一种数据处理网络(1)，所述数据处理网络用于冗余地且以经验证的方式执行多个彼此相继的数据处理步骤(2)，所述数据处理步骤分别用于由输入数据(3)生成输出数据(4)，其中，第一数据处理步骤(2)的输出数据(3)至少部分地同时是另外的数据处理步骤(2)的输入数据(3)，其中，为了执行每个数据处理步骤(2)，设置有至少一个第一数据处理模块(5)和第二数据处理模块(6)，其中，所述数据处理网络(1)此外具有比较器模块(7)，其中，所述第一数据处理模块(5)和所述第二数据处理模块(6)设立用于，向所述比较器模块(7)传送各个数据处理步骤(2)的控制参数(8)，并且所述比较器模块(7)设立用于，执行由所述第一数据处理模块(5)和所述第二数据处理模块(6)传送的彼此相应的控制参数(8)的至少一个比较，并且基于所述比较提供至少一个经同步的控制参数(9)，所述经同步的控制参数包含关于所执行的至少一个数据处理步骤(2)的控制信息。的控制信息。的控制信息。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于数据处理的数据处理网络
技术介绍
[0001]用于驾驶员辅助或者自动化驾驶的系统由许多单个的软件单元组成，所述软件单元通常在数据流方面可以借助图表来描述。所述软件单元(通常也被称为可运行线程、节点或者数据处理部件)的突出之处在于，处理输入数据的集合并且由此产生输出数据的集合。
[0002]在先前提到的系统中，在由数据处理部件组成的图表中对传感器的输入数据进行处理，该图表在静态视图中将数据流可视化，所述传感器例如是雷达或者视频。
[0003]不同的软件单元有规律地形成复杂的数据处理网络，借助该数据处理网络来处理传感器数据，以便基于传感器数据执行行动。这样的行动可以例如是在车辆的自主的驾驶操作的框架中的控制任务。在数据处理网络中的数据处理通常包括多个彼此关联(voneinander aufbauend)的数据处理步骤或者数据处理任务，所述数据处理步骤或者数据处理任务借助数据处理部件来实施。
[0004]作为对驾驶员辅助系统和(高度)自动化驾驶(HAD)的功能安全性的要求的一部分，用于系统性的和零星发生的硬件故障的概率不得大于预给定的频率，该频率与风险和系统功能的能够预期的损坏有关。由于新开发的驾驶员辅助系统有规律在大量车辆中彼此并行地使用，并且能够在整个相应配备的车队方面评估风险，因此，出现硬件故障的可接受的概率是特别低的。
[0005]与如今的高端处理器相比，常见的、可用的、符合该安全级别的微控制器的计算能力是非常有限的。所述微控制器的最大节拍为大约10％(300MHz对3GHz)，并且缺少内部的优化器，所述优化器在现成的微处理器(μP)中是标准并且对其性能起着重要作用。
[0006]由此出发，应描述一种新型的用于构造用于机动车的数据处理网络的方案，该方案处理(adressieren)用于这种类型的安全级别的常见的可用的微控制器的有限的计算能力的解决方案。
技术实现思路
[0007]在此描述一种数据处理网络，该数据处理网络用于冗余地且以经验证的方式执行多个彼此相继的数据处理步骤，所述数据处理步骤分别用于由输入数据生成输出数据，其中，第一数据处理步骤的输出数据至少部分地同时是另外的数据处理步骤的输入数据，其中，为了执行每个数据处理步骤，设置有至少一个第一数据处理模块和第二数据处理模块，其中，该数据处理网络此外具有比较器模块，其中，第一数据处理模块和第二数据处理模块设立用于，向比较器模块传送各个数据处理步骤的控制参数，并且比较器模块设立用于，执行由第一数据处理模块和第二数据处理模块传送的彼此相应的控制参数的至少一个比较，并且基于该比较提供至少一个经同步的控制参数，该经同步的控制参数包含关于所执行的至少一个数据处理步骤的控制信息。
[0008]在所描述的数据处理网络中能够实现，基于硬件实现软件锁步，该硬件本身不满足相应的要求(例如ASIL
‑
D相符性)。这尤其对于如下数据处理网络是成功的：所述数据处理网络的数据处理要求高计算能力，对于所述高计算能力，通常需要具有非常高效率的硬
件。
[0009]基本方案是，为第一数据处理模块和第二数据处理模块分别使用彼此分开的硬件(彼此分开的核)，所述硬件具有高计算能力并且均执行相同的计算。通过比较器模块进行所述计算的比较，并且只有在计算结果相同的情况下，才将该计算结果用于数据处理网络中的另外的数据处理。根据控制参数由数据处理模块监控该相同性，为了控制数据处理的控制流，在数据处理网络中使用经同步的控制参数。
[0010]如下点通常也被称为同步点：在所述点上，第一数据处理模块和第二数据处理模块提供控制参数，以便然后将这些控制参数转发给比较器模块。
[0011]如已经解释过的那样，在此描述的方法涉及所谓的软件锁步。软件锁步应与硬件锁步区分开。对于硬件锁步，需要明显更复杂的硬件。
[0012]在此不要求的硬件锁步通常如此实现，即使用硬件，该硬件将在该硬件上运行的软件程序的每个计算步骤实施两次。这意味着，软件程序本身在硬件上仅运行一次。运行系统只看到相应的软件程序的一个实例。硬件在一个运行系统层面下方将软件的每个步骤实施两次。
[0013]与此相比，在此描述的软件锁步意味着，将该程序实施两次，更确切地说在运行系统层面上实施两次。必要时，也可以运行两个彼此独立的运行系统(在具有第一硬件/核的第一数据处理模块上的第一运行系统和在具有第二硬件/核的第二数据处理模块上的第二运行系统)，所述运行系统将相应的数据处理步骤分别实施(并且因此实施两次)。
[0014]软件锁步也可以在运行系统上运行，其中，然后必要时在运行系统的层面上给出如下指示：为两次实施使用不同的硬件(两个不同的核)。
[0015]如果存在两个实例，所述实例能够在没有硬件改变的情况下复制/增多，则实施两次指的是所谓的软件锁步。硬件锁步总是意味着，为了附加的冗余的实施，附加的硬件(电路、晶体管等)也必须是必要的，所述附加的硬件位于运行系统层面的下方，所述附加的硬件对于运行系统而言不能够被识别为彼此分开的，而是从运行系统的角度看像是硬件。即，通过使用硬件锁步，总是需要至少两倍数量的晶体管，以便实现与在不具有硬件锁步的情况下相同的效率。
[0016]通过所描述的数据处理网络或借助所描述的数据处理网络，锁步方案在控制器/处理器上也是可能的，所述控制器/处理器不是专门为此开发的。
[0017]然而，正常情况是，借助相同的软件来实施第一数据处理模块和第二数据处理模块，并且也就其规格而言使用相同的硬件(相同的核)。如果相应的数据处理模块或作为基础的硬件正确地正常工作，则相同的输入数据在两个数据处理模块中也产生相同的输出数据。
[0018]如果软件锁步用于(接近)实时应用，则许多已知的架构基于时间片网格，在所述时间片网格中，对计算步骤的处理在任何情况下都不得超过预给定的框架。在该背景下，通常谈到所谓的WCET(WCET＝Worst Case Execution Time，最坏执行时间)。在此，先验地规定，在时间片中以何种顺序实施哪些计算步骤。由于计算步骤是预先已知的，因此，所使用的两个单元可以并行地实施计算步骤。通常，存在如下高的易变性：用于处理输入数据以产生输出数据的计算花费有多大。例子是用于求取所有可见的交通标志的图像分析的情况。例如，如果一百个交通指示牌同时可见，则用于执行这样的分析的数据处理步骤所需要的
时间比在只有两个交通指示牌位于可视区域中的情况下长得非常多。在常见的软件锁步方案中，时间片必须根据WCET如此设计，使得对于所有能够考虑的相关的情况，无论如何设置足够的时间，用于执行数据处理步骤。
[0019]与此相比，数据驱动的系统更灵活，但是，在所述数据驱动的系统中，实施顺序可能与在先的计算的结果和持续时间有关。然后，计算步骤的顺序不再是先验地已知的。对于SW锁步，该性能意味着，可能的分支点始终也必须是同步点。在并行使用计算单元的情况下，在此，在下一个步骤安全地确定并且可以实施之前，计算步骤的结果才始终需要是被验证的。<本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种数据处理网络(1)，所述数据处理网络用于冗余地且以经验证的方式执行多个彼此相继的数据处理步骤(2)，所述数据处理步骤分别用于由输入数据(3)生成输出数据(4)，其中，第一数据处理步骤(2)的输出数据(3)至少部分地同时是另外的数据处理步骤(2)的输入数据(3)，其中，为了执行每个数据处理步骤(2)，设置有至少一个第一数据处理模块(5)和第二数据处理模块(6)，其中，所述数据处理网络(1)此外具有比较器模块(7)，其中，所述第一数据处理模块(5)和所述第二数据处理模块(6)设立用于，向所述比较器模块(7)传送各个数据处理步骤(2)的控制参数(8)，并且所述比较器模块(7)设立用于，执行由所述第一数据处理模块(5)和所述第二数据处理模块(6)传送的彼此相应的控制参数(8)的至少一个比较，并且基于所述比较提供至少一个经同步的控制参数(9)，所述经同步的控制参数包含关于所执行的至少一个数据处理步骤(2)的控制信息。2.根据权利要求1所述的数据处理网络(1)，其中，对所述控制参数(8)的比较(9)包括身份检查，并且经同步的控制参数(9)以来自所述第一数据处理模块(5)和所述第二数据处理模块(6)的控制参数(8)的身份为前提。3.根据权利要求1或2所述的数据处理网络(1)，所述数据处理网络设立用于，使用由所述比较器模块(7)提供的经同步的控制参数(9)，以便控制借助所述数据处理网络(1)的另外的数据处理步骤(10)进行的对所述输出数据的另外的数据处理。4.根据上述权利要求中任一项所述的数据处理网络(1)，其中，所述经同步的控制参数(9)是有效性参数，所述有效性参数包含关于所执行的至少一个数据处理步骤(2)的有效性信息。5.根据上述权利要求中任一项所述的数据处理网络(1)，所述数据处理网络此外具有至少一个顺序化模块(11)，所述顺序化模块设立用于，分别对来自所述数据处理模块(5，6)和/或所述数据处理步骤(2，10)的控制参数(8)进行分类和同步并且然后以具有分类的方式向所述比较器模块(7)转发所述控制参数，以便所述比较器模块(7)能够与如下顺序无关地求取经同步的控制参数(9)：所述数据处理模块(5，6)已以所述顺序实施所述数据处理步骤(2，10)。6.根据上述权利要求中任一项所述的数据处理网络(1)，其中，借助第一硬件部件(12)实现第一数据处理模块(5)，借助第二硬件部件(13)实现第二数据处理模块(6)，其中...
【专利技术属性】
技术研发人员：S，
申请(专利权)人：罗伯特，
类型：发明
国别省市：
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