(57)【要約】  各々の場合において、２つのチャネルの各々（Ａ、Ｂ）に関して１つの通信制御器（２、６）を備える二重チャネルネットワーク。２つの前記チャネル（Ａ、Ｂ）が、時間的に一致して作動することを保証するために、現在の状態（「作動可能」、「中止」）の交換が、外部的又はチップ上のインターフェイス（１ａ、１ｂ）を介して行われる。コールドスタート作動は、両方の通信制御器が「作動可能」状態にある場合にのみ、又はその状態が続いている限りは実行される。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも２つのチャネルと「コールドスタートノード」タイプの少なくとも第１及び第２ノードとを有する時間トリガ型通信システムにおいて、
−第１通信制御器は第１チャネルに割り当てられ、及び第２通信制御器は第２チャネルに割り当てられ、
−前記第１及び前記第２通信制御器は、ローカルクロックを各々有し、前記ローカルクロックは、互いに独立しており、
−前記チャネル間の通信に関するインターフェイスは、前記第１通信制御器及び前記第２通信制御器の間に配置され、
−両方の通信制御器は、状態信号（「作動可能」、「中止」）を発生、送信、受信及び記憶する手段を有し、
−両方の通信制御器が、両方とも「作動可能」状態である場合にのみ、開始動作を実行する
ことを特徴とする時間トリガ型通信システム。
【請求項２】
２つの前記ローカルクロックの各々が別の発振器によってパルスされることを特徴とする、請求項１に記載の時間トリガ型通信システム。
【請求項３】
両方の通信制御器が、起動タイマを発生する異なって設定可能な手段を有することを特徴とする、請求項１または２の何れか一項に記載の時間トリガ型通信システム。
【請求項４】
両方の通信制御器が、開始信号又は中止信号を受信する手段を有することを特徴とする請求項１ないし３の何れか一項に記載の時間トリガ型通信システム。
【請求項５】
両方の通信制御器が、単一チップにおいて配置されること、及び前記インターフェイスもこのチップにおいて集積化されることを特徴とする、請求項１ないし４の何れか一項に記載の時間トリガ型通信システム。
【請求項６】
両方の通信制御器が夫々個別のチップに配置されること、及び前記インターフェイスが外部的に配置されることを特徴とする、請求項１ないし４の何れか一項に記載の時間トリガ型通信システム。
【請求項７】
時間トリガ型通信システム、特に請求項１ないし６の何れか一項に記載の通信システムにおいて同期型コールドスタートを実行する方法であって、
−各々の通信制御器においてパラメータに基づき状態信号を発生するステップと、
−前記状態信号を関連する他の前記通信制御器へインターフェイスを介して送信するステップと、
−前記通信制御器の各々によって、夫々自身の状態を関連する他の前記通信制御器の状態と比較するステップと、
−両方の通信制御器が「作動可能」状態である場合に及びこの状態が続いている限りは、コールドスタートを実行するステップと
を有する方法。
【請求項８】
請求項７に記載の方法において、前記コールドスタートを実行する全ての状況が、対象とする前記コールドスタートのノードに関して存在する場合に、作動可能信号が発生され、故障が該関連するコールドスタートのノードにおいて発生する場合に、中止信号が発生されることを特徴とする方法。
【請求項９】
前記状態が継続的に又は少なくとも時間間隔で比較されることを特徴とする、請求項７又は８の何れか一項に記載の方法。
【請求項１０】
動力車両制御装置における、請求項１ないし５の何れか一項に記載の時間トリガ型通信システムの使用。
【請求項１１】
少なくとも２つのチャネルと「コールドスタートノード」タイプの少なくとも２つのノードとを有する時間トリガ型通信システム用の装置において、当該装置が、
−第１チャネルに割り当てられる独立したローカルクロックを備える第１通信制御器と、
−第２チャネルに割り当てられる独立したローカルクロックを備える第２通信制御器と、
−２つの前記通信制御器間において配置される、前記チャネル間の通信に関するインターフェイスと、
−状態信号（「作動可能」、「中止」）を発生、送信、受信及び記憶する手段と
を有することを特徴とする装置。
【請求項１２】
２つの前記独立したローカルクロックの各々が別の発振器によってパルスされることを特徴とする、請求項１１に記載の装置。
【請求項１３】
２つの前記通信制御器が、起動タイマを発生する異なって設定可能な手段を有することを特徴とする、請求項１１又は１２の何れか一項に記載の装置。
【請求項１４】
両方の通信制御器が、開始信号又は中止信号を受信する手段を有することを特徴とする、請求項１１ないし１３の何れか一項に記載の装置。
【請求項１５】
請求項１１ないし１４の何れか一項に記載の装置であって、当該装置が、両方の通信制御器が配置され且つ前記インターフェイスが集積化されるチップを有することを特徴とする装置。
【請求項１６】
通信制御器が、各々場合において夫々個別のチップにおいて配置され、前記インターフェイスが前記チップに外部的に配置されることを特徴とする、請求項１１ないし１４の何れか一項に記載の装置。
【請求項１７】
請求項１１ないし１６の何れか一項に記載の装置であって、当該装置が、
−各々の通信制御器においてパラメータに基づき状態信号を発生する手段と、
−前記状態信号を関連する他の前記通信制御器へインターフェイスを介して送信する手段と、
−２つの前記通信制御器の状態を比較する手段と、
−コールドスタートを実行する手段と
を有することを特徴とする装置。
【請求項１８】
請求項１１ないし１７の何れか一項に記載の装置を有する動力車両制御装置。
【請求項１９】
処理器によって実行され、請求項７ないし９の何れか一項に記載の、時間トリガ型通信システムにおいて同期型コールドスタートを実行する方法を実行する命令を含むプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、２つのチャネル及び少なくとも１つのノードを有するネットワーク又は通信システムに関する。本発明は、特に、時間トリガ型通信システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
単一の通信制御器（ＣＣ）が２つのチャネルを制御するような従来の構造は、この通信制御器における１つのエラーが又は完全な故障が両方のチャネルに故障通信を生じさせる又はバス通信を無効にさせるという点においてエラーを発生しやすい。追加的なエラー低減対策がなければ、１つでも故障のある通信制御器は、両方のチャネルにおける通信を故障的送信（いわゆるＢａｂｂｌｉｎｇ  Ｉｄｉｏｔ）によって妨害し得る。
【０００３】
安全関連の応用例において、データは二重チャネル方法で送信され、冗長性を用いることで、２回送信されるデータが受信者に少なくとも１度は到達しそこで正常に処理されることを確実にするようにされる。上述のように、２つのチャネルにアクセスする単一の通信制御器は、完全な故障になる恐れもあり得るので、斯様な程度の信頼性には達し得ない。
【０００４】
安全関連の二重チャネルネットワークにおいては、同じデータが両方のチャネルにおいて転送され、その整合に関してホストにより確認されるので、データ通信が同期してあることが決定的に重要である。この文脈では、「同期している（ｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ）」という語句は、両方のチャネルにおけるデータ送信が、正確に同時に又は時間窓内で時間移動されているということを意味するように理解されるべきである。通信制御器は、各々のチャネルのデータバスに関して同じクロック発生器を頼りにするので、時間の整合性が得られる。
【０００５】
通信制御器は、制御器／ホスト・インターフェイス、プロトコルエンジン及びクロック発生器を本質的に有する。
【０００６】
通常の耐故障性時間トリガ型ネットワークは、通信ノードが接続される２つのチャネルから構成される。これらのノードの各々は、バスドライバ、通信制御器、ホスト及び更に、必要であればバスガーディアン装置から構成される。
【０００７】
バスドライバは、通信制御器によって供給されるビット及びバイトを接続されたチャネルへ送信し、通信制御器に、通信制御器がチャネルにおいて受信する情報を適切な順序で供給する。耐故障性ネットワークにおいて、通信制御器は、両方のチャネルに接続され、ホストに関連データを供給し、ホストからデータを受信し、そして、通信制御器は、前記データを適切な順序でフレームに組み立てて、バスドライバに供給する。
【０００８】
時間トリガすなわち時間制御は、時間が定期的な周期にスライス切りにされることを意味する。これらの周期の各々は、複数のセグメントから構成される。各々のネットワークノードは、固有の内蔵クロック発生器に従い新しい周期の開始を決定する。少なくとも１つのセグメントは、固定数のスロットに分割される。各々のスロットは、正確に１つの通信制御器に配分され、当該通信制御器のみが送信権を有する。１周期のうちの他のセグメントは、動的な設定又は他の目的に関して用いられ得る。
【０００９】
スロットとこれに関連付けられる通信制御器とが、設定セットにおいて特定される。設定データの独立した一群を有する選択的なバスガーディアンは、バスにおける送信をこれらのスロット内においてのみ可能にする。
【００１０】
ホストは、データソース及びデータシンクを含み、通常、バスプロトコルの活動には参加しない。
【００１１】
通信システムは、いわゆるコールドスタート・ノードである１つのノードによって開始される。このノードは、設定により、又は複数のノードがコールドスタートノードとして利用可能である場合アルゴリズムを適用することにより、の何れかにより選択され、１つのノードがこのアルゴリズムの終わりにおいて残る。選択されたコールドスタートノードの通信制御器は、両方のチャネルを聴取し、コールドスタートに関する全てのデータを両方のチャネルに同時に送信しなければならない。通信制御器内において、コールドスタートを実行する１つの制御ロジックのみが、両方のチャネルに関して利用可能である。
【００１２】
各々のノードは、両方のチャネルを聴取する。ノードが通信の開始を示す特定のフレームを受信する場合、ノードは、観測された送信時間スケジュールを引き継ぎ、自身のシステムに統合する。
【００１３】
通信システムを開始する本文章において説明されるシステムは、例えば、１９９９年７月２１日、ＴＴ  Ｔｅｃｈ  Ｃｏｍｐｕｔｅｒｔｅｃｈｎｉｋ  ＡＧにおける「ＴＴＰ／Ｃ  Ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎ」、Ｖｅｒｓｉｏｎ０．５、Ｅｄｉｔｉｏｎ  ０．１（ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｔｔｅｃｈ．ｃｏｍ）又は２００２年４月、ＦｌｅｘＲａｙ、Ｃｏｎｓｏｒｔｉｕｍにおける「ＦｌｅｘＲａｙ  Ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ  Ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎ」、Ｖｅｒｓｉｏｎ２．０．２（ｗｗｗ．ｆｌｅｘｒａｙ．ｃｏｍ）に対応する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
本発明の目的は、耐故障性に関して更に発展された、冒頭の段落において記載される種類の時間トリガ型二重チャネルネットワークを提供することである。また本発明の目的は、冒頭の段落に記載の種類の時間トリガ型二重チャネルネットワークの同期コールドスタートを可能にする方法を提供することでもある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
この目的は、請求項１に記載の時間トリガ型通信システムによって本発明に従い達成される。文中において記載の単一チャネル構造は、２つのチャネルの各々が、二重チャネルネットワークの時間制御型通信システムの１つ又は複数のノードにおいて、各ノードに割り当てられる通信制御器によって駆動されることを意味する。２つの通信制御器が１つのノードにおいて並行に動作する場合、すなわち各々の場合に、１つの通信制御器が、受信者によって比較される冗長な情報が送信される２つのチャネルのうちの１つに割り当てられる場合、データが時間的に整合するように送信されることが必須である。というのも、２つの通信制御器の２つのローカルクロックが同期されていることは保証され得ないからである。この理由により、１つの通信制御器の状態は、本発明に従う送信システムの開始において、他の通信制御器に応じて１つのデータバスが開始されまた必要であれば再び停止されるように他の通信制御器へ送信される。本発明に従う通信システムにおいて、故障の保護は増加されるが、両方のチャネルに関する単一のコールドスタートノードは、２つの別々のコールドスタートノードによって置き換えられる。本発明は、両方のコールドスタートノードが、如何にコールドスタート処理を実行する間に「同意」に至り、これにより前記コールドスタートが両方のチャネルにおいてほぼ同時に発生するのを確実にするかを記載する。
【００１６】
両方の通信制御器は、起動タイマを発生する異なって設定可能な手段を有する。コールドスタートノードは、スタート動作を実行するのを望む場合に起動タイマを開く。この期間において、コールドスタートノードは、関連付けられたチャネル及びチャネル内部インターフェイスを聴取する。
【００１７】
好ましくは、両方の通信制御器は、スタート信号又は中止信号を受信する手段を有する。この信号は、パラメータに依存して発生され、ノードが如何に振舞うべきかを示す。
【００１８】
本発明の実施例に従う両方の通信制御器は、共通チップにおいて配置され、またインターフェイスも、このチップに集積化される。このことは、必ずたった１つのハウジングのみが実装され電気的に接触されるという有利な点を有する。
【００１９】
更に別の実施例に従う両方の通信制御器は、夫々個別のチップにおいて各々配置され、インターフェイスは、外部的に配置される。結果として、故障領域の「共通チップ」は省かれる。例えば、過電圧故障の場合、２つのチップのうち１つはダメージを受けていないことも可能性としてある。結果としてネットワークは、１つのチャネルにおいて機能し得る。加えて、２つのチップのうちの１つの故障は、通常、「ｂａｂｂｌｉｎｇ  ｉｄｉｏｔ」として既知である現象により両方のチャネルの故障には至り得ない。
【００２０】
本発明の目的は、請求項７に記載の方法によっても解決される。各々の通信制御器が自身の状態を他方にメッセージするという事実により、両方のコールドスタートノードは、コールドスタート動作の開始の「同意」に大体は至り得る。
【００２１】
作動可能信号は、コールドスタート動作を実行するための全ての状況が、対象とするコールドスタートノードに関して適合していると直ちに発生され、中止信号は、故障が対象とするコールドスタートノードにおいて発生すると直ちに発生される。斯様な故障は、例えばチャネルにおける雑音であるか、又は別のノードがコールドスタート動作を実行している又は実行していたという表示で有り得る。
【００２２】
好適な実施例に従う通信制御器の状態は、継続して、又は少なくとも十分に短い時間間隔で比較される。これらの時間間隔は、コールドスタートの最大持続時間によって決定され、この持続時間のうちの極僅かな時間であるべきである。この手法により、パラメータの変化が考慮される。
【００２３】
本発明に従う二重チャネルネットワークは、安全性関連処理を制御するのに適用される動力車両制御装置において好ましくは用いられる。
【００２４】
本発明のこれらの態様及び他の態様は、以下の実施例から明らかであり、これらの実施例を参考にして説明される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
図１は、外部インターフェイス１aを備える単一チャネル構造の例を示す。第１通信制御器２は、少なくとも１つのプロトコルエンジン３と通信制御器２及びホスト５の間におけるインターフェイス４とを有する。第１通信制御器２は、二重チャネルネットワークのチャネルＡにおいて送信及び受信を行うが、更に詳細には示されない。
【００２６】
第２通信制御器６は、少なくとも１つのプロトコルエンジン７と通信制御器６及びホスト５の間におけるインターフェイス８とを有する。第２通信制御器６は、二重チャネルネットワークのチャネルＢにおいて送信及び受信を行うが、更に詳細には示されない。
【００２７】
第１及び第２通信制御器２及び６は夫々、対応する別々の第１及び第２チップ９及び１０に配置される。ローカルなチャネル間通信は、外部インターフェイス１ａを介して行われる。図１に記載の例は、従来の二重チャネル構造の通信制御器と比較して完全に倍増していることを示す。この例は、１つのチップの故障の場合において、他方のチップはダメージを受けておらず、したがって２つの通信制御器のうちの少なくとも１つは正常に動作することは非常に確実であるという有利な点を有する。
【００２８】
図２は、インターフェイス１ｂがチップにおいて集積化される単一チャネル構造の例を示す。第１通信制御器２は、少なくとも１つのプロトコルエンジン３と、通信制御器２及びホスト５間におけるインターフェイス４とを有する。第１通信制御器２は、二重チャネルネットワークのチャネルＡにおいて送信及び受信を行うが、更に詳細には示されない。
【００２９】
第２通信制御器６は、少なくとも１つのプロトコルエンジン７と、通信制御器６及びホスト５の間におけるインターフェイス８とを有する。前記第２通信制御器６は、二重チャネルネットワークのチャネルＢにおいて送信及び受信を行うが、より更に詳細には示されない。
【００３０】
第１及び第２通信制御器２及び６は、両方とも共通チップ１１に配置される。ローカルなチャネル間通信は、このチップ１１に集積化されたインターフェイス１ｂを介して行われる。図２に示される例は、従来の二重チャネル構造の通信制御器と比較して重複部が減っていることを示す。この例は、実装される必要があるのは１つのハウジングのみであるという有利な点を有する。
【００３１】
図３は、第１状況組み合わせの場合における同期開始動作の時間図を示す。左側の縦軸Ａ１は第１通信制御器２に関し、右側の縦軸Ａ２は第２通信制御器６に関する。両方の通信制御器２及び６は、起動タイマを発生する手段を有する。第１状況組み合わせは、通信制御器が、起動タイマを異なる時間点ではあるものの両方とも開いた後に開始信号を受信する場合に関する。２つのチャネルは、両方の通信制御器が開始動作を実行することを確実にするために、開始信号によって誘発されて、比較的同期している形態で結び付けられる。このことは、以下のように達成される。各々の通信制御器は、開始信号を受信すると「作動可能」の状態信号を発生し、この信号を他の通信制御器へ送信し、追加的に、「作動可能」の状態信号が既に他の通信制御器から受信されたかを確認する。両方の通信制御器は、状態信号を発生、送信、受信且つ記憶する適切な手段を有する。通信制御器の各々が他の通信制御器の「作動可能」状態に関する情報を有すると直ちに、これら通信制御器の両方とも、開始動作を実行する。時間的オフセットは、本質的に、「作動可能」状態信号の送信の間に経過する時間のみに対応する。
【００３２】
「開始動作を実行する」ということは、この文脈において、両方のノードが、コールドスタートを実行することが可能であり、ネットワークのコールドスタートが例えば同期化フレーム（又はｓｙｎｃフレームとも記される）を送信することによって実行されることを意味する。「開始信号」は、対応する通信制御器による（又は「への」、ドイツ語文書を参照）、例えばＴＴＰすなわちフレックスレイ技術における通信システムのコールドスタートを実行する要求である。
【００３３】
図４は、第２状況組み合わせの同期化開始の時間図を示す。左側の縦軸Ａ１は第１通信制御器２に関し、右側の縦軸Ａ２は第２通信制御器６に関する。両方の通信制御器２及び６は、起動タイマを発生する手段を有する。第２状況組み合わせは、通信制御器のうちの１つ（図において、第１）が、初めに開始信号を受信し、「作動可能」状態情報を送信した後に、中止信号を受信する場合に関する。他の通信制御器は、起動タイマ内で「作動可能」状態信号と同様に開始信号を既に受信してあり、したがって、開始動作を実行し始めている。パラメータは、有利には、継続して又は少なくとも時間間隔で確認される。この形式で、状態の変化も処理される。ここで示される状況組み合わせの場合、初めに開始信号を受信した通信制御器は、後の段において中止信号も受信する。チャネル内インターフェイスを介して、現在の「中止」状態は、他の通信制御器へメッセージされる。状況を継続的に確認することにより、他の通信制御器の状態の変更が考慮されることになり、そうすることで、開始動作を既に開始していた通信制御器は、この開始動作を中止させることになる。開始動作は、２つの通信制御器が再び「作動可能」状態になると直ちに再開される。
【００３４】
この文脈において、「中止信号」は、開始動作を実行する状況が望ましくない、又はもはや望ましくないということを意味する。斯様な状況は、例えばＴＴＰすなわちフレックスレイ技術において説明される。
【００３５】
図５は、第３状況組み合わせの場合における同期化された開始の時間図を示す。この例において、これら通信制御器が両方とも開始動作において開始していたとしても、１つのチャネルの故障が他のチャネルも停止させ、これにより、後の段において、これらの両方が「作動可能」状態にある場合に比較的同時に開始することを確実にすることを保証されるべきである。このことは比較的同時的な動作を可能にする。このことを可能にするために、両方の通信制御器は、継続的に又は少なくとも特定の時間間隔で関連する他の通信制御器の状態を確認する。
【００３６】
本文章中に記載の時間トリガ型通信システムにより、安全性関連ネットワークの信頼性は増加される。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】図１は、外部インターフェイスを備える単一チャネル構造の例を示す。
【図２】図２は、インターフェイスがチップに集積化された単一チャネル構造の例を示す。
【図３】図３は、第１状況組み合わせの場合における同期開始の時間図を示す。
【図４】図４は、第２状況組み合わせの場合における同期開始の時間図を示す。
【図５】図５は、第３状況組み合わせの場合における同期開始の時間図を示す。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【国際調査報告】
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2007500986.tif 000009
2007500986.tif 000010