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Title:
TIMESTAMP UNIT AND COMMUNICATION CONTROL UNIT FOR A SUBSCRIBER STATION OF A COMMUNICATION NETWORK
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2019/016299
Kind Code:
A1
Abstract:
A timestamp unit (50) and a communication control unit (11) for a subscriber station (10) of a communication network are provided. The timestamp unit (50) comprises a memory (500) configured for the cyclical storage of a timestamp (501 to 50N) of a message (5; 4, 5) that is transmitted via the communication network, an address counter (5000) able to be incremented with each storage of a timestamp (501 to 50N) of a message (5; 4, 5) such that the value of the address counter (5000) corresponds to an address at which the timestamp (501 to 50N) is stored in the memory (500), a first interface (51) to a host control unit (71) via which the timestamp (501 to 50N) of a message (5; 4, 5) is able to be captured, and a second interface (55, 56, 57) to a communication control device (11) of the communication network configured to create or read at least one message (5; 4, 5) for/from the subscriber station (10), wherein the interface (55, 56, 57) has at least one connection (55; 56) for receiving a trigger signal (S_Rx, S_Tx, S_Tx_Rx) from the communication control device (11), which signal initiates the capturing of a timestamp (501 to 50N), and wherein the interface (55, 56, 57) has a connection (55; 56) for sending a signal (S_CNT) to the communication control device (11), which has the value of the address counter (5000).

Inventors:
HARTWICH FLORIAN (DE)
HORST CHRISTIAN (DE)
MUTTER ARTHUR (DE)
Application Number:
PCT/EP2018/069590
Publication Date:
January 24, 2019
Filing Date:
July 19, 2018
Export Citation:
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Assignee:
BOSCH GMBH ROBERT (DE)
International Classes:
H04J3/06; H04L12/40
Domestic Patent References:
WO2008015492A12008-02-07
Foreign References:
US20140298070A12014-10-02
US20110211593A12011-09-01
Other References:
FLORIAN HARTWICH ET AL: "CAN frame time-stamping - supporting AUTOSAR time base synchronization-", CAN IN AUTOMATION (CIA), ICC 2017, 7 March 2017 (2017-03-07), Nuremberg (DE), pages 04 - 1, XP055511612
GABRIELA BREABAN ET AL: "Time synchronization for an emulated CAN device on a Multi-Processor System on Chip", MICROPROCESSORS AND MICROSYSTEMS., vol. 52, 19 May 2017 (2017-05-19), GB, pages 523 - 533, XP055511902, ISSN: 0141-9331, DOI: 10.1016/j.micpro.2017.04.019
None
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Claims:
Ansprüche

1) Zeitstempeleinheit (50; 60; 65; 600) für eine Teilnehmerstation (10; 20; 30) eines Kommunikationsnetzwerks, mit

einem Speicher (500), der zum zyklischen Speichern eines Zeitstempels (501 bis 50N) einer Nachricht (5; 4, 5) ausgestaltet ist, die über das

Kommunikationsnetzwerk übertragen wird,

einem Adresszähler (5000), der mit jedem Speichern eines Zeitstempels

(501 bis 50N) einer Nachricht (5; 4, 5) inkrementierbar ist, so dass der Wert des Adresszählers (5000) einer Adresse entspricht, an welcher der

Zeitstempel (501 bis 50N) in dem Speicher (500) gespeichert ist,

einer ersten Schnittstelle (51) zu einer Host- Steuereinheit (71; 72; 73) über welche der Zeitstempel (501 bis 50N) einer Nachricht (5; 4, 5) einfangbar ist, und

einer zweiten Schnittstelle (55, 56, 57) zu einer

Kommunikationssteuereinrichtung (11; 21; 31) des

Kommunikationsnetzwerks, die zum Erstellen oder Lesen zumindest einer Nachricht (5; 4, 5) für/von der Teilnehmerstation (10; 20; 30) ausgestaltet ist, wobei die Schnittstelle (55, 56, 57) zumindest einen Anschluss (55; 56) zum Empfang eines Trigger-Signals (S_Rx, S_Tx, S_Tx_Rx) von der

Kommunikationssteuereinrichtung (11; 21; 31) aufweist, welches das Einfangen eines Zeitstempels (501 bis 50N) veranlasst, und

wobei die Schnittstelle (55, 56, 57) einen Anschluss (55; 56) zum Senden eines Signals (S_CNT) an die Kommunikationssteuereinrichtung (11; 21; 31) aufweist, welcher den Wert des Adresszählers (5000) aufweist.

2) Zeitstempeleinheit (60; 600) nach Anspruch 1,

wobei die Zeitstempeleinheit (60; 600) eine eigene Zeitbasis (5001) aufweist, und/oder

wobei die Zeitstempeleinheit (60; 600) einen Anschluss zur Ausgabe eines Signals (S_CNT_A) an eine weitere Zeitstempeleinheit (65) aufweist, welche ausgestaltet ist, das Signal (S_CNT_A) anstelle einer eigenen Zeitbasis (5001) zu verwenden,

wobei die eigene Zeitbasis (5001) als 32 Bit breiter Zähler ausgestaltet ist, der in einstellbaren Zeitabständen inkrementierbar ist, die in einem

Zeitbereich von mindestens 1 Nanosekunde bis höchstens 1 Mikrosekunde liegen.

Zeitstempeleinheit (50; 65) nach Anspruch 1 oder 2,

zudem mit einem Anschluss (58) zum Empfang und zur Verarbeitung eines Signals (S_CNT_I), das von einer externen Zeitbasis (80; 5001) ausgegeben wird, um das Signal (S_CNT_I) in der Zeitstempeleinheit (50; 65) anstelle einer eigenen Zeitbasis (5001) zu verwenden, und

wobei die externe Zeitbasis (80; 5001) als 32 Bit breiter Zähler ausgestaltet ist, der in einstellbaren Zeitabständen inkrementierbar ist, die in einem Zeitbereich von mindestens 1 Nanosekunde bis höchstens 1 Mikrosekunde liegen.

Zeitstempeleinheit (50; 60; 65; 600) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Schnittstelle (55, 56, 57) einen Anschluss (55) zum Empfang und zur Verarbeitung eines Trigger-Signals (S_Rx) von der

Kommunikationssteuereinrichtung (11; 21; 31) aufweist, welches das Einfangen eines Zeitstempels (501 bis 50 N) für eine von der

Kommunikationssteuereinrichtung (11; 21; 31) empfangene Nachricht (5; 4, 5) veranlasst, und

wobei die Schnittstelle (55, 56, 57) einen Anschluss (56) zum Empfang und zur Verarbeitung eines Trigger-Signals (S_Tx) von der

Kommunikationssteuereinrichtung (11; 21; 31) aufweist, welches das Einfangen eines Zeitstempels (501 bis 50N) für eine von der

Kommunikationssteuereinrichtung (11; 21; 31) gesendete Nachricht (5; 4, 5) veranlasst.

Zeitstempeleinheit (50; 60; 65; 600) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Schnittstelle (55, 56, 57) einen Anschluss (55; 56) zum Empfang und zur Verarbeitung eines Trigger-Signals (S_Tx_Rx) von der

Kommunikationssteuereinrichtung (11; 21; 31) aufweist, welches das Einfangen eines Zeitstempels (501 bis 50 N) für eine von der

Kommunikationssteuereinrichtung (11; 21; 31) empfangene und für eine von der Kommunikationssteuereinrichtung (11; 21; 31) gesendete Nachricht (5; 4, 5) veranlasst.

Zeitstempeleinheit (50; 60; 65; 600) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das Trigger-Signal (S_Rx, S_Tx, S_Tx_Rx) für von der

Kommunikationssteuereinrichtung (11; 21; 31) empfangene und/oder gesendete Nachrichten (4, 5) nur Zeitsynchronisierungs-Nachrichten (5) berücksichtigt, oder

wobei das Trigger-Signal (S_Rx, S_Tx, S_Tx_Rx) alle von der

Kommunikationssteuereinrichtung (11; 21; 31) empfangenen und/oder gesendeten Nachrichten (4, 5) berücksichtigt.

Zeitstempeleinheit (60; 600) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, zudem mit einer Funktionseinheit (601), welche für jede Speicheradresse eines jeweiligen Registers 1 bis N des Zeitstempelspeichers (500) ein Bit (6011) bereithält, das jedes Mal gesetzt wird, wenn einer der Zeitstempel (501 bis 50N) in den Speicher (500) gespeichert wird, und ein Bit (6012) bereithält, das gesetzt wird, wenn einer der Zeitstempel (501 bis 50N) in den Speicher (500) gespeichert wird, für welches das Bit (6011) immer noch gesetzt ist.

Kommunikationssteuereinrichtung (11; 21; 31; 41) für eine Teilnehmerstation (10; 20; 30) eines Kommunikationsnetzwerks, wobei die

Kommunikationssteuereinrichtung (11; 21; 31; 41) aufweist

einen Nachrichtenspeicher (117; 217), der zum Speichern zumindest einer von der Kommunikationssteuereinrichtung (11; 21; 31; 41) erstellten oder zu lesenden Nachricht (5; 4, 5) für/von einer Teilnehmerstation (10; 20; 30) ausgestaltet ist, und

eine Schnittstelle (111, 112, 113; 211, 212, 213) zu einer Zeitstempeleinheit (50; 60; 65; 600) die für eine Durchführung einer Zeitsynchronisation der Nachrichten (5; 4, 5) ausgestaltet ist,

wobei die Schnittstelle (111, 112, 113; 211, 212, 213) zumindest einen Anschluss (111, 112; 211, 212) zum Erstellen und Senden eines Trigger- Signals (S_Rx, S_Tx, S_Tx_Rx) aufweist, welches das Einfangen eines Zeitstempels (501 bis 50N) durch die Zeitstempeleinheit (50; 60; 65; 600) veranlasst, welche einen Speicher (500) zum zyklischen Speichern eines Zeitstempels (501 bis 50N) einer Nachricht (4, 5), die über das

Kommunikationsnetzwerk übertragen wird, und einen Adresszähler (500) aufweist, der mit jedem Speichern eines Zeitstempels (501 bis 50N) einer

Nachricht (5; 4, 5) inkrementiert wird, so dass der Wert des Adresszählers (500) einer Adresse entspricht, an welcher der Zeitstempel (501 bis 50N) in dem Speicher (500) gespeichert ist, und

wobei die Schnittstelle (111, 112, 113; 211, 212, 213) einen Anschluss (113; 213) aufweist, der zum Empfang eines Signals (S_CNT) von der

Zeitstempeleinheit (50; 60; 65; 600) ausgestaltet ist, welches den Wert des Adresszählers (500) aufweist, und zum Speichern des Signals (S_CNT) in dem Nachrichtenspeicher (117; 217) ausgestaltet ist. 9) Teilnehmerstation (10; 20; 30) für ein Kommunikationsnetzwerk, mit

einer Zeitstempeleinheit (50, 60, 65) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, und einer Kommunikationssteuereinrichtung (11; 21; 31; 41) nach Anspruch 8, wobei die Zeitstempeleinheit (50, 60, 65) und die

Kommunikationssteuereinrichtung (11; 21; 31; 41) als separate Module an einem Halbleiterchip integriert sind.

10) Teilnehmerstation (10; 20; 30) für ein Kommunikationsnetzwerk, mit

einer Zeitstempeleinheit (50, 60, 65) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, und einer Kommunikationssteuereinrichtung (11; 21; 31; 41) nach Anspruch 8, wobei die Zeitstempeleinheit (50, 60, 65) und die

Kommunikationssteuereinrichtung (11; 21; 31; 41) als separate Module auf verschiedenen Halbleiterchips vorgesehen sind.

11) System (1), mit

einer Kommunikationsleitung (3) zur seriellen Übertragung von Nachrichten (4, 5) in einem Kommunikationsnetzwerk, und

mindestens zwei Teilnehmerstationen (10, 20, 30, 40), welche über die Kommunikationsleitung (3) derart miteinander verbunden sind, dass sie miteinander kommunizieren können,

wobei mindestens eine der mindestens zwei Teilnehmerstationen (10, 20, 30) zum Anschluss an eine Zeitstempeleinheit (50; 60; 65; 600) nach einem der Ansprüche 1 bis 7 ausgestaltet ist und/oder eine

Kommunikationssteuereinrichtung (11; 21; 31; 41) nach Anspruch 8 aufweist. 12) System (1) nach Anspruch 11, wobei das Kommunikationsnetzwerk ein

Netzwerk ist, bei welchem zumindest zeitweise ein exklusiver, kollisionsfreier Zugriff einer Teilnehmerstation (10, 20, 30) auf eine Busleitung (3) des Kommunikationsnetzwerks gewährleistet ist.

Description:
Beschreibung Titel

Zeitstempeleinheit und Kommunikationssteuereinheit für eine Teilnehmerstation eines Kommunikationsnetzwerks

Technisches Gebiet

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Zeitstempeleinheit und eine

Kommunikationssteuereinheit für eine Teilnehmerstation eines

Kommunikationsnetzwerks, die eine Einrichtung einer globalen Zeitbasis in dem Kommunikationsnetzwerk ermöglicht.

Stand der Technik

Bei seriellen Kommunikationsnetzwerken bzw. Bussystemen, wie beispielsweise CAN, FlexRay, Ethernet usw., werden Daten gemäß einem speziellen Protokoll zwischen verschiedenen Teilnehmern des Kommunikationsnetzwerks oder des Bussystems ausgetauscht. Beispielsweise werden beim CAN- Bussystem

Nachrichten mittels des CAN- und/oder CAN FD Protokolls übertragen, wie es im Standard ISO11898-l:2015 als CAN Protokoll-Spezifikation mit CAN FD beschrieben ist. Das CAN-Bussystem ist heute für die Kommunikation zwischen Sensoren und Steuergeräten weit verbreitet. Beispielsweise wird es in

Automobilen oder Automatisierungsanlagen usw. eingesetzt.

Bei solchen seriellen Kommunikationsnetzwerken ist es notwendig, dass die an das Netzwerk angeschlossenen Steuergeräte ihre lokalen Zeitbasen aufeinander synchronisieren, um zu einer globalen Zeitbasis zu kommen. Diese

Synchronisierung erfolgt zum Beispiel durch den Austausch bestimmter

Synchronisierungs-Nachrichten zwischen den Teilnehmern des seriellen

Kommunikationsnetzwerks. Die immer weiter ansteigende Anzahl von elektronischen Steuereinheiten (ECU = electronic control unit) in Fahrzeugen oder Automatisierungsanlagen erhöht die Anzahl der Teilnehmerstationen des seriellen Kommunikationsnetzwerks oder Bussystems und erhöht dadurch auch die Komplexität der Synchronisierung der Zeitbasen der Teilnehmerstationen. Daher wurde als offener Industriestandard AUTOSAR (AUTomotive Open System ARchitecture) entwickelt, das mit seinen Standards ein modulares Entwicklungsverfahren ermöglicht, bei welchem unter anderem die Ausführung von Softwareaufgaben in dem Netzwerk zwischen verschiedenen elektronischen Steuereinheiten aufteilbar ist.

Im AUTOSAR Standard ist das Verfahren„Zeitsychronisation über CAN" („Time Synchronization over CAN"), CanTSyn, beschrieben. Im Standard CiA 603 „Nachrichten-Zeitstempel" („Frame time-stamping") von„CAN in Automation" ist beschrieben, wie das AUTOSAR-Verfahren mit höherer Präzision funktionieren kann, wenn ein CAN-Controller, der für die Steuerung der Kommunikation einer Teilnehmerstation in einem CAN- Netzwerk verwendet wird, bestimmte

Funktionen enthält, die über die Funktionen hinausgehen, die im CAN-Protokoll- Standard festgelegt sind. Diese Funktionen sind das Erkennen der

Synchronisations- Nachrichten und Speichern von Zeitmarken bzw. Zeitstempeln zu bestimmten Zeitpunkten beim Versenden und Empfangen dieser Nachrichten.

Je nach Zahl der zu synchronisierenden Zeitbasen bzw. elektronischen

Steuereinheiten (ECU) steigt der Hardware-Aufwand für den CAN-Controller deutlich. Der Grund dafür liegt beispielsweise darin, dass Änderungen erforderlich würden, welche auch Treibersoftware untergeordneter Ebenen beeinflussen würden und somit auch Änderungen dieser Software erzwingen würden. Außerdem benötigen nicht alle CAN-Controller die für CiA603 notwendigen Funktionen. Noch dazu sind derzeit bereits viele AUTOSAR Systeme in Betrieb, bei welchen die CAN-Controller für eine Synchronisierung der Zeitbasen keine Hardwareunterstützung bieten, wie sie für CAN-Controller bereitsteht, die gemäß dem neuen Standard CiA 603 üblich ist.

Offenbarung der Erfind Daher ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Zeitstempeleinheit und eine Kommunikationssteuereinheit für eine Teilnehmerstation eines

Kommunikationsnetzwerks bereitzustellen, welche die zuvor genannten

Probleme löst. Insbesondere soll eine Zeitstempeleinheit und eine

Kommunikationssteuereinheit für eine Teilnehmerstation eines

Kommunikationsnetzwerks bereitgestellt werden, welche den Einsatz einer elektronischen Steuereinheit (ECU), welche nach dem CiA 603 Standard funktioniert, auch bei bereits existierenden Systemen ermöglicht, möglichst ohne dass für die Integration eine Unterbrechung des existierenden Systems erforderlich ist.

Die Aufgabe wird durch eine Zeitstempeleinheit für eine Teilnehmerstation eines Kommunikationsnetzwerks mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Die Zeitstempeleinheit umfasst einen Speicher, der zum zyklischen Speichern eines Zeitstempels einer Nachricht ausgestaltet ist, die über das

Kommunikationsnetzwerk übertragen wird, einen Adresszähler, der mit jedem Speichern eines Zeitstempels einer Nachricht inkrementierbar ist, so dass der Wert des Adresszählers einer Adresse entspricht, an welcher der Zeitstempel in dem Speicher gespeichert ist, einer ersten Schnittstelle zu einer Host- Steuereinheit über welche der Zeitstempel einer Nachricht einfangbar ist, und einer zweiten Schnittstelle zu einer Kommunikationssteuereinrichtung des Kommunikationsnetzwerks, die zum Erstellen oder Lesen zumindest einer Nachricht für/von der Teilnehmerstation ausgestaltet ist, wobei die Schnittstelle zumindest einen Anschluss zum Empfang eines Trigger-Signals von der

Kommunikationssteuereinrichtung aufweist, welches das Einfangen eines Zeitstempels veranlasst, und wobei die Schnittstelle einen Anschluss zum Senden eines Signals an die Kommunikationssteuereinrichtung aufweist, welcher den Wert des Adresszählers aufweist. Mit der Zeitstempeleinheit steht eine separate Einheit bereit, welche je nach

Bedarf im seriellen Netzwerk eingesetzt werden kann. Die Zeitstempeleinheit ist dabei derart gestaltet, dass eine Zeitbasis der Zeitstempeleinheit für mindestens eine weitere Zeitstempeleinheit des seriellen Netzwerks Verwendung finden kann. Dadurch ist zum einen im seriellen Netzwerk eine bereits bestehende

Kommunikationssteuereinheit dahingehend umrüstbar, dass sie die Funktionen der Zeitstempeleinheit bietet. Zum anderen kann die separate Zeitstempeleinheit auch von mehreren Kommunikationssteuereinheiten des seriellen Netzwerks verwendet werden. Diese beiden Möglichkeiten tragen jeweils zur

Kostensenkung für die Implementierung des seriellen Netzwerks bei.

Die Kommunikationssteuereinheit des seriellen Netzwerks muss nur für den Fall extra konfiguriert oder ausgetauscht werden, in welchem die Zeitstempeleinheit in dem seriellen Netzwerk weggelassen ist.

Durch die separate Zeitstempeleinheit lässt sich bei der

Kommunikationssteuereinheit des seriellen Netzwerks Silizium- Fläche sparen. Außerdem lässt sich Silizium- Fläche dadurch sparen, dass die separate

Zeitstempeleinheit und damit deren Funktionen nur vorgehalten werden, wenn die Funktionen der separaten Zeitstempeleinheit tatsächlich benötigt werden.

Zudem wird durch die Ausführung der Zeitstempeleinheit als separate Einheit die Anpassung der Entwicklung an verschiedene Auslegungen der Funktionen der Zeitstempeleinheit vereinfacht. Außerdem ist eine Erweiterung eines

Kommunikationsnetzwerks um eine weitere Kommunikationssteuereinheit mit oder ohne Zeitstempeleinheit ohne Unterbrechung der Kommunikation im Netzwerk möglich. Vorteilhafte weitere Ausgestaltungen der Zeitstempeleinheit sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.

Gemäß einer Ausführungsvariante hat die Zeitstempeleinheit eine eigene Zeitbasis. Gemäß einer weiteren Ausführungsvariante hat die Zeitstempeleinheit einen Anschluss zur Ausgabe eines Signals an eine weitere Zeitstempeleinheit, welche ausgestaltet ist, das Signal anstelle einer eigenen Zeitbasis zu verwenden. Bei beiden Varianten kann die eigene Zeitbasis als 32 Bit breiter Zähler ausgestaltet sein, der in einstellbaren Zeitabständen inkrementierbar ist, die in einem Zeitbereich von mindestens 1 Nanosekunde bis höchstens 1 Mikrosekunde liegen. Die Zeitstempeleinheit kann zudem einen Anschluss zum Empfang und zur Verarbeitung eines Signals aufweisen, das von einer externen Zeitbasis ausgegeben wird, um das Signal in der Zeitstempeleinheit anstelle einer eigenen Zeitbasis zu verwenden, und wobei die externe Zeitbasis als 32 Bit breiter Zähler ausgestaltet ist, der in einstellbaren Zeitabständen inkrementiert wird, die in einem Zeitbereich von mindestens 1 Nanosekunde bis höchstens 1

Mikrosekunde liegen.

Bei der Zeitstempeleinheit hat die Schnittstelle möglicherweise einen Anschluss zum Empfang und zur Verarbeitung eines Trigger-Signals von der

Kommunikationssteuereinrichtung, welches das Einfangen eines Zeitstempels für eine von der Kommunikationssteuereinrichtung empfangene Nachricht veranlasst, und wobei die Schnittstelle einen Anschluss zum Empfang und zur Verarbeitung eines Trigger-Signals von der Kommunikationssteuereinrichtung aufweist, welches das Einfangen eines Zeitstempels für eine von der

Kommunikationssteuereinrichtung gesendete Nachricht veranlasst.

Denkbar ist auch, dass die Schnittstelle einen Anschluss zum Empfang und zur Verarbeitung eines Trigger-Signals von der Kommunikationssteuereinrichtung aufweist, welches das Einfangen eines Zeitstempels für eine von der

Kommunikationssteuereinrichtung empfangene und für eine von der

Kommunikationssteuereinrichtung gesendete Nachricht veranlasst.

Bei einer Ausführungsvariante berücksichtigt das Trigger-Signal für von der Kommunikationssteuereinrichtung empfangene und/oder gesendete Nachrichten nur Zeitsynchronisierungs-Nachrichten. Bei einer weiteren Ausführungsvariante berücksichtigt das Trigger-Signal alle von der Kommunikationssteuereinrichtung empfangenen und/oder gesendeten Nachrichten.

Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel hat die Zeitstempeleinheit zudem eine Funktionseinheit, welche für jede Speicheradresse eines jeweiligen

Registers 1 bis N des Zeitstempelspeichers ein Bit bereithält, das jedes Mal gesetzt wird, wenn einer der Zeitstempel in den Speicher 500 gespeichert wird, und ein Bit bereithält, das gesetzt wird, wenn einer der Zeitstempel in den Speicher gespeichert wird, für welches das Bit immer noch gesetzt ist.

Die zuvor genannte Aufgabe wird zudem durch eine

Kommunikationssteuereinrichtung für eine Teilnehmerstation eines

Kommunikationsnetzwerks mit den Merkmalen des Anspruchs 8 gelöst. Die Kommunikationssteuereinrichtung hat einen Nachrichtenspeicher, der zum Speichern zumindest einer von der Kommunikationssteuereinrichtung erstellten oder zu lesenden Nachricht für/von einer Teilnehmerstation ausgestaltet ist, und eine Schnittstelle zu einer Zeitstempeleinheit, die für eine Durchführung einer Zeitsynchronisation der Nachrichten ausgestaltet ist, wobei die Schnittstelle zumindest einen Anschluss zum Erstellen und Senden eines Trigger-Signals aufweist, welches das Einfangen eines Zeitstempels durch die Zeitstempeleinheit veranlasst, welche einen Speicher zum zyklischen Speichern eines Zeitstempels einer Nachricht, die über das Kommunikationsnetzwerk übertragen wird, und einen Adresszähler aufweist, der mit jedem Speichern eines Zeitstempels einer Nachricht inkrementiert wird, so dass der Wert des Adresszählers einer Adresse entspricht, an welcher der Zeitstempel in dem Speicher gespeichert ist, und wobei die Schnittstelle einen Anschluss aufweist, der zum Empfang eines Signals von der Zeitstempeleinheit ausgestaltet ist, welches den Wert des Adresszählers aufweist, und zum Speichern des Signals in dem

Nachrichtenspeicher ausgestaltet ist.

Die Kommunikationssteuereinrichtung erzielt dieselben Vorteile, wie sie zuvor in Bezug auf die Zeitstempeleinheit genannt sind.

Die zuvor beschriebene Zeitstempeleinheit und die zuvor beschriebene

Kommunikationssteuereinrichtung können Teil einer Teilnehmerstation für ein Kommunikationsnetzwerk sein, wobei die Zeitstempeleinheit und die

Kommunikationssteuereinrichtung als separate Module an einem Halbleiterchip integriert sind. Alternativ können die Zeitstempeleinheit und die

Kommunikationssteuereinrichtung als separate Module auf verschiedenen Halbleiterchips vorgesehen sein. Die zuvor beschriebene Zeitstempeleinheit und/oder die zuvor beschriebene Kommunikationssteuereinrichtung können Teil eines Systems sein, das zudem eine Kommunikationsleitung zur seriellen Übertragung von Nachrichten in einem Kommunikationsnetzwerk, und mindestens zwei Teilnehmerstationen aufweist, welche über die Kommunikationsleitung derart miteinander verbunden sind, dass sie miteinander kommunizieren können, wobei mindestens eine der mindestens zwei Teilnehmerstationen zum Anschluss an die Zeitstempeleinheit ausgestaltet ist und/oder die Kommunikationssteuereinrichtung aufweist.

Hierbei ist es denkbar, dass das Kommunikationsnetzwerk ein Netzwerk ist, bei welchem zumindest zeitweise ein exklusiver, kollisionsfreier Zugriff einer Teilnehmerstation auf eine Busleitung des Kommunikationsnetzwerks gewährleistet ist.

Weitere mögliche Implementierungen der Erfindung umfassen auch nicht explizit genannte Kombinationen von zuvor oder im Folgenden bezüglich der

Ausführungsbeispiele beschriebenen Merkmale oder Ausführungsformen. Dabei wird der Fachmann auch Einzelaspekte als Verbesserungen oder Ergänzungen zu der jeweiligen Grundform der Erfindung hinzufügen.

Zeichnungen

Nachfolgend ist die Erfindung unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung und anhand von Ausführungsbeispielen näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 ein vereinfachtes Blockschaltbild eines Systems mit einem

Kommunikationsnetzwerk gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel;

Fig. 2 ein vereinfachtes Blockschaltbild einer Verschaltung einer ersten

Zeitstempeleinheit in dem Kommunikationsnetzwerk gemäß dem ersten

Ausführungsbeispiel;

Fig. 3 ein vereinfachtes Blockschaltbild einer Verschaltung einer zweiten Zeitstempeleinheit in dem Kommunikationsnetzwerk gemäß dem ersten

Ausführungsbeispiel; Fig. 4 ein vereinfachtes Blockschaltbild einer Verschaltung einer vierten

Zeitstempeleinheit in dem Kommunikationsnetzwerk gemäß dem ersten

Ausführungsbeispiel; und

Fig. 5 ein vereinfachtes Blockschaltbild einer Verschaltung einer

Zeitstempeleinheit gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel.

In den Figuren sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente, sofern nichts anderes angegeben ist, mit denselben Bezugszeichen versehen.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

Fig. 1 zeigt als ein spezielles Beispiel für ein System 1 mit einem seriellen Kommunikationsnetzwerk, das beispielsweise ein CAN-Bussystem, ein CAN-FD- Bussystem, ein Ethernet- Kommunikationsnetzwerk, ein FlexRay- Kommunikationsnetzwerk, usw., sein kann. Das System 1 kann in einem

Fahrzeug, insbesondere einem Kraftfahrzeug, einem Flugzeug, usw., oder im Krankenhaus usw., oder einer Automatisierungsanlage für die Produktion oder Behandlung oder Handhabung von Gegenständen, usw. Verwendung finden.

In Fig. 1 hat das System 1 in Bezug auf das Kommunikationsnetzwerk eine Kommunikationsleitung 3, über die Nachrichten 4 oder Synchronisierungs- Nachrichten 5 zwischen einer Vielzahl von Teilnehmerstationen 10, 20, 30, 40 austauschbar sind. Bei dem speziellen Beispiel von Fig. 1 sind vier

Teilnehmerstationen 10, 20, 30, 40 vorhanden. Für die Teilnehmerstation 10 ist eine Zeitstempeleinheit 50 vorgesehen. Für die Teilnehmerstation 20 ist eine Zeitstempeleinheit 60 vorgesehen. Für die Teilnehmerstationen 30 ist eine Zeitstempeleinheit 65 vorgesehen. Für die Teilnehmerstation 40 ist keine Zeitstempeleinheit vorgesehen. Die Teilnehmerstationen 10, 20, 30, 40 und die Busleitung 3 realisieren eine Kommunikation von Host- Prozessoren bzw. Host- Steuereinheiten 71, 72, 73, 74, welche den jeweiligen Teilnehmerstationen 10, 20, 30, 40 zugeordnet sind, wie in Fig. 1 veranschaulicht. Die Nachrichten 4, 5 werden in der Form von Signalen zwischen den einzelnen Teilnehmerstationen 10, 20, 30, 40 übertragen. Die Host- Prozessoren bzw. Host- Steuereinheiten 71, 72, 73, 74 können beispielsweise Steuergeräte bzw.

elektronische Steuereinheiten (ECU) oder Anzeigevorrichtungen, usw. eines Kraftfahrzeugs, einer Automatisierungsanlage, usw. sein.

Wie in Fig. 1 gezeigt, hat die Teilnehmerstation 10 eine

Kommunikationssteuereinrichtung 11 und eine Sende-/Empfangseinrichtung 12. Die Teilnehmerstation 20 hat eine Kommunikationssteuereinrichtung 21 und eine Sende-/Empfangseinrichtung 22. Die Teilnehmerstation 30 hat eine

Kommunikationssteuereinrichtung 31 und eine Sende-/Empfangseinrichtung 32. Die Teilnehmerstation 40 hat eine Kommunikationssteuereinrichtung 41 und eine Sende-/Empfangseinrichtung 42. Die Sende-/Empfangseinrichtungen 12, 22, 32, 42 der Teilnehmerstationen 10, 20, 30, 40 sind jeweils direkt an die Busleitung 3 angeschlossen, auch wenn dies in Fig. 1 nicht dargestellt ist.

Die Kommunikationssteuereinrichtung 11 dient zur Steuerung einer

Kommunikation der Teilnehmerstation 10 über die Busleitung 3 mit mindestens einer anderen Teilnehmerstation der an die Busleitung 3 angeschlossenen Teilnehmerstationen 20, 30, 40. Die Kommunikationssteuereinrichtung 11 kann mit Ausnahme der nachfolgend beschriebenen Ausführungen insbesondere wie ein herkömmlicher CAN- oder CAN-FD-Controller oder TTCAN-Controller mit AUTOSAR-Funktion ausgeführt sein. Die Kommunikationssteuereinrichtungen 21, 31, 41 sind mit Ausnahme der nachfolgend beschriebenen Ausführungen auf dieselbe Weise ausgeführt wie die Kommunikationssteuereinrichtung 11.

Die Sende-/Empfangseinrichtung 12 kann insbesondere wie ein herkömmlicher CAN- oder CAN-FD-Transceiver oder TTCAN-Transceiver ausgeführt sein. Die Sende-/Empfangseinrichtungen 22, 32, 42 sind auf dieselbe Weise ausgeführt wie die Sende-/Empfangseinrichtung 12.

Die Zeitstempeleinheiten 50, 60, 65 sind bei dem Beispiel von Fig. 1 als Module separat von der jeweiligen zugeordneten Teilnehmerstation 10, 20, 30 dargestellt. Hierbei ist es möglich, dass die Zeitstempeleinheiten 50, 60, 65 und die jeweilige zugeordnete Teilnehmerstation 10, 20, 30, genauer gesagt deren Kommunikationssteuereinrichtung 11, 21, 31, auf separaten integrierten

Schaltungen oder Chips, insbesondere Halbleiterchips, angeordnet und/oder vorgesehen sind. Alternativ ist es jedoch möglich, dass die Zeitstempeleinheiten 50, 60, 70 als separates Modul auf derselben integrierten Schaltung oder demselben Chip, insbesondere Halbleiterchip, wie die jeweilige zugeordnete

Teilnehmerstation 10, 20, 30, genauer gesagt deren

Kommunikationssteuereinrichtung 11, 21, 31, vorgesehen und/oder integriert sind.

Fig. 2 zeigt in einem Blockschaltbild die Kommunikationssteuereinrichtung 11 und ihre Verbindung zu der Zeitstempeleinheit 50 genauer. In die

Zeitstempeleinheit 50 sind die für CiA603 notwendigen Funktionen eingebaut. Somit stellt die Zeitstempeleinheit 50 Hardwarezeitstempelfunktionen für die Kommunikationssteuereinrichtung 11 bereit. Hierfür weist die separat von der Kommunikationssteuereinrichtung 11 bereitgestellte Zeitstempeleinheit 50 die Anschlüsse 51 bis 58 auf. Dagegen ist die Kommunikationssteuereinrichtung 11 bis auf die Anschlüsse 111, 112, 113 gegenüber dem Aufbau eines

herkömmlichen CAN-Controllers oder CAN- FD-Controllers oder TTCAN- Controllers mit AUTOSAR-Funktion unverändert. Die Anschlüsse 111, 112, 113 sind für die Signale S_TX, S_RX und S_CNT an den Anschlüssen 55 bis 57 der Zeitstempeleinheit 50 bereitgestellt, die nachfolgend genauer erläutert sind. Dadurch kann eine Schnittstelle 115 der Kommunikationssteuereinrichtung 11 zu der Host- Steuereinheit 71 unverändert bleiben. Die Zeitstempeleinheit 50 hat mit dem Anschluss 51 eine eigene CPU-

Schnittstelle CHI zu einer CPU der Host-Steuereinheit 71. Hierbei steht CHI für Schnittstelle einer Host-Steuereinheit (CHI = Controller Host Interface). CPU steht für Zentrale Verarbeitungseinheit (CPU = Central Processing Unit). Dadurch ist die Zeitstempeleinheit 50 an den CPU-Bus CB der von der Host- Steuereinheit 71 angeschlossen. Über den Anschluss 51 als die CPU-Schnittstelle CHI kann eine Konfiguration und/oder Steuerung und/oder Kontrolle der Zeitstempeleinheit 50 ausgeführt werden.

Im Betrieb der Teilnehmerstation 10 und der Zeitstempeleinheit 50 speichert ei Zeitstempelspeicher 500 mit N Registern eine Anzahl von 1 bis N Zeitmarken oder Zeitstempel, nämlich die Zeitstempel 501 bis 50N, welche die

Zeitstempeleinheit 50 über den Anschluss 51 lesen kann, wie nachfolgend genauer beschrieben. Jeder der Zeitstempel 501 bis 50N hat eine Anzahl von 32 Bits, was der Hälfte eines klassischen CAN- Datenfelds entspricht. In Bezug auf CAN werden die Zeitstempel 501 bis 50N am Ende einer Nachricht 5 zum

Zeitpunkt des letzten EOF-Bits gespeichert, welches das Ende der Nachricht 5 anzeigt. Der Zeitstempelspeicher 500 wird durch einen Adresszähler 5000 adressiert. An dem Anschluss 52 gibt die Zeitstempeleinheit 50 optional ein

Unterbrechungssignal SJN RP, das auch als Interruptsignal SJNRP bezeichnet werden kann, an externe Einheiten aus. Die Einheiten können insbesondere die Kommunikationssteuereinrichtung 11 umfassen. Die Einheiten können insbesondere die Host- Steuereinheit 71 umfassen. Das Interruptsignal SJNRP zeigt möglicherweise das Einfangen eines neuen Zeitstempels an. Alternativ kann das Interruptsignal SJN RP anzeigen, dass ein Zeitstempel der Zeitstempel 501 bis 50N überschrieben wurde, bevor der Zeitstempel gelesen wurde. Das Unterbrechungssignal SJNRP wird für eine Zeitbasissynchronisierung nicht benötigt.

An dem Anschluss 53 empfängt und verarbeitet die Zeitstempeleinheit 50 ein Taktsignal S_CL mit dem die digitale Schaltung betrieben wird. Die Taktperiode ist mindestens 1 Nanosekunde und höchstens 1 Mikrosekunde. An dem Anschluss 54 empfängt und verarbeitet die Zeitstempeleinheit 50 ein

Rücksetzsignal S_RS, das auch als Resetsignal-S_RS bezeichnet werden kann und zum Zurücksetzen der digitalen Schaltung und des Zeitstempelspeichers 500 auf Null dient. Danach kann der Normalbetrieb des

Kommunikationsnetzwerks starten.

Die Kommunikationssteuereinrichtung 11 stellt über den Anschluss 111 für den Anschluss 55 der Zeitstempeleinheit 50 einen Trigger S-Rx bereit. Der Trigger S_Rx bewirkt bei jedem Empfang eines Signals entsprechend einer

Synchronisierungs-Nachricht 5, insbesondere gemäß dem CiA603-Standard, von der Busleitung 3 bzw. über die Sende- Empfangseinrichtung 12, dass ein Zeitstempel eingefangen wird und in einem Register des Zeitstempelspeichers 500 als einer der Zeitstempel 501 bis 50N gespeichert wird. Jedes Mal, wenn ein Einfangen eines Zeitstempels 501 bis 50N getriggert wird, wird der Adresszähler 5000 des Registers des Zeitstempelspeichers 500 inkrementiert. Der Wert des Adresszähler 5000 entspricht somit dem Register 1 bis N, in welchem der Zeitstempel 501 bis 50N in dem Zeitstempelspeicher 500 gespeichert wurde.

Die Kommunikationssteuereinrichtung 11 aktiviert den Trigger S_Rx für relevante Nachrichten 4, 5. Beispielsweise ist eine relevante Nachricht 4, 5, wenn eine Nachricht empfangen wird, die als Synchronisierungs-Nachricht 5 oder SYNC- Nachricht erkannt wird, wie zuvor beschrieben. Die Erkennung der relevanten Nachrichten 4, 5 erfolgt in Bezug auf eine CAN-

Kommunikationssteuereinrichtung 11 durch eine CAN-Akzeptanzfilterung.

Alternativ ist der Trigger S_Rx nicht nur für den Empfang von Signalen entsprechend einer Synchronisierungs-Nachricht 5, insbesondere gemäß dem CiA603-Standard, ausgestaltet, sondern für alle von der

Kommunikationssteuereinrichtung 11 empfangenen Nachrichten 4, 5. Jedoch ist dies für eine Zeitsynchronisierung nicht notwendig, da hierfür das Einfangen der Synchronisierungs- Nachrichten ausreicht.

Zudem stellt die Kommunikationssteuereinrichtung 11 bei dem Beispiel von Fig. 2 über den Anschluss 112 für den Anschluss 56 der Zeitstempeleinheit 50 einen Trigger S-Tx bereit. Der Trigger S_Tx bewirkt bei jedem Senden eines Signals entsprechend einer Synchronisierungs-Nachricht 5, insbesondere gemäß dem CiA603-Standard, zu der Busleitung 3 bzw. über die Sende- Empfangseinrichtung 12 zu der Busleitung 3, dass ein Zeitstempel eingefangen wird und in dem Zeitstempelspeicher 500 als einer der Zeitstempel 501 bis 50N gespeichert wird. Auch hier wird jedes Mal, wenn ein Einfangen eines Zeitstempels 501 bis 50N getriggert wird, der Adresszähler 5000 des Zeitstempelspeichers 500

inkrementiert.

Die Kommunikationssteuereinrichtung 11 aktiviert den Trigger S_Tx für relevante Nachrichten 4, 5. Der Trigger S_Tx wird beispielsweise aktiviert, wenn die relevante Nachricht 4, 5 von einem entsprechend konfigurierten Sendespeicher gesendet wird.

Alternativ ist der Trigger S Tx nicht nur für das Senden von Signalen

entsprechend einer Synchronisierungs-Nachricht 5, insbesondere gemäß dem

CiA603-Standard, ausgestaltet, sondern für alle von der

Kommunikationssteuereinrichtung 11 gesendeten Nachrichten 4, 5. Jedoch ist dies für eine Zeitsynchronisierung nicht notwendig, da hierfür das Einfangen der Synchronisierungs- Nachrichten ausreicht.

Alternativ können die Signale S_Rx und S_Tx auch in einem Signal

zusammengefasst werden.

Von der letzten Registeradresse, also der Adresse, an welcher der N-te

Zeitstempel 50N gespeichert wird, läuft der Adresszähler 5000 nach Null über.

Der Zeitstempelspeicher 500 kann somit beispielsweise als Ringpuffer ausgestaltet sein. Über den Anschluss 57 der Zeitstempeleinheit 50 und den Anschluss 113 der Kommunikationssteuereinheit 11 wird der Zählerstand, also der Wert S_CNT des Zählers 5000 an die Kommunikationssteuereinheit 11 gemeldet. Die Meldung kann gemäß einem speziellen Beispiel als ein 3 Bit breiter Vektor ausgestaltet sein. Bei diesem speziellen Beispiel ist der

Zeitstempelspeicher 500 zum Speichern von 8 Zeitstempeln ausgelegt. Ist der Zeitstempelspeicher 500 beispielsweise zum Speichern von 16 Zeitstempeln ausgelegt, ist die Meldung mit dem Wert S_CNT des Zählers 5000 insbesondere als ein 4 Bit breiter Vektor ausgestaltet. Diese Kombination aus der Breite des

Vektors für den Wert S_CNT des Zählers 5000 an dem Anschluss 57 und der Anzahl N von Adressen für die Speicherung von Zeitstempeln 501 bis 50N in dem Speicher 500 ist beliebig an die entsprechend benötigte Konfiguration anpassbar.

Die Anzahl N der in dem der Zeitstempelspeicher 500 gespeicherten Zeitstempel kann durch einen generischen Parameter entschieden werden. Dadurch wird die Größe der Zeitstempeleinheit 50 bestimmt. Die dadurch erfolgende Konfiguration der Zeitstempeleinheit 50 kann über den Anschluss 51 als die CPU-Schnittstelle CHI ausgeführt werden, wie bereits zuvor allgemein erwähnt. Jedoch werden dadurch die Signale S_Rx, S Tx an der Schnittstelle zwischen der

Kommunikationssteuereinheit 11 und der Zeitstempeleinheit 50 nicht geändert. In Bezug auf das Signal für den Wert S_CNT des Zählers 5000 wird durch den generischen Parameter nur die Adresszählerbreite geändert, wie zuvor beschrieben.

Der Wert des Zählers 5000 wird bei der Kommunikationssteuereinheit 11 in einem Nachrichtenspeicher 117 gespeichert, in welchem außerdem zu sendende Nachrichten 4, 5 und empfangene Nachrichten 4, 5 gespeichert werden.

An einem Anschluss 58 empfängt die Zeitstempeleinheit 50 von einer externen Zeitbasis 80 ein Zeitgeberzähler- Eingabesignal S_CNT_I, das auch als

Zeitgeberzähler- Eingabevektor bezeichnet werden kann. Das Zeitgeberzähler- Eingabesignal S_CNT_I ist anstelle einer internen Zeitbasis für die

Zeitstempeleinheit 50 vorhanden. Das Zeitgeberzähler- Eingabesignal S_CNT_I wird, gesteuert von den Signalen S_Rx und S_Tx, als Zeitstempel-Wert gespeichert. In anderen Worten, das 32 Bit breite Signal S_CNT_I ist die Zeitbasis, die als Zeitmarke abgespeichert wird.

Als Ergebnis der zuvor beschriebenen Ausgestaltung der Zeitstempeleinheit 50 wird im Unterschied zu der herkömmlichen Weise nur der Wert des Zählers 5000 als der beispielsweise 3-Bit-lange Vektor gespeichert und nicht der komplette 32- Bit-Iange Zeitstempel der Zeitstempel 501 bis 50N. Die Trigger-Signale S_Rx, S_Tx, die das Speichern eines der Zeitstempel 501 bis 50N bewirken, liefert die Kommunikationssteuereinrichtung 11. Die Zeitstempeleinheit 50 liefert

Informationen dazu, welcher Zeitstempel zu welcher Nachricht 4, 5 gehört.

Über den Anschluss 51 als die CPU-Schnittstelle CHI können auch die einzelnen Elemente des Speichers 500, also die im Speicher 500 gespeicherten

Zeitstempel 501 bis 50N gelesen werden.

Fig. 3 zeigt die Zeitstempeleinheit 60 genauer, die an die

Kommunikationssteuereinrichtung 21 mit Anschlüssen 211, 212, 213 und deren Nachrichtenspeicher 217 angeschlossen ist. Mit einem Anschluss 215 ist die Kommunikationssteuereinrichtung 21 an die Host-Steuereinheit 72 angeschlossen. Die Anschlüsse 211, 212, 213, 215 haben mit Ausnahme der folgenden beschriebenen Funktion der Anschlüsse 211, 212 dieselbe Funktion wie die Anschlüsse 111, 112, 113, 115 der Kommunikationssteuereinrichtung 11. Der Nachrichtenspeicher 217 hat dieselbe Funktion wie der Nachrichtenspeicher 117 der Kommunikationssteuereinrichtung 11. Die Zeitstempeleinheit 60 ist in weiten Teilen auf dieselbe Weise aufgebaut wie die Zeitstempeleinheit 50.

Jedoch hat die Zeitstempeleinheit 60 im Unterschied zu der Zeitstempeleinheit 50 eine eigene Zeitbasis 5001. Somit wird der Anschluss 58 zu einer externen Zeitbasis 80 für ein Zeitgeberzählereingabesignal S_CNT_I nicht benötigt, auch wenn der Anschluss 58 optional vorhanden sein kann. Die Zeitbasis 5001 kann durch eine Schaltungs-Synthese über den Anschluss 51 eingestellt werden. Die Zeitbasis 5001 ist insbesondere bei einem CAN Kommunikationsnetzwerk als 32 Bit breiter Zähler ausgestaltet, der in die Zeitstempeleinheit 60 einbaubar ist. Es ist auch ein Zähler mit einer geringeren Breite, beispielsweise ein 16 Bit breiter

Zähler, verwendbar, wenn dies für die geforderte Präzision ausreichend ist.

Selbstverständlich kann bei Bedarf eine größere Breite als 32 Bit zum Einsatz kommen. Die Zeitbasis 5001 wird in demselben Zeitwertebereich inkrementiert, wie zuvor in Bezug auf die Zeitstempeleinheit 50 für die externe Zeitbasis 80 angegeben.

Optional hat die Zeitstempeleinheit 60 einen Vorteiler oder Prescaler 5002, über den per Software die Geschwindigkeit eingestellt werden kann, mit der die Zeitbasis 5001 inkrementiert wird. Die Zeitbasis 5001 wird in Schritten von mindestens 1 Nanosekunde und höchstens 1 Mikrosekunde inkrementiert.

Als weiteren Unterschied zu der Zeitstempeleinheit 50 hat die Zeitstempeleinheit 60 einen Anschluss 59, über welchen die Zeitstempeleinheit 60 ein

Zeitgeberzähler-Ausgabesignal S_CNT_A ausgibt, das auch als Zeitgeberzähler- Ausgabevektor bezeichnet werden kann. Das Zeitgeberzähler- Ausgabesignal

S_CNT_A wird von der Zeitbasis 5001 erzeugt und kann beispielsweise an die Kommunikationssteuereinrichtung 31 oder weitere

Kommunikationssteuereinrichtungen ausgegeben werden. Infolgedessen benötigen die Kommunikationssteuereinrichtung 31 oder weitere

Kommunikationssteuereinrichtungen keine eigene Zeitbasis 5001. Das Zeitgeberzähler-Ausgabesignal S_CNT_A kann optional zusätzlich oder alternativ als Signal S_M als Zeitbasis für einen Zeitstempel mit geringerer Auflösung verwendet werden, insbesondere für einen Zeitstempel mit 16-Bit- Breite, wie er bei Zeit getriggertem CAN (TTCAN) verwendet wird, wie in den internationalen Normen ISO 11898-1 und ISO 11898-4 beschrieben.

Zudem ist die Kommunikationssteuereinrichtung 21 ausgestaltet, an dem Anschluss 211 nur ein Trigger-Signal S_Tx_Rx für gesendete Nachrichten 4, 5 und empfangene Nachrichten 4, 5 auszugeben. Somit wird anstelle der getrennten Trigger-Signale S_Rx, S_Tx für Empfang und Versenden einer Synchronisierungs-Nachricht 5 oder zusätzlich einer Nachricht 4, wie in Bezug auf die Zeitstempeleinheit 50 von Fig. 2 beschrieben, bei der Zeitstempeleinheit 60 von Fig. 3 nur ein Trigger für beide Ereignisse verwendet. Dieser Trigger für beide Ereignisse kann zwischen einem beliebigen der Anschlüsse 211, 212 zu einem beliebigen der Anschlüsse 55, 56 der Zeitstempeleinheit 60 gesendet werden. Das andere Anschlusspaar 211, 55, 212, 56 bleibt dann ungenutzt.

Die Zeitstempeleinheit 65 kann weitgehend wie die Zeitstempeleinheit 60 ausgestaltet sein. Jedoch hat die Zeitstempeleinheit 65 keine Zeitbasis 5001 sondern empfängt an ihrem Anschluss 58 das Signal S_CNT_A von der Zeitstempeleinheit 60 als Signal S_CNT_I.

Fig. 4 zeigt die Kommunikationssteuereinheit 41 genauer, welche keine Zeitstempeleinheit verwendet. Die Kommunikationssteuereinheit 41 hat Anschlüsse 411, 412, 413, 415 und einen Nachrichtenspeicher 417. Die Anschlüsse 411, 412, 413, 415 sind grundsätzlich für dieselbe Funktion ausgelegt wie die Anschlüsse 111, 112, 113, 115 der

Kommunikationssteuereinrichtung 11 oder die Anschlüsse 211, 212, 213, 215 der Kommunikationssteuereinrichtung 21. Der Nachrichtenspeicher 417 hat dieselbe Funktion wie die Nachrichtenspeicher 117, 217 der

Kommunikationssteuereinrichtungen 11, 21.

Bei der Kommunikationssteuereinheit 41 sind die Anschlüsse 411, 412, 413 jedoch auf feste Werte (z.B. alle 0) eingestellt. Dadurch ist ein Betrieb der Kommunikationssteuereinheit 41 im Kommunikationsnetzwerk möglich, ohne dass der Betrieb des Kommunikationsnetzwerks gestört wird.

Die Zeitstempeleinheiten 50, 60, 65, 600 führen zusammen mit den

Kommunikationssteuereinheiten 11, 21, 31, 41 ein Verfahren zur Synchronisation der Zeitbasen in dem System 1 aus.

Gemäß einer Modifikation des ersten Ausführungsbeispiels steht für mehr als eine Kommunikationssteuereinheit 11, 21, 31, 41 eine gemeinsame

Zeitstempeleinheit 50 oder eine gemeinsame Zeitstempeleinheit 60 oder eine gemeinsame Zeitstempeleinheit 65 bereit. In diesem Fall muss nur eine der Kommunikationssteuereinheiten 11, 21, 31, 41 die Trigger-Signale S_Rx, S_Tx, S_Tx_Rx ausgeben. Alternativ kann die Zeitstempeleinheit 50, 60, 65 jedoch ausgestaltet sein zu unterscheiden, von welcher der

Kommunikationssteuereinheiten 11, 21, 31, 41 die Trigger-Signale S_Rx, S_Tx, S_Tx_Rx kommen. Das Signal S_CNT an dem Anschluss 57, also der

Adresswert des Zeitstempelspeichers 500, an welchem der soeben

eingefangene Zeitstempel gespeichert wurde, kann an alle

Kommunikationssteuereinheiten 11, 21, 31, 41 ausgegeben werden. Alternativ kann das Signal S_CNT an dem Anschluss 57, also der Adresswert des

Zeitstempelspeichers 500, an welchem der soeben eingefangene Zeitstempel gespeichert wurde, an nur an die jeweils betroffene Kommunikationssteuereinheit 11, 21, 31, 41 ausgegeben werden.

Fig. 5 zeigt eine Zeitstempeleinheit 600 gemäß einem zweiten

Ausführungsbeispiel, die beispielsweise anstelle der Zeitstempeleinheit 60 verwendbar ist. Die Zeitstempeleinheit 600 ist in weiten Teilen auf dieselbe Weise aufgebaut wie die Zeitstempeleinheit 60.

Im Unterschied zu der Zeitstempeleinheit 60 hat die Zeitstempeleinheit 600 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel eine zusätzliche Funktionseinheit 601. Die zusätzliche Funktionseinheit 601 stellt für die Zeitstempeleinheit 600 zusätzliche Funktionen bereit, beispielsweise eine Software- Debug- Hilfe bzw. Software- Fehlersuch- Hilfe. Die Software- Debug- Hilfe enthält zwei Bits 6011, 6012 pro Speicheradresse des jeweiligen Registers 1 bis N des Zeitstempelspeichers 500.

Das Bit 6011 ist ein NewDat-Bit, das jedes Mal gesetzt wird, wenn der dazugehörige Zeitstempel 501 bis 50N in den Speicher 500 gespeichert wird. Das Bit 6011 wird von der Host- Steuereinheit 72 zurückgesetzt, wenn der zugehörige Zeitstempel der Zeitstempel 501 bis 50N gelesen wurde.

Das Bit 6012 ist ein DatLst-Bit, das gesetzt wird, wenn einer der Zeitstempel 501 bis 50N in den Speicher 500 gespeichert wird, für welches das Bit 6011 immer noch gesetzt ist. Das Bit 6012 zeigt an, dass ein Zeitstempel überschrieben wurde, bevor der Zeitstempel von der Host- Steuereinheit 72 ausgelesen wurde.

Die Bits 6011, 6012 werden zusammen mit dem Speichern eines neuen

Zeitstempels in dem Speicher 500 von der Host- Steuereinheit 72 zurückgesetzt.

Alle zuvor beschriebenen Ausgestaltungen des Systems 1, der

Teilnehmerstationen 10, 20, 30, 40, der Zeitstempeleinheiten 50, 60, 65, 600 und des von diesen ausgeführten Verfahrens können einzeln oder in allen möglichen Kombinationen Verwendung finden. Insbesondere können alle Merkmale der zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiele und/oder deren Modifikationen beliebig kombiniert werden. Zusätzlich sind insbesondere folgende

Modifikationen denkbar.

Das zuvor beschriebene System 1 gemäß den Ausführungsbeispielen ist anhand eines auf dem CAN-Protokoll basierenden Bussystems beschrieben. Das System 1 gemäß den Ausführungsbeispielen kann jedoch alternativ oder zusätzlich eine andere Art von seriellem Kommunikationsnetz aufweisen, wie ebenfalls zuvor angegeben. Es ist vorteilhaft, jedoch nicht zwangsläufige Voraussetzung, dass bei dem Kommunikationsnetzwerk des Systems 1 zumindest für bestimmte Zeitspannen ein exklusiver, kollisionsfreier Zugriff einer Teilnehmerstation 10, 20, 30 auf einen gemeinsamen Kanal gewährleistet ist. Das Kommunikationsnetz des Systems 1 gemäß den Ausführungsbeispielen ist insbesond ere ein CAN-Netzwerk oder ein TTCAN- Netzwerk oder ein CAN FD- Netzwerk oder ein Ethernet oder ein FlexRay-Bussystem.

Die Anzahl und Anordnung der Teilnehmerstationen 10, 20, 30, 40 und/oder Zeitstempeleinheiten 50, 60, 65, 600 in dem System 1 der Ausführungsbeispiele ist beliebig. Insbesondere können auch nur Teilnehmerstationen 10 oder Teilnehmerstationen 20 oder Teilnehmerstationen 40, usw. in dem System 1 der Ausführungsbeispiele vorhanden sein.

Die Zeitstempeleinheiten 50, 60, 65, 600 können jeweils derart vorgerüstet sein, dass sie alle zuvor für die einzelnen Zeitstempeleinheiten 50, 60, 65, 600 beschriebenen Funktionen erfüllen können. Jedoch ist auch jede andere Vorrüstung für mindestens eine der beschriebenen Funktionen denkbar. Hierbei sind jedoch für die einzelnen Zeitstempeleinheiten 50, 60, 65, 600 jeweils nur die Anschlüsse 51 bis 59 und Zeitbasen 80, 5001 oder die zusätzliche

Funktionseinheit 601 nutzbar, die für den jeweiligen Anwendungsfall benötigt werden.