[发明专利]用于借助于以太网标准在机动车辆中传输安全相关数据的方法和控制设备

说明书

本发明涉及用于在机动车辆中借助于以太网标准将安全相关数据从发送器经由至少一个中间节点传输给接收器的方法和控制设备，其中由发送器以以太网数据包发送安全相关数据，其中以太网数据包包括具有数据内容的以太网帧，并且数据内容包含通信信息和数据，每个中间节点接收以太网数据包，分析来自数据内容的通信信息的至少一部分,并且在所接收的以太网数据包中鉴于安全相关数据的数据类型的存在时，每个中间节点至少一次复制以太网帧，并且继续发送以太网数据包，并且接收器接收以太网数据包，并且分析来自数据内容的通信信息并且如果接收器基于所分析的通信信息是安全相关数据的接收器，那么分析来自数据内容的数据。

技术领域

本发明涉及用于借助于以太网标准、尤其以太网标准IEEE 802.3在机动车辆中传输安全相关数据的方法，所述以太网标准IEEE 802.3必要时结合标准IEEE 802.1 Q也被称作IEEE 802.3 MAC 标记。在机动车辆中，经由至少一个也称作“交换机（Switch）”或“桥接器（Bridge）”的中间节点将安全相关数据从发送器传输到接收器。一般而言，发送器、接收器和中间节点是控制设备，所述控制设备承担数据传输的功能以及必要时附加的功能。

背景技术

在用于传输的方法中规定，由发送器以以太网数据包发送安全相关数据，其中以太网数据包包括具有数据内容的以太网帧。数据内容包含通信信息和数据。

主要的通信信息是目标地址、发送器地址以及以太网类型，所述以太网类型描述以太网帧的有效载荷（也即其子协议）。其他数据包含安全相关数据的要传输的内容以及必要时控制字段、例如校验和。

在传输的范围内，所述中间节点或者每个中间节点接收以太网数据包，并且分析来自数据内容的至少一部分通信信息。目标地址、发送器地址和以太网类型尤其被读取，并且在进一步处理数据包时被考虑。进一步处理尤其根据所分析的通信信息来转发以太网数据包。

当接收器接收到以太网数据包并且分析来自数据内容的通信信息时，安全相关数据的传输结束。如果该接收器基于这些所分析的通信信息实际上是安全相关数据的接收器，那么来自数据内容的数据也被分析，因为安全相关数据的传输以此终止。在中间节点中、也即在安全相关数据的传输期间不发生这种内容上的分析。仅仅有错误的帧（CRC错误）在这里将会已被丢弃。

上述的方法对应于如在http://standards.ieee.org下定义的并且通常可用的以太网标准IEEE 802.3。

本发明的背景是，以太网也越来越多地作为新的联网技术在汽车中被使用。代替以太网，目前在汽车中使用专有实时总线用于数据通信，所述总线由于期望的安全性引起通信网络的比较复杂的架构。为此，用作实时通信总线的FlexRay总线提供冗余的信道，用于提高故障安全性。

为了以太网能够替代目前在汽车中所使用的实时通信总线并且通过规模效应（Skaleneffekte）导致总体上不太复杂的架构，以太网也必须支持用于实现冗余的功能。这尤其在未来的辅助功能方面有更重要的意义，因为所规划的辅助功能有时应当完全承担对车的控制。这需要通信信道上的相应的冗余和高的安全性。在此，不仅硬件（例如双重传感器、双重电缆敷设）而且软件（分布式虚拟系统）能够冗余地被设计。

如今以太网已经提供功能、例如STP（生成树协议（Spanning Tree Protocol））和RSTP（快速生成树协议（Rapid Spanning Tree Protocol）），以便如果通信路径例如由于不再起作用的线缆或链路而受到干扰，那么在网络中发现新的通信路径。这当然仅当在网络中另一通信路径在物理上可供使用时才是可能的。在这样的情况下，STP或者RSTP协议允许在连续的运行中的快速切换。此外，在以太网应用的范围中，中继（Trunking）功能被描述，以便捆绑线路。

但是由于以太网最初是针对另外的目的被开发的，所以以太网本来不提供通过当前汽车中的专有通信总线实现的故障安全性。