DE102017209328A1 - Device for the synchronization of clocks in control units and control unit - Google Patents
Device for the synchronization of clocks in control units and control unit Download PDFInfo
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein aufwandgünstiges Hardware-Architekturkonzept für die Durchführung der Synchronisation von Steuergeräten (151, 152, 153), die über den CAN-Bus (104) vernetzt sind. Für die Synchronisation sind nach dem AUTOSAR-Standard die Synchronisation-Botschaften SYNC, FUP, OFS und OFNS vorgesehen. Das Architekturkonzept sieht eine Zeitstempeleinheit (226), Referenzzeit-Recheneinheit (221) und einen Zwischenspeicher (227) vor. Die Zeitstempeleinheit (226) erfasst den Zeitpunkt der Ankunft einer Synchronisations-Botschaft nach der lokalen Uhr (222) des Steuergerätes und stellt diese Information der Referenzzeit-Recheneinheit (221) zur Verfügung. The invention relates to a low-cost hardware architecture concept for the implementation of the synchronization of control units (151, 152, 153), which are networked via the CAN bus (104). Synchronization messages SYNC, FUP, OFS and OFNS are provided according to the AUTOSAR standard. The architecture concept provides a timestamp unit (226), reference time computation unit (221), and a cache (227). The time stamp unit (226) detects the time of arrival of a synchronization message to the local clock (222) of the control unit and makes this information available to the reference time calculation unit (221).
Description
Die Erfindung betrifft das technische Gebiet der Synchronisation von Uhren in Steuergeräten, die über ein Bussystem vernetzt sind. Solche Steuergeräte werden vielfach in Kraftfahrzeugen eingesetzt. Vernetzte Steuergeräte sind auch in anderen Gebieten der Technik zu finden, z.B. in der Automatisierungstechnik, Prozesstechnik, usw. Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Synchronisation von Uhren in Steuergeräten und ein entsprechend eingerichtetes Steuergerät.The invention relates to the technical field of synchronization of clocks in control units, which are networked via a bus system. Such controllers are widely used in motor vehicles. Networked controllers are also found in other fields of technology, e.g. in automation technology, process technology, etc. The invention relates to a device for the synchronization of clocks in control units and a correspondingly equipped control unit.
In modernen Fahrzeugen werden eine Vielzahl von Steuergeräten verbaut. Alleine für den Antriebstrang werden eine Anzahl Steuergeräte eingesetzt, so z.B. Motor-Steuergerät, Getriebe-Steuergerät, ESP-Steuergerät, Fahrwerk-Steuergerät und weitere. Daneben gibt es auch noch weitere Steuergeräte, die im Bereich der Fahrzeugkarosserie verbaut werden und für bestimmte Komfortfunktionen sorgen. Als Beispiele werden genannt die Tür- oder Fensterheber-Steuergeräte, Klimaanlage-Steuergeräte, Sitzverstellungs-Steuergeräte, Airbag-Steuergeräte u.a. Dann gibt es weiterhin Steuergeräte, die zu dem Infotainment-Bereich zählen, wie Kamera-Steuergerät zur Umfeldbeobachtung, Navigationsgerät, RADAR- oder LIDAR-Gerät, Kommunikationsmodul und Entertainment-Gerät mit TV, Radio, Video und Musik-Funktion.In modern vehicles, a large number of control units are installed. For the powertrain alone, a number of controllers are used, e.g. Engine control unit, transmission control unit, ESP control unit, suspension control unit and more. In addition, there are also other control devices that are installed in the area of the vehicle body and provide certain comfort features. Examples include the door or window regulator control units, air conditioner control units, seat adjuster controllers, airbag control devices and the like. Then there are still infotainment control units, such as an environmental monitoring camera control unit, navigation device, RADAR or LIDAR device, communication module and entertainment device with TV, radio, video and music function.
Typischerweise werden die Steuergeräte der verschiedenen Kategorien jeweils mit einem separaten, für die Gerätekategorie entsprechend ausgelegten Bus vernetzt. Es können daher mehrere verschiedene Bussysteme im Fahrzeug eingesetzt werden. Die verschiedenen Bussysteme können dabei über Gateways miteinander verbunden sein, um einen Datenaustausch zu ermöglichen. Im Bereich der Antriebstrang-Steuergeräte wird typischerweise der CAN-Bus (Controller Area Network) eingesetzt, ebenfalls im Bereich der Komfort-Steuergeräte. Im Infotainment-Bereich kommen auch andere Bussysteme zum Einsatz, wie Bussysteme die auf Ethernet-Technologie beruhen, z.B. AVB (Audio Video Bridging) der auf der Standard-Familie nach IEEE 802.1 Standard basiert. Auch Bussysteme, bei denen die Datenübertragung über Lichtwellenleiter geschieht, sind einsetzbar. Als Beispiele werden genannt der MOST Bus (Media Oriented System Transport) oder der D2B Bus (Domestic Digital Bus).Typically, the controllers of the various categories are each networked with a separate bus designed for the equipment category. It can therefore be used in the vehicle several different bus systems. The various bus systems can be connected to each other via gateways to allow data exchange. In the field of powertrain control units, the CAN bus (Controller Area Network) is typically used, also in the area of comfort control units. In the infotainment area, other bus systems are also used, such as bus systems based on Ethernet technology, e.g. AVB (Audio Video Bridging) based on the standard family according to IEEE 802.1 standard. Bus systems in which the data is transmitted via optical fibers can also be used. Examples are the MOST Bus (Media Oriented System Transport) or the D2B Bus (Domestic Digital Bus).
Ein Problem bei der Vernetzung von Steuergeräten ist die Zeit-Synchronisation der Steuergeräte untereinander. Vielfach müssen die Steuergeräte ihre Steuerfunktionen synchron erledigen. Als Beispiel werden genannt sicherheitsrelevante Funktionen wie ein Bremsvorgang. Dabei arbeiten die Steuergeräte ESP-Steuergerät (enthält die ABS-Funktion), Motor-Steuergerät, Getriebe-Steuergerät und Fahrwerk-Steuergerät zusammen um z.B. bei einer Notbremsung die bestmögliche Bremsleistung zu realisieren. Abweichungen von wenigen Millisekunden bei Einleitung und/oder der Abarbeitung der Notbremsfunktion können sich dann schon auf den Bremsweg auswirken.A problem with the networking of ECUs is the time synchronization of the ECUs with each other. In many cases, the ECUs have to do their control functions synchronously. As an example are called safety-related functions such as a braking process. In this case, the control units ESP control unit (contains the ABS function), engine control unit, transmission control unit and suspension control unit work together, for example, by to realize the best possible braking performance during emergency braking. Deviations of a few milliseconds during initiation and / or the execution of the emergency braking function can then already affect the braking distance.
Bei dem AVB-Bus gibt es ein spezifisches Protokoll, welches zur präzisen Synchronisation der Infotainment-Geräte vorgesehen ist. Das Protokoll wurde in dem Standard IEEE 802.1AS spezifiziert. Danach tauschen die Geräte periodisch Zeitinformationen aus, die es beiden Teilnehmern an einer Verbindung ermöglichen ihre lokalen Uhren sehr päzise zu synchronisieren. Beim AVB Bus dient die Synchronisation den folgenden Zwecken:
- • um die Synchronizität von Datenströmen sicher zu stellen
- • um eine gemeinsame Zeitbasis für das Abtasten / Empfangen von Datenströmen an einem Quellgerät und die Präsentation dieser Streams am Zielgerät mit demselben relativen Timing bereit zu stellen.
- • to ensure the synchronicity of data streams
- • to provide a common time base for sampling / receiving data streams on a source device and presenting these streams to the target device with the same relative timing.
Innerhalb der Zeit-Domäne gibt es ein einziges Gerät namens „Grandmaster“, das ein „Master-Timing-Signal“ liefert. Alle anderen Geräte synchronisieren ihre Uhren mit dem „Master-Timing-Signal“.Within the time domain there is a single device named "Grandmaster" that provides a "master timing signal". All other devices synchronize their clocks with the "master timing signal".
Für den Bereich des CAN-Busses gibt es ebenfalls Anforderungen was die Synchronisation der Uhren der Steuergeräte anbelangt. Die AUTOSAR-Organisation hat ein Protokoll spezifiziert, welches es erlaubt mehrere Steuergeräte, die mit einem CAN Bus miteinander verbunden sind, zeitlich zu synchronisieren. Die Spezifikation hat den Titel „Specification of Synchronized Time-Base Manager“, AUTOSAR CP Release 4.3.0. Weitere Informationen zu diesem Thema finden sich in dem AUTOSAR-Dokument „Specification of Time Synchronisation over CAN“, AUTOSAR CP Release 4.3.0. Der Vorschlag bezieht sich aber auf eine Software-Lösung. Die erreichbare Genauigkeit der Zeitsynchronisation hängt dabei maßgeblich von der Genauigkeit der in den Synchronisationsnachrichten verwendeten, wie auch der in den Slave-Steuergeräten bei Ankunft der Synchronisationsnachrichten erfassten Zeitstempel ab.For the area of the CAN bus, there are also requirements as far as the synchronization of the clocks of the control devices is concerned. The AUTOSAR organization has specified a protocol which allows to synchronize several ECUs connected to a CAN bus. The specification is titled "Specification of Synchronized Time Base Manager", AUTOSAR CP Release 4.3.0. Further information on this topic can be found in the AUTOSAR document "Specification of Time Synchronization over CAN", AUTOSAR CP Release 4.3.0. The proposal, however, refers to a software solution. The achievable accuracy of the time synchronization depends decisively on the accuracy of the time stamp used in the synchronization messages as well as the timestamps detected in the slave controllers on arrival of the synchronization messages.
Um die Genauigkeit zu verbessern, hat die Organisation CiA (CAN in Automation) den Vorschlag hervorgebracht, die Erfassung der Zeitstempel („Frame Time Stamping“) im CAN Controller vorzunehmen. Die Spezifikation hat den Titel „Frame time-stamping“, CiA 603 Final Working Draft Version 0.0.5, Dezember 2016.To improve accuracy, the CiA (CAN in Automation) organization has come up with the proposal to perform frame time stamping in the CAN controller. The specification is titled "Frame time-stamping", CiA 603 Final Working Draft Version 0.0.5, December 2016.
Jedoch beschreiben weder AUTOSAR noch das CiA Dokument wie auf der Basis der gewonnenen Informationen die tatsächliche Zeitsynchronisation zu einem beliebigen Zeitpunkt durchgeführt werden kann.However, neither AUTOSAR nor the CiA document describe the actual as based on the information obtained Time synchronization can be performed at any time.
Die
Aus der
Aus der
Aus dem Bereich Ethernet sind verschiedene Protokolle zur Synchronisation von Uhren bekannt. Das bekannteste Network Time Protocol (NTP) ist ein Standard zur Synchronisierung von Uhren in Computersystemen über paketbasierte Kommunikationsnetze.From the field of Ethernet different protocols for the synchronization of clocks are known. The most popular Network Time Protocol (NTP) is a standard for synchronizing clocks in computer systems over packet-based communication networks.
Die Erfindung setzt sich zum Ziel eine praktikable Umsetzung der in dem erwähnten CiA Dokument angedachten Lösung die Zeitsynchronisation in den CAN-Controller zu integrieren anzugeben.The aim of the invention is to specify a practicable implementation of the solution proposed in the cited CiA document, the time synchronization in the CAN controller.
Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung zur Synchronisation von Uhren in Steuergeräten gemäß Anspruch 1, sowie ein Steuergerät gemäß Anspruch 11 gelöst.This object is achieved by a device for the synchronization of clocks in control devices according to claim 1, and a control device according to claim 11.
Die abhängigen Ansprüche beinhalten vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der Erfindung entsprechend der nachfolgenden Beschreibung dieser Maßnahmen.The dependent claims contain advantageous developments and improvements of the invention according to the following description of these measures.
Es wird eine vorteilhafte Hardware-Lösung für die Zeitsynchronisation im CAN Controller vorgeschlagen. Es werden die gemäß AUTOSAR-Standard vorgeschriebenen Synchronisations-Botschaften genutzt. Dabei besteht eine Besonderheit der Lösung darin, dass die Vorrichtung eine Zeitstempeleinheit, eine Referenzzeit-Recheneinheit und einen Zwischenspeicher aufweist, wobei die Zeitstempeleinheit den Zeitpunkt der Ankunft einer Synchronisations-Botschaft nach der in der Vorrichtung vorhandenen lokalen Uhr erfasst, und diesen erfassten Zeitpunkt der Referenzzeit-Recheneinheit zur Verfügung stellt. Dabei werden die Synchronisations-Informationen die in den Synchronisations-Botschaften mitgeteilt werden, in dem Zwischenspeicher gesammelt werden und ebenfalls der Referenzzeit-Recheneinheit zur Verfügung gestellt. Diese Lösung hat den Vorteil, dass die Netzwerkzeit, trotzdem, dass die Synchronisations-Botschaften nur periodisch in bestimmten Zeitabständen ankommen, mit Hilfe der erfassten Zeitstempel innerhalb des CAN-Controllers zu einem beliebigen Zeitpunkt berechnet werden kann. Das hat den Vorteil, dass für die Zeitsynchronisation auch zwischen den Synchronisationszeitpunkten eine hohe Genauigkeit erreicht werden kann, was sonst nicht der Fall ist. Aktionen, die von verschiedenen Steuergeräten synchron durchgeführt werden müssen, sind damit zu beliebigen Zeitpunkten mit hoher Genauigkeit durchführbar.An advantageous hardware solution for time synchronization in the CAN controller is proposed. The synchronization messages prescribed according to the AUTOSAR standard are used. In this case, a special feature of the solution is that the device has a time stamp unit, a reference time arithmetic unit and a buffer, wherein the time stamp unit detects the time of arrival of a synchronization message after the present in the device local clock, and this detected time of the reference time -Recheneinheit provides. In this case, the synchronization information communicated in the synchronization messages are collected in the buffer and also made available to the reference time computing unit. This solution has the advantage that the network time, despite the fact that the synchronization messages only arrive periodically at certain time intervals, can be calculated at any time using the detected time stamps within the CAN controller. This has the advantage that a high degree of accuracy can be achieved for the time synchronization even between the synchronization times, which is otherwise not the case. Actions that must be carried out synchronously by different control units can thus be carried out with high accuracy at any desired time.
Es ist von Vorteil, dass für die Vorrichtung ein Konfigurations-Register vorgesehen ist, das zur Einstellung der Berechnungsart der Zeitkorrekturwerte in der Referenzzeit-Recheneinheit dient. Es gibt verschiedene Methoden zur Berechnung der Netzwerkzeit, die bei AUTOSAR bereits angedacht sind. Diese können in der Referenzzeit-Recheneinheit vorgesehen werden. Über das Konfigurationsregister kann über die Applikationssoftware des Steuergerätes die gewünschte Berechnungsart ausgewählt werden.It is advantageous that a configuration register is provided for the device, which serves for setting the calculation of the time correction values in the reference time computing unit. There are several methods for calculating the network time, which are already considered in AUTOSAR. These can be provided in the reference time processing unit. Via the configuration register, the desired calculation type can be selected via the application software of the control unit.
Wie beschrieben werden die Synchronisations-Botschaften im Format von dem AUTOSAR-Standard mit dem Titel „Specification of Time Synchronisation over CAN“ entsprechend AUOTSAR CP Release 4.3.0 unterstützt. Dabei ist für die Übernahme der Daten in den Synchronisations-Botschaften SYNC und FUP ein Synchronisations-Register und für die Übernahme der Daten in den Synchronisations-Botschaften OFS und OFNS ein Offset-Register dem Zwischenspeicher vorgeschaltet. Dadurch kann sofort der Empfangspuffer des CAN-Controllers freigegeben werden für den Empfang weiterer Botschaften.As described, the synchronization messages are supported in the format of the AUTOSAR standard titled "Specification of Time Synchronization over CAN" according to AUOTSAR CP Release 4.3.0. In this case, for the acquisition of the data in the synchronization messages SYNC and FUP a synchronization register and for the acquisition of the data in the synchronization messages OFS and OFNS an offset register upstream of the buffer. As a result, the receive buffer of the CAN controller can be immediately released for receiving further messages.
Die Architektur der Lösung mit Zeitstempeleinheit, Referenzzeit-Recheneinheit und Zwischenspeicher ist sehr flexibel, so dass die Vorrichtung leicht weiter ausgebaut werden kann, wenn weitere Berechnungsarten unterstützt werden sollen. Bei AUTOSAR sind die beiden Ansätze „Rate Correction“ und „Offset Correction“ angedacht.The architecture of the solution with time stamp unit, reference time processing unit and buffer is very flexible, so that the device can be easily expanded if additional calculation types are to be supported. At AUTOSAR the two approaches "Rate Correction" and "Offset Correction" are considered.
Für die „Offset-Correction“ sind die beiden Varianten „Jump Correction“ und „Rate Adaptation“ angedacht. Dabei wird entweder eine Ratenanpassung vorgenommen oder aber es werden harte Sprünge bei der Synchronisierung in Kauf genommen. Beide Berechnungsarten der Zeitkorrektur werden in der beschriebenen Lösung unterstützt.For the "offset correction" the two variants "Jump Correction" and "Rate Adaptation" are considered. Either a rate adjustment is made or it will be hard Jumps in the synchronization accepted. Both calculation types of the time correction are supported in the described solution.
Für die Implementierung gemäß des Vorschlages ist es von Vorteil, dass die Zeitstempeleinheit lediglich das Eintreffen der Information in den Sychronisations-Botschaft SYNC mit einem Zeitstempel versieht. Die SYNC-Botschaft ist die erste für einen Synchronisationszeitpunkt eintreffende Synchronisations-Botschaft. Für die anderen Synchronisations-Botschaften braucht kein Zeitstempel erfasst zu werden. Die gesamte Verarbeitung der Synchronisations-Botschaften wird dadurch einfacher. Es braucht auch keine Schnittstelle zwischen Offset-Register und Zeitstempeleinheit vorgesehen werden.For the implementation according to the proposal, it is advantageous that the time stamp unit only provides the arrival of the information in the synchronization message SYNC with a time stamp. The SYNC message is the first synchronization message arriving at a synchronization time. For the other synchronization messages, no time stamp needs to be detected. All processing of the synchronization messages will be easier. There is also no need to provide an interface between the offset register and the time stamp unit.
Ebenfalls vorteilhaft ist, wenn zur Auslösung von zeitsynchronen Aktionen eine Interrupt-Generatoreinheit vorgesehen ist, die mit der Referenzzeit-Recheneinheit in Verbindung steht. Von der Referenzzeit-Recheneinheit bekommt die Interrupt-Generatoreinheit die genaue Netzwerkzeit. Diese wird in der Interrupt-Generatoreinheit genutzt um synchrone Aktionen durchzuführen. Dies kann durch Auslösung von Interrupts geschehen.It is also advantageous if an interrupt generator unit is provided for triggering time-synchronized actions, which is connected to the reference time computing unit. From the reference time computing unit, the interrupt generator unit gets the exact network time. This is used in the interrupt generator unit to perform synchronous actions. This can be done by triggering interrupts.
Dabei ist es von Vorteil, wenn für die Interrupt-Generatoreinheit ein Interruptkonfigurations-Register vorgesehen ist, über das einstellbar ist zu welchen Zeitpunkten oder mit welcher Zeitperiode ein Interrupt/Aktion ausgelöst werden soll.It is advantageous if an interrupt configuration register is provided for the interrupt generator unit, via which it is possible to set at which times or with which time period an interrupt / action is to be triggered.
Zusammengefasst gibt der Vorschlag eine besonders vorteilhafte Hardware-Implementierung für die Berechnung der Zeitkorrektur in einem lokalen Steuergerät eines Netzwerkes an. Dafür berechnet der CAN Controller das Taktverhältnis von seinem eigenen lokalen Takt zu dem Takt seines Synchronisationspartners. Dieses Taktverhältnis berechnet er aus zwei SYNC und Follow UP Nachrichten Paaren, die er über das Netz empfängt und seinem lokalen Eingangstaktsignal. Dies gilt unter der Annahme, dass sich der Offset welcher in den OFS und OFNS-Nachrichtenpaaren übermittelt wird im gleichen Zeitraum nicht ändert.In summary, the proposal specifies a particularly advantageous hardware implementation for calculating the time correction in a local controller of a network. For this purpose, the CAN controller calculates the clock ratio from its own local clock to the clock of its synchronization partner. It calculates this duty cycle from two SYNC and Follow UP messages pairs that it receives over the network and its local input clock signal. This is true under the assumption that the offset transmitted in the OFS and OFNS message pairs does not change in the same time period.
Bei bekanntem Taktverhältnis kann der CAN Controller unter Berücksichtigung des Zeitoffsets, den er ebenfalls über das Netzwerk in den Synchronisations-Botschaften OFS und OFNS empfängt, zu einem beliebigen Zeitpunkt auf Basis seiner lokalen Zeit, und dem Eingangstaktsignal, die Netzwerkzeit berechnen.Given a known clock ratio, the CAN controller, taking into account the time offset that it also receives via the network in the synchronization messages OFS and OFNS, at any time based on its local time, and the input clock signal, calculate the network time.
Der CAN-Controller kann dann die Zeitinformation über ein Register auslesbar machen. Zum anderen kann der CAN-Controller als Taktquelle nach der Netzwerkzeit dienen um so hochgenaue zeitsynchrone Operationen auszulösen.The CAN controller can then make the time information readable via a register. On the other hand, the CAN controller can serve as a clock source after the network time to trigger high-precision time-synchronous operations.
Eine Erweiterung besteht darin, dass der CAN Controller beim Senden von Nachrichten diese automatisch mit aktuellen Zeitstempeln der Netzwerkzeit versieht.An extension is that the CAN controller automatically sends timestamps of the network time when sending messages.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird nachfolgend anhand der Figuren näher erläutert.An embodiment of the invention is illustrated in the drawings and will be explained in more detail with reference to FIGS.
Es zeigen:
-
1 ein Blockdiagramm für ein Fahrzeug-Bordnetzwerk mit Steuergeräten verschiedener Kategorie; -
2 das Prinzip des Zeitsynchronisations-Prozesses mit Hilfe periodisch auftretender Synchronisations-Nachrichten, wie er von AUTOSAR spezifiziert wurde; -
3 die Gegenüberstellung zweier Varianten eines Blockschaltbildes einer CAN-Busschnittstelle bei der die Funktion der Zeitsynchronisation einmal mit Hilfe von Software und zum anderen mit Hardwaremitteln realisiert wurde; -
4 ein Blockschaltbild des Zeitsynchronisationsblocks im CAN-Controller, der bei der Hardware-Lösung eingesetzt wird; und -
5 ein Diagramm, dass den Vergleich der verschiedenen Methoden der Zeitkorrektur, die bei der Zeitsynchronisation einsetzbar sind, illustriert.
-
1 a block diagram for a vehicle on-board network with control units of various categories; -
2 the principle of the time synchronization process with the help of periodically occurring synchronization messages as specified by AUTOSAR; -
3 the comparison of two variants of a block diagram of a CAN bus interface in which the function of the time synchronization was realized once with the help of software and the other with hardware means; -
4 a block diagram of the time synchronization block in the CAN controller, which is used in the hardware solution; and -
5 a diagram that illustrates the comparison of the different methods of time correction that can be used in the time synchronization.
Die vorliegende Beschreibung veranschaulicht die Prinzipien der erfindungsgemäßen Offenbarung. Es versteht sich somit, dass Fachleute in der Lage sein werden, verschiedene Anordnungen zu konzipieren, die zwar hier nicht explizit beschrieben werden, die aber Prinzipien der erfindungsgemäßen Offenbarung verkörpern und in ihrem Umfang ebenfalls geschützt sein sollen.The present description illustrates the principles of the disclosure of the invention. It will thus be understood that those skilled in the art will be able to devise various arrangements which, while not explicitly described herein, are intended to embody principles of the invention and to be equally limited in scope.
Das moderne Kraftfahrzeug kann aber noch weitere Komponenten aufweisen wie Videokameras, z.B. als Rückfahrkamera oder als Fahrerüberwachungskamera als auch ein Radargerät für die Realisierung eines Radartempomaten oder zur Realisierung eines Abstandswarnungs- oder Kollisionswarnungsgerätes.However, the modern motor vehicle may have other components such as video cameras, e.g. as a rear view camera or as a driver monitoring camera as well as a radar device for the realization of a Radartempomaten or for the realization of a distance warning or collision warning device.
Im Kraftfahrzeug befinden sich dann auch noch weitere elektronische Vorrichtungen. Diese sind mehr im Bereich der Fahrgastzelle angeordnet und werden oft auch von dem Fahrer bedient. Beispiele sind eine Benutzerschnittstellenvorrichtung mit der der Fahrer Fahrmodi anwählen kann, aber auch klassische Komponenten bedienen kann. Darunter fallen Gangwahl sowie auch Blinker-Steuerung, Scheibenwischersteuerung, Lichtsteuerung, usw. Diese Benutzerschnittstellenanordnung ist mit der Bezugszahl
Davon unterschieden wird oft ein Navigationssystem
Es wird diesbezüglich auf die bereits erwähnten Bussysteme AVB (Audio Video Bridging), den MOST Bus (Media Oriented System Transport) oder den D2B Bus (Domestic Digital Bus) hingewiesen. Zu dem Zweck, das fahrzeugrelevante Sensordaten über die Kommunikationsschnittstelle
Dabei wird in einer per Broadcast übertragenen SYNC-Botschaft der zweite Teil (
In
Die Information
In dem Time-Slave
Die Bedeutung der Anteile t3r - t2r und s(t0r) + t4r ist in der
AUTOSAR sieht auch die Verwendung von Offset-Synchronisations- Botschaften OFS und OFNS vor. Sie dienen zur Korrektur eines Offset-Wertes, um den die übermittelten Zeitwerte in den SYNC-Botschaften zu korrigieren sind. Die Korrekturwerte werden von dem Time-Master
Die
Im linken Teil ist die Software-Lösung dargestellt, wie sie bei AUTOSAR für die Zeitsynchronisation vorgeschlagen wird. Mit der Bezugszahl
Im rechten Teil ist die Hardware-Lösung dargestellt, wie sie hier für die Zeitsynchronisation vorgeschlagen wird. Mit der Bezugszahl
Wie die Berechnung der globalen Netzwerkzeit in der Recheneinheit
An die Recheneinheit
Mit Kurve
Zur Zeitkorrektur der lokalen Uhr werden bei AUTOSAR verschiedene Mechanismen vorgeschlagen. Diese sind „Rate Correction“, „Rate Adaptation“ und „Jump Correction“. Die Kurve
Dabei sind die Werte t1 und tn1a aus
Das Ergebnis der Korrektur nach der Methode der „Rate Adaptation“ ist in
Dabei ist t2e der Zeitpunkt der von dem Time-Slave errechnet wird. Es handelt sich um den Wert nach der lokalen Uhr zu dem der nächste Synchronisationszeitpunkt zu erwarten ist, s. unten.Where t 2e is the time calculated by the time slave. It is the value after the local clock at which the next synchronization time is expected, s. below.
Für die in
Mit a1:
In
Der nächste zu erwartende Synchronisationszeitpunkt t2e wird nach folgender Formel berechnet:
Für den Fehlerwert ε1 gilt:
Grundsätzlich ist die Methode der Rate Adaptation zu bevorzugen. Allerdings ist sie nur anwendbar, wenn die folgenden Bedingungen für die Winkel eingehalten werden:
Die Offenbarung ist nicht auf die hier beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt. Es gibt Raum für verschiedene Anpassungen und Modifikationen, die der Fachmann aufgrund seines Fachwissens als auch zu der Offenbarung zugehörend in Betracht ziehen würde.The disclosure is not limited to the embodiments described herein. There is room for various adjustments and modifications that the professional due to his Expertise as well as belonging to the disclosure.
Alle hierin erwähnten Beispiele wie auch bedingte Formulierungen sind ohne Einschränkung auf solche speziell angeführten Beispiele zu verstehen. So wird es zum Beispiel von Fachleuten anerkannt, dass das hier dargestellte Blockdiagramm eine konzeptionelle Ansicht einer beispielhaften Schaltungsanordnung darstellt. In ähnlicher Weise ist zu erkennen, dass ein dargestelltes Flussdiagramm, Zustandsübergangsdiagramm, Pseudocode und dergleichen verschiedene Varianten zur Darstellung von Prozessen darstellen, die im Wesentlichen in computerlesbaren Medien gespeichert und somit von einem Computer oder Prozessor ausgeführt werden können.All examples mentioned herein as well as conditional formulations are to be understood without limitation to such specifically mentioned examples. For example, it will be appreciated by those skilled in the art that the block diagram presented here represents a conceptual view of exemplary circuitry. Similarly, it will be appreciated that an illustrated flowchart, state transition diagram, pseudocode, and the like are various variants for representing processes that may be stored substantially in computer-readable media and thus executed by a computer or processor.
Es sollte verstanden werden, dass das vorgeschlagene Verfahren und die zugehörigen Vorrichtungen in verschiedenen Formen von Hardware, Software, Firmware, Spezialprozessoren oder einer Kombination davon implementiert werden können. Spezialprozessoren können anwendungsspezifische integrierte Schaltungen (ASICs), Reduced Instruction Set Computer (RISC) und / oder Field Programmable Gate Arrays (FPGAs) umfassen. Vorzugsweise wird das vorgeschlagene Verfahren und die Vorrichtung als eine Kombination von Hardware und Software implementiert. Die Software wird vorzugsweise als ein Anwendungsprogramm auf einer Programmspeichervorrichtung installiert. Typischerweise handelt es sich um eine Maschine auf Basis einer Computerplattform die Hardware aufweist, wie beispielsweise eine oder mehrere Zentraleinheiten (CPU), einen Direktzugriffsspeicher (RAM) und eine oder mehrere Eingabe/Ausgabe (I/O) Schnittstelle(n). Auf der Computerplattform wird typischerweise außerdem ein Betriebssystem installiert. Die verschiedenen Prozesse und Funktionen, die hier beschrieben wurden, können Teil des Anwendungsprogramms sein, oder ein Teil der über das Betriebssystem ausgeführt wird.It should be understood that the proposed method and apparatus may be implemented in various forms of hardware, software, firmware, special purpose processors, or a combination thereof. Special purpose processors may include Application Specific Integrated Circuits (ASICs), Reduced Instruction Set Computer (RISC), and / or Field Programmable Gate Arrays (FPGAs). Preferably, the proposed method and apparatus is implemented as a combination of hardware and software. The software is preferably installed as an application program on a program storage device. Typically, it is a machine based computer platform that includes hardware such as one or more central processing units (CPU), random access memory (RAM), and one or more input / output (I / O) interface (s). The computer platform also typically installs an operating system. The various processes and functions described herein may be part of the application program, or part that is executed via the operating system.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 100100
- Kfz-ElektronikAutomotive electronics
- 102102
- Infotainment-BusInfotainment Bus
- 104104
- CAN-BusCAN bus
- 105105
- Kameracamera
- 110110
- On-Board UnitOn-board unit
- 120120
- Navigationssystemnavigation system
- 130130
- Bedienungseinheitoperating unit
- 140140
- Gatewaygateway
- 151151
- Motor-SteuergerätMotor control unit
- 152152
- ESP-SteuergerätESP control unit
- 153153
- Getriebe-SteuergerätTransmission controller
- 161161
- Sensor 1Sensor 1
- 162162
- Sensor 2Sensor 2
- 163163
- Sensor 3Sensor 3
- 221221
- Netzwerkzeit-RecheneinheitNetwork time arithmetic unit
- 222222
- Lokalzeit-RegisterLocal time register
- 223223
- Interrupt-GeneratorInterrupt generator
- 224224
- Konfigurations-RegisterConfiguration Registers
- 225225
- Interrupt Konfigurations-RegisterInterrupt configuration register
- 226226
- Zeitstempel-ErfassungseinheitTime stamp acquisition unit
- 227227
- Zwischenspeichercache
- 228228
- Synchronisations-RegisterSynchronization register
- 229229
- Offset-RegisterOffset register
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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