) zumindest ein Kommunikationselement (F n ) nach dem FlexRay-Protokoll, bei dem der Startup-Indikator (Star- tuplnd) gesetzt ist, automatisch ausgewählt wird.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass
- die Abweichung des tatsächlichen Zeitpunktes des Empfangs jedes ausgewählten Kommunikationselementes (F n ) an der Messeinrichtung (2) von dem aufgrund der Zeitbasis (t m ) der Messeinrichtung (2) erwarteten Empfangszeitpunkt gemessen wird und entsprechend der gemessenen Abweichung die Phase der Zeitbasis (tj der Messeinrichtung (2) korrigiert wird (offset correction) , und dass
- die Abweichung des tatsächlichen Zeitpunktes des Empfangs jedes ausgewählten Kommunikationselementes (F n ) an der Messeinrichtung (2) von dem aufgrund der Zeitbasis (t m ) der Messeinrichtung (2) erwarteten Empfangszeitpunkt in zwei aufeinander folgenden Zyklen gemessen wird und entsprechend der Differenz der beiden Messwerte die Frequenz der Zeitbasis (t m ) der Messeinrichtung (2) korrigiert wird (rate correction) .
14. Einrichtung (2) zur Erfassung der Synchronität von Kommunikationsteilnehmern (A 1 ) in einem Kommunikationsnetzwerk (1) mit echtzeitfähigem, zeitgesteuertem Kommunikationsprotokoll, wobei jeder Kommunikationsteilnehmer (A 1 ) über eine Steuereinheit (S 1 ) mit dem Kommunikationsnetzwerk (1) verbunden ist, und zwischen Kommunikationsteilnehmern (A 1 ) Kommunikationselemente (F n ) übertragen werden, welche Kommunikationselemente (F n ) eine eindeutige Identifikation (Id n ) enthalten, wobei die die Kommunikation bestimmende Zeitbasis (tj von der Steuereinheit (S 1 ) des das Kommunikationselement (F n ) sendenden Kommunikationsteilnehmers (A 1 ) festgelegt wird, dadurch gekennzeichnet, dass eine Schnittstelle (6) zum Kommunikationsnetzwerk (1) vorgesehen ist, und dass ein Modul (5) zur automatischen Auswahl zumindest eines Kommunikati- onselementes (F n ) anhand dessen Identifikation (Id n ) und zur Bestimmung der Zeitbasis (tj des, das jeweilige Kommunikationsele- ment (F n ) sendenden Kommunikationsteilnehmer (A 1 ) , zur allfälligen Mittelung der Zeitbasen (t x ) aller Kommunikationselemente (F n ) und zur übernahme dieser allenfalls gemittelten Zeitbasis It 1 ) als eigene Zeitbasis (t m ) vorgesehen ist, so dass die Unterschiede zwischen der eigenen Zeitbasis (t m ) und den Zeitbasen (t x ) ausgewählter Kommunikationsteilnehmer (A 1 ) des Kommunikationsnetzwerkes (1) als Maß für die Synchronität erfassbar sind.
15. Einrichtung (2) nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass eine Schnittstelle (3) zur Verbindung mit einem Rechner (4) vorgesehen ist.
16. Einrichtung (2) nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Schnittstelle (6) zum Kommunikationsnetzwerk (1) durch eine FlexRay-Schnittstelle gebildet ist. |
Verfahren und Einrichtung zur Erfassung der Synchronität von Kommunikationsteilnehmern in einem Kommunikationsnetzwerk
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erfassung der Synchronität von Kommunikationsteilnehmern in einem Kommunikationsnetzwerk mit echtzeitfähigem, zeitgesteuertem Kommunikationsprotokoll, wobei jeder Kommunikationsteilnehmer über eine Steuereinheit mit dem Kommunikationsnetzwerk verbunden ist und zwischen Kommunikationsteilnehmern Kommunikationselemente übertragen werden, welche Kommunikationselemente eine eindeutige Identifikation enthalten, wobei die die Kommunikation bestimmende Zeitbasis von der Steuereinheit des das Kommunikationselement sendenden Kommunikationsteilnehmers festgelegt wird.
Weiters betrifft die vorliegende Erfindung eine Einrichtung zur Erfassung der Synchronität von Kommunikationsteilnehmern in einem Kommunikationsnetzwerk mit echtzeitfähigem, zeitgesteuertem Kommunikationsprotokoll, wobei jeder Kommunikationsteilnehmer über eine Steuereinheit mit dem Kommunikationsnetzwerk verbunden ist und zwischen Kommunikationsteilnehmern Kommunikationselemente übertragen werden, welche Kommunikationselemente eine eindeutige Identifikation enthalten, wobei die die Kommunikation bestimmende Zeitbasis von der Steuereinheit des das Kommunikationselement sendenden Kommunikationsteilnehmers festgelegt wird.
Die vorliegende Erfindung ist prinzipiell auf verschiedenste Kommunikationsnetzwerke mit verschiedenen echtzeitfähigen zeitgesteuerten Kommunikationsprotokollen gerichtet. Sämtlichen Kommunikationsnetzwerken ist gemeinsam, dass zwischen den Teilnehmern bzw. Knoten des Kommunikationsnetzwerkes Kommunikationselemente übertragen werden, welche neben Steuerungselementen oder dgl. die zu übertragenden Daten enthalten. Die Kommunikationselemente werden auch häufig als Frames bezeichnet, welche zwischen den Teilnehmern des Kommunikationsnetzwerkes verschickt werden.
Insbesondere ist die Erfindung auf das sogenannte FlexRay-Bus- system gerichtet, welches bevorzugt in der Autoindustrie eingesetzt wird. FlexRay ist ein serielles, deterministisches und fehlertolerantes Bussystem, welches die erhöhten Anforderungen
der Vernetzung von Steuereinrichtungen oder dgl. in Fahrzeugen erfüllen soll. Zu diesen erhöhten Anforderungen zählen insbesondere höhere Bandbreite der Datenübertragung, Echtzeitfähigkeit und Ausfallsicherheit. Die Kommunikation gemäß dem FlexRay-Pro- tokoll erfolgt mittels eines festgelegten Zeitmultiplexschemas, bei dem für die übertragung der Daten verschiedener Sender auf einem Kanal Zeitschlitze festgelegt werden.
Zur Vernetzung von Kommunikationsteilnehmern, insbesondere in der Autoindustrie, werden aber auch andere Systeme, wie z.B. die CAN (Controller-Area-Network) -Vernetzung, die LIN (Local-Inter- connect-Network) -Vernetzung oder die MOST (Media-Oriented-Sys- tem-Transport) -Vernetzung, eingesetzt. Während CAN ein nachrichtenorientiertes Multimasterprotokoll für den schnellen seriellen Datenaustausch zwischen elektronischen Steuergeräten in der Automobil- und Automatisierungsindustrie ist, handelt es sich beim LIN-System um ein kostengünstiges und deterministisches Kommunikationssystem für den Anschluss von Steuergeräten mit intelligenten Sensoren, Schaltern und Aktoren, welches bei der Fahrzeugvernetzung vor allem im Komfortbereich seinen Einsatz findet. MOST ist ein serielles Kommunikationssystem zur übertragung von Audio-, Video- und Kontrollsignalen über Lichtwellenleiter.
Häufig handelt es sich bei Kommunikationsnetzwerken in der Autoindustrie um heterogene Strukturen, welche einige oder alle der oben genannten Systeme enthalten. Die verschiedenen Busse werden über Gateways an die Datenleitungen angeschlossen. Die Kommunikationsteilnehmer des Kommunikationsnetzwerkes verfügen in der Regel über eigene Taktgeber, welche festlegen, mit welcher Geschwindigkeit die Daten übertragen und empfangen werden. Naturgemäß differieren die Takte der einzelnen Kommunikationsteilnehmer, weshalb Synchronisationsmaßnahmen für fehlerlose Datenübertragungen notwendig sind. Jeder Knoten des Kommunikationsnetzwerkes weist vor allem aufgrund von Fertigungsunterschieden, elektromagnetischen Störungen und Wärmeunterschieden geringfügig unterschiedliche Frequenzen und Phasenlagen auf. Aus diesem Grund sind für eine ordnungsgemäße, Kommunikation Korrekturen der Taktsignale der Knoten des Kommunikationsnetzwerkes erforderlich. Dabei wird einerseits eine Korrektur der Frequenz
(die sogenannte rate correction) und andererseits die Korrektur der Phasenlage (offset correction) unterschieden. Die zu diesen Korrekturen notwendigen Messungen werden üblicherweise in einem Segment der übertragenen Datenrahmen vorgenommen. Befinden sich die Korrekturwerte außerhalb akzeptabler Grenzen, wird keine Korrektur mehr vorgenommen, sondern ein Fehler an den empfangenden Kommunikationsteilnehmer des Kommunikationsnetzwerkes gemeldet und eine entsprechende Fehlerbehandlung eingeleitet.
Gemäß dem Stand der Technik erfolgt die Synchronisation durch entsprechende Synchronisationsmechanismen, welche in jeder Steuereinheit, über die jeder Kommunikationsteilnehmer mit dem Kommunikationsnetzwerk verbunden ist, vorgesehen sind. üblicherweise wird dies Hardware-technisch gelöst, indem eine entsprechende Schaltung in jeder Steuereinheit implementiert wird. Dies ist einerseits relativ aufwendig und erlaubt auf der anderen Seite keine flexible Erfassung der Synchronität der Kommunikationsteilnehmer des Kommunikationsnetzwerkes.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht daher in der Schaffung eines oben genannten Verfahrens zur Erfassung der Synchronität von Kommunikationsteilnehmern in einem Kommunikationsnetzwerk, welches möglichst einfach funktioniert und möglichst flexibel ist.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der Schaffung einer oben genannten Einrichtung zur Erfassung der Synchronität von Kommunikationsteilnehmer in einem Kommunikationsnetzwerk, welche möglichst einfach aufgebaut ist und Messungen in flexiber Art und Weise zulässt.
Die erste erfindungsgemäße Aufgabe wird dadurch gelöst, dass eine Messeinrichtung an das Kommunikationsnetzwerk angeschlossen wird, von der Messeinrichtung zumindest ein Kommunikationselement anhand der Identifikation automatisch ausgewählt wird, aus jedem Kommunikationselement die Zeitbasis des das jeweilige Kommunikationselement sendenden Kommunikationsteilnehmers bestimmt und allenfalls gemittelt wird und als Zeitbasis für die Messeinrichtung übernommen wird und Unterschiede zwischen der Zeitbasis der Messeinrichtung und den Zeitbasen ausgewählter Kommunikati-
onsteilnehmer des Kommunikationsnetzwerkes als Maß für die Syn- chronität erfasst werden. Erfindungsgemäß wird eine Messeinrichtung an einer beliebigen Stelle des Kommunikationsnetzwerkes angeschlossen. Aufgrund bestimmter Einstellungen wird nun zumindest ein Kommunikationselement bzw. Frame ausgewählt, was anhand dessen Identifikation geschieht, und aus diesem Kommunikationselement bzw. Frame wird durch Ermittlung des Empfangszeitpunktes des ausgewählten Kommunikationselements die Zeitbasis des sendenden Kommunikationsteilnehmers bestimmt. Diese Zeitbasis wird als Zeitbasis für die Messeinrichtung übernommen. Das bedeutet, dass die Messeinrichtung de facto ihre interne Uhr nach der Uhr des ausgewählten Kommunikationsteilnehmers, welcher das ausgewählte Kommunikationselement übertragen hat, nachstellt. Man kann sich also von der Messeinrichtung praktisch in beliebige Knoten bzw. Kommunikationsteilnehmer im Kommunikationsnetzwerk versetzen und aus deren Sicht die Synchronität des Kommunikationsnetzwerkes erfassen. Dies geschieht dadurch, dass die Unterschiede zwischen der Zeitbasis der Messeinrichtung und den Zeitbasen ausgewählter Kommunikationsteilnehmer des Kommunikationsnetzwerkes als Maß für die Synchronität erfasst werden. Es können auch mehrere Kommunikationselemente anhand deren Identifikation ausgewählt werden, deren Zeitbasen bestimmt werden und gemittelt werden und dieser gemittelte Wert der Zeitbasen als Zeitbasis für die Messeinrichtung herangezogen werden. Dies hat für bestimmte Anwendungen Vorteile. Das erfindungsgemäße Verfahren erlaubt eine besonders flexible Erfassung der Synchronität von Kommunikationsteilnehmern in einem Kommunikationsnetzwerk, ohne dass bei den Kommunikationsteilnehmern selbst bzw. den Steuereinheiten Einrichtungen zur Erfassung der Synchronität vorgesehen werden müssen. Dadurch kann der hardwaremäßige Aufwand deutlich reduziert werden. Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich insbesondere für das Testen von Kommunikationsnetzwerken während der Entwicklungsphase, kann aber auch für die Fehlersuche eingesetzt werden.
Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung ist vorgesehen, dass zumindest ein Teil der im Kommunikationsnetzwerk übertragenen Kommunikationselemente mit auf der durch die Messeinrichtung ermittelten Zeitbasis basierenden Zeitstempeln versehen und aufgezeichnet wird. Dies ermöglicht die Aufzeichnung von
Kommunikationen im Kommunikationsnetzwerk und nachträgliche Analyse, aus der wiederum Fehler erkannt und Verbesserungen abgeleitet werden können.
Vorteilhafterweise nimmt die Messeinrichtung basierend auf der ermittelten Zeitbasis aktiv an der Kommunikation im Kommunikati- onsnetzwerk teil.
Vorteilhafterweise werden von der Messeinrichtung mehrere Kommu- nikationselemente anhand einer Liste automatisch ausgewählt. Durch eine Liste können somit die zu überprüfenden Kommunikationselemente bzw. Kommunikationsteilnehmer festgelegt werden und danach automatisch von der Messeinrichtung abgearbeitet werden. Die Ergebnisse können sofort an einem mit der Messeinrichtung verbundenen Rechner oder dgl. angezeigt werden oder auch gespeichert und erst nachträglich analysiert werden.
Vorzugsweise ist die Liste zur automatischen Auswahl der Kommunikationselemente während des Betriebes veränderbar, resultierend in einem besonders flexiblen Verfahren zur Erfassung der Synchronität der Kommunikationsteilnehmer in einem Kommunikationsnetzwerk. Die Veränderung der Liste kann durch Editieren einer Tabelle unter Zuhilfenahme eines Computers erfolgen.
Beim Verfahren werden vorzugsweise Unterschiede in der Frequenz und bzw. oder Phase der Zeitbasis der Messeinrichtung und den Zeitbasen der ausgewählten Kommunikationsteilnehmer des Kommunikationsnetzwerkes erfasst. Aus den ermittelten Frequenz- und Phasenunterschieden können Rückschlüsse auf Fehler in der Kommunikation getätigt werden und diese durch entsprechende Gegenmaßnahmen behoben werden.
Wenn eine vorgegebene Anzahl an Kommunikationsteilnehmern des Kommunikationsnetzwerkes ausgewählt wird und hintereinander die Zeitbasis jedes ausgewählten Kommunikationsteilnehmers bestimmt und als Zeitbasis für die Messeinrichtung übernommen wird und die Unterschiede zwischen jeder Zeitbasis der Messeinrichtung und den Zeitbasen jedes ausgewählten Kommunikationsteilnehmers zu allen anderen ausgewählten Kommunikationsparametern erfasst und in Form einer Matrix ausgegeben werden, sind ausreichende
Daten vorhanden, die eine umfangreiche Analyse des Kommunikati- onsnetzwerkes zulassen.
Wie bereits oben erwähnt eignet sich das erfindungsgemäße Verfahren insbesondere für eine Anwendung beim so genannten Flex- Ray-Bussystem. Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung ist daher vorgesehen, dass von der Messeinrichtung zumindest ein Kommunikationselement nach dem FlexRay-Protokoll automatisch ausgewählt wird, wobei ein Kommunikationselement gemäß dem FlexRay-Protokoll einen Synchronisations-Indikator und einen Start- up-Indikator enthält und im so genannten statischen Segment des FlexRay-Zyklusses mit fixen Zeitschlitzen oder im so genannten dynamischen Segment des FlexRay-Zyklusses mit variablen Zeitschlitzen übertragen werden kann.
Dabei kann von der Messeinrichtung zumindest ein Kommunikationselement nach dem FlexRay-Protokoll automatisch aus der Gruppe der so genannten statischen FlexRay-Rahmen ausgewählt werden. Bei diesem Verfahren wird der Messeinrichtung ein beliebiger Rahmen bzw. ein beliebiges Kommunikationselement aus dem statischen Segment gemäß dem FlexRay-Protokoll vorgegeben. Ein dynamischer Wechsel auf ein beliebiges anderes statisches Kommunikationselement während des Betriebes ist online möglich. Das bedeutet, dass die Perspektive, aus der mit Hilfe der Messeinrichtung das Kommunikationsaufkommen im Kommunikationsnetzwerk beobachtet wird, dynamisch ist und während des Betriebes geändert werden kann.
Ebenso kann zumindest ein Kommunikationselement nach dem FlexRay-Protokoll, bei dem der Synchronisations-Indikator gesetzt ist, ein so genannter Synch-Frame gemäß dem Flex-Ray-Protokoll, automatisch von der Messeinrichtung ausgewählt werden.
Ebenso kann von der Messeinrichtung zumindest ein Kommunikationselement nach dem FlexRay-Protokoll, bei dem der Startup-Indi- kator gesetzt ist, automatisch ausgewählt werden. Ein Frame mit gesetztem Startup-Frame-Indikator ist ein so genannter Startup- Frame .
Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung ist vorgesehen, dass
die Abweichung des tatsächlichen Zeitpunktes des Empfangs jedes ausgewählten Kommunikationselementes an der Messeinrichtung von dem aufgrund der Zeitbasis der Messeinrichtung erwarteten Empfangszeitpunkt gemessen wird und entsprechend der gemessenen Abweichung die Phase der Zeitbasis der Messeinrichtung korrigiert wird, und dass die Abweichung des tatsächlichen Zeitpunktes des Empfangs jedes ausgewählten Kommunikationselementes an der Messeinrichtung von dem aufgrund der Zeitbasis der Messeinrichtung erwarteten Empfangzeitpunkt in zwei aufeinander folgenden Zyklen gemessen wird und entsprechend der Differenz der beiden Messwerte die Frequenz der Zeitbasis der Messeinrichtung korrigiert wird. Es handelt sich bei diesen Verfahrensschritten um die Phasenkorrektur bzw. offset correction und Frequenzkorrektur bzw. rate correction zur Durchführung einer Uhrensynchronisation in der Messeinrichtung.
Gelöst wird die erfindungsgemäße Aufgabe auch durch eine oben genannte Einrichtung, bei der eine Schnittstelle zum Kommunikationsnetzwerk vorgesehen ist und ein Modul zur automatischen Auswahl zumindest eines Kommunikationselements anhand dessen Identifikation und zur Bestimmung der Zeitbasis des das jeweilige Kommunikationselement sendenden Kommunikationsteilnehmers, zur allfälligen Mittelung der Zeitbasen aller Kommunikationselemente und zur übernahme dieser allenfalls gemittelten Zeitbasis als eigene Zeitbasis vorgesehen ist, so dass die Unterschiede zwischen der eigenen Zeitbasis und den Zeitbasen ausgewählter Kommunikationsteilnehmer des Kommunikationsnetzwerkes als Maß für die Synchronität erfassbar ist. Die erfindungsgemäße Messeinrichtung zeichnet sich also durch eine Schnittstelle zur Anbindung an das Kommunikationsnetzwerk und eine Möglichkeit zur Definition der auszuwählenden Kommunikationselemente aus. Vorzugsweise ist eine Schnittstelle zur Verbindung mit einem Rechner vorgesehen, so dass die erfassten Werte am Rechner dargestellt und/oder gespeichert werden können. Ebenso dient der Rechner in geeigneter Weise zur Veränderung der auszuwählenden Kommunikationselemente .
Die Schnittstelle zum Kommunikationsnetzwerk ist vorzugsweise durch eine FlexRay-Schnittstelle gebildet.
Die vorliegende Erfindung wird beispielhaft anhand der beigefügten Zeichnungen noch weiter erläutert. Darin zeigen:
Fig. 1 ein schematisches Blockschaltbild eines Kommunikations- netzwerkes mit einer Einrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Erfassung der Synchronität der Kommunikationsteilnehmer im Kommunikationsnetzwerk; und
Fig. 2 schematisch ein Zeitdiagramm zur Veranschaulichung der übertragung von Kommunikationselementen innerhalb eines Kommuni- kationsnetzwerkes .
Fig. 1 zeigt ein Kommunikationsnetzwerk 1, in dem mehrere Kommunikationsteilnehmer A 1 jeweils über eine Steuereinheit S 1 angeschlossen sind. Die Steuereinheiten S 1 der Kommunikationsteilnehmer A 1 legen die Zeitbasis t λ fest, mit der Kommunikationselemente F n von einem Kommunikationsteilnehmer A 1 zu einem anderen Kommunikationsteilnehmer A 1 übertragen werden. Am Bus des Kommunikationsnetzwerkes 1 werden Kommunikationselemente F n übertragen, welche jeweils eine eindeutige Identifikation Id n enthalten (siehe Fig. 2) . Im Gegensatz zur dargestellten Version eines Kommunikationsnetzwerkes 1 sind derartige Kommunikationsnetzwerke 1 in der Realität heterogener aufgebaut. Zur Erfassung der Synchronität von Kommunikationsteilnehmern A 1 im Kommunikationsnetzwerk 1 ist eine Messeinrichtung 2 vorgesehen, welche über eine Schnittstelle 6 mit dem Kommunikationsnetzwerk 1 verbunden werden kann. Die Messeinrichtung wählt anhand der Identifikation Id n ein Kommunikationselement F n am Kommunikationsnetzwerk 1 aus und bestimmt daraus die Zeitbasis t λ des das ausgewählte Kommunikationselement F n sendenden Kommunikationsteilnehmers A 1 . Dies geschieht durch Ermittlung des Empfangszeitpunkts des ausgewählten Kommunikationselement F n am Kommunikationsnetzwerk 1. Erfindungsgemäß wird nun die bestimmte Zeitbasis t λ des ausgewählten Kommunikationselements F n als Zeitbasis t m für die Messeinrichtung 2 übernommen. Ebenso ist es möglich, dass mehrere Kommunikationselemente F n ausgewählt werden, alle der Zeitbasen t L bestimmt werden und daraus ein Mittelwert gebildet wird, der dann als Zeitbasis t m für die Messeinrichtung 2 übernommen wird. Nach der übernahme der Zeitbasis t m werden die Unterschiede der Zeitbasis t m der Messeinrichtung 2 und den Zeitbasen t L ausge-
wählter Kommunikationsteilnehmer A 1 des Kommunikationsnetzwerkes 1 als Maß für die Synchronität erfasst. Aus diesen Unterschieden in Frequenz und Phase können Rückschlüsse über fehlerhafte Kommunikationen im Kommunikationsnetzwerk geschlossen werden.
Die Messeinrichtung 2 verfügt über ein entsprechendes Modul 5 zur automatischen Auswahl zumindest eines Kommunikationselements F n anhand dessen Identifikation Id n . Weiters ist es von Vorteil, wenn die Messeinrichtung 2 eine Schnittstelle 3 zur Verbindung mit einem Rechner 4 aufweist. Auf diese Weise können die erfass- ten Messwerte am Rechner 4 dargestellt und bzw. oder gespeichert werden. Die Schnittstelle 6 zum Kommunikationsnetzwerk 1 ist bei der Anwendung in einem FlexRay-Bussystem vorzugsweise durch eine FlexRay-Schnittstelle gebildet.
Fig. 2 zeit ein Beispiel eines Kommunikationsaufkommens auf einem FlexRay-Bus . Die Kommunikationselemente F n werden zeitlich hintereinander am Kommunikationsnetzwerk 1 übertragen. Beim dargestellten Beispiel bilden die ersten drei Kommunikationselemente F 1 , F 2 , und F 3 ein statisches Segment eines FlexRay-Zyklus . Die darauffolgenden Kommunikationselemente F 5 , F 6 ... werden im so genannten dynamischen Segment des FlexRay-Zyklus übertragen. Mit NIT ist die so genannte „Network IdIe Time", eine kommunikationsfreie Zeit zur Kennzeichnung des Endes eine Kommunikationszy- kluses, bezeichnet. Als Beispiel wurde der Aufbau des Kommunikationselements F 6 im Detail dargestellt. Demgemäß enthält das Kommunikationselement F 6 neben nicht näher beschriebenen Bits jeweils ein Bit für den Synchronisations-Indikator Synclnd und den Startup-Indikator Startuplnd. Danach folgen die Identifikation Id 6 , 7 Bits für die Payload-Länge, 11 Bits für den Header CRC, und 6 Bits für den aktuellen Wert eines Zykluszählers. Die genannten Felder bilden das so genannte Header-Segment des Kommunikationselements F n . Danach folgt das Payload-Segment mit 254 Bytes für die Daten gefolgt vom so genannten Trailer-Segment mit 24 Bits für verschiedene Prüfsummen CRC (Cyclic Redundancy Check), im dargestellten Beispiel 24 Bits.
Die erfindungsgemäße Messeinrichtung 2 erlaubt die Beobachtung des Kommunikationsaufkommens in einem Kommunikationsnetzwerk 1 aus der Perspektive des Knotens bzw. Kommunikationsteilnehmers A 1
der das ausgewählte Kommunikationselement F n sendet. Die Messeinrichtung zieht zur Uhrensynchronisation das ausgewählte Kommunikationselement F n heran. Das ausgewählte Kommunikationselement F n muss im Gegensatz zum Stand der Technik nicht notwendiger Weise ein Synchronisationsframe oder Startup-Frame wie beim FlexRay- Protokoll sein, sondern es kann sich um ein beliebiges Kommunikationselement innerhalb des Kommunikationsnetzwerkes 1 handeln. Dadurch zeichnet sich das erfindungsgemäße Verfahren durch besonders hohe Flexibilität und geringen Aufwand aus.
Next Patent: METHOD FOR ISOLATING CELLS