用于使至少两个设备的时钟同步的方法技术

本发明专利技术涉及一种用于使车辆(100)的分布式网络(N)中的至少两个设备(A，B)的时钟同步的方法，包括以下步骤：

【技术实现步骤摘要】
用于使至少两个设备的时钟同步的方法


[0001]本专利技术涉及一种用于使车辆的分布式网络中的至少两个设备、尤其是控制设备的时钟同步的方法。此外，本专利技术涉及一种相应的计算机程序产品，当在车辆的控制单元的处理器上实施时，该计算机程序产品用于执行这种方法。此外，本专利技术涉及一种用于车辆的相应的网络。此外，本专利技术涉及一种具有相应网络的相应的车辆。

技术介绍

[0002]现代车辆往往包括多个设备，例如：例如控制设备，其接管对驾驶员辅助系统、安全系统、舒适功能等的电子控制。控制设备接收来自不同车辆设备的传感器和操作元件的信号，评估这些信号并且控制车辆设备，以便引入特定的功能。车辆中的一些功能需要同时控制多个车辆设备，例如车前区照明装置和空调装置，以便例如车辆准备投入使用；例如门禁系统和相应的存在感测传感器和/或运动感测传感器；例如发动机控制器和用于发动机压力、转速或温度等的传感器。在这些情况下，需要同步地询问来自不同传感器的信号。出于这个原因，需要使多个控制设备的时钟同步。在此，必须确保，同步在网络安全方面是可靠的。用于同步多个设备的时钟的方法通常需要在控制设备之间交换多个消息。在具有缓慢的加密和/或具有难以预测的经历时间的加密的系统中，不能和/或不能足够快和/或不能足够安全地执行对各个消息的单独的认证。

技术实现思路

[0003]因此，本专利技术要解决的技术问题是，提供一种用于使车辆的分布式网络中的至少两个设备、尤其是控制设备的时钟同步的改进的方法，该方法至少部分地克服上述缺点。本专利技术要解决的技术问题尤其是，提供一种用于使车辆的分布式网络中的至少两个设备、尤其是控制设备的时钟同步的改进的方法，该方法能够简单、快速、可靠和安全地执行并且该方法需要小的计算开销。此外，本专利技术要解决的技术问题是，提供一种用于执行这种方法的相应的计算机程序产品。此外，本专利技术要解决的计算问题是，提供一种用于车辆的相应的网络。此外，本专利技术要解决的技术问题是，提供一种具有相应网络的相应的车辆。
[0004]根据本专利技术的上述技术问题通过以下来解决：一种根据本专利技术的用于使车辆的分布式网络中的至少两个设备、尤其是控制设备的时钟同步的方法；一种根据本专利技术的用于执行该方法的计算机程序产品；一种根据本专利技术的用于车辆的相应的网络以及一种根据本专利技术的具有相应的网络的车辆。在此，结合本专利技术的各个方面所描述的特征当然也结合本专利技术的其他方面适用，并且分别反之亦然，使得关于本专利技术的各个方面的公开总是相互参照或可以相互参照。
[0005]本专利技术根据第一方面提供：一种用于使车辆的分布式网络中的至少两个设备的时钟(同样可以被称为时间传感器、时钟发生器和/或时钟计数器)同步的方法，至少两个设备尤其包括第一设备和第二设备，它们优选地为控制设备的形式，例如车辆的单个或多个传感器和/或装置和/或辅助系统的控制设备的形式，该方法包括以下步骤，该步骤优选可以
分两个阶段执行：
[0006](阶段1，未加密的或未经认证的，用于时钟的同步)：
[0007]‑
在至少两个设备之间建立未加密通信，以确定至少两个设备的时钟之间的时间差，
[0008]‑
通过未加密通信在至少两个设备之间交换消息，该消息例如包括从第一设备到第二设备的至少一个请求(作为消息)和从第二设备到第一设备的至少一个响应(作为消息)或多个请求和响应，
[0009]其中特别地，消息用于同步至少两个设备的时钟，例如根据Cristian的算法，
[0010]和/或其中优选地，消息设置有时间戳，用于计算在发送请求和接收对应的响应之间的循环时间或往返时间(Round
‑
Trip
‑
Time)，
[0011]‑
特别地确定消息的消息对的、优选地合适的消息对的循环时间或往返时间，该消息对的循环时间优选对应于用于同步的期望精度，
[0012]‑
借助消息、尤其借助特定的循环时间、优选地合适的消息对的循环时间，确定至少两个设备的时钟之间的时间差(也可以被称为偏移)，例如在至少两个设备中的第一设备上进行，该第一设备例如首先被激活(和/或在第二设备上进行)；
[0013](阶段2，加密的，用于随后的同步认证)：
[0014]‑
在至少两个设备之间建立加密通信，以认证消息的交换，
[0015]‑
优选地通过在至少两个设备处交换和比较针对所发送的消息和/或所接收的消息的哈希值来认证已经用于确定时间差的消息、特别是在确定时间差之前已经交换的消息，
[0016]其中特别地，优选地通过加密通信或还总是通过未加密通信，共同地或单独地映射、交换和/或比较针对所发送的消息和/或所接收的消息的至少两个设备上的哈希值，
[0017]‑
如果已成功完成对所交换的消息的认证，则由至少两个设备中的至少一个或由两个设备使用所确定的时间差作为同步结果。
[0018]在本专利技术的范围内可以想到，至少两个设备中的每个设备可以自身确定时间差。为此还可以规定，优选通过加密通信在至少两个设备之间交换所确定的时间差。
[0019]还可以想到，仅一个设备，其例如首先激活，作为中央控制设备(所谓的时间服务器)可以确定时间差。为此还可以规定，所计算的时间差(dt)由已经确定时间差的该设备优选地通过加密通信传输给至少两个设备中的另一设备。当中央控制设备被称为第一设备时，在本专利技术的范围内可以设置至少一个另外的步骤：
[0020]‑
优选地通过加密通信将所确定的时间差从至少两个设备中的第一设备传输到第二设备。
[0021]根据本专利技术的方法的步骤，特别是在各个阶段内，可以以预先给定的顺序或以改变的顺序执行。有利地，根据本专利技术的方法的步骤可以至少部分地同时地、彼此错开地或相继地执行。优选地，可以重复地执行根据本专利技术的方法的步骤，该方法特别是包括两个阶段，以便能够实现时钟的反复的同步。例如，该方法可以周期性地和/或以规则的时间间隔执行。
[0022]在本专利技术的意义上的认证是指如下消息(或验证)，该消息来自授权的发送者并且消息没有被伪造。第一设备可以向第二设备表明其真实性。然后，第二设备可以向第一设备
证明或确认所声称的真实性。在认证中的方法技术过程可以在本专利技术的意义上称为认证。
[0023]用于阶段1的可能的用于同步时钟的算法、例如Cristian算法基于消息的交换。每个消息都包含时间戳。通过比较消息的时间戳(和/或到达时间点和/或发送时间点)，计算时钟之间的相对时间差。该时间差即为同步结果。每个消息交换都具有一定的延迟，即所谓的往返时间，以便以请求的形式从进行发送的设备到达目的地并且以响应的形式从目的地返回。本专利技术意义上的请求和响应可以具有相同的内容或不同的内容。此外，往返时间可以具有一定的波动(Jitter)，该波动同样可以被称为在传输数字信号时的时间时钟波动。这点有利地可以在评估中进行考虑。为了补偿时钟的不一致的运行速度(在下文中也被称为时钟漂移)，可以监控一次建立的同步本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于使车辆(100)的分布式网络(N)中的至少两个设备(A，B)的时钟同步的方法，包括以下步骤：
‑
在所述至少两个设备(A，B)之间建立未加密通信(K1)，以确定所述两个设备(A，B)的时钟之间的时间差(dt)，
‑
通过所述未加密通信(K1)在所述至少两个设备(A，B)之间交换消息(ai，bi)，
‑
借助所述消息(ai，bi)确定所述至少两个设备(A，B)的时钟之间的时间差(dt)，
‑
在所述至少两个设备(A，B)之间建立加密通信(K2)，以认证消息(ai，bi)的交换，
‑
认证所述消息(ai，bi)，所述消息用于确定所述时间差(dt)，
‑
如果已成功完成对所交换的消息(ai，bi)的认证，则使用所确定的时间差(dt)。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，如果所述认证失败，则丢弃所计算的时间差(dt)，和/或如果所述认证失败，则重新启动所述方法。3.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，周期性地和/或有规律地执行所述方法，和/或所述方法能够根据所述车辆(100)的使用者的期望手动地开始，和/或所述方法通过所述至少两个设备(A，B)中的首先激活的和/或被激活的设备自动启动。4.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，执行用于使多于两个的设备(A，B)的时钟同步的方法，其中，从所述多于两个的设备(A，B)中选择中央控制设备，所述中央控制设备控制所有时钟的同步，和/或其中，针对所述多于两个的设备(A，B)中的相应一对分别选择中央控制设备，所述中央控制设备控制所述同步。5.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，执行用于使以下设备(A，B)的时钟同步的方法，所述设备(A，B)集成在所述车辆(100)中和/或通过用户与所述车辆(100)的分布式网络(N)耦合，和/或执行用于使用于期望的车辆功能的设备(A，B)的时钟同步的方法。6.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述未加密通信(K1)有线地和/或无线地执行，和/或所述加密通信(K2)借助用于安全数据传输的加密协议来执行。7.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述消息(ai，bi)在所述至少两个设备(A，B)中存储在共同的存储器中或者分别存储
在用于所发送的消息(ai，bi)和/或所接收的消息(ai*，bi*)的两个不同的存储器中，和/或所述消息(ai，bi)设置有指示器。8.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，为了认证已用于确定所述时间差(dt)的消息(ai，bi)、特别是直到计算所述时间差(dt)为止已交换的消息(ai，bi)，在所述至少两个设备(A，B)处比较针对所发送的消息(ai，bi)和/或所接收的消息(ai*，bi*)的哈希值(Ha，Ha*，Hb，Hb*)。9.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述至少两个设备(A，B)中的每个设备将所有发送的消息(ai，bi)和所有接收的消息(ai*，bi*)映射到共同的哈...

【专利技术属性】
技术研发人员：A马塞斯瓦兰，J埃尔贝里奇，R瓦尔格斯，
申请(专利权)人：大众汽车股份公司，
类型：发明
国别省市：