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自動倍增存儲位的內容的存儲單元和具有其的數據網絡.pdf

摘要
申請專利號:

CN201610431537.2

申請日:

2016.06.17

公開號:

CN106257431A

公開日:

2016.12.28

當前法律狀態:

實審

有效性:

審中

法律詳情: 實質審查的生效IPC(主分類):G06F 12/02申請日:20160617|||公開
IPC分類號: G06F12/02; G06F15/163 主分類號: G06F12/02
申請人: 羅伯特·博世有限公司
發明人: S.克拉默; B.薩巴盧斯
地址: 德國斯圖加特
優先權: 2015.06.19 DE 102015211320.5
專利代理機構: 中國專利代理(香港)有限公司 72001 代理人: 胡莉莉;杜荔南
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法律狀態
申請(專利)號:

CN201610431537.2

授權公告號:

|||

法律狀態公告日:

2018.07.13|||2016.12.28

法律狀態類型:

實質審查的生效|||公開

摘要

本發明涉及自動倍增存儲位的內容的存儲單元和具有其的數據網絡。本發明涉及存儲單元,其具有多個用于容納數據的存儲位并且被設立為:如果存儲單元的第一存儲位被寫上,那么將所述第一存儲位的內容自動地復制到至少一個其它的存儲單元的第一存儲位中,其中至少一個其它的存儲單元的第一存儲位可與存儲單元的第一存儲位無關地被讀出并且被寫上;并且本發明涉及數據網絡,其具有至少兩個這種存儲單元、一個發送方和至少一個接收方,其中發送方被設立為:將要發送的數據寫到至少兩個存儲單元的第一存儲單元的第一存儲位中,并且其中至少一個接收方被設立為:從至少兩個存儲單元的第二存儲單元的第一存儲位讀取數據并且處理所述數據。

權利要求書

1.存儲單元(200;300;400),其具有多個用于容納數據(D)的存儲位(201、202、203;
301、302、303、401、402、403),并且所述存儲單元(200;300;400)被設立為:如果所述存儲單
元(200;300;400)的第一存儲位(201;301;401)被寫上,那么將所述第一存儲位(201;301;
401)的內容(D)自動地復制到至少一個其它的存儲單元(300;400)的第一存儲位(301;401)
中,其中所述至少一個其它的存儲單元(300;400)的第一存儲位(301;401)與存儲單元
(200;300;400)的第一存儲位(201;301;401)無關地能被讀出并且能被寫上。
2.根據權利要求1所述的存儲單元(200;300;400),其中,所述至少一個其它的存儲單
元(300;400)的第一存儲位(301;401)的地址被存儲在多個存儲位(201、202、203;301、302、
303、401、402、403)的第二存儲位(202、203;302、303;402、403)中。
3.根據權利要求1或2所述的存儲單元(200;300;400),所述存儲單元(200;300;400)被
構造為集成電路的部分。
4.數據網絡(100),其具有至少兩個根據上述權利要求之一所述的存儲單元(200;300;
400)、一個發送方(111)和至少一個接收方(112、113;122、123;132、133),其中所述發送方
(111)被設立為:將要發送的數據(D)寫到所述至少兩個存儲單元(200;300;400)中的第一
存儲單元(200)的第一存儲位(201)中,并且其中所述至少一個接收方(112、113;122、123;
132、133)被設立為:從所述至少兩個存儲單元(200;300;400)的第二存儲單元(300;400)的
第一存儲位(301;401)讀取數據(D)并且處理來自所述至少兩個存儲單元(200;300;400)的
第二存儲單元(300;400)的第一存儲位(301;401)的數據(D)。
5.根據權利要求4所述的數據網絡(100),其中,所述要發送的數據(D)不包含所述至少
一個接收方(112、113;122、123;132、133)的地址和/或不包含所述至少兩個存儲單元(200;
300;400)的第二存儲單元(300;400)的多個存儲位(301、302、303、401、402、403)的存儲位
的地址。
6.根據權利要求4或5所述的數據網絡(100),其中,所述至少兩個存儲單元(200;300;
400)的第二存儲單元(300;400)被設立為:向所述至少兩個存儲單元(200;300;400)的第一
存儲單元(200)登記,以接收數據(D)。
7.根據權利要求4至6之一所述的數據網絡(100),其中,所述發送方和所述第一存儲單
元(200)是第一計算單元(110)的部分,并且其中所述第二存儲單元(300)和至少一個接收
方(122、123)是第二計算單元(120)的部分。
8.根據權利要求4至7之一所述的數據網絡(100),所述數據網絡(100)被構造為多核或
者眾核系統(110;120;130)。
9.根據權利要求4至8之一所述的數據網絡(100),所述數據網絡(100)被構造為控制設
備(110),其中發送方(111)和接收方(112、113)是在所述控制設備上的軟件過程。
10.根據權利要求4至9之一所述的數據網絡(100),所述數據網絡(100)具有多個控制
設備(110、120、130),其中發送方(111)和接收方(122、123;132、133)是在所述多個控制設
備的不同控制設備上的軟件過程。
11.根據權利要求4至10之一所述的數據網絡(100),所述數據網絡(100)是機動車數據
網絡的部分。

說明書

自動倍增存儲位的內容的存儲單元和具有其的數據網絡

技術領域

本發明涉及一種存儲單元以及一種具有至少兩個這種存儲單元、一個發送方和至
少一個接收方的數據網絡。

背景技術

如微控制器或者通常為集成電路(IC)那樣的計算單元可包括所謂的多核
(Multicore)處理器。在此,多個處理器核可被集成在唯一的芯片(管芯(Die))上。處理器核
大多包括算術邏輯單元(ALU),所述算術邏輯單元(ALU)表示用于實施任務、程序、計算指令
等等的真正的電子計算器并且此外還表示局部存儲器,大多只有相應的處理器核可以訪問
所述局部存儲器。計算單元也可以包括全局存儲器,所有的處理器核都可以訪問所述全局
存儲器。

在用于嵌入式系統的單核或者多核處理器中,在兩個軟件實施過程之間的通信總
是可以追溯到對已知的存儲位的讀和寫。這不僅適用于通過全局變量的通信,在那里在其
上存放有變量的存儲器地址必須是已知的,而且適用于通過消息通道的通信,所述通過消
息通道的通信在最底層上又以通過這些位的直接的(或者間接的)尋址來讀和寫已知的存
儲位為基礎。在后者、即通過通信通道進行消息交換的情況下,軟件層承擔對消息的分發。
為此,該軟件層例如依據存儲表格來存儲哪個消息應該被寫到哪個存儲器地址上或應該聯
合地(im Verbund)被發送給哪個其它的處理器。例如,軟件過程將消息存儲在局部緩沖區
中并且將該緩沖區包括諸如目標地址那樣的所有需要的信息在內交給操作系統中的功能
或者直接交給主管例如網卡的硬件驅動器中的功能,所述目標地址可以或者是存儲器地址
或者是網絡地址。操作系統或者硬件驅動器取(nehmen)該緩沖區并且將它或者寫到目標存
儲器地址中或者寫到硬件緩沖區中,所述硬件緩沖區接著將所述數據寄送到網絡中。這在
數目多的接收方的情況下是相對花費多的。

發明內容

按照本發明,建議了一種具有獨立專利權利要求的特征的存儲單元以及具有至少
兩個這種存儲單元、一個發送方和至少一個接收方的數據網絡。有利的構建方案是從屬權
利要求以及隨后的描述的主題。

在采用按照本發明的存儲單元的情況下不必要的是:所述至少一個接收方或者其
它進行接收的存儲單元的(多個)存儲器或者網絡地址在發送方處是已知的。因而,優選地,
要發送的數據(Datum)不需要包含至少一個接收方的地址和/或其它進行接收的存儲單元
的地址。消息分發自動地通過作為硬件裝置的存儲單元發生,并且這不是只寄送給一個接
收方,而是優選地寄送給多個接收方,發送方不一定必須知道所述多個接收方的存在。該發
送方只需要將消息寫到該發送方已知的存儲位(存儲單元的存儲位)上。緊接著,該存儲單
元承擔將消息自動轉發給數目可配置的其它的存儲單元。該存儲單元優選地被構造為集成
電路的部分。

該存儲單元可以不僅在同一計算單元(例如眾核或多核處理器(Many- bzw.
Multicore-Prozessor))之內也在不同的計算單元(例如網絡)之間分發數據。

如果發送方和接收方是同一計算單元的部分(例如處理器核),那么因此軟件層可
以被脫離并且計算單元的操作系統可以被卸載,由此節約計算時間。

在按照本發明的解決方案中,數據不是由傳統意義上的發送方寄送給多個接收
方,而是優選地只被寄送給如下存儲單元:所述存儲單元接著自給自足地進行其它的分發。
然而在這種情況下也不涉及高速緩存(Cache)解決方案,因為與高速緩存相反地涉及源的
真正的、獨立的副本(Kopie),所述源的真正的、獨立的副本可以任意地被改變和被處理。

換句話說,本發明建議了一種主動的第一存儲單元,所述主動的第一存儲單元在
寫上第一存儲位時自動地將數據轉發給其它的第二存儲單元的多個預先給定的第一存儲
位或將數據復制到所述其它的第二存儲單元的多個預先給定的第一存儲位中。尤其是,進
行接收的第二存儲單元中的一個或者多個可以是如第一或者另一計算單元那樣的同樣的
計算單元的部分。尤其是,在第一種情況下,發送方和接收方是同樣的計算單元的不同的核
或是在同樣的計算單元的不同的核上運行的軟件過程,在第二種情況下,發送方和接收方
在不同的計算單元上。

有利地,所述第二存儲單元被設立為向第一存儲單元登記,以接收數據。可替換地
或者附加地,有利地,所述至少一個接收方被設立為向第一存儲單元登記,以接收數據。因
此,例如可能的是:對此感興趣的接收方或它們的所屬的存儲單元(類似“發布訂閱
(Publish-Subscribe)”機制)向主管確定的數據的存儲單元登記,以便同樣被送交有數據。
在這種情況下,不必涉及具有第一(最初的)存儲位的同樣的(主機(Master))存儲單元,而
是該注冊可以在每個其它的(從機(Slave))存儲單元上進行,所述每個其它的(從機)存儲
單元都參與了數據的轉發。經此,在例如網絡中或者在總線上的通信被減少并且發送方被
卸載,因為該發送方不必編輯(bearbeiten)所有的注冊詢問。

為了接收被給予的業務(所謂的服務(Service)、軟件過程)的數據,軟件層可以以
傳統的方式提供“發布-訂閱”機制。在這種情況下,該業務提供(發布)數據而對該數據感
興趣的客戶端或者直接向該業務注冊(訂閱)或者向軟件層注冊(訂閱),以便在提供時接收
這些數據。

然而,可替換于此地,也可以設置靜態配置,其中相應的目標存儲單元的地址固定
地被寄存在相應的輸出存儲單元中和/或其中相應的接收方固定地與相應的存儲單元相聯
系。這使得動態注冊不必要并且尤其是在機動車中是非常有利的,在所述機動車中,通常在
帶端上的所參與的計算單元是已知的并且不再改變。另一優點是:現在,不再存在對主管其
它的感興趣者的消息轉發或注冊的軟件層的需求。通過本發明,由于詳細說明多個地址可
能用硬件實現組播。因為發送方的處理器在發送數據時被卸載,所以通過多個存儲單元的
級聯可以更快速地并且更有效地在發送方與多個接收方之間交換消息。

除此之外,通過相對應的經過多個存儲單元的路由(Routing)還可以實現容錯的
消息送交,因為在這種情況下不再只存在一條從發送方到接收方的路線,而是針對中間站
停止運轉的情況存在數目可配置的替換路線。

在機動車中,本發明顯示出特別的優點,因為在那里常常多個具有計算單元的控
制設備必須進行通信。機動車中的控制設備承擔多個不同的功能性。例如,發動機控制設備
可以承擔對內燃機和/或電動機的控制或者制動控制設備可以承擔對制動的控制。駕駛輔
助控制設備可以實施不同的駕駛輔助功能,如雷達、攝像機、停車輔助、防抱死系統(ABS)、
驅動防滑調節(ASR)、電子穩定性控制(Electronic Stability Control(ESC))、自適應巡
航控制(Adaptive Cruise Control(ACC))等等。此外,控制設備還可以被設置用于底盤
(Chassis)系統,所述底盤系統例如可以承擔對安全氣囊(Airbag)的控制。

本發明的其它的優點和構建方案從說明書和隨附的附圖中得到。

附圖說明

本發明依據附圖中的實施例示意性地被示出并且在下文參考附圖被描述。

圖1示出了按照本發明的具有兩個存儲單元、一個發送方和多個接收方的數據網
絡的優選實施形式。

具體實施方式

在圖1中,按照本發明的數據網絡的優選實施形式示意性地被示出并且用100標
明。數據網絡100具有第一計算單元110(例如機動車控制設備的眾核系統)、第二計算單元
120(例如另一機動車控制設備的眾核系統)和第三計算單元130(同樣例如又一機動車控制
設備的眾核系統)。元件110和/或120和/或130也可以是同樣的計算單元的組成部分(例如
單個眾核系統中的核)或者也可以是同樣的存儲器的組成部分。在那里,本發明也能夠有利
地被采用,以減少交叉核通信(Cross-Core-Kommunikation),因為交叉核只可以被寫一次
但是可以多次在本地被讀取。

尤其是,可以起到發送方的作用和/或起到接收方的作用的軟件過程運行在每個
計算單元上。示例性的軟件過程用111、112和113示出,所述示例性的軟件過程在眾核系統
上被實施。在此,軟件過程111起到數據D的發送方的作用,而軟件過程112、113起到數據D的
接收方的作用。示例性的發送方是讀出轉速并且將該轉速提供給其它過程的過程。該值例
如由所有的過程讀取,所述過程必須做出與轉速有關的判定(例如計算噴射量或者噴射時
間點)。

按照本發明的存儲單元的優選實施形式用200示出并且是計算單元110的部分。存
儲單元200具有第一存儲位201和兩個第二存儲位202和203。第一存儲位201用于容納數據,
第二存儲位202和203包含按照本發明的存儲單元的其它優選實施形式300、400的地址,來
自第一存儲位201的數據應該被復制給所述地址或被復制到所述地址中。該存儲單元200被
設立為:每當第一存儲位201被寫上時或第一存儲位201一被寫上,就將第一存儲位201的內
容(這里是數據D)自動地復制到其它的或第二存儲單元300、400的借助于所述兩個第二存
儲位202和203中的地址所限定的第一存儲位301、401中。所述第一存儲位301和401可以與
第一存儲位201無關地被寫上并且被讀出。尤其是,改變存儲位301或者401的內容對存儲位
201的內容沒有影響。

接收方112和113被設立為從第一存儲位201讀取數據D并且處理來自第一存儲位
201的數據D。所述讀取對應于常見的對存儲器地址中的數據的讀取。在該圖中,雖然在控制
設備110中只示出了兩個接收方,然而可以涉及任意多個接收方并且(根據發送方和根據要
發送的數據)也可以涉及可變的發送方和接收方。

此外,在圖1中還示出了:存儲單元200通過網絡連接140也將數據D傳輸給第二控
制設備120中的第二存儲單元300,并且在那里將數據D復制到第一存儲位301中。存儲單元
300同樣被設立為:每當第一存儲位301被寫上時,就將第一存儲位301的內容自動地復制到
還有其它的存儲單元(未示出)的借助于第二存儲位302和303中的地址所限定的第一存儲
位中。所述還有其它的存儲單元的第一存儲位也可以與第一存儲位301無關地被讀出并且
被寫上;同樣,第一存儲位301也可以與第一存儲位201無關地被讀出并且被寫上。

在控制設備120中,軟件過程122和123被示出為接收方,所述接收方從第一存儲位
301讀出數據并且處理來自第一存儲位301的數據。

此外還示出了:存儲單元200通過網絡連接140也將數據D傳輸給第三控制設備130
中的第二存儲單元400并且在那里將數據D復制到第一存儲位401中。存儲單元400同樣被設
立為:每當第一存儲位401被寫上時,就將第一存儲位401的內容自動地復制到還有其它的
存儲單元(未示出)的借助于第二存儲位402和403中的地址所限定的第一存儲位中。所述還
有其它的存儲單元的第一存儲位也可以與第一存儲位401無關地被讀出并且被寫上;同樣,
第一存儲位401也可以與第一存儲位201無關地被讀出并且被寫上。

在控制設備130中,軟件過程132和133被示出為接收方,所述接收方從第一存儲位
401讀出數據并且處理來自第一存儲位401的數據。

例如,車輛速度作為ABS/ESP控制設備(例如110)的數據通過車輪轉速被確定并且
通過總線/網絡被傳輸到發動機控制設備(例如120)或者被傳輸到舒適性控制設備(例如
130)。接著,與之相關的功能(例如132)(諸如門鎖裝置)在那里可以在超過確定的速度時被
實現。

通過該實施形式減少了例如可以被實現為CAN總線或者Flexray總線的網絡140中
的通信,因為數據D必須只有還在所參與的存儲單元200、300、400之間被傳輸一次并且所述
分別進行接收的存儲單元(這里為300或400)進行在計算單元(這里為120或130)之內的數
據分發。同時,發送方被卸載,因為該發送方不必須編輯所有的注冊詢問。

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