用于在終端設(shè)備中檢驗信息接收的方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及用于在終端設(shè)備（200）中檢驗信息接收的方法，具有以下步驟：確定接收時刻（tE,0），在所述接收時刻，終端設(shè)備經(jīng)由通信媒介（100）接收了信息；確定分析時刻（tA,0），在所述分析時刻，通過終端設(shè)備對信息進行分析；形成在分析時刻和接收時刻之間的差（Δtx）；和根據(jù)所述差（Δtx）確定信息接收是否是無故障的。
【專利說明】用于在終端設(shè)備中檢驗信息接收的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于在終端設(shè)備中檢驗信息接收的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在現(xiàn)代車輛中使用大量密集地相互通信的控制設(shè)備。除了經(jīng)由所謂的控制器局域網(wǎng)(CAN)的標準通信之外，也越來越多地使用FlexRay網(wǎng)絡(luò)用于快速和可靠的信息交換。
[0003]FlexRay總線是時間控制總線，其可以在第一和第二終端設(shè)備(例如控制設(shè)備)之間傳輸消息(信息)。信息能夠以預(yù)先給定的時間間隔(Zeitraster)(例如每隔IOms)或者基于事件地(例如根據(jù)轉(zhuǎn)速)被發(fā)送。
[0004]除了實際的信息內(nèi)容之外，對于接收終端設(shè)備而言特別是在安全攸關(guān)的數(shù)據(jù)情況下重要的是知道發(fā)送終端設(shè)備是否仍正確地工作并且發(fā)送當前數(shù)據(jù)以及傳輸是否無故障地進行。
[0005]終端設(shè)備和FlexRay總線分別以時鐘控制的方式工作:發(fā)送終端設(shè)備在此用每個時鐘脈沖提供信息，F(xiàn)lexRay總線用每個時鐘脈沖接收由發(fā)送終端設(shè)備所提供的信息并且將所述信息傳送給接收終端設(shè)備。接收終端設(shè)備最后用每個時鐘脈沖分析由FlexRay總線所傳送的信息。
[0006]即使在時鐘頻率相同的情況下，F(xiàn)lexRay總線(更確切地是總線驅(qū)動器)和終端設(shè)備的時鐘也分別以自己的時基為基礎(chǔ)，使得所提及的元件的時鐘脈沖可能有規(guī)律地彼此偏移。時鐘頻率和相應(yīng)的時基一起預(yù)先給定相應(yīng)的元件(FlexRay總線或終端設(shè)備)可以是活躍的時間。
[0007]在最佳情況下，時基彼此協(xié)調(diào)，使得FlexRay總線可以恰好在發(fā)送終端設(shè)備提供信息的時刻接收和傳送該信息，并且接收終端設(shè)備可以在FlexRay總線可以提供該信息的瞬間對所述信息進行分析。
[0008]但是事實上，時基彼此偏移，使得在傳輸時發(fā)生延遲(等待時間)。
[0009]遵守時鐘的假定和從而位移的規(guī)律性也是不切合實際的。更確切地說，出現(xiàn)所謂的抖動，也即在通過參與的元件遵守時鐘時發(fā)生精度波動。即使例如接收終端設(shè)備和FlexRay總線(如上所述的)最佳地彼此調(diào)諧(使得接收終端設(shè)備原則上可以恰好在FlexRay總線的時鐘預(yù)先給定傳輸?shù)臅r刻分析消息)，接收終端設(shè)備也只能當FlexRay總線實際上也最遲直至為此設(shè)置的時刻提供信息時才對該消息進行分析:而在延遲情況下接收終端設(shè)備可能在其下一時鐘脈沖時才分析該信息。同樣，分析時刻在接收終端設(shè)備中可能由于計算負荷波動而變化。對應(yīng)的適用于FlexRay總線和發(fā)送終端設(shè)備的相互作用。所謂的干擾在接收終端設(shè)備中必須在信息計數(shù)器防抖動(Entprellung)時、也即在檢驗信息是否有規(guī)律地被接收或者信息內(nèi)容是否仍是最新的時被考慮。如果想要例如在信息缺席時發(fā)起故障反應(yīng)，則可能由于在傳輸中的抖動影響和在接收機中的波動的計算負荷只有在兩個時間時鐘之后才開始故障反應(yīng)，以避免誤反應(yīng)(無根據(jù)的故障反應(yīng))。在信號鏈中、例如在發(fā)送終端設(shè)備中的延遲和其他容差在此情況下仍不予考慮。[0010]特別是對于混合動力車輛的日益增加的安全性要求需要越來越快地識別故障狀態(tài)和快速觸發(fā)預(yù)先給定的故障反應(yīng)。附加的是，由于日益增加的總線負荷，信息部分地以更慢的時間間隔被推移并且從而每個時鐘損耗在故障識別之前變得更關(guān)鍵。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]因此本發(fā)明具有以下任務(wù):提供允許在可靠地監(jiān)控通信系統(tǒng)時減少等候時間的可能性。
[0012]根據(jù)本發(fā)明，建議具有權(quán)利要求1的特征的用于在終端設(shè)備中檢驗信息接收的方法。有利的擴展方案是從屬權(quán)利要求以及隨后的描述的主題。
[0013]本發(fā)明導(dǎo)致在可以由接收終端設(shè)備確定出通信系統(tǒng)中(也即在發(fā)送終端設(shè)備中或在通信媒介中)的缺陷之前的識別持續(xù)時間的縮短。因此不需要等待高達三個或更多的缺席的消息。更確切地說，本發(fā)明對于檢驗功能利用對接收時刻的分析，所述接收時刻也即由終端設(shè)備接收信息或消息的時刻，并且確定在分析時刻時的差，所述分析時刻也即在終端設(shè)備中處理信息的時刻。基于該差，尤其是通過閾值比較可以識別出，在接收之后是否在允許的時幀中發(fā)生分析。
[0014]為此可以有利地設(shè)定具有下限和上限的時間區(qū)間，對于所述時間區(qū)間以下適用:如果該差處于下限之下，則可以確定能運行。如果該差處于上限之上，則可以確定有故障。如果該差處于該區(qū)間中，則判定是不可能的并且檢驗功能必須在稍后時刻、優(yōu)選地在下一時鐘區(qū)間中被重新調(diào)用。于是在該下一時鐘區(qū)間中要么存在新的信息，要么可以可靠地推斷出缺乏信息，因為在最后所接收的信息和當前分析時刻之間的時間明顯地高于允許的時間區(qū)間的上限。
[0015]優(yōu)選地，如果在分析時刻和接收時刻之間的差處于該區(qū)間中，則在下次調(diào)用檢驗功能之前的時間被縮短。例如，檢驗功能在半個時鐘區(qū)間之后就已經(jīng)可以被重新調(diào)用。由此故障的更快速識別變得可能。
[0016]在終端設(shè)備中的信息接收和信息處理的時刻(大致對應(yīng)于在總線上和在終端設(shè)備中時鐘的彼此間位置)迄今不被分析。為了在終端設(shè)備中監(jiān)控信息，這意味著，在基于時間的分析時防抖動時間的施加被延長一個時間時鐘，以便截獲可能的抖動效應(yīng)。由此在時間時鐘的彼此間位置使得不可能出現(xiàn)抖動效應(yīng)的情況下，將防抖動時間不必要地延長一個時鐘。(防抖動意味著，在故障被識別的情況下不是立即開始故障反應(yīng)，而是還要等待一定時間(防抖動時間)/一定數(shù)量的功能調(diào)用。如果在該時間內(nèi)故障又消失(例如卻又有新的信息到來)，則不觸發(fā)故障反應(yīng)。
[0017]本發(fā)明的結(jié)果是，通過在終端設(shè)備(例如在機動車中的控制設(shè)備)中分析信息接收時間和處理時間將該附加防抖動時鐘限制到以下情況，在這些情況下實際上可能出現(xiàn)抖動偏移。由此可以對于所述情況的大部分將所需要的防抖動時間減小一個時間時鐘。
[0018]優(yōu)選地，確定判定時鐘區(qū)間，在該判定時鐘區(qū)間中判定通信系統(tǒng)是否是有故障的。該判定時鐘區(qū)間根據(jù)差可以是當前時鐘區(qū)間，在當前時鐘區(qū)間中該差被確定，或者是直接緊接的時鐘區(qū)間(分別涉及終端設(shè)備時鐘控制)。
[0019]本發(fā)明特別適用于在Flexray總線情況下使用，因為FlexRay總線擁有時基。因此，接收時刻的測量可以特別簡單地進行。但是本發(fā)明也可以有利地在其它總線系統(tǒng)、例如CAN情況下使用。必要時，在此情況下需要終端設(shè)備的、用于確定接收時刻的對應(yīng)裝置。
[0020]在第一替代方案中，例如終端設(shè)備中的FlexRay驅(qū)動組件除了信息之外也將接收時刻一起存儲在其自己的時基中。為了換算成終端設(shè)備時基，由終端設(shè)備使用時基的偏移。該偏移可以在運行中被確定。
[0021]在第二替代方案中，例如終端設(shè)備中的FlexRay驅(qū)動組件在接收信息時提取終端設(shè)備時基中的當前終端設(shè)備時間并且除了信息之外還存儲該當前終端設(shè)備時間。
[0022]在第三替代方案中，終端設(shè)備中的例如FlexRay驅(qū)動組件或CAN驅(qū)動組件在接收信息時觸發(fā)終端設(shè)備并且該終端設(shè)備將接收時刻存儲在終端設(shè)備時基中。
[0023]本發(fā)明計算單元——例如機動車的控制設(shè)備——尤其是在編程技術(shù)上被設(shè)立用于執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明的方法。
[0024]以軟件形式實施該方法也是有利的，因為這引起特別小的成本，尤其是當進行執(zhí)行的控制設(shè)備還被用于其他任務(wù)并且從而無論如何存在時。適用于提供計算機程序的數(shù)據(jù)載體尤其是磁盤、硬盤、閃存、EEPR0M、⑶-ROM、DVD等。經(jīng)由計算機網(wǎng)絡(luò)(互聯(lián)網(wǎng)、內(nèi)聯(lián)網(wǎng)等)下載程序也是可能的。
[0025]本發(fā)明的其他優(yōu)點和擴展方案從說明書和附圖中得出。
[0026]不言而喻，上述的和隨后還要闡述的特征可以不僅以分別說明的組合、而且也以其他組合或單獨地被使用，而不偏離本發(fā)明的范圍。
[0027]本發(fā)明借助實 施例在附圖中示意性地示出并且下面參照附圖詳盡地予以描述。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0028]圖1示意性地示出本發(fā)明方法的優(yōu)選實施方式的流程。
【具體實施方式】
[0029]在圖1中借助時間方案圖解本發(fā)明方法的優(yōu)選實施方式。在該方案中，沿著時間t繪出各個編號的時鐘區(qū)間10。上面的時間射線100示出這里作為FlexRay總線構(gòu)造的通信媒介(包含終端設(shè)備上的FlexRay驅(qū)動組件)的時基，下面的時間射線200示出這里作為控制設(shè)備構(gòu)造的(接收)終端設(shè)備的計算機核的時基。通信媒介和終端設(shè)備是通信系統(tǒng)的部分，所述通信系統(tǒng)通常至少還具有另外的發(fā)送終端設(shè)備。
[0030]如開頭所闡述的，F(xiàn)lexRay總線以及控制設(shè)備都以時鐘控制的方式工作，使得各個過程步驟、諸如在圖1中首次在時刻
t6,T.的消息傳輸和在圖1中首次在時刻的消息處理在時鐘區(qū)間中進行。按照“時
分多址(TDMA)”方案對連接在FlexRay總線上的終端設(shè)備加以管理。終端設(shè)備上的每個FlexRay驅(qū)動組件被利用同一個時鐘同步并且一直等待到輪到該FlexRay驅(qū)動組件寫到所述總線上。
[0031]為了非基于事件地(也即傳統(tǒng)的基于時間地)傳輸信息，設(shè)定時間間隔Tci，所述時間間隔定義在兩個有規(guī)律地傳輸(例如由另一控制設(shè)備傳輸)的信息之間的間隔。該時間間隔tEJ ,...)通常根據(jù)相應(yīng)的信息被施加，例如可以較頻繁地傳送安全攸關(guān)的信息并且較稀少地傳送不太安全攸關(guān)的信息。在同一個時間間隔(hth tA1+'…)中，在控制設(shè)備中也發(fā)生信息的處理。符合目的地，檢驗功能的調(diào)用基本上也在消息處理的時鐘區(qū)間中運行。
[0032]基于FlexRay總線、這里更確切地是控制設(shè)備的通信接口的驅(qū)動組件和控制設(shè)備、這里更確切地是控制設(shè)備的計算機核的獨立的時基，在接收時刻％.，和處理時刻tAil之間可以出現(xiàn)或多或少大的時鐘區(qū)間位移Δο (<TC)。
[0033]由總線上的抖動決定地,在正常運行中在兩個信息之間的最大時間可以為
Tmav =TfTimmax，其中是最大可能的抖動時間(在該圖中稱為τρ。
[0034]在優(yōu)選的實施方式中，附加地可以考慮在接收控制設(shè)備中接收和處理信息之間的計算運行時間在圖中也稱為IV)。由計算負荷波動決定地，得出另外的抖動并且計算運行時間處于τ
運行時間，min和T運行時間，max 之間。因此在正常運行中得出在信息接收和分析之間的期望的最大滯后時間At_為
At?:iw? = Tq^bk +T 運行時間，max。
[0035]在迄今無時間測量的信息監(jiān)控情況下，為了考慮抖動效應(yīng)總是等待信息的失效，因為時鐘彼此間的位置是未知的。因此從最后有效的信息輸入直至信息失效的識別為止根據(jù)總線時鐘和控制設(shè)備時鐘彼此間的位置得出在最小Λ tx.ftPt=2*T0+TgffWfs]；min和最大Δ tx.故障=3*T0+T
運行時間，max 之間的滯后時間。
[0036]本發(fā)明提供通過時間監(jiān)控減少該滯后時間的可能性。為此，信息接收的時刻和處理的時刻被測量并且除了信息之外也加以存儲。
[0037]滯后時間Δ tx=tx.分析_tx.接收在正常運行中小于AWwx。
[0038]從這些考慮出發(fā)，在調(diào)用檢驗功能時可以對以下情況進行區(qū)分:
a) Δ tx<T0+T 運行時間，min_T 抖動，max
在該情況下，已經(jīng)可以在當前分析時鐘區(qū)間中可靠地識別出，所處理的信息是最新的。當前分析時鐘區(qū)間因此變成判 定時鐘區(qū)間(也即變成判定通信系統(tǒng)是正確地還是有故障地工作的時鐘區(qū)間)。
[0039]b) T0+T 運行時間，min_T 抖動，max〈 Δ tx<T0+T 運行時間，max+T 抖動，max
在該情況下，在當前分析時鐘區(qū)間中仍不能可靠地識別，所處理的信息是否是最新的。檢驗功能在稍后時刻被重新調(diào)用。該稍后時刻符合目的地最遲是緊接的下一分析時鐘區(qū)間。但是為了加速判定，檢驗功能也可以與分析時鐘區(qū)間無關(guān)地、例如在一半的分析時鐘區(qū)間之后就已經(jīng)被重新調(diào)用。
[0040]c) A tx>T0+T 運行時間’隱+T 抖動，max
在該情況下，在當前分析時鐘區(qū)間中可以可靠地識別，所處理的信息不是最新的。發(fā)送終端設(shè)備和/或通信媒介不是無故障地工作。當前分析時鐘區(qū)間因此變成判定時鐘區(qū)間。
[0041]彳目息失效因此已經(jīng)在超過閾TQ+T運行時間，max+T抖動，max時被識別。
[0042]因此在信息時鐘為IOms并且總抖動為± Ims時，已經(jīng)從第Ilms起、也即在90%的情況下當在接收時間和分析時間之間的時間偏移相同分布時可以識別在第一失效信息情況下的信息失效。剩余的不清楚的情況可以可靠地在下一時鐘調(diào)用時得到澄清。
【權(quán)利要求】
1.用于在終端設(shè)備(200)中檢驗信息接收的方法，具有以下步驟: 確定接收時刻(tw)，在所述接收時刻，終端設(shè)備經(jīng)由通信媒介(100)接收了信息； 確定分析時刻(tw)，在所述分析時刻，通過終端設(shè)備對信息進行分析； 形成在分析時刻和接收時刻之間的差(Atx);和 根據(jù)所述差(Atx)確定信息接收是否是無故障的。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中根據(jù)所述差(Atx)確定信息接收是否是無故障的包括:將所述差(Atx)與具有下區(qū)間極限和上區(qū)間極限的預(yù)先給定的時間區(qū)間相比較。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中預(yù)先給定的區(qū)間的上區(qū)間極限至少計算為由通信媒介(100)的時鐘長度、信息的最大計算運行時間和最大抖動時間的總和。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的方法，其中信息經(jīng)由總線(100)被傳送給終端設(shè)備(200)并且預(yù)先給定的區(qū)間是閉區(qū)間，該閉區(qū)間的長度至少是在總線上和/在接收設(shè)備中的最大抖動時間的雙倍。
5.根據(jù)權(quán)利要求2至4之一所述的方法，其中當所述差(Atx)小于下區(qū)間極限時，確定信息接收是無故障的。
6.根據(jù)權(quán)利要求2至5之一所述的方法，其中當所述差(Atx)大于上區(qū)間極限時，確定信息接收不是無故障的。
7.根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的方法，其中當信息接收不是無故障的時，開始故障歷程。
8.根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的方法，其中當所述差(Atx)處于預(yù)先給定的時間區(qū)間中時，該方法在稍后時刻被重新執(zhí)行。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中該稍后時刻最遲是終端設(shè)備的直接緊接的處理時鐘。
10.根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的方法，其中根據(jù)所述差(Atx)確定信息接收是否是無故障的包括以下步驟: 根據(jù)所述差(Atx)確定判定時鐘區(qū)間(t"，tM); 在判定時鐘區(qū)間(tA,0，tAil)中判定，信息接收是否是無故障的。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中分析時刻處于分析時鐘區(qū)間中，并且其中確定判定時鐘區(qū)間包括: 確定所述差(Atx)不處于預(yù)先給定的時間區(qū)間中并且將判定時鐘區(qū)間設(shè)定為分析時鐘區(qū)間； 或者 確定所述差(Atx)處于預(yù)先給定的時間區(qū)間中并且將判定時鐘區(qū)間設(shè)定為直接緊跟分析時鐘區(qū)間的時鐘區(qū)間。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中終端設(shè)備確定所述差(Atx)不處于預(yù)先給定的時間區(qū)間中，以及其中所述方法還包括: 當確定所述差(Atx)大于預(yù)先給定的時間區(qū)間的上區(qū)間極限時，確定信息接收不是無故障的；和/或 當確定所述差(Atx)小于預(yù)先給定的時間區(qū)間的下區(qū)間極限時，確定信息接收是無故障的。
13.根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的方法，其中通信媒介是FlexRay總線或CAN總線。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中確定接收時刻(tE，J包括: 通過FlexRay驅(qū)動組件從由FlexRay驅(qū)動組件存儲在FlexRay時基中的信息接收時刻和從在FlexRay時基和終端設(shè)備時基之間的時基偏移來計算在終端設(shè)備時基中的接收時刻(tE，。)；或 通過終端設(shè)備從由FlexRay驅(qū)動組件存儲在FlexRay時基中的信息接收時刻和從在FlexRay時基和終端設(shè)備時基之間的時基偏移來計算在終端設(shè)備時基中的接收時刻(tE，J ；或 通過FlexRay驅(qū)動組件或CAN驅(qū)動組件促使終端設(shè)備確定在接收信息時的接收時刻(ο)。
15.計算單元，所述計算單元被設(shè)立用于執(zhí)行根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的方法。
16.具有程序代碼裝置的計算機程序，當所述程序代碼裝置在尤其是根據(jù)權(quán)利要求15的計算單元上被實施時，所述程序代碼裝置促使該計算單元執(zhí)行根據(jù)權(quán)利要求1至14之一所述的方法。
17.機器可讀存儲·介質(zhì)，具有其上所存儲的根據(jù)權(quán)利要求16所述的計算機程序。
【文檔編號】H04L1/14GK103825680SQ201310574768
【公開日】2014年5月28日 申請日期:2013年11月18日 優(yōu)先權(quán)日:2012年11月19日
【發(fā)明者】M.朔伊勒, D.瓦格納 申請人:羅伯特·博世有限公司