DE19914742A1

DE19914742A1 - Verfahren zum Übertragen von Daten

Info

Publication number: DE19914742A1
Application number: DE19914742A
Authority: DE
Inventors: Wilhard Von Wendorff
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Infineon Technologies AG
Priority date: 1999-03-31
Filing date: 1999-03-31
Publication date: 2000-10-12
Also published as: WO2000060794A2; EP1163754A2; WO2000060794A3; US7245667B2; US20020085487A1

Abstract

Es wird ein Verfahren zum Übertragen von Daten beschrieben, wobei die zu übertragenden Daten und/oder diesen entsprechende Daten über einen ersten Übertragungskanal und zusätzlich über einen zweiten Übertragungskanal übertragen werden. Das beschriebene Verfahren zeichnet sich dadurch aus, daß die über den ersten Übertragungskanal übertragenen Daten und die über den zweiten Übertragungskanal übertragenen Daten zeitlich zueinander versetzt übertragen werden.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1, d. h. ein Verfahren zum Übertragen von Daten, wobei die zu übertragenden Daten und/oder diesen entsprechende Daten über einen ersten Über tragungskanal und zusätzlich über einen zweiten Übertragungs kanal übertragen werden.

Verfahren zum Übertragen von Daten sind in mannigfaltigen Ausführungen bekannt.

Im einfachsten Fall werden die zu übertragenden Daten einfach über einen wie auch immer gearteten Übertragungskanal über tragen. Insbesondere aufgrund der immer höher werdenden An forderungen an die pro Zeiteinheit zu übertragende Daten menge, aber auch wegen der immer geringer werdenden Abstände zwischen sich gegenseitig beeinflussenden elektrischen und elektronischen Komponenten sind Datenübertragungen zunehmend Störungen ausgesetzt. Vor allem elektromagnetische Einflüsse führen häufig dazu, daß Datenübertragungen gestört werden. Solche Störungen können zur Folge haben, daß die versandten Daten und die empfangenen Daten nicht übereinstimmen.

Um die Datenübertragung sicherer zu machen, kann vorgesehen werden, zu übertragende Daten (Datenblöcke) wiederholt (beispielsweise zweimal hintereinander) zu übertragen. Dies ist beispielhaft in Fig. 3 veranschaulicht. Durch einen nach der Datenübertragung erfolgenden Vergleich der einander ent sprechenden Daten kann festgestellt werden, ob bei der Über tragung derselben Fehler aufgetreten sind; wenn die einander entsprechenden Daten nach der Übertragung derselben noch identisch sind, kann davon ausgegangen werden, daß die Daten übertragung fehlerfrei erfolgt ist. Bei dieser Art von Über tragungsfehlerkontrolle müßte allerdings, wenn eine vor geschriebene Datenübertragungsrate eingehalten werden soll oder muß, mit der doppelten Datenübertragungsrate gearbeitet werden.

Eine andere Möglichkeit, um die Datenübertragung sicherer zu machen, besteht darin, daß die zu übertragenden Daten und die diesbezüglich invertierten Daten gleichzeitig auf zwei Über tragungskanälen übertragen werden. Dies wird beispielsweise bei nach dem CAN-Standard oder nach dem TTP/C-Standard erfol genden Datenübertragungen praktiziert und ist in Fig. 4 veranschaulicht. Auch hier kann durch einen nach der Daten übertragung erfolgenden Vergleich der einander entsprechenden Daten festgestellt werden, ob bei der Übertragung derselben Fehler aufgetreten sind. Die über die mehreren Übertragungs kanäle übertragenen (zu vergleichenden) Daten können aller dings, wenn der Aufwand in vernünftigen Grenzen gehalten wer den soll, nicht genau gleichzeitig abgetastet werden. Ins besondere bei hochfrequenten Störungen kann dies dazu führen, daß die Abtastwerte unterschiedlich gestört sind. Dies kann unter Umständen zur Folge haben, daß unkritische Störungen als ernsthafte Störungen angesehen werden und/oder daß ernst hafte Störungen nicht erkannt werden.

Das letztgenannte Datenübertragungsverfahren ist ein Verfah ren gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Von den vorstehend erwähnten Datenübertragungsverfahren sind beide nachteilig, weil bei der Datenübertragung auftretende Fehler nicht und/oder nur mit einem sehr hohen Aufwand feh lerfrei erkennbar sind.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Übertragung von Daten zu finden, durch wel ches es auf einfache Weise möglich ist, ernstzunehmende Störungen der Datenübertragung, und zwar nur ernstzunehmende Störungen als solche zu erkennen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch das im kennzeichnen den Teil des Patentanspruchs 1 beanspruchte Merkmal gelöst.

Demnach ist vorgesehen, daß die über den ersten Übertragungs kanal übertragenen Daten und die über den zweiten Über tragungskanal übertragenen Daten zeitlich zueinander versetzt übertragen werden.

Weil Störungen in der Datenübertragung, wenn überhaupt, in der Regel nur sehr selten und dann auch nur sehr kurzzeitig auftreten (anderenfalls wäre das betreffende System unbrauch bar), können sich diese - wegen der zeitversetzten Über tragung der einander entsprechenden Daten - nur immer auf einen der einander entsprechenden Datenstromabschnitte aus wirken. Von einander entsprechenden Datenstromabschnitten ist bei ausreichend großem zeitlichen Versatz der Datenüber tragung auf den verschiedenen Übertragungskanälen mit größter Wahrscheinlichkeit maximal einer von einer Störung betroffen. Bei einer Gegenüberstellung von einander entsprechenden Datenstromabschnitten läßt sich so zweifelsfrei ermitteln, ob einer der einander entsprechenden Datenstromabschnitte einer Störung unterworfen war.

Weil die zeitlich versetzt zu übertragenden Datenstrom abschnitte über eigene Übertragungskanäle übertragen werden, kann der zeitliche Versatz der Übertragung der einander ent sprechenden Daten frei gewählt werden. Die freie Wählbarkeit des zeitlichen Versatzes ermöglicht es, diesen optimal ein zustellen. Er kann dadurch so gewählt werden, daß einerseits nur jeweils einer der einander entsprechenden Daten von ein und derselben Störung betroffen ist, und daß andererseits die Erkennung von vorhandenen Störungen bereits sehr kurz nach der Übertragung der zuerst übertragenen Daten erfolgen kann.

Dadurch ist es möglich, ernsthafte Fehler in der Datenüber tragung, und zwar nur ernsthafte Fehler schnell und mit großer Sicherheit als solche zu erkennen.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind den Unter ansprüchen, der folgenden Beschreibung und den Figuren ent nehmbar.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungs beispiels unter Bezugnahme auf die Figuren näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 ein Zeitdiagramm zur Veranschaulichung der nachfol gend näher beschriebenen Art von Datenübertragung,

Fig. 2 den prinzipiellen Aufbau von Vorrichtungen zur Gene rierung und Überprüfung von bei Datenübertragungen der in der Fig. 1 veranschaulichten Art übertragenen Daten,

Fig. 3 ein Zeitdiagramm zur Veranschaulichung einer Daten übertragung, bei welcher Daten wiederholt über den selben Übertragungskanal übertragen werden, und

Fig. 4 ein Zeitdiagramm zur Veranschaulichung einer Daten übertragung, bei welcher Daten und demgegenüber invertierte Daten zeitgleich über zwei Übertragungs kanäle übertragen werden.

Das vorliegend näher betrachtete Verfahren zum Übertragen von Daten ist insbesondere für Anwendungen vorgesehen, bei wel chen es auf eine besonders sichere Datenübertragung ankommt. Solche Anwendungen sind beispielsweise, aber selbstverständ lich bei weitem nicht ausschließlich, die Steuerung des Anti blockiersystems oder des Airbags eines Kraftfahrzeuges.

Das Verfahren ist hinsichtlich der Länge und der Art der Übertragungskanäle keinen Einschränkungen unterworfen. Die Übertragungskanäle können elektrische oder optische Leiter, Funkkanäle oder sonstige Übertragungskanäle sein.

Im betrachteten Beispiel erfolgt die Datenübertragung über zwei Übertragungskanäle. Diese zwei Übertragungskanäle sind in den Fig. 1 und 2 mit CHA und CHB bezeichnet. Die zu übertragenden Daten werden im betrachteten Beispiel doppelt übertragen, und zwar einmal invertiert über den ersten Über tragungskanal CHA, und einmal nicht invertiert und zeit versetzt über den zweiten Übertragungskanal CHB. Dies ist beispielhaft in Fig. 1 dargestellt.

"Zeitversetzt" bedeutet im betrachteten Beispiel, daß die über den zweiten Übertragungskanal CHB übertragenen Daten später als die über den ersten Übertragungskanal übertragenen Daten übertragen werden. Selbstverständlich kann dies auch gerade umgekehrt sein: die nicht invertierten Daten können auch vor den invertierten Daten übertragen werden.

Im betrachteten Beispiel werden die über den zweiten Über tragungskanal CHB übertragenen Daten eine Taktperiode TP nach den über den ersten Übertragungskanal CHA übertragenen Daten übertragen. Diese zeitliche Differenz kann sowohl größen- als auch vorzeichenmäßig anders festgelegt werden.

Je kürzer die zeitliche Differenz der über die verschiedenen Übertragungskanäle übertragenen Daten ist, desto frühzeitiger kann empfangsseitig festgestellt werden, ob die übertragenen Daten gestört sind oder gestört sein können.

Je länger die zeitliche Differenz der über die verschiedenen Übertragungskanäle übertragenen Daten ist, desto geringer ist andererseits die Wahrscheinlichkeit, daß von einander ent sprechenden Daten sowohl die über den ersten Übertragungs kanal CHA übertragenen Daten als auch die über den zweiten Übertragungskanal CHB übertragenen Daten von der selben Störung beeinflußt sind. Die Wahrscheinlichkeit, daß die einander entsprechenden Daten von verschiedenen Störungen beeinflußt sind, ist äußerst gering, da Störungen in der Regel nur sehr selten auftreten (anderenfalls wäre das System unbrauchbar). Wenn von einander entsprechenden Daten beide (durch die selbe oder verschiedene Störungen) gestört sind, kann dies dazu führen, daß sich die Störungen bei der zur Fehlererkennung durchgeführten Gegenüberstellung der einander entsprechenden Daten aufheben und nicht erkannt werden. Da gegebenenfalls auftretende Störungen nicht nur sehr selten, sondern auch nur sehr kurz sind (anderenfalls wäre das System ebenfalls unbrauchbar), kann die Wahrscheinlichkeit, daß sich in einander entsprechenden Datenstromabschnitten vorhandene Störungen bei der zur Fehlererkennung durchgeführten Gegen überstellung der einander entsprechenden Daten aufheben, bereits durch einen relativ kurzen Zeitversatz in der Über tragung der einander entsprechenden Daten auf ein Minimum reduzieren.

Ein möglicher Aufbau von Vorrichtungen zur Erzeugung und Überprüfung der über die Übertragungskanäle zu übertragenden bzw. übertragenen Daten ist in Fig. 2 veranschaulicht.

Die (sendeseitig vorgesehene) Vorrichtung zur Erzeugung der über die Übertragungskanäle CHA und CHB zu übertragenden Daten ist in der Fig. 2 mit dem Bezugszeichen S bezeichnet. Die (empfangsseitig, d. h. am anderen Ende der Übertragungs kanäle CHA und CHB vorgesehene) Vorrichtung zur Überprüfung der über die Übertragungskanäle CHA und CHB übertragenen Daten ist in der Fig. 2 mit dem Bezugszeichen E bezeichnet.

Die (Datenerzeugungs-)Vorrichtung S enthält einen Inverter I und ein Verzögerungsglied V, welches beispielsweise durch einen FIFO-Speicher gebildet werden kann. Sie erhält die zu übertragenden Daten D als Eingangssignal und erzeugt daraus einen ersten, auf den ersten Übertragungskanal CHA ausgegebe nen Datenstrom und einen zweiten, auf den zweiten Über tragungskanal CHB ausgegebenen Datenstrom.

Zur Erzeugung des ersten (auf den ersten Übertragungskanal CHA) ausgegebenen Datenstroms werden die eingegebenen Daten D durch den Inverter I invertiert. Die über den ersten Über tragungskanal CHA übertragenen Daten sind mithin das Inverse der eigentlich zu übertragenden Daten D.

Zur Erzeugung des zweiten (auf den zweiten Übertragungskanal CHB) ausgegebenen Datenstroms werden die eingegebenen Daten D durch das Verzögerungsglied V verzögert. Die Verzögerung ist so gewählt, daß die auf den zweiten Übertragungskanal CHB ausgegebenen Daten eine vorbestimmte Zeit später als die die sen entsprechenden Daten auf den ersten Übertragungskanal CHA ausgegeben werden. Dabei ist zu berücksichtigen, daß auch die Erzeugung der auf den ersten Übertragungskanal CHA auszuge benden Daten (die Invertierung der Daten D durch den Inverter I) eine gewisse Zeit in Anspruch nimmt. Die über den zweiten Übertragungskanal CHB übertragenen Daten sind die eigentlich zu übertragenden, aber verzögert übertragenen Daten D.

Weil, wie vorstehend bereits erwähnt wurde, die Erzeugung der auf den ersten Übertragungskanal CHA auszugebenden Daten in der Regel nicht ohne zeitliche Verzögerung vonstatten geht, könnte unter Umständen auf das Verzögerungsglied V verzichtet werden; auch ohne dieses Verzögerungsglied würden einander entsprechende Daten zu unterschiedlichen Zeitpunkten auf die Übertragungskanäle CHA und CHB gegeben werden.

Das Verzögerungsglied V kann auch zur Verzögerung der auf den ersten Übertragungskanal CHA auszugebenden Daten verwendet werden. Dann würden über den zweiten Übertragungskanal CHB die eigentlich zu übertragenden Daten D, und über ersten Übertragungskanal CHA die demgegenüber invertierten und ver zögerten Daten übertragen werden.

Die (Datenüberprüfungs-)Vorrichtung E ist komplementär zur (Datenerzeugungs-)Einrichtung S ausgebildet; sie verarbeitet über den ersten Übertragungskanal CHA empfangene Daten wie die zu übertragenden Daten D für die Ausgabe auf den zweiten Übertragungskanal CHB verarbeitet wurden, und sie verarbeitet über den zweiten Übertragungskanal CHB empfangene Daten wie die zu übertragenden Daten D für die Ausgabe auf den ersten Übertragungskanal CHA verarbeitet wurden. Sie enthält dem zufolge ebenfalls einen Inverter I und ein Verzögerungsglied V, wobei durch das Verzögerungsglied V die über den ersten Übertragungskanal CHA erhaltenen Daten verzögert werden, und wobei durch den Inverter I die über den zweiten Übertragungs kanal CHB erhaltenen Daten invertiert werden.

Die vom Verzögerungsglied V erzeugten und ausgegebenen Daten und die vom Inverter I erzeugten und ausgegebenen Daten müß ten, wenn die Datenübertragung über beide Übertragungskanäle fehlerfrei erfolgte, gleich sein; wenn die Übertragung der über den ersten Übertragungskanal CHA übertragenen Daten oder die Übertragung der über den zweiten Übertragungskanal CHB übertragenen Daten gestört war, unterscheiden sich die vom Verzögerungsglied V und die vom Inverter I ausgegebenen Daten.

Ob die vom Verzögerungsglied V ausgegebenen Daten und die vom Inverter I ausgegebenen Daten gleich sind, wird durch einen Vergleicher C überprüft.

Wird durch den Vergleicher C festgestellt, daß die zu ver gleichenden Daten gleich sind, so bedeutet dies, daß die Übertragungskanäle CHA und CHB während der Übertragung dieser Daten nicht gestört waren, und die zu vergleichenden Daten demzufolge als fehlerfrei angesehen werden können.

Wird durch den Vergleicher C hingegen festgestellt, daß die zu vergleichenden Daten nicht gleich sind, so bedeutet dies, daß der erste Übertragungskanal CHA und/oder der zweite Über tragungskanal CHB während der Übertragung dieser Daten ge stört waren, und die zu vergleichenden Daten demzufolge nicht als fehlerfrei angesehen werden können. Diese Daten werden vorzugsweise nicht weiterverwendet.

Auf die Feststellung einer fehlerhaften Datenübertragung kann auf verschiedenerlei Art und Weise reagiert werden. Den ver schiedenen Reaktionen dürfte in aller Regel gemeinsam sein, daß die nicht zweifelsfrei fehlerfreien Daten nicht verwendet (ignoriert) werden. Darüber hinaus kann vorgesehen werden, eine erneute Übertragung der betroffenen Daten anzufordern und/oder das System zumindest vorübergehend in einen defi nierten (stabilen) Zustand zu steuern.

Im betrachteten Beispiel werden über einen der Übertragungs kanäle die zu übertragenden Daten selbst, und über den ande ren Übertragungskanal demgegenüber invertierte Daten über tragen. Obgleich diese Variante derzeit am einfachsten und wirkungsvollsten erscheint, besteht hierauf keine Einschrän kung. Über die verschiedenen Übertragungskanäle können grund sätzlich beliebig unterschiedlich codierte Daten übertragen werden. Dabei ist es nicht erforderlich, daß die zu über tragenden Daten selbst über einen der Übertragungskanäle übertragen werden.

Über die verschiedenen Übertragungskanäle, deren Anzahl übri gens auch beliebig größer als zwei sein kann, können auch die selben Daten übertragen werden, wobei diese Daten die zu übertragenden Daten selbst oder diesen entsprechende Daten sein können.

Durch das beschriebene Verfahren zur Übertragung von Daten ist unabhängig von den Einzelheiten der praktischen Realisie rung möglich, gegebenenfalls vorhandene Störungen fehlerfrei zu erkennen.

Bezugszeichenliste

CHA erster Übertragungskanal
CHB zweiter Übertragungskanal
S Vorrichtung zur Erzeugung von zu übertragenden Daten
E Vorrichtung zur Überprüfung der übertragenen Daten auf Fehlerfreiheit
I Inverter
V Verzögerungsglied
D zu übertragende Daten
C Vergleicher

Claims

1. Verfahren zum Übertragen von Daten, wobei die zu über tragenden Daten (D) und/oder diesen entsprechende Daten über einen ersten Übertragungskanal (CHA) und zusätzlich über einen zweiten Übertragungskanal (CHB) übertragen werden, dadurch gekennzeichnet, daß die über den ersten Übertragungskanal (CHA) übertragenen Daten und die über den zweiten Übertragungskanal (CHB) über tragenen Daten zeitlich zueinander versetzt übertragen wer den.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zeitversetzt über den ersten Übertragungskanal (CHA) und über den zweiten Übertragungskanal (CHB) übertragenen Daten unterschiedlich codierte Daten sind.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß über einen der Übertragungskanäle (CHA, CHB) die zu übertragenden Daten (D) selbst, und über den anderen Über tragungskanal den zu übertragenden Daten (D) entsprechende Daten übertragen werden,

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die über den ersten Übertragungskanal (CHA) übertragenen Daten und die diesen entsprechenden, über den zweiten Über tragungskanal (CHB) übertragenen Daten invers zueinander sind.